[发明专利]一种农业温室环境预测方法及系统

权利要求书

1.一种农业温室环境预测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：给定控制过程终端时间；

步骤S2：获取测量数据；所述测量数据包括温室环境状态变量、控制信号和室外天气；所述温室环境状态变量包括：室内温度、湿度和室内CO2浓度；所述控制信号包括：温室系统空气直接加热、管道热水循环加热、侧窗通风、天窗通风和内保温网的实际控制量；所述室外天气包括：实际测量的室外温度、湿度、二氧化碳浓度、风速和太阳辐射；

步骤S3：根据所述测量数据进行插值计算，获得参考输入轨迹；

步骤S4：基于所述参考输入轨迹更新初始温室环境模型；

步骤S5：基于Lyapunov函数构建模型参数辨识控制器；

步骤S6：根据所述模型参数辨识控制器和所述初始温室环境模型计算第t时刻各非线性时变模型参数最优解，并存储至模型参数集合；

步骤S7：判断t是否小于控制过程终端时间；如果t小于控制过程终端时间，则令t＝t+1，返回“步骤S2”；如果t大于或等于控制过程终端时间，则输出所述模型参数集合；

步骤S8：根据所述模型参数集合中不同时刻非线性时变模型参数最优解确定辨识通用模型参数解；

步骤S9：将所述辨识通用模型参数解代入温室环境模型，获得温室环境预测值；所述温室环境预测值包括：室内温度的预测值，室内湿度的预测值和室内CO2浓度的预测值。

2.根据权利要求1所述的农业温室环境预测方法，其特征在于，所述温室环境模型具体公式为：

其中，Cap_air表示内保温网下方室内空气的体积热容，θ′₁,θ′₂,θ′₃,θ′₄,θ′₅,θ′₆,θ′₇均表示最优模型参数，T_soil表示表层土壤温度，T_air表示室内温度的预测值，T_out表示室外温度，ρ_air表示空气密度，C_p,air表示空气比热容，φ_sidevent表示考虑温室内保温网和温室漏风及烟囱效应后温室的侧窗通风速率，φ_ThScr表示温室内保温网上下两部分空气之间的对流气流，T_top表示内保温层上方空气的温度，T_can表示冠层温度，I_glob表示覆盖层上方太阳辐射，λ表示潜热系数，u_fog表示喷雾实际控制量，Φ_fog表示喷雾系统额定流量，u_heat表示温室系统空气直接加热实际控制量，Φ_heat表示加热系统额定热流，ρ_water表示水的密度，C_p,water表示水的比热容，v_water表示热水管水流量，T_pipe,in表示加热管输入口水温，T_pipe,out表示加热管输出口水温，A_g表示温室面积，H_g表示温室高度，w_air表示室内湿度的预测值，E表示冠层蒸腾速率，M_cond表示覆盖层水汽凝结系数，w_out表示室外湿度，w_top表示保温网上方空气的湿度，CO_2,air表示室内CO2浓度的预测值，表示CO2实际控制量，表示作物光合速率，P_g表示冠层光合速率，R_m表示作物的维持呼吸速率，CO_2,out表示室外CO2浓度，CO_2,top表示保温网上方空气的CO2浓度。