无土栽培是通过人工创造的根系环境取代土壤环境来进行农作物栽培的农业生产方式,是现代农业的重要发展方向。无土栽培技术目前已经在欧洲、北美、日本、以色列等发达国家和地区得到广泛的应用,并展现了极大的优越性和巨大的发展前景。无土栽培技术对提高农业产能、缓解耕地资源短缺等问题具有重要作用,对经济和社会的发展具有重要意义。在无土栽培技术中,作物生长环境控制是提高生产效率、降低生产成本的重要手段,而其中营养液的优化控制是作物生产环境的优化所面临的关键问题。营养液优化控制的理想结果是实现对营养液组分的控制,从而实现对作物生长的最优化控制。而目前国内外对于营养液的优化控制主要基于对EC、pH值的调控,难以实现对营养液组分的有效控制。且由于作物生长与营养液组分之间关系极为复杂,难以通过建模的方法进行最优化控制。针对上述问题,本文提出了一种基于Q-学习的无土栽培营养液优化控制方案,并根据方案设计了一种营养液自适应循环控制系统。本文的主要内容包括:1.基于Q-学习的营养液控制算法研究该部分为本文的核心。主要工作为:定义了状态和动作表示,以作物的光合速率为指标对作物生长状态进行评估,在此基础上提出了基于Q-学习的复杂营养液的控制算法2.营养液自适应控制系统硬件设计硬件系统利用对营养液成分及作物生长状况的在线监测结果进行营养液的控制。本文实现了硬件系统的硬件系统结构设计、电气设备驱动电路设计等。另外,本文还对所设计系统的控制性能进行了实验。实验表明,与传统的基于EC、pH值控制的方案相比,本文所提出的方案的控制效果更为有效。