[发明专利]基于无土栽培肥水灌溉系统的肥水高效精准混合方法

摘要

本发明公开了一种基于无土栽培肥水灌溉系统的肥水高效精准混合方法，包括预期段、预估段和微调段；采用分段式预估控制方法，通过设定合适预期系数，将多数营养液母液在执行混肥程序初始就加入混肥罐中，提高多数营养液母液的混肥时间，减少后期微调时间，并且避免发生超调现象；解决了现有的肥水灌溉机混肥过程存在的时滞性问题，分段式预估控制方法实现了高效精准肥水混合。

主权项

基于无土栽培肥水灌溉系统的肥水高效精准混合方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)、预期段：根据肥水灌溉系统设置的Ec值和灌溉量，计算各通道总注肥时间，如式(1)所示；并根据实时检测混合罐中的肥水Ec值和肥水容积，计算各通道向混肥罐的已注肥时间，如式(2)所示；第i通道总注肥时间与第i通道已注肥时间的差值乘以预期系数和系统系数的结果为第一阶段各通道注肥时间，如式(3)所示；其中预期系数是第一次注肥量占总注肥量的比例，如式(4)所示；系统系数是根据单次加入营养液母液理论值后达到稳定的Ec值对应的稀释倍数除以目标Ec值对应稀释倍数，如式(5)所示；$T_{\mathrm{si}}=\frac{L}{n\&times;D\&times;S_i}---\left(1\right)$${T_i}^{\&prime;}=\frac{L^{\&prime;}}{n\&times;D^{\&prime;}\&times;S_i}---\left(2\right)$ΔT_i1＝(T_si‑T′_i)×k×k_e               (3)$k=\frac{\mathrm{\&Delta;}{T}_{i1}}{T_{\mathrm{si}}}---\left(4\right)$$k_e=\frac{D^{\&prime;\&prime;}}{D}---\left(5\right)$其中，T_si——第i通道总注肥时间；L——灌溉量设定值；S_i——第i通道的注肥速率；T_i'——第i通道已注肥时间；D——混肥罐中肥水Ec理论值的稀释倍数；n‑‑‑‑‑为通道数量；1≤i≤n；D'——混肥罐中肥水Ec实测值的稀释倍数；L'——混肥罐中肥水容积，L；ΔT_i1——第i通道第1次注肥时间，s；k——预期系数，人为设定值；k_e——系统系数，标定获得；D''——系统单次注入理论注肥量达稳定后的Ec值对应的稀释倍数；步骤(2)、预估段：根据步骤(1)选择的预期系数，计算预估系数，如式(6)所示；预估系数乘以总理论注肥时间，为第二阶段各通道注肥时间，如式(7)所示；根据系统单次注肥后获得的响应Ec最大值对应的稀释倍数乘以衰减系数，如式(8)所示，如其结果大于混肥罐中肥水Ec理论值的稀释倍数，即控制阀值T_f>0，则不执行预估段注肥程序，直接进入步骤(3)微调阶段；如其结果小于混肥罐中肥水Ec理论值的稀释倍数，即控制阀值T_f<0，则执行注肥程序；其中衰减系数是根据单次注肥响应标定获得，其在不同目标Ec值情况下，单次响应D_max与D''间的关系满足式(10)；k_f＝(1‑k)×k_e               (6)ΔT_i2＝k_fT_si               (7)$k_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{D^{\&prime;\&prime;}}{D_{\max }}---\left(8\right)$T_f＝D_max×k_α‑D               (9)D''＝0.7658D_max+0.0789               (10)其中，k_f——预估系数；ΔT_i2——第i通道第2次注肥时间；k_α——衰减系数；D_max——单次注肥后达到Ec最大值对应的稀释倍数；T_f——预估段控制阀值；步骤(3)、微调段：通过上述二次注肥混合流程，混肥罐中肥水Ec值已接近目标Ec值；Ec目标值减去Ec检测值设为Y，若0.1≤Y≤0.15时，则进行注肥微调；若Y<0.1时，则等待20s并再次检测，20s后若Y<0.1则混肥成功，若0.1≤Y则继续注肥微调等待并再次判断。