溫室小氣候環(huán)境建模與控制的現(xiàn)狀及展望.pdf

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1、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003—0492(2010)02．0058—03中圖分類號(hào)：TP13室小氣候環(huán)境建模與控制的現(xiàn)狀及展望ThePresentSituationandProspectofModelingandControloftheGreenhouseMicroclimate具有技術(shù)和勞動(dòng)力密集、土地和水資源利用率高的特點(diǎn)，在解決農(nóng)民增收、提高土地和水資源利用率，提高農(nóng)業(yè)的國際競爭力中的作用越來越突出。溫室面積在世界范圍內(nèi)迅速增長，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2002一秦女科2制教模0學(xué)0工。，、琳8安技年程控目琳徽術(shù)專前獲制樅大業(yè)主優(yōu)得(要1陽學(xué)中的

2、化97人國博研自5一動(dòng)科士究，)講化學(xué)方工師系技位作向?yàn)?，術(shù)。獲21大人主9090工學(xué)持83年學(xué)控環(huán)過畢學(xué)制至境“業(yè)士理今測多于學(xué)論量溫留位校中與、區(qū)控任建國，晶年全世界溫室面積達(dá)9O萬公頃。大型連棟溫室在2003年已達(dá)~1J65萬公頃。2006年末，我國溫室面積81千公頃，其中現(xiàn)代體生長爐系統(tǒng)辨識(shí)與控制算法研究任務(wù)”項(xiàng)溫室3500公頃，國外引進(jìn)約200公頃。國內(nèi)溫室控制技術(shù)始于目，參與國家農(nóng)業(yè)863項(xiàng)目：可控環(huán)境農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)控制系統(tǒng)研究、溫室無線測控網(wǎng)80年代，90年代將計(jì)算機(jī)用于溫室的管理和控制，但是，迄絡(luò)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與集成、田間作

3、物信息今為止，用于商業(yè)經(jīng)營的現(xiàn)代溫室大部分采用進(jìn)口溫室的軟成像光譜儀的研制和應(yīng)用。硬件設(shè)備。與國外先進(jìn)水平相比，我國溫室農(nóng)業(yè)在科技含量和技術(shù)水平，特別是在設(shè)施作物環(huán)境模擬與溫室小氣候調(diào)控方面，還存在較大差距。摘要：本文論述了國內(nèi)外溫室小氣候建模的主要方法，溫室控制采用的主要技術(shù)，探討了國內(nèi)溫室控制的發(fā)展方向。l溫室小氣候環(huán)境建模關(guān)鍵詞：溫室；小氣候；建模；環(huán)境控制溫室小氣候建模的目的是對于影響溫室小氣候的主要環(huán)Abstract：Thedevelopmentofgreenhousemicroelimatemodelandthecontrol境因子

4、進(jìn)行建模，包括單因子或者多因子，它是認(rèn)識(shí)溫室機(jī)algorithmsofgreenhousemicroclimateweresummarizedinthispaper．Andthe理的理論基礎(chǔ)，也為溫室的控制提供了決策依據(jù)。prospectofintelligentcontrolingreenhouseisexpected，especiallyinChina．溫室環(huán)境受室外氣候環(huán)境、溫室結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、控制設(shè)Keywords：Greenhouse；Microclimate；Modeling；Environmentalcontrol備及作物等影響，對溫

5、室環(huán)境建模要綜合考慮這些因素的影響，一般以能量平衡方程和質(zhì)量平衡方程為理論依據(jù)研究溫室的溫度、濕度、CO2濃度的模型。廣義上，溫室環(huán)境指的是與作物生長相關(guān)的作物根上環(huán)境和作物根際環(huán)境，根上環(huán)境現(xiàn)代溫室特殊的結(jié)構(gòu)及材料(透光、密閉、保溫等)包括：溫室內(nèi)溫度、光照強(qiáng)度、相對濕度、C02濃度等；根形成了一個(gè)與外界大氣候環(huán)境相對隔離的特殊的內(nèi)部小氣候際環(huán)境對于基質(zhì)(土壤)栽培的作物包括：基質(zhì)(土壤)溫環(huán)境，影響溫室小氣候環(huán)境的環(huán)境因子主要包括光輻射、溫度、酸堿度、營養(yǎng)成分，對于營養(yǎng)液栽培的作物其根際環(huán)境度、濕度、CO2濃度、空氣流速等。溫室環(huán)境控制在利

6、用自包括：溫度、電導(dǎo)率(EC)值、酸堿度(pH)值、離子濃度然資源的基礎(chǔ)上，通過改變環(huán)境因子獲得作物生長的最佳條(主要是氮、磷、鉀)等。一般所指的溫室環(huán)境是指狹義的件，從而達(dá)到增加作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生產(chǎn)周期、提溫室小氣候環(huán)境，因此溫室環(huán)境模型可以定義為溫室小氣候高經(jīng)濟(jì)效益的目的。以溫室作物生產(chǎn)為主要特征的農(nóng)業(yè)，因環(huán)境因子與其影響因素之間的關(guān)系的數(shù)學(xué)描述。58自勛化搏筧2010年02~：FU自19世紀(jì)60年代以來，基于能量與質(zhì)量平衡觀點(diǎn)的理Herreroeta1．(2007)針對溫室模型的非線性機(jī)理模型中的參論模型，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了深入研

7、究工作。從輻射、通數(shù)多、測量困難的問題，采用多目標(biāo)進(jìn)化算法，同時(shí)考慮溫風(fēng)、水、熱、氣交換等基本過程到綜合的小氣候模型。荷度和濕度的擬合誤差，對15個(gè)參數(shù)進(jìn)行非線性魯棒辨識(shí)。Patil蘭、以色列等國家對溫室微氣候的研究起步較早，自荷蘭的eta1．(2008)采集了1年的數(shù)據(jù)，分別基于ARX、ARMAX、Businger(1963)將溫室分為覆蓋物、室內(nèi)空氣、作物、土NNARX~種模型對熱帶溫室溫度系統(tǒng)進(jìn)行建模，實(shí)驗(yàn)證明線壤4層，并使能流公式化以來，其研究方法成為以后建模的核性模型能描述一年中的溫度系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化，文章認(rèn)為外部溫心。荷蘭人DeJong

8、(1990)用計(jì)算流體力學(xué)(computational度、太陽輻射、相對濕度和云量這四個(gè)輸入變量中，最重要fluiddynamics，CFD)知識(shí)，以