【摘要】：我國是世界上第一水產養(yǎng)殖大國,改革開放以來,水產養(yǎng)殖行業(yè)更是取得了迅猛發(fā)展。相對于目前國內水產養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模,以及國外漁業(yè)設備的技術水平,我國的漁業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展相對滯后,機械化、智能化程度較低,尤其在投飼方面。國內常見的人工投飼方式主要是使用鐵鍬等工具拋灑飼料,不能保證投喂的均勻性。這種方式費時、費力,勞動強度大,甚至浪費飼料,污染池塘水質,影響魚類的生長發(fā)育。隨著漁業(yè)機械的推廣,投飼機廣泛使用,并逐步代替手工投飼。這種簡易自動投飼機普遍存在定時不準、儲料量小、穩(wěn)定性弱,投飼效率低等問題。因此相關研究單位或企業(yè)先后提出自動投飼系統(tǒng)的設計,但大多適用于網箱養(yǎng)殖或室內工廠化養(yǎng)殖,對于普通池塘的自動投飼系統(tǒng)的研究鮮有提及。本課題的主要內容正是研發(fā)一套適用于普通池塘的自動化、全天侯、長周期作業(yè)的投飼控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要內容是智能投喂技術研究和投飼控制方法研究。投喂技術主要包括養(yǎng)殖對象的生長模型構建和投飼計劃制定:投飼率、投飼次數(shù)和投飼時間等。投飼控制主要通過程序實現(xiàn)對投飼機的自動操控和對傳感器信號反饋的處理。本研究的智能投喂技術主要針對復雜的池塘養(yǎng)殖系統(tǒng),它受到養(yǎng)殖水體、投餌方式以及氣候條件等多方面因素的影響。而養(yǎng)殖對象需求的投飼量與多種因素有關,如水溫、PH、溶氧等水質參數(shù),大氣壓、太陽輻射等氣象參數(shù)。各種變量不是相互獨立的,它們之間存在相互的耦合關系,很難建立精確有效的數(shù)學模型。無論是經典控制理論還是現(xiàn)代控制理論,傳統(tǒng)的控制方法都很難取得良好的控制效果,其特點具體表現(xiàn)在非線性、實時變化以及多環(huán)境變量耦合。因此本系統(tǒng)采用模糊邏輯控制的方法。模糊控制器設計中,水溫(SW)、溶氧(RY)和魚體規(guī)格(GG)作為模糊輸入變量,投飼率K、投飼修正度R以及投飼次數(shù)C作為輸出模糊變量,解模糊的方法為平均最大隸屬度法(mom),模糊關聯(lián)規(guī)則為SW和GG對應K和C,SW、RY對應R。實現(xiàn)投飼的智能控制,本文首先分析了用戶需求和功能需求,構思了系統(tǒng)總體結構和技術路線�？偨Y出系統(tǒng)主要的功能有:精準定時、投料計重、遠程監(jiān)測,無人值守以及可根據外界環(huán)境實時應變。結合PLC技術,根據控制系統(tǒng)的整體情況,按功能把整個控制程序劃分成多個部分,繪制出系統(tǒng)程序流程圖來清晰的表明各動作的順序和條件,再根據S7-200指令集將前面步驟的程序流程圖用PLC編程語言實現(xiàn)。最后開展5個月周期的羅非魚池塘養(yǎng)殖試驗,對投飼系統(tǒng)進行了長時間的運行、調試和觀察。結果表明,本系統(tǒng)的設計方案具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。智能投飼系統(tǒng)運用更為先進的投飼控制方法,解決了傳統(tǒng)投喂方式的各種疑難雜癥,是現(xiàn)代控制技術結合養(yǎng)殖的新的嘗試,為今后的水產養(yǎng)殖業(yè)智能化發(fā)展提供有力的支持和推進。
【學位授予單位】：南京農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S969.31

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本文編號：2614085