模糊控制策略在养殖环境监控系统中的应用

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基于虚拟仪器和模糊控制技术的畜禽舍环境监控系统的研究

中圉分类号：８８￥１．９
文献标识码：Ａ
和含氨量的实时监测，进行采集信号的数字滤波，再根
据温度偏差和湿度偏差，对风机和水帘泵的控制。通过使畜禽舍的环境达到最优。
温度传感器ｌ湿度传感器ｌ气敏传感器ｌｌ
文章编号：０－２５２０）２０７－３１６７０（０６－０３０００
Ｏ引言
改革开放以来，国的畜牧业得到了快速的发展。我但与发达国家相比，国的畜禽业生产水平还比较落我
后，禽舍环境问题是导致这一现状的重要因素。为畜
为便于设计和维护，系统使用了模块化的设计本
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时使用了ＶｓａＣ＋程语言。ｉｌ＋编ｕ
Ｋｅｗｏｄ：ｒｏｏｈｅｓｓａｄｂｒｓｅｓｒｕｚｏｔｌｙｒｓｏｍｆｔｅｂａｔｎｉｄ；ｓｎｏ；ｆｚｙｃｎｒｏ
ｔｃｎｌｇ；ａＷｉｄｗｓＣｅｈｏｏｙＬｂｎｏ／ＶＩ
乏必要的联系，多数控制系统必须由饲养管理人员且
统参数设定模块、制参数设定模块、据处理模块控数
和文件管理模块。程序的主要功能为读入传感器的测
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基于模糊控制的畜禽舍环境监控系统的研究

因素之间缺乏必要的联系，且多数控制系统必须由饲养管理人员手动操作或机电式操作，自动化水平低，难以适应现代化管理的要求。文采用虚拟仪器技术，将传感器技术、器本仪
文编ｏ＿３８０） — ２＿２文标码ｌ章号ｚｏ＿４（０２０２＿１０２２６１４０＿献识Ａ
中分号ｌ８．圈类￥１９８
基于模糊控制的畜禽舍环境监控系统的研究
崔和璃，李曼。高，
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（．１华北电力大学工商管理学院，保定０１０；２天津大学管理学院，天津３０７；３河北农业大学机电工程学院，定０１０）７０３．００２．保７０１
ＣＵＩＨｅｕ ‘ＬＩＭａＧＡＯｎ￣ｒｉ，ｎ，Ｆｅｇ
（．ｃｏｌｆｕｉｅｓｍｉｉｔｔｎＮｒｉａＥｅｔｃＰｗｅｉｅｓｙＢｏｉｇ０１０；．ｃｏｌｆｎｇｍｅｔＴａｊｉｅｓｔ１ＳｈｏｏＢｓｎｓＡｄｎｓｒｉ，ｏｔＣｈｎｌｒｏｒｖｒｉ，ａｄｎ７０３２ＳｈｏＭａａｅｎ，ｉｎｉＵｎｖｒｉ，ａｏｈｃｉＵｎｔｏｎｙＴａｊ００２３ＣｏｌｇｆＭｅｈｎｃｌｎｌｃｒａＥｇｎｅｉｇＨｅｅｒｕｔｒｌｎｖｒｉ，ａｄｎ７０１ｉｎｉ３０７；．ｌｅｏｃａｉａａｄＥｅｔｃｌｎｉｅｒ，ｂｉｉｌａＵｉｅｓｙＢｏｉｇ０１０）ｎｅｔｉｐｏｅｔａａｅｅｔｎｒｄｃｏｆｎｍｌｕｄｇｓｐｒｉｎｏｔｌｈｎｉｎｅｔａｏｔｌｙｔＡｓａｔｎｒｒｏｍｒｖｈｍｎｇｍｎａｄｐｕｔｎｏｉａｂｉｉ，ｕｅｖｅｄｃｎｏｔｅｖｏｍｎｎｒｓｍｉｒｄｅｏｉａｌｎｓａｒｅｒ，ｃｏｓｅｓ

