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標題: Micro-environment Control by Using Fuzzy Theory
模糊理論在微環境控制之應用
作者: Ting-Yi Chiu
邱庭毅
關鍵字: 微環境控制
模糊理論
Arduino微控制器
開關遲滯截止區控制
Micro-environment control
Fuzzy theory
Arduino micro-controller
ON-OFF Control with Hysteresis Dead Zone
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摘要: 近年來由於全球氣候變遷與極端氣候的挑戰,導致全球的氣候異常,各式的天災不斷發生。而植物工廠是近年新興的技術,其生產模式是在室內透過環控系統控制作物生長所需的光照、溫度、濕度及二氧化碳等,但由於植物工廠生產成本高,不容易得到生產利潤,因此本論文藉由LabVIEW結合低成本Arduino微控制器並搭配模糊理論演算法則,針對微環境氣候中溫度與濕度兩個最重要的參數,進行智慧型調節,營造適合植物生長的環境,更期待能以低廉成本有效達到微環境中溫度、濕度控制的目的。本研究在實驗中選用開關遲滯截止區控制(ON-OFF Control with Hysteresis Dead Zone)及模糊控制(Fuzzy Control)兩種控制法則,進行溫度及溼度輸出響應並比較。最後透過5組不同溫濕度控制目標系列的實測,結果顯示以模糊控制法進行控制,其變異係數(C.V.)皆小於5% ,本論文成功以3種歸屬函數搭配81條控制規則之模糊控制系統,實現了微環境中的溫度及濕度模糊控制,有效地以低成本滿足微環境中溫、濕環境控制的要求。
In recent years, the global climate change and extreme weather result in the abnormal global climate. All kinds of natural disasters occurred occasionally and globally. Food issue becomes a crisis in many areas. Many solutions were also tried simultaneously. The Plant Factory is one of the solutions tried. The Plant Factory is a new concept and technology made in recent years. A confined building, with artificial light, controlled temperature, humidity and carbon dioxide needed for crop growth, dominated by environmental control systems is the production model of the plant factory. However, the high set up and operating cost and the less profits of production made the commercialization of the plant factory progress slowly. Therefore, this thesis employs the LabVIEW programing, a low-cost Arduino micro-controller and the fuzzy theory algorithm to create an micro-environment control scheme on temperature and humidity, the two most important parameters, and looks forward to achieve the cost-down purpose on the micro-environment temperature and humidity control for the plant factory. In this study, ON-OFF Control with Hysteresis Dead Zone and Fuzzy Control two control methods, were implemented and compared by 5 required scenarios of temperature and humidity output responses. The results show that the coefficients of variation (C.V.) were less than 5% when Fuzzy control method was employed. It also means that this simple and low-cost fuzzy control scheme proposed with 3 membership functions and 81 control rules, is always capable of satisfying the micro-environment requirements.
URI: http://hdl.handle.net/11455/89998
其他識別: U0005-2306201516152000
文章公開時間: 2017-08-07
顯示於類別:生物產業機電工程學系

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