[发明专利]一种密闭畜禽养殖环境解耦模糊调控方法

权利要求书

1.一种密闭畜禽养殖环境解耦模糊调控方法，包括温湿度、氨气解耦模糊控制器和配合所述控制器工作的其他系统或装置，具体包括数据采集系统、无线数据传输系统、控制系统和上位机软件系统；

所述的数据采集系统主要包括温度传感器、湿度传感器、氨气传感器、微处理器、存储器等，所述的无线数据传输系统主要包括ZigBee射频模块、DTU和微处理器，控制系统主要包括继电器、风机、加热器、变频器和送风管道、工业雾化加湿器，上位机软件系统主要负责信息的接收、存储、分析和处理，其中模糊调控算法在上位机系统中实现；

所述的解耦模糊调控方法工作流程为：安装在畜禽舍内的数据采集系统将采集的温度、湿度和氨气浓度信息通过无线数据传输系统传输给上位机软件系统，上位机软件系统根据采集的环境参数和环境解耦模糊调控算法，生成环境调控指令，然后将调控指令通过无线数据传输系统传送给控制系统，控制相应的调控设备工作，从而对畜禽舍环境起到调节的作用；

所述的温湿度、氨气解耦模糊控制器主要包括温度模糊控制器、通风模糊控制器、湿度控制器以及温度和湿度的解耦控制部分，模糊控制器采用二维结构，输入为偏差和偏差变化率，输出为控制变量；首先根据养殖对象所需的适宜环境参数标准设置模糊控制器输入的物理论域，环境参数包括温度、湿度和氨气浓度，各个参数使用相同的模糊论域，偏差E的模糊论域为{-3,-2,-1,0,1,2,3}，对应的模糊集合为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，偏差变化率Ec的模糊论域{-2,-1,0,1,2}，对应的模糊集合为{NB,NS,ZO,PS,PB}，根据物理论域和模糊论域计算不同环境变量的量化因子，对环境变量进行模糊化，输出控制变量的模糊论域为{0,1,2,3}，对应的模糊集合为{ZO,PS,PM,PB}，模糊控制规则如下表所示：

根据不同控制变量物理论域和模糊论域计算得到不同的比例因子，然后通过模糊推理和反模糊化，得到最终的输出控制变量，各个控制变量模糊集含义如下表所示：

被控对象含义	ZO	PS	PM	PB
风机	不开风机	开N个风机	开2N个风机	开3N个风机
加热器	不开加热器	小功率	中功率	大功率

加热器功率通过连接的变频器控制，风机、加热器和加湿器的功率和数量与畜禽舍尺寸有关，应根据实际情况确定被控对象具体值，风机用于调节氨气浓度和湿度，加热器用于调节温度，工业雾化加湿器用于调节湿度，通风模糊控制器根据当前时刻采集的湿度和氨气浓度判断开启风机个数，当湿度大于高临界值时，风机全部开启，当湿度小于高临界值时，通风模糊控制器受氨气偏差和氨气偏差变化率控制，确定开启风机个数，开启通风后，计算通风带来的温度损失和湿度损失，然后分别开启加热器和雾化加湿器进行温度补偿和湿度补偿，加热器将室外冷空气加热后通过送风管道送入舍内，当各个温度、湿度和氨气超过模糊控制区域时，属于确定控制区，则相应的调控设备开到最大。