模糊控制的现状与发展

模糊控制的现状与发展模糊控制：从理论到实践的全面解析引言随着科技的快速发展，自动化和智能化成为了各个领域追求的目标。

在控制领域中，模糊控制是一种重要的智能控制方法，它通过对不确定性和模糊信息的处理，实现了对复杂系统的有效控制。

本文将介绍模糊控制的现状、挑战及未来发展。

现状模糊控制作为一种经典的智能控制方法，已经在许多领域得到了广泛的应用。

例如，在工业生产中，模糊控制被用于控制温度、压力等参数；在汽车控制系统中，模糊控制被用于优化燃油喷射、变速器控制等。

虽然模糊控制已经取得了许多成果，但仍然存在一些不足之处，如缺乏完善的理论基础、控制精度不够高等。

挑战1、理论方面的问题：模糊控制的理论体系尚不完善，许多关键问题仍未得到很好的解决。

例如，如何建立有效的模糊推理机制，如何选择合适的模糊集合和运算符等。

2、实际应用面临的困难：虽然模糊控制在某些领域已经得到了成功的应用，但在面对复杂的、大规模的系统时，其性能和稳定性仍有待提高。

此外，模糊控制在处理具有高度非线性和不确定性的系统时，也存在着一定的难度。

展望1、技术趋势：随着机器学习、深度学习等技术的发展，未来的模糊控制将更加注重自适应、自组织和自学习的能力。

通过引入新的理论和技术，模糊控制将更好地应对各种复杂和不确定的环境。

2、应用前景：随着工业4.0、智能家居、自动驾驶等领域的快速发展，模糊控制将有着更广泛的应用前景。

例如，在智能家居中，模糊控制可以用于优化能源消耗；在自动驾驶中，模糊控制可以用于实现车辆的稳定性和安全性控制。

结论模糊控制作为智能控制的一个重要分支，具有广泛的应用前景和重要的理论价值。

虽然目前模糊控制还存在一些问题和挑战，但随着技术的不断进步和应用领域的扩展，模糊控制将会有更大的发展空间和更重要的地位。

因此，我们应该充分重视模糊控制的研究和应用，为其发展提供更多的支持和资源，同时也需要进一步加强学科交叉和融合，推动模糊控制技术的不断创新和发展。

模糊控制理论及工程应用

模糊控制理论及工程应用模糊控制理论是一种能够处理非线性和模糊问题的控制方法。

它通过建立模糊规则和使用模糊推理来实现对系统的控制。

本文将介绍模糊控制理论的基本原理，以及其在工程应用中的重要性。

一、模糊控制理论的基本原理模糊控制理论是由扬·托东（Lotfi Zadeh）于1965年提出的。

其基本原理是通过建立模糊规则，对系统的输入和输出进行模糊化处理，然后利用模糊推理来确定系统的控制策略。

模糊规则是一种类似于“如果...那么...”的表达式，用于描述输入和输出之间的关系。

模糊推理则是模糊控制系统的核心，它通过将模糊规则应用于模糊化的输入和输出，来确定控制的动作。

二、模糊控制理论的工程应用模糊控制理论在工程应用中具有广泛的应用价值。

下面将分别介绍其在机械控制和电力系统控制中的应用。

1. 机械控制模糊控制理论在机械控制领域有着重要的应用。

其优势在于能处理非线性和模糊问题，使得控制系统更加鲁棒和稳定。

例如，在机器人控制中，模糊控制可实现对复杂环境的适应性和灵活性控制，使机器人能够自主感知和决策。

此外，模糊控制还可以应用于精密仪器的控制，通过建立模糊规则和模糊推理，实现对仪器位置和姿态的精确控制。

2. 电力系统控制模糊控制理论在电力系统控制领域也有着重要的应用。

电力系统是一个复杂的非线性系统，模糊控制通过建立模糊规则和模糊推理，可以实现对电力系统的稳定性和性能进行优化。

例如，在电力系统调度中，模糊控制可以根据不同的负荷需求和发电能力，实现对发电机组的出力控制，保持电力系统的稳定运行。

此外，模糊控制还可以应用于电力系统中的故障诊断和故障恢复，通过模糊推理，快速准确地定位和修复故障。

三、总结模糊控制理论是一种处理非线性和模糊问题的有效方法。

其基本原理是通过建立模糊规则和使用模糊推理来实现对系统的控制。

模糊控制理论在机械控制和电力系统控制等工程领域有着广泛的应用。

它能够提高控制系统的鲁棒性和稳定性，并且能够适应复杂的环境和变化，具有良好的控制效果。

自动控制系统中的模糊控制技术

自动控制系统中的模糊控制技术现代自动控制系统在工业、交通、医疗、航空、军事等领域起着至关重要的作用。

自动控制系统的控制策略多样，其中之一是模糊控制技术。

模糊控制技术是一种基于模糊数学理论的控制策略，可用于具有模糊性质的系统的控制和优化。

其优点是对系统非线性、时变、模型不准确等因素具有良好的仿真和控制效果，已在各行各业得到广泛应用。

一、模糊控制技术的基础模糊控制技术建立在模糊数学理论基础上。

模糊数学理论是一种用来描述不确定性、模糊性的数学工具。

在传统的数学中，每个变量都有一个明确的数值，但在现实世界中，许多变量因为受到众多因素的影响而难以精确描述。

比如说，人对某种景物的评价往往不是绝对的高或低，而是模糊的、含糊的。

模糊数学理论正是针对这种不确定性和模糊性提出的数学理论。

模糊控制技术就是将模糊数学理论应用于自动控制系统中的一种控制策略。

它的基本思想是通过将模糊规则表达为一系列的 IF-THEN 规则，将输入和输出之间的映射关系模糊化，从而用模糊的形式表示控制系统状态和控制决策，以实现控制系统的稳定性和可靠性。

