【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于种子种苗培育，具体涉及一种应用于育苗温室的温湿度控制方法、装置及介质。
技术介绍
1、随着人们对食品安全和品质的要求日益增高，农业生产也面临着巨大挑战。在农业生产中，育苗环境对于作物的生长发育起着至关重要的作用。温湿度是育苗温室中最为关键的环境因素之一，对于植物的生长和发育有着直接影响。
2、传统育苗温室中，温湿度的控制主要依赖于人工操作，无法实现精确的控制。这种方法存在着温湿度波动大、并且很容易受到外界环境的影响的问题。而且，这种操作方式对于大规模育苗而言，劳动力成本较高且效率低下。
3、近年来，自动化技术在育苗温室中的应用大大增加，而传统的pid控制技术在初始误差较大的情况下很容易引起超调，影响我们的自动化控制的精度。为了解决这个问题，科学家们提出了自抗扰控制技术，即adrc，它通过补偿扰动部分有效的克服了超调问题，成为新兴控制技术。但现有的adrc控制器在参数调节方面速度较慢且不够准确，参数调节技术有待提升。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术提出一种应用于育苗温室的温湿度控制方法、装置及介质，通过斑马算法优化的adrc控制器实时调整温湿度控制参数，有效提高了育苗温室种子的发芽率。
2、技术方案：本专利技术所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，包括以下步骤：
3、(1)对预先获取育苗温室的温湿度数据进行标准化处理并进行均值计算；
4、(2)用加权闵可夫斯基距离优化的k邻近算法对其均值进行缺失
5、(3)对传统adrc基于育苗温室进行参数整定，采用斑马算法优化adrc控制器输出控制量，提高优化速度；
6、(4)采用粒子滤波重采样策略，根据温湿度的历史数据，结合幼苗生长最优曲线，获取最适宜幼苗生长的最佳温湿度；所述改进粒子滤波重采样策略包括：混合建议分布改进粒子滤波的样本退化问题，辅助重采样解决采样过程中增加粒子多样性，减小因权值较小而导致粒子有效信息丧失的问题。
7、进一步地，所述育苗温室的温湿度数据通过网络型温湿度传感器采集，并基于以太网把温湿度数据上传至服务器，实现对育苗温室温湿度的远距离采集和集中管控。
8、进一步地，所述步骤(2)实现过程如下：
9、选取小于样本容量的平方根的k值，进行距离的度量，对两个n维变量a(x11,x12,…x1n)、b(x21,x22,…x2n)有闵可夫斯基距离公式为：
10、
11、其中，p为闵可夫斯基距离的参数，d为两个变量之间的闵可夫斯基距离；将对k邻近算法中的目标函数进行距离加权，加权后的公式为：
12、
13、
14、其中，wk为距离的权重，xq为目标值，公式f(xq)中的分母是一个常量，它将不同的权值的贡献度进行了归一化处理，就比如对训练集f(xk)＝c，那xq←c。
15、进一步地，步骤(3)所述对传统adrc基于育苗温室进行参数整定实现过程如下：
16、adrc控制器应用于温室育苗时的算法公式：
17、
18、其中，t为初始设定的温度值，t1为过渡状态的温度值，t2为提取的微分号值，r为跟踪速度因子，h为滤波因子，fst为快速控制最优综合函数；
19、快速控制最优函数为：
20、
21、其次是扩张状态观测器：
22、
23、其中，b是控制量的增益，u为控制量，y为输出量，z1，z2，z3分别为反馈量，b0为设计的输入增益，β1，β2，β3为eso的观测增量；
24、实时输入量u0是由z1，z2得到的，公式如下：
25、u0＝kp(t-z1)-kdz2
26、其中，kp为比例系数，kd为微分系数；控制输入量u是由实时输入量u0和反馈量z3计算得到的，z3为系统估计的总和扰动，并在系统输入控制量u输入时实时补偿抵消，公式如下：
27、
28、二阶线性adrc算法中需要优化的参数为6个，分别是b0，kp，kd，β1，β2，β3，其中kp，kd，β1，β2，β3是需要进行参数整定。
29、进一步地，步骤(3)所述采用斑马算法优化adrc控制器输出控制量实现过程如下：
30、采用如下目标函数：
31、
32、式中，e(t)为反馈误差，tn为调节时间，σ为超调量，w是权重；
33、目标函数把超调量和调节时间看作变量，斑马算法认为最好的寻优斑马为最大值，并引领其他斑马在空间中寻找最优解；对寻优的目标函数做出如下处理，得到适应度函数：
