[发明专利]一种土壤温湿度传感器温度相关非线性补偿算法

权利要求书

1.一种土壤温湿度传感器温度相关非线性补偿算法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、非线性建模和系数估计是根据实验数据得到的，实验数据包括土壤湿度、土壤温度和真实的土壤湿度，得到湿度传感的实验数据表；

步骤二、根据实证Topps方程，体积含水率θ可以用水的介电常数ε_b作非线性描述如下：

水的介电常数随温度的升高而降低，因此温度相关的非线性可以由以下方程得出：

ε_b(i，T)＝ε_b(i)·C(i，T) (3)

C(i，T)＝1-a₁(i)×(T-25)-a₂(i)×(T-25)²-a₃(i)×(T-25)³ (4)

其中θ_i，nl是修正后的温度相关的非线性模型；ε_b(i，T)是水的温度补偿介电常数，而C(i，T)是温度相关非线性因子；ε_b(i，T)和C(i，T)都是摄氏温度T的不同数值；a_m(m＝1，2，3)是估计的非线性系数；

步骤三、用湿度传感的实验数据表中每一行测量湿度θ_i，meas求方程(1)，计算得到ε_b(i)；

步骤四、用湿度传感的实验数据表中每一行真实湿度θ_i，n1求方程(2)，计算得到ε_b(i，T)；

步骤五、代入ε_b(i)和ε_b(i，T)到方程(3)，求得C(i，T)；

步骤六、应用最小二乘法算法求解方程(4)，得到估计的非线性系数a_m(m＝1，2，3)。

2.根据权利要求1所述的土壤温湿度传感器温度相关非线性补偿算法，其特征在于，所述步骤四中的最小二乘法算法可以用如下形式表示：

对于第i个测试，方程(4)可以用矩阵形式重写：

C_i＝ones(8，1)-T·a_i (5)

其中矩阵如下：

C_i＝[C(i，T＝5)，C(i，T＝10)，…，C(i，T＝40)]^Tones(8，1)＝[1，1，1，1，1，1，1，1]^T

a_i＝[a₁(i)a₂(i)，a₃(i)]^T

T表示矩阵转置；

通过C_i和T，采用最小二乘法估计得到非线性系数a_i，目标函数是

方程(6)的最小二乘解是

其中估计的非线性系数矩阵。