大作業(yè)參考機(jī)器貓小分隊(duì)

Chapter1

系統(tǒng)功能描述及設(shè)計(jì)要求功能描述本系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)在植物干旱時(shí)及時(shí)對(duì)植物進(jìn)行澆水的功能，利用傳感器和控制器對(duì)這一過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制號(hào)傳給2.設(shè)計(jì)要求1.當(dāng)盆栽內(nèi)土壤濕度低于設(shè)置下限時(shí)，溫濕度傳感器將信閥門控制器。開始向盆栽內(nèi)注水。當(dāng)注入規(guī)定量后，水位壓力傳感器將信號(hào)傳給閥門控制器。停止向盆栽內(nèi)注水。Chapter

2

總體方案設(shè)計(jì)原理框圖Chapter3

傳感器工作原理、測(cè)量電路1溫濕度傳感器該產(chǎn)品名為電阻式高分子濕度傳感器（GY—HR101），是一種新型的濕度敏感元件，具有感濕范圍寬，響應(yīng)速度快，靈敏度高，性能穩(wěn)定可靠，一致性好等特點(diǎn)，不抗結(jié)露。2水位壓力傳感器壓阻式傳感器壓阻式傳感器主要采用單晶硅基片。由于單晶硅材料是各向異性的，外加力的方向不同，其壓阻系數(shù)變化很大，晶體不同的取向決定了該方向的壓阻效應(yīng)的大小與單晶硅的晶向、晶面有關(guān)系。恒流源全橋輸出電路3二維模糊控制器，二維模糊控制器的兩個(gè)輸入變量基本上都選用受控變量和輸入給定的偏差E和偏差變化EC，由于它們能夠較嚴(yán)格地反映受控過程中輸出變量的動(dòng)態(tài)特性，因此，在控制效果上要比一維控制器好得多，也是目前采用較廣泛的一類模糊控制器Chapter4

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)使用智能模糊控制，工作原理為：設(shè)有一個(gè)

，通過調(diào)節(jié)閥可向內(nèi)注水和向外抽水。設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器，通過調(diào)節(jié)閥門將水位穩(wěn)定在固定點(diǎn)附近。按照日常的操作經(jīng)驗(yàn)，可以得到基本的控制規(guī)則：“若水位高于O點(diǎn)，則向外排水，差值越大，排水越快”；“若水位低于O點(diǎn)，則向內(nèi)注水，差值越大，注水越快”?！?/p>

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程確定觀測(cè)量和控制量定義理想液位O點(diǎn)的水位為h0，實(shí)際測(cè)得的水位高度為h，選擇液位差，將當(dāng)前水位對(duì)于O點(diǎn)的偏差e作為觀測(cè)量，e

h

h0

h輸入量和輸出量的模糊化將偏差e分為五級(jí)：負(fù)大（NB），負(fù)小（NS），零（O），正?。≒S），正大（PB）?？刂屏縰為調(diào)節(jié)閥門開度的變化。將其分為五級(jí)：負(fù)大（NB），負(fù)?。∟S），零（O），正小（PS），正大（PB）。模糊規(guī)則的描述根據(jù)日常的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)以下模糊規(guī)則：“若e負(fù)大，則u負(fù)大”“若e負(fù)小，則u負(fù)小”“若e為0，則u為0”“若e正小，則u正小”“若e正大，則u正大”如果按照“隸屬度最大原則”進(jìn)行反模糊化，則選擇控制量為，即閥門的開度應(yīng)關(guān)大一些，減少進(jìn)水量。求模糊關(guān)系模糊控制規(guī)則是一個(gè)多條語句，它可以表示為U×V上的模糊子集，即模糊關(guān)系R：R

(NBe

NBu)

U(NSe

NSu)

U(Oe

Ou)

U(PSe

PSu)

U(PBe

PBu)其中規(guī)則內(nèi)的模糊集運(yùn)算取交集，規(guī)則間的模糊集運(yùn)算取并集。模糊決策模糊控制器的輸出為誤差向量和模糊關(guān)系的

：u

e

o

u控制量的反模糊化由模糊決策可知，當(dāng)誤差為負(fù)大時(shí)，實(shí)際液位遠(yuǎn)高于理想液位，e=NB，控制器的輸出為一模糊向量，例如可表示為：

1

0.5

0.5

0.5

0

0

0

0

0

4

3

2

1

0

1

2

3

4u

二

硬件框圖及安裝方式將溫濕度傳感器接觸式測(cè)量端固定在花盆內(nèi)側(cè)，和壓力傳感器固定連接。可固定于墻上，也可放置在支架上。將

出水管道引入花盆內(nèi)側(cè)，將

進(jìn)水管道和水源相接，

中間均由閥門控制。將溫濕度傳感器和水位傳感器均和控制器相連接，控制器負(fù)責(zé)接收信號(hào)，采用模糊控制，控制兩閥門的開關(guān)。Ch

r5

設(shè)計(jì)總結(jié)控制部分，實(shí)現(xiàn)了1.

該系統(tǒng)使用了模糊控制系統(tǒng)該過程的自動(dòng)控制。

運(yùn)用了溫濕度傳感器、水位壓力傳感器兩種傳感器，

能夠進(jìn)行精確的、實(shí)時(shí)的測(cè)量。

該系統(tǒng)可以在植物需要時(shí)注入要求的水量，并且和水源相接，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間供水。

該系統(tǒng)參數(shù)可以設(shè)定，根據(jù)不同種類的植物對(duì)水分的需求不同設(shè)定適宜的參數(shù)，使得該系統(tǒng)具有更加廣泛的適用性和實(shí)用性，更加人性化。

這個(gè)系統(tǒng)極大的方便了需要經(jīng)常外出的人群，使得盆栽在較長(zhǎng)時(shí)間無人照顧的情況下，仍能健康的生長(zhǎng)，美化和