基于模糊控制的节水智能灌溉系统设计

刘振奎

摘 要：中国是农业大国，在由农业大国向农业强国转变的道路上，农业灌溉用水量是迫切需要解决的问题。由于土壤含水率是一个复杂的非线性的变化过程且灌溉系统难以建立一个精确的数学模型，因而设计了基于模糊控制的节水智能灌溉系统。该系统以土壤水分误差和误差变化率作为输入量，灌溉时间为输出量，模糊规则以专家经验为基础设置，最后通过Matlab仿真验证，表明该系统可以有效地实现节水智能灌溉的功能。

关键词：农业灌溉;模糊控制;节水智能;Matlab仿真

中图分类号 S277 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）23-0143-03

Design of Water-saving Intelligent Irrigation System Based on Fuzzy Control

LIU Zhenkui

（College of Electrical Engineering， Dalian Jiaotong University， Dalian 116028， China）

Abstract： As China is a large agricultural country， water consumption for agricultural irrigation is an urgent problem to be solved on the road of transforming into a powerful agricultural country. Because the soil moisture content is a complex nonlinear change process and it is difficult to establish an accurate mathematical model for the irrigation system， a water-saving intelligent irrigation system based on fuzzy control is designed. The system is based on soil moisture error and error rate of change as input， irrigation time as output， fuzzy rules set on the basis of expert experience， and finally through Matlab simulation verification， shows that the system can effectively achieve the function of water-saving intelligent irrigation.

Key words： Agricultural irrigation; Fuzzy control; Water-saving intelligence; The Matlab simulation

近三十年來，我国农业生产一直占全国用水总量的主要部分。水是生命之源，随着我国农业生产的大力发展，农业灌溉的方式越来越多元化，在由农业大国向农业强国的转变道路上，灌溉用水量增多和水资源浪费问题是我们需要去重视和改善的。从节水的角度出发，农业用水量的焦点主要在灌溉用水的利用率这个问题上。根据水利部的统计，我国节水灌溉面积达到0.378亿hm2，农业灌溉用水量约占全社会的56%左右，在保证粮食产量稳步增加的情况下，农业用水总量基本保持稳定，这都得益于节水灌溉。

目前，大多数的节水灌溉主要依靠于人工经验来手动控制灌溉时间，还有少数一部分是半自动控制，即设置电磁阀开启和持续时间自动运行。以上灌溉方式都比较粗糙，不能根据植物在不同生长阶段的不同环境进行灵活灌溉[1]。……