Система оптимизации факторов среды при выращивании растений

(23) Приоритет 1,51)М. Кл. А 01 0 7/00 йкударстооииый комитет СССР ао делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения К. Б, Норкин, О. Б. Суслова, И. В, Тиме, Ю, А. Беркович н В, Л. Корбут Ордена Ленина институт проблем управления автоматики и телемеханики и Институтмедикобиологических проблем(54) СИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ РАСТЕНИЙ Изобретение относится к регулированию среды при выращивании сельскохозяйственных культур в условиях защищенного грунта.Известна система оптимизации факторов среды, содержащая измерительную камеру (фито- трон) со средствами измерения параметров среды и физиологических процессов растений, автоматический оптимизатор, исполнительные механизмы, регулирующие параметры среды в фитотроне, причем выходь систем измерения соединены с входом автоматического оптимизатора, а выходы автоматического оптимизатора соединены с исполнительными механизмами в фитотроне (1.Однако известная система не позволяет определять и поддерживать оптимальные технологические режимы выращивания растений в промышленных теплицах, поскольку в них невоз- можно быстро измерять и изменять многие факторы из-за большого объема и негерметичности теплиц. Изменение факторов среды в теплице по оптимальной программе, выработанной зара. нее с помощью измерительной камеры (фитотро. на), приводит к снижению продуктивности растений в теплице, так как условия выращиванияв теплице и в фитотроне не идентичны.Целью изобретения является повышениепродуктивности сельскохозяйственных культурпутем улупиения технологических режимов ихвыращивания в теплицах, Кроме того, цельюизобретения является выравнивание условий выращивания, а также повышение "точности отра-ботки оптимальных технологических режимов 1 Е в фитотроне и в теплице.Указанные цели достигаютсв; путем установ.ки фитотрона с растениями в теплице с растениями той же культуры, сорта и возраста, соединения выходов средств измерения оптимизи.1- руемых параметров Среды и физиологическихпроцессов растений в фитотроне с входом автоматического оптимизатора через вычйслительное устройство, моделирующее поведение посева на прогнозируемый период, параллельногосоединения выходов автоматического оптимиза.тора с выходами устройства регулирования истабилизации оптимизируемых параметров среды в фитотроне, с входами вычислительногоютоойства и входами масштабируюшего фун.3703064"кционального преобразователя, причем выходы обратной связи на вычислительное устройствомасштабирующего фуйкцйональнбго"преобразо-10 для уточненной идентификации математичес" вателя подключены к задатчикам устройств кой модели и параллельно на масштабирующийрегулирования и стабилизации оптимизируемых функциональный преобразователь 12, в которомйараметров среды в теплице. Кроме того, выхо 5 вводится коррекция оптимальных режимов, полу.ды средств измерения каждого неойтимизиру- ченных для фитотрона 2, с учетом разницы вемого" параметра среды в фитотроне и теплице: площадях, объемах и конструкциях фитотронасоединены с входами устроиства сравйения, вы- и теплицы . Скорректированные оптимальные за ходы устроиства сравнения подключейык"йхо. "дания йодаются с выходамасштабйрующегодам устройств, регулирующих неоптимиэиру. 10 функционального преобразователя 12 на задатемые параметры среды в фитотроне.чики устройств 6 регулирования и стабилизацииНа чертеже изображена функциональная оптимизируемых параметров среды в теплице,схема системы оптимизации факторов среды Сигналыот средств 3 измерения неоптимизирупри выращивании растений.етых параметров среды в теплице (например,Система включает следующие элементы: 15 затенение растений в посеве, условия опыления1 - теплица с растениями, 2 - фитотрон, 3 - и т.д.) и средств измерения соответствующихсредстваизмерения неоптимизируемых парамет- параметров в фитотроне периодически сравниров среды в теплице, 4 - средстваизмерения ваются в устройствесравнения 9, вырабатыванеоптимизйруемых параметров средыв фитотро- . ющем сигналы управления устройствами,7, коне, 5 - средства измерения оптимизируемых, - 20 торые ВыРВнивакт неоптимизируемые параметйараметров среды и физиологических процессов ры среды в фитотроне до уровня тепличных.