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基于MATLAB的智能多输入多输出智能解耦系统设计仿真.doc
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基于MATLAB的智能多输入多输出智能解耦系统设计仿真.doc
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洛阳理工学院毕业设计(论文)
I
基于 MATLAB 的多输入多输出智能解耦系统仿真
摘 要
随着人类社会的飞快发展与进步,农业的科学技术也在跟着不断的前进,现
代化农业越来越趋向于农业的自动化管理。研究温室环境的自动化控制系统,尤
其是网络化的自动化现代农业的智能控制管理是现在和未来所必须研究的,也是
未来很有潜力的研究方向。在温室环境的控制系统中,对温室里面的各个环境因
子的控制将直接影响到农作物的生长和发育,其中温度和湿度的测控向来都是温
室环境因子研究中的重中之重。此次研究的课题运用到了许多学科的新理论、新
技术,本系统用的是智能控制中的模糊控制技术,针对很长时间以来温室中的温
度和湿度存在很强的耦合关系和温室温湿度变化情况对监控系统的反馈等问题提
出了不错的解决方案,提供了一种新的方法来解决系统控制不够精准、能源消耗
比较高、经济效益不理想等问题,同时也可以解决好时变性、大滞后和耦合性这
些繁琐的系统控制问题,可以有效的对温度和湿度存在的强耦合进行智能解耦。
关键词:湿度,模糊控制,智能解耦,MATLAB
洛阳理工学院毕业设计(论文)
II
MATLAB Based Multi-Input Multi-Output Intelligent
Decoupling System Simulation
ABSTRACT
With the continuous progress of human society and the rapid development of
agricultural technology, agricultural facilities modernization of agriculture is
undoubtedly an important symbol. Greenhouse environmental control system, in
particular the network, based on modern agriculture control management automatic
control technology, it is necessary and development potential. In the greenhouse
environment control system, control of environmental factors in the greenhouse crops
directly affect growth and development, including the detection and control of
temperature and humidity monitoring greenhouse has been the focus of the study of
environmental factors. The integrated use of new knowledge topic multidisciplinary,
new results, the system uses intelligent control fuzzy control technology, has long been
the strong coupling of temperature and humidity in the greenhouse effect and
greenhouse temperature and humidity changes in the monitoring system of feedback
and other issues made a very good the solution for system control precision is not high,
relatively high energy consumption, poor economic returns and other such difficult
issues opened up a new route, it is able to handle complex system degeneration, big lag
and disaster together, etc. control problems, can effectively decoupled between
temperature and humidity.
KEY WORDS
:
Humidity,Fuzzy Control,Intelligent Decoupling,MATLAB
洛阳理工学院毕业设计(论文)
III
目 录
前 言 ..............................................................................................1
第 1 章 绪 论 ...................................................................................2
1.1 课题研究的目的和意义 ......................................................2
1.2 国内外研究现状和发展趋势 ...............................................4
第 2 章 系统总体设计......................................................................6
2.1 控制系统的设计要求 ..........................................................6
2.2 设计目标 .............................................................................6
2.3 解耦系统的组成及解耦原理 ...............................................7
第 3 章 解耦方法的选择 ..................................................................9
3.1 系统环境因子的研究 ..........................................................9
3.1.1 温度对作物的影响 ....................................................9
3.1.2 湿度对作物的影响...................................................10
3.1.3 温度和湿度的耦合关系 ...........................................11
3.2 解耦方法的选择 ................................................................12
3.2.1 对角矩阵法 ..............................................................12
3.2.2 单位矩阵法 ..............................................................12
3.2.3 前馈解耦法 ..............................................................12
3.2.4 模糊解耦法及其优越性 ...........................................13
第 4 章 模糊控制系统的设计 ........................................................14
4.1 模糊控制系统方案 ............................................................14
4.2 模糊逻辑控制器设计 ........................................................17
4.2.1 测量信息的模糊化...................................................18
4.2.2 模糊控制规则 ..........................................................21
4.2.3 模糊推理..................................................................22
4.2.3 反模糊化..................................................................22
第 5 章 系统仿真与调试 ................................................................24
5.1 系统仿真模型的建立 ........................................................24
5.1.1 Simulink 仿真环境简介 ............................................24
洛阳理工学院毕业设计(论文)
IV
5.1.2 Simulink 仿真模型组成 ............................................24
5.1.3 Simulink 仿真的基本过程 .........................................25
5.2 仿真调试 ...........................................................................29
5.3 仿真结果分析....................................................................29
结 论 ............................................................................................31
谢 辞 ............................................................................................32
参考文献 ........................................................................................33
外文资料翻译 .................................................................................34
洛阳理工学院毕业设计(论文)
1
前 言
在智能温室控制系统中,温室里面的各种环境因素都是能够直接影响到
农作物的生长和发育。在众多的环境因子中,能够对农作物起到明显的影响
效果的就是温度和湿度的变化。不过,这样的复杂系统往往有着非线性、多
变量、时变、大时滞这些特点,实际应用设计的时候建立它的很精确的模型
是一件困难的事情,并且鲁棒性和自适应性都很弱。这些年来,采用模糊控
制算法来解决这种复杂的控制系统的问题有了很大进步的实践。
常见的温湿度控制器是把温度和湿度分开来进行监控的,但是真实的环
境中温度和湿度这两种环境因子存在较强的耦合关系,对其中一个环境因子
控制就会直接干扰另外一个因子的变化。
研本课题的研究可以学习多变量系统的特点,系统的运动和平衡的变量
之间的关系,并了解多变量系统的内部结构,同时能够了解模糊控制理论,
用 MATLAB 实现多变量系统智能解耦控制。
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xinkai1688
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