二、模糊控制技术的应用模糊控制技术可以应用于各种自动控制系统中，包括机器人、船舶、飞行器、车辆、家用电器等。

下面以智能家居控制系统为例，介绍模糊控制技术的应用。

智能家居控制系统是一种能够自动控制家庭电器的系统，能够为人们提供更加便捷和舒适的生活环境。

其控制系统包括智能控制器、传感器、执行器等。

智能控制器是系统的核心部分，通过对传感器采集的数据进行分析和处理，产生控制信号，控制执行器的动作。

模糊控制技术在智能家居控制系统中的应用主要包括以下几个方面：1、智能家居温度控制智能家居温度控制是模糊控制技术的一个典型应用。

通常情况下，温度控制不是一个非常严格的过程，而是需要根据实际情况进行调节。

比如说，在夏天的炎热天气里，我们需要将空调的工作模式设置在舒适模式下，这个设置不是一个准确的温度值，而是一个大概的概念。

基于模糊控制的智能灌溉控制系统设计

y
12
X
a
2
b
(1)
ba
式中 y 为区间内离散变量，若 y 非整数，则将其归为最接近的整数值，再将区间[-6 , 6]分为若干档,每一档对应一个语言值和相应的一个模糊集合。每一模
图 6 规则库的创建
最后采用最大隶属度法选取隶属度最大的元素作为输出量，完成解模糊。 4.2 远端 WEB 设计
VDD
VDD
5 kΩ
MCU
DATA 2pin 3pin
DHT11
图 3 DHT11 传感模块与 MCU 连接
在此采用继电器来驱动电磁阀。当作物所处环境参量达到灌溉要求时，启动继电器，在线圈两端加上电压，利用电磁效应，使衔铁与静触点（常开触点）
窑50窑
微处理机
2021 年
吸合，从而实现电磁阀阀门动作，达到不同的灌溉状态。如图 4 为电磁阀驱动电路图。
鉴于现有的研究成果，在此，基于物联网技术，将以 STM32 为主控芯片的灌溉下位机系统与电脑客户端或微信端通过服务器连接，同时运用模糊控制算法，以实现精准灌溉（包括电脑/微信端智能监测、指令灌溉以及下位机智能决策等）。
作者简介：张明岳（1996—），男，陕西省西安市人，硕士研究生，主研方向：人工智能与机器视觉技术。收稿日期：2020-12-24
图 1 系统整体结构框图
由图可见，系统主要由三个部分构成：感知层：以 STM32ARM 微控板为核心，与 DHT11 空气温湿度传感器、TH-FDR2000 土壤水分传感器以及光照传感器等设备建立连接，用来采集作物所处环境参量数据。利用无线传感器网络技术建立一个自治、协同工作网络，并将外接设备与互联网中的其他设备进行信息交互与资源共享。网络层:以阿里云服务器和 MYSQL 数据库作为智能网络平台，将 Wi-Fi 模块传输得到的数据用 PHP 语言存入数据库，供微信进行数据调用。应用层：用户可通过电脑端或微信公众平台[4] 发送数据请求指令以及灌溉指令等，再由感知层根据指令要求发送当前状态下采集的环境参量数据或驱动继电器动作，从而使电磁阀的阀门处于不同的开度，满足不同状态下作物生长所需的水量。

