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本文将现场总线技术引入温室环境监控领域,设计开发了基于现场总线技术的温室节点控制系统,基于热交换平衡建立了温室温度动态模型,以及利用蒸汽加温时温度的动态模型。以该模型为基础,对温室加温系统的常规模糊控制手段进行了改进,提出了将Smith预估补偿跟模糊控制相结合,组成模糊Smith预估补偿控制系统的方案。本文各章研究内容如下: 第一章从分析研究背景出发,在综合详述了国内外温室控制系统研究历史现状的基础上,说明了将现场总线技术应用于温室环境监控领域的必要性,阐述了本论文的研究意义,并简述了本学位论文的研究内容和贡献点。 第二章阐述了现场总线技术的定义、特点和优点,分析了现场总线控制系统的构成形式,以及跟传统DCS的区别,通过分析比较几种主流的现场总线,得出CAN总线是适合于温室环境控制的现场总线。并详细阐述了CAN总线的特点和技术规范。 第三章设计了现场监控层节点的硬件电路和相关软件程序。硬件电路包括基于1-Wire单总线的过程通道模块、基于CAN总线的通信模块、基于I~2C总线的数据处理模块、人机交互模块、I/O口扩展模块等。采用C语言编制了节点各模块的软件,采用Visual C++6.0,编制了中央监控层的通信程序。CAN总线通信采用CAN2.0B协议中的PeliCAN模式。报文格式为扩展帧格式,验收滤波为单滤波形式。最后对节点系统进行了连机调试。 第四章分析温室内热交换的各个物理过程,运用机理分析法,建立了基于热平衡的温室温度动态模型,以该模型为依据,建立了温室加温时室内温度模型。以蒸汽加温为建模对象,建立管道内蒸汽温度跟蒸汽流量的动态关系式,组成温室用蒸汽管道进行加温时的温度对象模型。 第五章将模糊控制技术运用于温室系统。针对第四章建立的温度模型,分别采用常规模糊控制方法、模糊Smith预估补偿控制方法,对温室加温系统进行仿真试验,仿真结果证明模糊Smith预估方法跟常规模糊控制相比,具有更强的适应能力。 第六章对本论文的研究内容作了总结与展望。