растений в фитотроне, 6 - устройства регулиро-Применение предлагаемой системы дает возможвания и стабилизации оптимизируемых парамет., ность поддержйвать оптимальные технологичесров среды в теплице, 7 - . устройства,"регули- кие режимы выращиваниярастений в теплицахрующие неоптимизируемые параметры среды в значительного объема, используя найденные оп.25фитотроне, 8 - . устройстварегулирования и ста- тиМайные режимы в небольшом фитотроне безбилизации оптимизйруемых параметров-среды в составления программ для переноса эксперименфитотроне, 9 - устройство сравнения, 10 - вы. тальных данных от фитотрона к теплице,числительйое устройство,"моделйрующее йоведе-Постоянный контроль эа факторами средыние посева растений на прогнозируемый период, и состоянием процессов и быстрое приведение11 -автоматический оптимизатор (например, ре 1 их; к- оптимальным значениям позволяют повыализованный на ОВМ), 12 - масштабирующий сить продуктивность сельскохозяйственных куль.функциональный преобразователь; " тур в защищенном грун 1 е.Система работает следующим образом.Средства 5 измерения оптимизируемых пара- З 5метров среды (темнература, влажность, концент- . Ф о р му л а и з о б р е т е н и ярация СО в воздухе и т,д,) и физиологическихпроцессов растений (фотосинтез, прирост биомас 1. Система оптимизации факторов средысы и тд,) в фитотроне 2 вырабатывают" соответ-при выращивании растений, содержащая теплиствующие сигналы и подают их на вычислитель, цу-со" среЖвачи измерения и устройствами ре.ное устройство 10, моделирующее йоведение по- гулирования и стабилизации параметров средысева растений на прогнозируемый период. Вы- фитотрон сб средствами измерения и устройчйслйтельное устройство 10 реализуетпрограмму "ствами- регулирования и стабилизации параметидентифйкации математической модели посева ров средьг, автоматический оптимизатор, о т 45с учетом априорной и текущей информации, а л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышетакже прогнозов погоды, суточного и сезонного . ния продуктивности сельскохозяйственных куль.хода освещения и тд. и вычисляет-значение кри тур путем "улучшенная технологических режимовтерия оптимизации на прогнозируемый период. при ихвыращивании, фитотрон с растениямиАвтоматический оптимизатор 11"реализует про установлен внутритеплицы с растениями тойграмму поиска оптимальных режимов для фито же культуры, сорта и возраста, выход средств50трона 2 повычисленному на прогнозируемый измерений которого подсоединен ко входампериод критерйю оптимизации и"подйет сйгналы " автоматического оптимизатора через вычислина задатвки устройств" 8 регулировайияи"ста- тельное устройсТво, моделирующее поведениебилизацйи "оптимизируемьж" параметров"среды в растительного посева на прогнозируемый пе.фитотроне, которые и подстраивают факторы риод, причем выходы автоматического оптими.55среды в фитотроне до оптимального в данный затора соединены параллельно с выходами устпериод уровня, Сигнал с выхода автоматическо- ройства регулйрования и стабилизации парамет.го оптимизатора 11 пбдается также"в качеСтверов среды в фФ 3 отроне, с входами вычисли 1 ель703064 6ного устройстваи выходами масштабирующе- не и теплице, выходы средств измерений неопго функционального преобразователя, выходытимизируемых параметров среды в фитотронекоторого подключены к задатчикам устройств и тешпще соединены с входами устройства сраврегулирования и стабилизации параметров сре- пения, выходы котороЮйодюючены к-входамды в теплице устройств, регулирующих неоптимизируемыепараметры среды в фитотроне.2. Система по п, 1, о т л и ч а ю ща яс я ., Источники информации,тем, что, с целью выравнивания услоиий выра- принятые во внимание приэкспертизещивания и повышения точности отработки опти, Авторское свидетельство СССР Иф 456595,мальных технологических режимов в фитотро. 10 кл. А 01 С.7/00, 1972,Составитель В. Гурк едактор Е, Хорина Техред М,Келемешоррект емчик 1 Тираж 75 1 НИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, )К.35, РПодписноекомитета СССРоткрытийшская наб д, 4/5 з 7681/ Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4