23836

طراحي و پياده‌سازي الگوريتم كنترلي مناسب با شرايط كشت هيدروپونيك بر روي يك سيستم سخت افزاري

كارشناسي ارشد

1396

1399/12/13

نوروزمحمد نوري

مهندسي مكانيك

بحران آب يكي از مهم‌ترين معضلات موجود در جوامع امروزي است كه نقش كشاورزي در اين بحران به‌خصوص در كشور ما در آن پررنگ‌تر است. در اين نوشتار پس از معرفي كشت هيدروپونيك به‌عنوان يكي از راه‌هاي برون‌رفت از معضل بحران آب در زمينة كشاورزي به معرفي تحليل انواع گونه‌ها و روش‌هاي مختلف موجود در اين نوع كشت پرداخته شد. سپس با بررسي سطح اتوماسيون در هر يك از آن‌ها نقاط قوت و ضعف هر يك تعيين شده است. پس از بررسي مقالات موجود در زمينه اتوماسيون و سيستم‌هاي كنترل مورداستفاده و مشخص‌شدن مهم‌ترين پارامترهاي تغذيه‌اي و محيطي كه بايد اندازه‌گيري و بررسي شوند به تحليل رابطه بين آن‌ها و عملگرهاي موردنياز پرداخته شد و به همين ترتيب پارامترهاي ورودي و خروجي تحت كنترل تعيين شد. پس از آن به بررسي چند الگوريتم كنترلي مناسب براي اين پروژه پرداخته شد و باتوجه‌به تغييرات غيرخطي دما و رطوبت به‌عنوان دو عامل اصلي شرايط محيطي يك گلخانه، الگوريتم كنترل فازي مناسب براي پايش و كنترل اقليم گلخانه طراحي و مدل‌سازي شد. درنهايت الگوريتم موردنظر پس از شبيه‌سازي نرم‌افزاري با روش سخت‌افزار در حلقه، بر روي يك سخت‌افزار الكترونيكي پياده‌سازي شد. همچنين با اعمال اغتشاش‌هاي مختلف در شرايط محيطي موردآزمايش، تاثير هر يك از اغتشاش‌ها بر روي مدل گلخانه و سيستم كنترل فازي طراحي شده تعيين شد.

1400/03/10

Design and implementation of control algorithm suitable for hydroponic cultivation conditions on a hardware system

3/4/2022 12:00:00 AM

Water crisis is one of the most important problems in today's societies in which the role of agriculture in this crisis, especially in our country, is more prominent. In this article, after introducing hydroponic cultivation as one of the ways out of the problem of water crisis in agriculture, the analysis of different species and different methods in this type of cultivation was introduced. Then, by examining the level of automation in each of them, the strengths and weaknesses of each have been determined. After reviewing the existing articles in the field of automation and control systems used and identifying the most important nutritional and environmental parameters that should be measured and reviewed, the relationship between them and the required operators was analyzed and the controlled input and output parameters were determined. Then, several suitable control algorithms for this project were investigated and considering the nonlinear changes of temperature and humidity as the two main factors of environmental conditions of a greenhouse, a suitable fuzzy control algorithm for monitoring and climate control of the greenhouse was designed and modeled. Finally, after simulating the software with hardware hardware method in the loop, the algorithm was implemented on an electronic hardware. Also, by applying different perturbations in the tested environmental conditions, the effect of each perturbation on the designed greenhouse model and fuzzy control system was determined.

بحران آب , كشت هيدروپونيك , اتوماسيون و كنترل , الگوريتم كنترلي , كنترل فازي

Water Crisis , Hydroponic Cultivation , Automation and Control , Control Algorithm , Fuzzy Control