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《北京交通大学》 2011年
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基于ARM和MFAC的温室控制系统设计及实现

杨地勇  
【摘要】:中国是一个拥有13亿人口的发展中农业大国,农业在中国历来被认为是安天下、稳民心的战略产业。而传统的农业发展模式已经不能满足社会发展的需要,因此只有依靠高科技手段来发展现代农业,才能为社会发展提供所需的物质基础。发展现代农业就是要利用温室环境来增加单位面积土地上的产出,提高农产品质量。在温室的构成中,温室控制系统是最重要的组成部分。目前所出现的温室控制系统,普遍都需要对温室环境进行数学建模,然后再利用传统的控制理论进行控制,因此温室控制系统的控制效果与温室环境的数学模型的精确程度有着直接的联系。但是,温室环境是一个非常复杂的环境,包括温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、氧气浓度等等环境因子,并且某些环境因子之间还存在着耦合,温湿度变化过程还存在着大惯性、大时滞、非线性等特性。因此,要想建立起精确的温室模型是非常困难的,现有的一些温室模型都仅仅只是考虑了部分环境因子的作用。 在对温室模型无法精确建立的条件下,本文首次提出了一种新的控制方案,即无模型自适应控制方案,该方案的核心是无模型自适应控制算法。无模型自适应控制算法不需要建立被控对象的数学模型,仅仅需要温室控制系统的输入输出数据就能够完成对温室环境的控制,因此能够解决传统控制算法无法解决的控制问题,并且拥有良好的控制效果。 本文首先利用无模型自适应控制算法对温室模型进行了仿真研究,验证了无模型自适应控制算法的控制性能;然后利用ARM7作为控制系统运算处理器,利用无模型自适应控制算法作为控制系统算法,设计了一套温室控制系统,包括温湿度信号的采集、温湿度的控制,以及温湿度的设定,并在上位机上对温湿度进行显示。然后利用设计的温室控制系统对一个小型模拟温室进行控制,实现了对无模型自适应控制算法的实验研究。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S625.51

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