温室大棚LED智能调光的补光装置设计

摘要

针对传统温室大棚补光方法存在能耗高和智能化程度低的问题,采用改进单神经元和模糊算法设计了温室大棚发光二极管(LED)智能调光的补光装置.首先在控制器UC3852的基础上设计了功率因数校正电路,然后利用BH1750FVI光传感器将环境光照度转换为电流指令信号,并引入了改进的单神经元PID(比例-积分-微分)控制算法和模糊算法在线调整控制增益,不仅实现了根据周围环境变化自动调光的功能,还提升了驱动电路的稳态性能和动态性能,最后通过控制金属氧化物半导体场效应晶体(MOS)管的通断实现了功率因数校正.试验结果表明,设计的LED功率因数校正电路将功率因数由0.524提高到了0.989,有效提高了LED的电能转换率,智能自动调光算法具有更快的响应速度,能在0.3 s内稳定跟踪电流指令信号,且最大误差范围仅为0.3 mA,采用设计的装置对番茄进行了补光试验,与自然补光相比使产量提升了25.7％,生长周期缩短了12 d,能耗降低了23.2％(与文献[15]中的方法相比),为智慧农业的发展提供了技术支持.