一种育雏箱的温度模糊控制方法、模糊控制器和育雏箱

摘要

本发明公开了一种提出了一种育雏箱的温度模糊控制方法，为了在温度控制过程在保证响应速度的条件下，提高控制稳定性，解决电加热方式的局限性，提出了一种可根据外界环境自动调节加热器启停的方法，根据育雏箱在使用中的不同环境，采用了多种加热方式结合的加热方式，达到使育雏箱温度控制更智能的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，具体的说，是涉及一种育雏箱的温度模糊控制方法、模糊控制器和育雏箱。

背景技术

箱体育雏由于饲养环境较小，所以受外界环境和加热器的影响较大，在箱体育雏这种半封闭微环境下，温度是非常重要的一个环境指标。要升高箱体温度，现有技术中有水加热和电加热两种方式。水加热方式用于提升箱体温度，温度上升速度慢变化较平稳，但若是当箱体温度较目标温度低很多时，这种方式又不能迅速提高箱体温度，并且水加热这种方式对于养殖规模较大的厂来说，改造箱体与厂房的热水管道花费较大，维护也较繁琐。电加热方式对于箱体内的温度提升较迅速，但现有的加热控制方式，在停止加热时，加热器件的余温会继续影响箱内温度，这就会使温度波动较大。

因此，怎样在保证育雏箱温度响应速度的条件下，提高温度控制稳定性，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种育雏箱的温度模糊控制方法。本发明为了在温度控制过程在保证响应速度的条件下，提高控制稳定性，解决电加热方式的局限性，提出了一种可根据外界环境自动调节加热器启停的方法。根据育雏箱在使用中的不同环境，设计了不同的加热策略，达到使育雏箱温度控制更智能的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种育雏箱的温度模糊控制方法，包括如下步骤：

当育雏箱处于易降温状态，育雏箱的内部温度低于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₁，启动加热；

当育雏箱处于易降温状态，育雏箱的内部温度高于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₂，启动排风降温；

当育雏箱处于易升温状态，育雏箱的内部温度低于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₃，启动加热；

当育雏箱处于易升温状态，育雏箱的内部温度高于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₄，启动排风降温；

其中，T₁<T₃，T₄<T₂。

进一步的，所述易升温状态为当育雏箱的所处环境温度高于预设环境温度阈值。

进一步的，所述易降温状态为当育雏箱的所处环境温度不高于预设环境温度阈值。

进一步的，所述加热的控制方法具体为：

步骤一：当育雏箱的内部温度低于目标温度，启动加热，加热开启时长t₁和关闭时长t₂相等，所述加热开启和关闭交替并循环执行，在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差大于设定值A或者到达设定的时间育雏箱的内部温度未达到目标温度，执行步骤二；在设定的时间内育雏箱的内部温度达到了目标温度，停止加热；

步骤二：加热开启时长t₁大于关闭时长t₂，加热开启和关闭交替并循环执行，在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差大于设定值B或者到达设定的时间育雏箱的温度未达到目标温度，执行步骤三；在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差小于设定值A，执行步骤一；在设定的时间内育雏箱的内部温度达到了目标温度，停止加热；其中，B>A；

步骤三：一直加热，加热关闭时长t₂的值为零，当育雏箱的温度低于目标温度的温度差小于设定值A，执行步骤一；当育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差大于设定值A且小于设定值B，执行步骤二。

进一步的，所述预设环境温度阈值为18℃。

一种模糊控制器，采用所述的一种育雏箱的温度模糊控制方法。

一种育雏箱，包括所述的一种模糊控制器、加热器和育雏箱体。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的箱体育雏对于温度具有较高的要求，而箱体这种半封闭的微环境下温度又很容易受外界环境影响发生较大的波动。本发明将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。

(2)本发明通过控制加热器的开启和关闭时间，对于不同的温度条件设定不同的加热方式，不仅能够提高加热的速度并提高了控制的稳定性，能够避免开加热器关闭后余温过高使箱体内的温度高于目标温度而出现高温情况。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明的育雏箱的温度控制方法示意图；

图2是本发明的育雏箱的温度控制方法流程图；

图3是本发明的育雏箱的加热方式控制流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下述实施例为本申请的一种典型的实施方式，如图1所示，通过检测育雏箱的所处的外界环境温度和育雏箱的箱体内温度，从而确定育雏箱的所处环境的状况，通过温度控制器来控制育雏箱的工作状态是启动加热还是排风将温。

一种育雏箱的温度模糊控制方法，包括如下步骤：

当育雏箱处于易降温状态，育雏箱的内部温度低于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₁，启动加热。

当育雏箱处于易降温状态，育雏箱的内部温度高于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₂，启动排风降温。

当育雏箱处于易升温状态，育雏箱的内部温度低于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₃，启动加热。

