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基于WOA优化模糊PID的设施智能水肥系统设计与实现

Design and Implementation of Facility Intelligent Water and Fertilizer System Based on WOA Optimization Fuzzy PID

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为解决传统水肥灌溉难以精准施肥以及水资源浪费的问题,针对当前水肥系统自适应能力差,存在非线性、时变性和滞后性以及自动化程度低等难点,设计了一套适用于设施农业的智能水肥远程控制系统.该系统通过基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)优化模糊PID调控本地端电动球阀开度进而精确控制水肥溶液电导率(EC),实现远程控制电导率至设定范围.利用MATLAB/Simulink对PID、模糊PID、以及基于WOA优化的模糊PID控制系统进行仿真,发现较传统的PID控制模型,系统的超调量仅为PID控制的2.7%,调节时间缩短了86.5%,稳态误差降低了99.8%.实现了智能终端对传感器数据实时监测和智能算法对水肥溶液EC值远程精确控制,具有较高的实际运用价值.

intelligent water and fertilizer systemwhale optimization algorithmWOA optimizationfuzzy PID algorithmelectrical conductivityovershootadjusting timesteady-state error

赵泽能、许敏界、华珊、李双伟、徐志福、韩恺源、陈贵才

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浙江科技学院生物与化学工程学院,浙江 杭州 310023

浙江省农业科学院农业装备研究所,浙江 杭州 310021

智能水肥系统 鲸鱼优化算法 WOA优化 模糊PID 电导率 超调量 调节时间 稳态误差

浙江省"尖兵领雁"研发攻关计划

2023C02031

2023

10.12396/jsgg.2023146

节水灌溉
中国国家灌溉排水委员会,中国灌溉排水发展中心,武汉大学,国家节水灌溉北京工程技术研究中心

节水灌溉

CSTPCD北大核心
影响因子：0.674
ISSN：1007-4929
年,卷(期)：2023.(9)
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