模糊控制在过程控制中的应用前景如何

模糊控制在过程控制中的应用前景如何在当今的工业自动化领域，过程控制起着至关重要的作用。

它旨在确保生产过程的稳定性、可靠性和高效性，以满足不断增长的质量和产量要求。

而在众多的控制策略中，模糊控制作为一种智能控制方法，正逐渐展现出其独特的优势和广阔的应用前景。

模糊控制的基本原理是基于模糊逻辑和模糊推理。

与传统的精确控制方法不同，模糊控制并不依赖于精确的数学模型，而是通过模拟人类的思维和决策过程，处理具有不确定性和模糊性的信息。

这使得模糊控制在面对复杂、难以建模的过程时具有更强的适应性。

那么，模糊控制在过程控制中具体有哪些应用呢？首先，在温度控制方面，模糊控制表现出色。

例如，在工业熔炉的温度控制中，由于加热过程受到多种因素的影响，如环境温度、物料特性等，建立精确的数学模型往往十分困难。

而模糊控制可以根据经验和实时监测数据，灵活地调整加热功率，实现对温度的精确控制，从而提高产品质量和生产效率。

在化工过程控制中，模糊控制也大有用武之地。

化工生产中的反应过程通常具有非线性、时变性和多变量耦合等特点，传统控制方法难以应对。

而模糊控制可以有效地处理这些复杂特性，实现对反应过程的优化控制，降低能耗，提高产品收率。

此外，在污水处理过程中，模糊控制能够根据水质的变化、流量的波动等因素，自动调整处理设备的运行参数，确保污水处理效果达到排放标准。

那么，模糊控制为何能在这些领域取得良好的效果呢？一方面，它能够处理不精确和不确定的信息。

在实际的过程控制中，很多变量难以精确测量或定义，而模糊控制能够利用模糊语言变量和模糊规则来描述这些不确定的情况，从而做出合理的控制决策。

另一方面，模糊控制具有较强的鲁棒性。

即使系统受到外界干扰或模型发生变化，模糊控制仍然能够保持较好的控制性能，不会因为微小的偏差而导致系统失控。

然而，模糊控制在过程控制中也并非完美无缺。

其主要的局限性在于控制规则的制定往往依赖于专家经验，缺乏系统性和科学性。

此外，模糊控制的计算量较大，在实时性要求较高的场合可能会受到一定的限制。

水产养殖环境参数自动监控系统的研究

Ａｕ．２０６Ｒ．０
水产养殖环境参数自动监控系统的研究
周德强，龙杨兴
（苏技术师范学院机械与汽车工程学院，苏常州２３０）江江１０１
摘
要：针对我国水产养殖急需应用自动化技术的现状，研制了一套适合我国国情的水产养殖环境因子临控系
收稿日期：０６０—６修回日期：０６０ —９２０ —６０；２０ —６１作者简介：爿Ｊ德强（９９，，湖北天『人，１７一）刃】汀苏技术师范学院机械汽４学院助教，｝；ｊ１Ｔ硕：杨龙兴（９３，，１６一）汀苏泰州人，苏技术师范学院机械Ｌｆ／丁程学院副教授江ｊ￣为核心，．Ｓ５单￣采用模糊控制；试验表明，它能在线检测温度，溶解氧浓度，Ｈ值三个主要环ｐ境参数，并能实现对水温的控制。关键词：水产养殖；片机；单模糊控制
中图分类号：９９９Ｔ２３．；Ｐ６．￥６．；Ｐ７＋Ｔ３８１３４文献标识码：Ｂ
中的应用，将会极大地促进水产养殖业的健康发展。它不但可以避免传统的离线检测（主要是手工化学测定）中存在的耗时费力、据不全等弊端，数还可以随时了解各数据的变化情况，并对环境参数进行自动控制，水产养殖管理达到一个新境界。它可以为渔业生产人员提供准确、活的实验数据，其对水产养使鲜使殖的过程和规律有更进一步的认识，从而有利于优化养殖Ｔ艺、降低养殖成本、高养殖效益，提为水产养

