經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)的溫室環(huán)境控制策略分析.doc

1、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)的溫室環(huán)境控制策略分析p 摘 要 本文對(duì)溫室環(huán)境控制策略的經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行分析p ，在實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境控制的同時(shí)，保證作物正常生長(zhǎng)的需要，并兼顧了經(jīng)濟(jì)成本?！娟P(guān)鍵詞】：p 經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo) 控制策略 溫室最優(yōu)化方法可以應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，溫室環(huán)境控制策略也是應(yīng)用了這種方法，使作物的產(chǎn)量與質(zhì)量得到較大的提高，并降低生產(chǎn)成本。最佳的策略實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益的最大化。環(huán)境控制策略也成為重要的目標(biāo)，實(shí)行優(yōu)化控制策略的目標(biāo)最終是尋求更大的經(jīng)濟(jì)效益。一、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)的概念經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)是通過(guò)研究各種系統(tǒng)的途徑及方案，為決策者提供科學(xué)決策的依據(jù)。最優(yōu)化方法的主要研究對(duì)象是各種有組織系統(tǒng)的管理問(wèn)題及其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。最優(yōu)化方

2、法的目的在于針對(duì)所研究的系統(tǒng)，求得一個(gè)合理運(yùn)用人力、物理和財(cái)力的最佳方案。發(fā)揮和提高系統(tǒng)的效能及效益，最終達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)目標(biāo)。實(shí)踐表明，隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的日益發(fā)展，最優(yōu)化方法已成為現(xiàn)代管理科學(xué)的重要理論基礎(chǔ)和不可缺少的方法，被人們廣泛地應(yīng)用到公共管理、經(jīng)濟(jì)管理、國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。最優(yōu)化問(wèn)題的解一般稱為最優(yōu)解。如果只考察約束集合中某一局部范圍內(nèi)的優(yōu)劣情況，則解稱為局部最優(yōu)解。如果是考察整個(gè)約束集合中的情況，則解稱為總體最優(yōu)解。對(duì)于不同優(yōu)化問(wèn)題，最優(yōu)解有不同的含義，因而還有專用的名稱。例如，在對(duì)策論和數(shù)理經(jīng)濟(jì)模型中稱為平衡解；在控制問(wèn)題中稱為最優(yōu)控制或極值控制

3、；在多目標(biāo)決策問(wèn)題中稱為非劣質(zhì)。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)情況錯(cuò)綜復(fù)雜，有時(shí)這種理想的最優(yōu)解不易求得，或者需要付出較大的代價(jià)，因而對(duì)解只要求能滿足一定限度范圍內(nèi)的條件，不一定過(guò)分強(qiáng)調(diào)最優(yōu)。使控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的基本條件和綜合方法?？筛爬椋簩?duì)一個(gè)受控的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從一類允許的控制方案中找出一個(gè)最優(yōu)的控制方案，使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)在由某個(gè)初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到指定的目標(biāo)狀態(tài)的同時(shí)，其性能指標(biāo)值為最優(yōu)。這類問(wèn)題廣泛存在于技術(shù)領(lǐng)域或社會(huì)問(wèn)題中。從數(shù)學(xué)上看，確定最優(yōu)控制問(wèn)題可以表述為：在運(yùn)動(dòng)方程和允許控制范圍的約束下，對(duì)以控制函數(shù)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為變量的性能指標(biāo)函數(shù)（稱為泛函）求取極值（極大值或極小值）。解決最優(yōu)

4、控制問(wèn)題的主要方法有古典變分法（對(duì)泛函求極值的一種數(shù)學(xué)方法）、極大值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃。最優(yōu)控制已被應(yīng)用于綜合和設(shè)計(jì)最速控制系統(tǒng)、最省燃料控制系統(tǒng)、最小能耗控制系統(tǒng)、線性調(diào)節(jié)器等。研究最優(yōu)控制問(wèn)題有力的數(shù)學(xué)工具是變分理論，而經(jīng)典變分理論只能夠解決控制無(wú)約束的問(wèn)題，但是工程實(shí)踐中的問(wèn)題大多是控制有約束的問(wèn)題，因此出現(xiàn)了現(xiàn)代變分理論。二、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)在溫室環(huán)境控制中的應(yīng)用環(huán)境對(duì)植物的生長(zhǎng)起著重要的作用，不同的研究學(xué)者認(rèn)為，考慮溫室和操作成本的情況下，對(duì)溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)備進(jìn)行操作，必須有復(fù)雜的關(guān)于作物生理和環(huán)境屋里方面的模型，這樣可以改善環(huán)境控制的目標(biāo)，從而為作物創(chuàng)作改善的環(huán)境；但對(duì)溫室和作物兩者來(lái)說(shuō)，這

