基于差分进化算法的水肥配比控制系统设计

来源：江苏农业科学杂志2019年第第01期北京时间：

作者：彭炫; 周建平; 许燕; 杨莉玲; 李忠新

单位：1.新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐 830047； 2.新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐 830000

摘要：水肥混合配比的灌溉施肥方式能提高水和肥料的利用率。水肥配比后的浓度是影响施肥效果好坏的关键。因此，针对水肥混合配比控制系统中的滞后性、大惯性、非线性等问题，提出一种基于差分进化(differential evolution，简称DE)整定的比例-积分-微分(proportion integral derivative，简称PID)水肥混合配比控制方法，以提高水肥混合配比后浓度的精准性和稳定性。并通过软件仿真对比传统PID控制和差分进化整定的PID水肥混合配比控制的效果。结果表明，利用差分进化算法对PID参数调节后的控制系统在提升肥液浓度响应速度、超调量、抗干扰能力等方面都具有较强的优势。最后，通过水肥混合配比浓度控制试验，验证差分进化算法整定的PID控制系统良好的控制效果，证实其可以满足实际灌溉施肥中的控制要求。

关键词：水肥配比;肥液浓度控制;差分进化算法;PID控制;Matlab仿真试验

基金资助：新疆维吾尔自治区重点研发任务专项(编号：2017B01003)；新疆维吾尔自治区科技成果转化专项资金(编号：2017B01003-2)；新疆维吾尔自治区青年科技创新人才培养工程(编号：gn2015yx008)。