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ｔｍｅｍｏｉｏｉｇｏｒｍｅｅｓｒａｉｅ，ｕｈａｅｐｒｔｒ，ｉｓｌｅｘｇｎａｄｐｅｉｎｄＴｈｅｌｉｎｔｒｎｆｐａａｔｒｉｅｌｄｓｃｓｔｍｅａｕｅｄｓｏｖｄｏｙｅｎＨ，ａｄｍａｅｚｎｋ
ｄｓｇｅｎｔｅｉｆｒｏｏｐｔｒＤａａｄｓｌｙａｄｓａｉｔｓｉｅｉｎｄｉｈｕｅｉｒｃｍｐｔｒＭｏｉｏｉｇｓｓｅｅｉｎｄｉｈｎｅｉｒｃｍｕｅ．ｔｉｐａｎｔｔｓｉｓｄｓｇｅｎｔｅｓｐｒｏｏｕｅ．ｃｎｔｒｎｙｔｍ
ＺＨＡＮＧｎｒｎ，ＯＮＧ，Ｘｉ－ｏｇＴＹｉＣＨＥＮＧａｇｂｎ，ａｇＧｕｎ－ｉｇＬＩｎＱｉ
（ａｕｔｆｌｃｒｎｃａｄＥｅｔｃｌｎｉｅｒｎ，ａｙｎＩｓｉｔｆｅｈｎｌｇ，ａａ２０３ＣｈｎＦｃｌｏｅｔｉｎｌｃｒａｇｎｅｉｇＨｕｉｉｔｕｅｃｅｏｏｙＨｕｉｎ２３０ｉａ）ｙＥｏｉＥｎｔｏＴ
表明，系统操作简便、性价比高，控准确、增产明显。该监关键词：水产养殖；境参数；糊控制策略；环模监控中图分类号：Ｐ７．Ｔ２３４文献标识码：Ｂ文章编号：０３２１２１）卜０ｔ０１０７４（０ｏ１０５４
ｍ业控制与应用
ｎｓ￣ＣｏｔｏｌｎｐｌａｔｎｄｕｔｎｒｄＡｐｉｉｓａｃｏ
自动化技术与应用》２第２０１０年９卷第１１期
模糊控制策略在养殖环境控系中的应用监统
张新荣，童毅，陈光兵，李强
ｈｓｆｉｎｌｎｅｆｃ．ｅｓｓｅｉｐｌｄｉｒｃｉａｑｉｕｔｒｅｄ．ｅｔｓｅｕｔｒｖｈｔｉｉａｙｔｐｒｔ，ａｒｅｄｙｉｔｒａｅＴｈｙｔｍｓａｐｉｐａｔｃｌａｕｃｌｕｅｆｌＴｈｅｔｓｌｐｏｅｔａ，ｔｓｅｓｏｏｅａｅｅｎｉｒｓａｄｈｇｎｔｅｒｔｆｅｆｒａｃｏｐｉｅＩａｃｉｖｏｍｏｉｏｉｇｐｒｅｔｙａｄｉｐｏｅｐｏｕｔｉｅｒａｌ．