34、
35、在寻优空间里开始随机初始化：
36、ti,j＝lbj+γ(μbj-lbj)
37、其中，ti,j为每一个温湿度均值，lbj为寻优下界，μbj为寻优上界，γ为[0,1]中的随机数；
38、寻优斑马引领其他种群成员在空间中搜索位置，位置更新阶段的数学模型为：
39、
40、
41、其中，i属于集合{1，2}的随机数；针对外界干扰的防护策略和干扰信号，斑马算法不断地选择躲避或是进攻，迭代新的位置，若迭代的新位置更适合目标函数，则接受该新位置；对防御阶段进行建模：
42、
43、
44、其中，x迭代次数，t为最大迭代次数，r为0.01的常数；ps为两种策略的切换概率，值为[0,1]之间的随机数，az为被外界扰的斑马的状态。
45、进一步地，所述步骤(4)实现过程如下：
46、考虑状态转移函数p(xi|xi-1,ui-1)和观测似然概率密度函数p(zi|xi)，建议分布的公式为：
47、
48、其中，xi为t时刻的状态，ui-1为t-1时刻的输入，zi为t时刻的测量，bel(xi-1)为状态xi-1后的验信度；相应的权重公式：
49、wi＝wi-1*p(zi|xi)*p(xi|xi-1,ui-1)；
50、网络型温湿度传感器采集的温湿度经过混合建议分布改进的粒子滤波算法修正后，得到新的粒子，为了减小计算负荷，需要进行重采样策略，通过引入辅助重采样策略，来增加粒子多样性；在更新的第n步新的粒子集合中，调整每个粒子的重要性权重，将粒子进行归一化处理，使其在[0.1]上分布，归一化的权值公式为：
51、
52、对归一化后的粒子集合在[0,1]的均匀分布上产生一个随机数δ，通过累加权值wi直至大于随机数δ；引入辅助因子λ，重新计算粒子观测似然概率密度函数的计算公式为：
53、
54、其中，为所有p(zi|xi)的样本均值，λ为辅助因子，代表调整度。
55、本专利技术所述的一种装置设备，包括存储器和处理器，其中：
56、存储器，用于存储能够在处理器上运行的计算机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，所述育苗温室的温湿度数据通过网络型温湿度传感器采集，并基于以太网把温湿度数据上传至服务器，实现对育苗温室温湿度的远距离采集和集中管控。
3.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，所述步骤(2)实现过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，步骤(3)所述对传统ADRC基于育苗温室进行参数整定实现过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，步骤(3)所述采用斑马算法优化ADRC控制器输出控制量实现过程如下：
6.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，所述步骤(4)实现过程如下：
7.一种装置设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中：
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理
...【技术特征摘要】
1.一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，所述育苗温室的温湿度数据通过网络型温湿度传感器采集，并基于以太网把温湿度数据上传至服务器，实现对育苗温室温湿度的远距离采集和集中管控。
3.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，所述步骤(2)实现过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种应用于育苗温室的温湿度控制方法，其特征在于，步骤(3)所述对传统adrc基于育苗温室进行参数整...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫玉，何睿，张志荣，张楚，彭甜，陈亚娟，马常纹，姚君豪，孙凯，张万峰，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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