基于经济最优的温室环境建模与优化控制

李雯　苏兴民

摘要：鉴于温室自身具有很强的复杂性，而且温室各环境因子之间是实时互相影响的，温室环境的多目标优化控制实际操作起来难度很大。文章针对温室系统这种混乱且复杂的特性，在构建温室温湿度模型以及温室调控设备耗电量模型的基础上，采用多目标遗传算法优化，针对黄瓜温室环境，以此达到优化控制。通过matlab进行了仿真研究，结果表明，该算法能有效降低温室环境达到黄瓜最适宜生长环境所需的耗电量，从而降低了企业温室生产的经济成本。

关键词：温室;温湿度;ARX模型;多目标遗传算法

一、引言

随着我国科学技术的飞速发展，现代农业越来越受到各国学者和专家的重视。然而当前的温室环境控制技术受制于一个关键的问题，也就是缺乏满足温室环境优化控制所需的精准且适用的温湿度模型。

由于温湿度系统具有非线性滞后性等相关特性，现阶段的温湿度系统建模主要有两种方法，一是根据能量平衡公式进行机理建模，二是根据输入和输出数据进行系统识别建模。Kindelan和Gal等为了提升参数模型的准确性，将边界条件加入到该模型的影响因素中去。Gruber则在使用Volterra的基礎上，将预报警示功能应用到温室环境参数模型中去。Qin Linlin等研究了温室温度预测控制模型，并将非静态逻辑模型考虑进去。I Seginer构建出一种神经网络模型，并对收集的数据进行训练， 结果显示得到改进。汪小旵基于温室的传热传质机理，构建了现代化温室预测模型，并同时预测了温室的能耗。……