[发明专利]一种植物生长因子的智能控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种植物生长因子的智能控制系统，其特征在于：包括若干个生长因子信息采集单元、人机交互模块、推理机、统一控制协调模块、外部电气执行控制单元，所述的生长因子信息采集模块的信号输出端及人机交互模块的信号输出端与所述的推理机的信号输入端连接，所述的推理机的信号输出端与所述的统一控制协调模块的输入端连接，所述的统一控制协调模块的输出端与外部电气执行控制单元连接，所述的外部电气执行控制单元的信号输出端与植物生长因子控制阀连接，其中

所述的生长因子信息采集模块，用于获取植物生长环境中N种生长因子的即时参数值；

所述的人机交互模块，用于输入植物的N种生长因子的目标参数值及用于显示生长因子的参数值；

所述的推理机，包括神经网络模块和专家系统模块，所述的神经网络模块以所述的目标参数值和即时参数值作为输入，采用正向推理机制，通过在线学习训练，使系统误差评估函数达到最小，最终得到最优控制量，即生长因子控制阀开度；所述的专家系统模块对所述的生长因子控制阀开度进行解释，并将解释的结果在所述的人机交互模块显示；

所述的统一控制协调模块用于将具体的处理命令发向各个外部电气执行控制单元；

所述的外部电气执行控制单元，用于调节生长因子控制阀的开度。

2.根据权利要求1所述的植物生长因子的智能控制系统，其特征在于：所述的N种生长因子包括光照强度、湿度、CO₂浓度、温度和土壤肥力。

3.根据权利要求1所述的植物生长因子的智能控制系统，其特征在于：所述的生长因子信息采集模块包括光照强度传感器、湿度传感器、CO₂浓度传感器、温度传感器和土壤肥力传感器。

4.根据权利要求1所述的植物生长因子的智能控制系统，其特征在于：所述的专家系统模块包括人机接口、知识获取机、知识库、推理机、动态数据库及解释机，所述的人机接口分别连接所述的知识获取机、推理机和知识获取机，所述的动态数据库数据与所述的推理机和解释机连接，所述的知识库分别与所述的知识获取机和推理机连接。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的智能控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：

S1，根据外部电气执行设备的特性，将外部电气执行设备分成N个组，并将外部电气执行设备与对应位置的生长因子信息采集模块绑定；

S2，根据生长因子信息采集模块获取植物生长环境中N种生长因子的即时参数值，并通过人机交互模块输入植物的N种生长因子的目标参数值，这两项作为神经网络模块的输入信号；

S3，神经网络模块采用，采用正向推理的方法通过在线学习和训练，保证生长因子误差评估函数达到最小值从而输出最优控制量，同时通过专家系统模块对所述的生长因子控制阀开度进行解释，并将解释的结果在所述的人机交互模块显示；

S4，将神经网络模块直接作为控制器接入闭环回路中；

S5，根据各个神经网络模块输出值，通过专家系统统一协调控制指令并发送到外部电气执行控制单元；

S6、通过外部电气执行控制单元调节相应的生长因子控制阀的开度；

S7、重复S2-S6的步骤。

6.根据权利要求5所述的智能控制系统的控制方法，其特征在于：所述的神经网络模块采用三层前向结构，各层神经元数目、连接方式和初始连接权值按照PID控制规律确定。