基于PSO-BP优化PID模型的水肥控制系统研究

来源：中国农机化学报杂志2021年第9期北京时间：

作者：宋卓研, 徐晓辉, 宋涛, 崔迎港, 司玉龙,

单位：河北工业大学电子信息工程学院;

摘要：针对传统灌溉施肥方式无法切实满足作物生长需求和水肥资源浪费严重的问题,设计一种基于PSO和BP神经网络优化PID模型的水肥控制系统。系统通过结合作物种植环境水肥浓度信息,利用PSO和BP神经网络算法优化PID控制参数,以解决水肥施灌过程中系统的非线性、时变性和滞后性等问题。综合MATLAB/simulink仿真试验结果可知,利用PSO和BP神经网络优化的PID控制模型较传统PID控制模型系统响应速度提高9.33%,调节时间缩短72.24%,超调量仅为PID控制的11.78%,优化效果较好。系统试验结果表明,施灌过程中系统控制稳定,在一定程度上达到水肥浓度精准控制的效果,具有实际应用价值。

关键词：水肥控制,PID控制,PSO优化,BP神经网络,MATLAB仿真

基金资助：河北省重点研发计划项目(19227212D,20327201D) 石家庄市重点研发计划项目(191490144A)