[发明专利]一种植物工厂的智能控制方法及系统、智能监控系统

权利要求书

1.一种植物工厂的智能控制方法，其特征在于，包括：

获取植物生长环境的监测参数与设定参数之间的误差值；

采用Q学习算法调整PID控制器的比例增益、积分增益以及微分增益；

基于所述误差值和调整后的比例增益、积分增益以及微分增益输出对植物生长环境的控制系统的控制命令；

所述采用Q学习算法调整PID控制器的比例增益、积分增益以及微分增益包括：

根据关系式对当前时刻状态下的Q值表进行更新，并将当前时刻的最优行为策略对应的动作作为PID控制器的优化增益

其中，x_t，k_t分别为当前时刻的监测参数和增益参数；x_t+1，k_t+1为下一时刻的监测参数和增益参数；r_t+1为从当前时刻的监测参数x_t转变到下一时刻的监测参数x_t+1时的奖励函数；γ为折扣因子；α为学习率，α∈(0，1]；增益参数k＝{k_p，k_i，k_d}，k_p比例增益、k_i积分增益、k_d微分增益；

所述奖励函数r_t+1满足关系式：

其中，X_ref为设定参数；σ为标准方差。

2.根据权利要求1所述的植物工厂的智能控制方法，其特征在于，

所述智能控制方法还包括：从植物参数数据库中选取所述植物生长环境的设定参数。

3.根据权利要求1-2任一项所述的植物工厂的智能控制方法，其特征在于，所述植物生长环境的监测参数包括温度测定值、湿度监测值、CO₂浓度监测值、营养液EC值、营养液PH值、光照强度值中的一种或多种。

4.一种植物工厂的智能控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取植物生长环境的监测参数与设定参数之间的误差值；

智能模块，用于采用Q学习算法调整PID控制器的比例增益、积分增益以及微分增益；

所述PID控制器，用于基于所述误差值和调整后的比例增益、积分增益以及微分增益输出对植物生长环境的控制系统的控制命令；

所述智能模块，用于采用Q学习算法调整PID控制器的比例增益、积分增益以及微分增益包括：

根据关系式对当前时刻状态下的Q值表进行更新，并将当前时刻的最优行为策略对应的动作作为PID控制器的优化增益

其中，x_t，k_t分别为当前时刻的监测参数和增益参数；x_t+1，k_t+1为下一时刻的监测参数和增益参数；r_t+1为从当前时刻的监测参数x_t转变到下一时刻的监测参数x_t+1时的奖励函数；γ为折扣因子；α为学习率，α∈(0，1]；增益参数k＝{k_p，k_i，k_d}，k_p比例增益、k_i积分增益、k_d微分增益；

所述奖励函数r_t+1满足关系式：

其中，X_ref为设定参数；σ为标准方差。

5.根据权利要求4所述的植物工厂的智能控制系统，其特征在于，所述获取模块还用于从植物参数数据库中选取所述植物生长环境的设定参数。

6.一种植物工厂的智能监控系统，其特征在于，包括权利要求4所述的植物工厂的智能控制系统。

7.根据权利要求6所述的植物工厂的智能监控系统，其特征在于，所述智能监控系统还包括：语音提示模块、红外感应模块以及检测模块；

所述语音提示模块用于根据所述红外感应模块和检测模块检测植物工厂中的环境信息进行语音提示。