[发明专利]一种多通道的流量比控制方法、系统及应用

说明书

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种多通道的流量比控制方法，包括：采集所述多通道输出溶液的EC值；根据所述EC值，采用模糊控制PID控制所述多通道中最大比例管道阀门的开度；根据所述EC值，采用增量式PID控制所述多通道中除去最大比例管道阀门以外的阀门的瞬时流量。本发明采用双闭环控制，内环控制各施肥通路的施肥比例，采用增量式PID控制，只需要现时刻以及前两个时刻的偏差采样值，计算量和存储量都较小；外环控制水肥混合溶液的EC值，采用模糊控制PID，利用模糊逻辑并根据一定的模糊规则对模糊控制PID的参数进行实时的优化，以克服传统PID参数无法实时调整PID参数的缺点。

技术领域

本发明涉及水肥一体化领域，特别是一种多通道的流量比控制方法、系统及应用。

背景技术

水肥一体化是利用管道灌溉系统,将肥料溶解在水中,同时进行灌溉与施肥,适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求,实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。水肥资源约束成为制约农业可持续发展的瓶颈因素，推进水肥一体化普及成为提高水肥利用效率、转变农业发展方式、缓解水资源紧缺的关键措施。

目前，多通道水肥一体机多个通道的流量比多采用手动模式控制，无法实现个通道的施肥比例的自动调节以及总的混合溶液的EC值调节。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种多通道的流量比控制方法、系统及应用，用于解决前述技术问题中的至少一个。

具体地，其技术方案如下：

一种多通道的流量比控制方法，包括：

采集所述多通道输出溶液的EC值；

根据所述EC值，采用模糊控制PID控制所述多通道中最大比例管道阀门的开度；

根据所述EC值，采用增量式PID控制所述多通道中除去最大比例管道阀门以外的阀门的瞬时流量。

所述“采用模糊控制PID控制所述多通道中最大比例管道阀门的开度”，包括：

以所述EC值的偏差和EC的变化率为所述模糊控制PID控制的输入量，以比例系数Kp，积分系数Ki,微分系数Kd为所述模糊控制PID控制的输出量；并以三角形隶属度函数作为所述模糊控制PID控制的隶属度函数；

构建比例系数Kp，积分系数Ki,微分系数Kd的规则库；

通过解模糊和输出清晰化步骤，对所述多通道中最大比例管道阀门的开度进行控制。

所述“采用增量式PID控制所述多通道中除去最大比例管道阀门以外的阀门的瞬时流量”，包括：

将所述多通道中除去最大比例管道阀门以外的其他阀门的控制信号和各通道流量信号离散化；

根据下式控制各个阀门开度：

△OUT＝Kp*(E_k-E_k-1)+(Kp*T/Ti)*E_k+(Kp*T_D/T)*(E_k-2E_k-1+E_k-2)

Pv＝OUT+△OUT；

其中，Kp比例常数；Ti:积分常数；TD：微分常数；T：计算周期；

E_k：第K次偏差；E_k-1：K-1次偏差；E_k-2：K-2次偏差；Pv:当前的阀门开度；OUT：前上一次的阀门开度；△OUT：此次变化的开度

所述模糊控制PID控制、增量式PID控制均为闭环控制。

一种应用如上所述流量比控制方法的系统，包括：