基于MATLAB的智能多输入多输出智能解耦系统设计仿真

洛阳理工学院毕业设计（论文）I基于MATLAB的多输入多输出智能解耦系统仿真摘要随着人类社会的飞快发展与进步，农业的科学技术也在跟着不断的前进，现代化农业越来越趋向于农业的自动化管理。研究温室环境的自动化控制系统，尤其是网络化的自动化现代农业的智能控制管理是现在和未来所必须研究的，也是未来很有潜力的研究方向。在温室环境的控制系统中，对温室里面的各个环境因子的控制将直接影响到农作物的生长和发育，其中温度和湿度的测控向来都是温室环境因子研究中的重中之重。此次研究的课题运用到了许多学科的新理论、新技术，本系统用的是智能控制中的模糊控制技术，针对很长时间以来温室中的温度和湿度存在很强的耦合关系和温室温湿度变化情况对监控系统的反馈等问题提出了不错的解决方案，提供了一种新的方法来解决系统控制不够精准、能源消耗比较高、经济效益不理想等问题，同时也可以解决好时变性、大滞后和耦合性这些繁琐的系统控制问题，可以有效的对温度和湿度存在的强耦合进行智能解耦。关键词：湿度，模糊控制，智能解耦，MATLAB洛阳理工学院毕业设计（论文）IIMATLABBasedMulti-InputMulti-OutputIntelligentDecouplingSystemSimulationABSTRACTWiththecontinuousprogressofhumansocietyandtherapiddevelopmentofagriculturaltechnology,agriculturalfacilitiesmodernizationofagricultureisundoubtedlyanimportantsymbol.Greenhouseenvironmentalcontrolsystem,inparticularthenetwork,basedonmodernagriculturecontrolmanagementautomaticcontroltechnology,itisnecessaryanddevelopmentpotential.Inthegreenhouseenvironmentcontrolsystem,controlofenvironmentalfactorsinthegreenhousecropsdirectlyaffectgrowthanddevelopment,includingthedetectionandcontroloftemperatureandhumiditymonitoringgreenhousehasbeenthefocusofthestudyofenvironmentalfactors.Theintegrateduseofnewknowledgetopicmultidisciplinary,newresults,thesystemusesintelligentcontrolfuzzycontroltechnology,haslongbeenthestrongcouplingoftemperatureandhumidityinthegreenhouseeffectandgreenhousetemperatureandhumiditychangesinthemonitoringsystemoffeedbackandotherissuesmadeaverygoodthesolutionforsystemcontrolprecisionisnothigh,relativelyhighenergyconsumption,pooreconomicreturnsandothersuchdifficultissuesopenedupanewroute,itisabletohandlecomplexsystemdegeneration,biglaganddisastertogether,etc.controlproblems,caneffectivelydecoupledbetweentemperatureandhumidity.KEYWORDS：Humidity,FuzzyControl,IntelligentDecoupling,MATLAB洛阳理工学院毕业设计（论文）III目录前言................................................................................................1第1章绪论....................................................................................21.1课题研究的目的和意义.......................................................21.2国内外研究现状和发展趋势................................................4第2章系统总体设计.......................................................................62.1控制系统的设计要求...........................................................62.2设计目标...............................................................................62.3解耦系统的组成及解耦原理................................................7第3章解耦方法的选择...................................................................93.1系统环境因子的研究...........................................................93.1.1温度对作物的影响.....................................................93.1.2湿度对作物的影响...................................................103.1.3温度和湿度的耦合关系............................................113.2解耦方法的选择.................................................................123.2.1对角矩阵法...............................................................123.2.2单位矩阵法...............................................................123.2.3前馈解耦法...............................................................123.2.4模糊解耦法及其优越性............................................13第4章模糊控制系统的设计.........................................................144.1模糊控制系统方案.............................................................144.2模糊逻辑控制器设计.........................................................174.2.1测量信息的模糊化...................................................184.2.2模糊控制规则...........................................................214.2.3模糊推理...................................................................224.2.3反模糊化...................................................................22第5章系统仿真与调试.................................................................245.1系统仿真模型的建立.........................................................245.1.1Simulink仿真环境简介.............................................24洛阳理工学院毕业设计（论文）IV5.1.2Simulink仿真模型组成.............................................245.1.3Simulink仿真的基本过程.........................................255.2仿真调试.............................................................................295.3仿真结果分析.....................................................................29结论..............................................................................................31谢辞..............................................................................................32参考文献..........................................................................................33外文资料翻译..................................................................................34洛阳理工学院毕业设计（论文）1前言在智能温室控制系统中，温室里面的各种环境因素都是能够直接影响到农作物的生长和发育。在众多的环境因子中，能够对农作物起到明显的影响效果的就是温度和湿度的变化。不过，这样的复杂系统往往有着非线性、多变量、时变、大时滞这些特点，实际应用设计的时候建立它的很精确的模型是一件困难的事情，并且鲁棒性和自适应性都很弱。这些年来，采用模糊控制算法来解决这种复杂的控制系统的问题有了很大进步的实践。常见的温湿度控制器是把温度和湿度分开来进行监控的，但是真实的环境中温度和湿度这两种环境因子存在较强的耦合关系，对其中一个环境因子控制就会直接干扰另外一个因子的变化。研本课题的研究可以学习多变量系统的特点，系统的运动和平衡的变量之间的关系，并了解多变量系统的内部结构，同时能够了解模糊控制理论，用MATLAB实现多变量系统智能解耦控制。洛阳理工学院毕业设计（论文）2第1章绪论1.1课题研究的目的和意义我国是一个拥有众多人口但是人均资源却相当匮乏的国家，据最新统计我国每人平均的耕地面积还达不到全球平均水平的三分之一，人均水资源拥有量也不到全球平