一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，本方法針對(duì)濕度傳感器價(jià)格高、濕度自動(dòng)控制需要預(yù)測(cè)等問題，利用照度和溫度數(shù)據(jù)，基于帶有穩(wěn)定點(diǎn)的模型建立濕度參數(shù)辨識(shí)函數(shù)，無需使用濕度傳感器即可準(zhǔn)確檢測(cè)農(nóng)業(yè)大棚溫度。本發(fā)明降低大棚控制系統(tǒng)成本，無需頻繁更換設(shè)備；檢測(cè)精度高，易于實(shí)現(xiàn)濕度預(yù)測(cè)，特別適合于大棚環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【專利說明】一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常見的農(nóng)業(yè)大棚濕度測(cè)量人工方法有濕度表法、毛發(fā)濕度表法、濕度試紙法等方法，大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)中的則為濕度傳感器等。目前方法存在以下不足:
[0003]1、人工進(jìn)行檢測(cè)使用起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、效率低；
[0004]2、濕度傳感器價(jià)格較昂貴、使用壽命短。
[0005]3、檢測(cè)精度達(dá)不到要求。
[0006]4、大棚濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)較難實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，該方法利用照度和溫度數(shù)據(jù)，基于帶有穩(wěn)定點(diǎn)的模型建立濕度參數(shù)辨識(shí)函數(shù)，無需使用濕度傳感器即可準(zhǔn)確檢測(cè)農(nóng)業(yè)大棚溫度。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]1、一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:具體包括以下步驟:
[0010](1)選用溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度，將溫度值記為U，光照強(qiáng)度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)大棚內(nèi)的光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度值記為I ;
[0011](2)選用步驟(1)中得到的溫度與光照強(qiáng)度作為參數(shù)辨識(shí)的輸入，通過最小二乘參數(shù)辨識(shí)方法辨識(shí)出給定模型中的常參數(shù)ξ ;
[0012](3)根據(jù)ξ值的大小，計(jì)算得出大棚內(nèi)的濕度實(shí)時(shí)值。
[0013]2、如權(quán)利要求1所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(2)中選取溫度值與光照強(qiáng)度值作為最小二乘辨識(shí)的輸入，通過加權(quán)最小二乘辨識(shí)方法辨識(shí)出常參數(shù)I，其具體步驟包括:
[0014](a)給出單輸入單輸出線性、定常、隨機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；
[0015](b)模型具體化，得到目標(biāo)函數(shù):從步驟(a)中的模型找出參數(shù)估計(jì)^使模型擬合
殘差的平方和最小，得到目標(biāo)函數(shù)；
[0016](c)根據(jù)求極值原理，得到最小二乘估計(jì)；
[0017](d)利用脈沖響應(yīng)模型，推導(dǎo)辨識(shí)出常參數(shù)。
[0018]所述步驟(a)的具體步驟為:給出單輸入單輸出線性、定常、隨機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型:
【權(quán)利要求】
1.一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:具體包括以下步驟: (1)選用溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度，將溫度值記為U，光照強(qiáng)度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)大棚內(nèi)的光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度值記為I ; (2)選用步驟(1)中得到的溫度與光照強(qiáng)度作為參數(shù)辨識(shí)的輸入，通過最小二乘參數(shù)辨識(shí)方法辨識(shí)出給定模型中的常參數(shù)ξ ; (3)根據(jù)ξ值的大小，計(jì)算得出大棚內(nèi)的濕度實(shí)時(shí)值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(2)中選取溫度值與光照強(qiáng)度值作為最小二乘辨識(shí)的輸入，通過加權(quán)最小二乘辨識(shí)方法辨識(shí)出常參數(shù)ξ，其具體步驟包括: Ca)給出單輸入單輸出線性、定常、隨機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型； (b)模型具體化，得到目標(biāo)函數(shù):從步驟(a)中的模型找出參數(shù)估計(jì)^使模型擬合殘差的平方和最小，得到目標(biāo)函數(shù)； (c)根據(jù)求極值原理，得到最小二乘估計(jì)； Cd)利用脈沖響應(yīng)模型，推導(dǎo)辨識(shí)出常參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2 所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(a)的具體步驟為:給出單輸入單輸出線性、定常、隨機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型:
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(b)的具體步驟為:模型具體化，得到目標(biāo)函數(shù):從(I)式模型中找出參數(shù)估計(jì)如吏模型擬合殘差的平方和最小，令9 Ma1, a2,…，an, b b..，bn],
5.如權(quán)利要求2所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(C)的具體方法為:得到最小二乘估計(jì):從最小二乘準(zhǔn)則推導(dǎo)正則方程，根據(jù)求極值原理可知，最小—乘估計(jì)I5滿足:

6.如權(quán)利要求2所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(d)的具體步驟為:推導(dǎo)辨識(shí)出常參數(shù):辨識(shí)出常參數(shù)ξ的過程為:根據(jù)模型的精度及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選取脈沖響應(yīng)模型(FIR)作為系統(tǒng)的模型，模型形式如式(8)所示，其中h(i)為模型系數(shù)，i=l, 2，…，η,

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于參數(shù)辨識(shí)的農(nóng)業(yè)大棚濕度檢測(cè)方法，其特征是:所述步驟(3)中根據(jù)ξ值的大小，得出大棚內(nèi)的濕度實(shí)時(shí)值；下面給出通過常參數(shù)ξ計(jì)算大棚內(nèi)濕度的具體判斷規(guī)則:1)當(dāng)ξ≤30時(shí)，大棚相對(duì)濕度值為X= ( ξ +0.26) % ；2)當(dāng)30≤ξ≤50，大棚相對(duì)濕度值為X=( ξ-1.66) % ；3)當(dāng)50≤ξ≤70，大棚相對(duì)濕度值為X= ( ξ -0.57) % ；4)當(dāng)ξ≥70時(shí)，大棚相對(duì)濕度值為X = ( ξ +0.78) %。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK103901170SQ201410146305
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】申濤, 任萬杰, 欒維磊, 劉曉璞 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)