5、種方法需要恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)函數(shù)和優(yōu)化的算法，對(duì)溫室栽培的黃瓜進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析p ，對(duì)溫室蔬菜栽培過(guò)程的能量消耗與平衡做出了相關(guān)分析p 。由于環(huán)境氣候地方差異很大，所以要找到正確的適合本土的方法，效控制溫室微環(huán)境氣候，解決溫室內(nèi)作物生育期內(nèi)的環(huán)境優(yōu)化問(wèn)題，特別是對(duì)多生長(zhǎng)階段的作物。今年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)溫室氣候的控制尤其是溫濕度動(dòng)態(tài)模型的建立也進(jìn)行了深入的研究。研究溫室作物系統(tǒng)的環(huán)境控制策略，開發(fā)基于作物模型使作物處于經(jīng)濟(jì)、事宜環(huán)境條件的智能化控制系統(tǒng)，是我國(guó)設(shè)施園藝進(jìn)一步發(fā)展所面臨的重要任務(wù)。北方地區(qū)氣候寒冷，植物生長(zhǎng)期短，溫室栽培是提高植物成活率和生長(zhǎng)質(zhì)量的有效途徑。為提高溫室使用效率，應(yīng)采用控制手段使

6、溫室環(huán)境能實(shí)時(shí)滿足作物生長(zhǎng)需要。因此，研究一種適合北方特點(diǎn)的新溫室智能控制系統(tǒng)是非常必要的。 該階段溫室控制系統(tǒng)模型包括：作物生長(zhǎng)模型、溫室環(huán)境調(diào)控模型、溫室環(huán)境調(diào)控的成本模型。通過(guò)對(duì)作物整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)的控制并分階段進(jìn)行調(diào)控，結(jié)合維持溫室運(yùn)行的調(diào)控成本，以經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)的控制策略滿足作物工廠化生產(chǎn)的需要，提高現(xiàn)代溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用回歸分析p 方法，溫室內(nèi)栽培作物的凈光合速率與室內(nèi)環(huán)境參數(shù)之間采用多項(xiàng)式的函數(shù)關(guān)系來(lái)表達(dá)。根據(jù)溫室內(nèi)的濕熱平衡，質(zhì)量平衡等能量守恒方程或?qū)嶒?yàn)結(jié)果，建立溫室內(nèi)各調(diào)控機(jī)控單獨(dú)作用以及不同的機(jī)構(gòu)組合的環(huán)境效果模型。實(shí)驗(yàn)在江蘇大學(xué)自行研制的鋸齒形塑料溫室

7、中進(jìn)行。三、結(jié)果與分析p 環(huán)境是影響作物生長(zhǎng)的主要因素，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果找到適合每種作物的環(huán)境，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要及環(huán)境調(diào)控的簡(jiǎn)單實(shí)用，作物整個(gè)生長(zhǎng)周期被分為簡(jiǎn)單的兩個(gè)階段，即營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段和生殖生長(zhǎng)階段。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，采取溫度優(yōu)先的控制策略，減少能量消耗，降低調(diào)控機(jī)構(gòu)的操作運(yùn)行成本；而在作物的生殖生產(chǎn)階段，通過(guò)有機(jī)結(jié)合作物生長(zhǎng)模型、溫室控制機(jī)構(gòu)的調(diào)控效果模型和成本模型，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)的決策過(guò)程。四、結(jié)論從實(shí)際決策的實(shí)例來(lái)看，采用經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)的策略來(lái)進(jìn)行溫室環(huán)境調(diào)控，給出最佳的溫室環(huán)境調(diào)控方案，充分利用資，既能保證作物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境條件要求，又能保證溫室經(jīng)營(yíng)者的利潤(rùn)，創(chuàng)造更大的價(jià)值。參 考 文 獻(xiàn)1 顧寄南,毛罕平,李萍萍.溫室系統(tǒng)綜合動(dòng)態(tài)模型的研究J.20_1(04)2 朱偉興,毛罕平,李萍萍,李新城,馬長(zhǎng)華.遺傳優(yōu)化模糊控制器在溫室控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J