水稻调亏灌溉Fuzzy—PID智能监控系统研究.pdf

《自动化技术与应用》2011年第30卷第12期
工业控制与应用
Industry Control and Applications
水稻调亏灌溉 Fuzzy-PID智能监控系统研究
刘超12,孙丽萍
(1.东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040;
2.黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆163319)
摘要:灌溉的自动控制是一个大惯性、纯滞后、非线性的过程,难以用精确的数学表达式来描述,常规的PID控制方法很难完成这
种任务。针对水稻调亏灌溉的控制要求,提出将田间水位或土壤含水率与设定值比较获得差值及其变化率作为系统的输人,水
泵及电动阀门是否打开作为系统的输出,建立 Fuzzy-PID智能监控系统。试验证明Fuzy-PD控制能够满足系统的要求,系
统有节水降耗、提高水稻质量与产量的优点,具有较高的研究价值
关键词:灌溉;水稻,水位;土壤含水率Fuzy-PID
中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1003-7241(2011)012-0004-04
Research of FUZZY-PID Intelligent Monitor
System for Regulated Deficit Irrigation of Rice
LIU Chao,, SUN Li-ping
(1. Northeast Forestry University, Mechanical and Electrical Engineering College, Harbin 150040 China
2. College of In ormation and Technology, Heilon jian Bayia icultural University, Daqing 163319 China)
Abstract: Automatic control of irrigation is a big inertia, delay, non-linear process, it is difficult to use precise mathematical
expression to describe, the conventional PID control is very difficult to complete this task. For control requirements of
deficit irrigation of rice, this paper proposes to compare the field level or soil moisture content with the threshold to get
the difference and the rate of change as the input of system, switch status of the pumps and electric valves as the output
of the system, establish FUZZY-PID intelligent monitoring system. It is proved by experiment that Fuzzy-pid control meets
the system requirement, and the system can save water, reduce energy consumption, improve rice quality and production
So the research of this system is regarded valuable
Key words: irrigation; rice; water; soil moisture; FUZZY-PID
1引言
水次数和灌水定额的一种灌溉新技术,采用调亏灌溉技
水稻是我国最重要的粮食作物之一,栽种面积和总术可以改善水稻的品质,起到节水、优质、高效的作用。
产量都是粮食作物的首位。水稻调亏灌溉技术是一项投
近年来,国内的自动化、智能化灌溉系统应用逐
人少、效益高、操作简单的一种灌溉技术,近几年正在增多,2007年,江南大学研究了基于单片机的模糊控制
我国东北进行推广,它是指在秧苗本田移栽后的各个生的节水灌溉控制系统。2010年,湖南农业大学以土壤含
育期,田面基本不再长时间建立灌溉水层,也不再以灌溉水率和水层作为水稻的自动灌溉指标,应用模糊理论,
水层倣为灌溉与否的控制指标,而是以不同生育期不同建立了水稻自动灌溉模糊控制系统,为水稻的自动灌溉
的根层土壤水分作为下限控制指标,确定灌水时间、灌提供了一条思路。灌溉的自动控制很难找到一个精确、
有效的数学模型进行描述,它具有大惯性、纯滞后、非
?基金项目:黑龙江省农垦总局科技计划项目(编号HNK10-07-01-05)线性等特点,就更难用数学方法建立精确的模型和确定
收稿日期:2011-07-27
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