基于能量角度的植物工厂优化控制

来源：江苏农业科学杂志2018年第第14期北京时间：

作者：杨泽文; 贾鹤鸣; 宋文龙; 朱传旭; 吕帅

单位：1.东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150040； 2.哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨 150000

摘要：通过研究植物工厂与作物系统的生长变化规律并结合最优控制相关理论，设计控制器，以对植物工厂环境进行有效控制。基于能量角度对植物工厂与作物结合的动态模型描述，给出系统状态变量之间的关系，并建立通用的植物工厂闭环控制状态空间表达式。以植物工厂与作物系统关于温度的控制模型为例进行仿真试验，考虑植物工厂的运行成本与作物收益，设计最小成本函数，利用非线性规划方法计算最优控制器，结果表明，设计的最优控制器可实现植物工厂温度的实时精确控制，能够使植物工厂与作物系统的收益最大化。

关键词：植物工厂;能量平衡;最优控制;非线性规划

基金资助：中央高校基本科研业务费专项资金(编号：2572014BB03)；国家自然科学基金(编号：31270757、31470714、51609048)。