ｎｉｈｉｈａｉｏｒｏｍｎｅｔｒｃ．ｔｃｎａｈｅｅｔｎｔｒｎｅｆｃｌｎｏｐｍｒｖｒｄｃｉｔｒｍａｋｂｙｖｙＫｅｒｓａｕｃｌｕｅｅｖｒｎｅｔｌａｔｒ；ｕｚｏｔｏｔａｅｙｍｏｉｒｎｙｗｏｄ：ｑｉｕｔｒ；ｎｉｏｍｎａｃｏｓｆｚｙｃｎｒｌｒｔｇ；ｆｓｎｔｉｇｏ
ａｕｃｌｒｎｉｏｍｅｔｌｆｃｏｓｓａｉｉｅｉｔｐｉｍ．ｔａｌｎ，ａａｐｏｅｓｎｎｅｌｍｅｆｚｙｃｎｒｌｉｑｉｕｔｅｅｖｒｎｕｎａａｔｒｔｂｌｎｉｓｏｔｍｕｚＤａａｓｍｐｉｇｄｔｒｃｓｉｇａｄｒａｔｉｕｚｏｔｓｏ
★
ＡｐｌａｉｎｏｎｔｒｇＳｓｅｏｕｃｌｒｐｉｔｎＭｏｉｉｙｔｍｆｃｏｏｎＡｑｉｕｔｅｕＥｎｉｎｎａａｅｎＦｚｙＣｏｔｌｒｔｇｖｒｍｅｔｌｓｄｏｕｚｎｒａｅｙｏＢｏＳｔ
Ａｂｓｒｃ：ｍｉｇａｈｃｕｌｔｈｔｉｔｌｉｅｔｍｏｉｒｎｅｈｏｏｙｉｘｃｌｅｄａｄｈｇｒｃｆｓｍｉａｍｐｒｅｑｉ — ｔａｔＡｉｎｔｅａｔａｉｔａｎｅｌｎｎｔｉｇｔｃｎｌｇｓｅａｔｙｎｅｎｉｈｐｉｅｏｉｌｒｉｏｔｄｅｕｐｔｙｇｏｍｅｔｉｑｉｕｔｒｆｏｒｃｕｔｙｔｅｅｖｒｎｎｎａｕｃｌｕｅｏｕｏｎｒ，ｈｎｉｏｍｅｔｌｆｃｏｓｍｏｉｏｉｇｓｓｅｂｓｄｏｕｚｏｔｏｔａｅｙｉｎａａｔｒｎｔｒｎｙｔｍａｅｎｆｚｙｃｎｒｌｓｒｔｇｓ
（阴工学院电子与电气工程学院，淮江苏淮安２３０）２０３
摘要：目前国内水产养殖急需应用智能监控技术，而同类进口仪器设备价格偏高，设计一种应用模糊控制策略对水产养殖环境参数
进行监控的智能系统。该系统能够对养殖环境中的水体温度、溶氧量浓度和ｐ值进行实时监控，Ｈ使其保持在最佳期望值附近。下位机实现数据采集、处理以及实时模糊控制，上位机实现数据显示及统计，界面友好。经实际养殖现场进行检验，结果