当育雏箱处于易升温状态，育雏箱的内部温度高于育雏箱目标温度的温度差大于设定值T₄，启动排风降温。其中，T₁<T₃，T₄<T₂。

对于育雏箱这种半封闭微环境，空间较小，极易受周围环境影响。所以首先需要采集其所处的外界环境的温度，用以判断当前处于容易降温状态还是处于容易升温状态。本实施例优选环境温度为18℃，温度的设定值可根据实际的需要设定，本实施例设定T₁＝T₂＝0.1℃，T₃＝0.2℃，T₄＝0.07℃。

当外界环境温度低于18℃时，即判断当前处于容易降温状态，则当育雏箱的内部温度低于目标温度0.1℃时即启动加热器，同时高于目标温度0.1℃时才启动排风降温；当外界环境温度高于18℃时，即判断当前处于容易升温状态，则当低于目标温度0.2℃时即启动加热器，同时高于目标温度0.07℃时启动排风降温。在外界环境较低时，育雏箱内的温度容易降低，但不容易上升，故此时调高启动加热和启动降温的目标温度值，可以使温度更容易保持稳定。在外界环境温度较高时，育雏箱内的温度容易升高，但不容易降低，故此时调低启动加热和启动降温的目标温度值，也是为了尽快对育雏箱的温度变化做出反应，保持温度稳定。

本实施例所述加热的控制方法为三种加热方式，根据育雏箱的内部温度设定育雏箱加热器的工作状态，具体为：

步骤一：当育雏箱的内部温度低于目标温度，启动加热，加热开启时长t₁和关闭时长t₂相等，所述加热开启和关闭交替并循环执行，在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差大于设定值A或者到达设定的时间育雏箱的内部温度未达到目标温度，执行步骤二；在设定的时间内育雏箱的内部温度达到了目标温度，停止加热；

步骤二：加热开启时长t₁大于关闭时长t₂，加热开启和关闭交替并循环执行，在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差大于设定值B或者到达设定的时间育雏箱的温度未达到目标温度，执行步骤三；在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差小于设定值A，执行步骤一；在设定的时间内育雏箱的内部温度达到了目标温度，停止加热；其中，B>A；

步骤三：一直加热，加热关闭时长t₂的值为零，当育雏箱的温度低于目标温度的温度差小于设定值A，执行步骤一；当育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差大于设定值A且小于设定值B，执行步骤二。

本实施例的加热控制流程图如图2所示。图中启动加热的条件为当育雏箱处于易降温状态并且内部温度低于目标温度0.1℃，或当育雏箱处于易升温状态并且内部温度低于目标温度0.2℃。由于排风降温的速度较小且不能控制快慢，所以在以上控制温度的策略前提下，增加了控制对加热器的模糊控制策略。加热器选用304不锈钢管，220v，1KW干烧型U型加热器，由固态继电器控制，可实现不同频率的开关，这样可以时温度上升的更平稳，惯性更小。

箱体育雏由于饲养环境较小，所以受外界环境和加热器的影响较大，为了平稳维持箱体内的温度，发明了一种可根据外界环境自动调节加热器启停的方法。根据育雏的具体要求设置育雏箱的目标温度。

启动加热后，进行第一种加热控制方式：加热器开启和关闭的时间相等，例如开启加热50ms，关闭加热时间为50ms，开启加热和关闭加热交替并循环执行，直到停止第一种加热方式。如设定第一种加热方式的时间为5分钟，当第一种加热方式持续5分钟后育雏箱的内部温度仍未上升到目标温度，或者在加热过程中温度又下降到了与目标温度的温度差大于A值，本实施例选择A＝0.2℃，则停止第一种加热方式并开启第二种加热方式。当在设定时间5分钟内上升到了目标温度，则停止加热。

第二种加热方式：设置加热器开启加热的时间大于关闭的时间，例如可以设置开启时间为80ms，关闭时间为20ms，开启加热和关闭加热交替并循环执行，直到停止第二种加热方式。如设定第二种加热方式的时间为10分钟，当第二种加热状态持续10分钟后仍未上升到目标温度，或者在此过程中温度又降到了与目标温度差大于B值，本实施例B＝0.5℃，则进行第三种加热方式。在设定的时间内育雏箱的内部温度低于目标温度的温度差小于设定值A即0.2℃，开启第一种加热方式关闭第二种加热方式；如果在设定的时间内育雏箱的内部温度达到了目标温度，停止加热；其中，B>A；A和B的设定值可以根据具体的温度控制要求进行设定，本实施例的设定值是优选的设置。

第三种加热方式：将加热器设为常开，直到停止第三种加热方式。当温度上升到与目标温度差在0.2℃-0.5℃之间，转换为第二种加热方式，然后当温度上升到与目标温度差小于0.2℃时，加热器又重新变更改为第一种加热方式，防止常开加热器关闭后余温过高，使箱体内的温度高于目标温度而出现高温情况。待达到目标温度后停止加热。

箱体育雏对于温度具有较高的要求，而箱体这种半封闭的微环境下温度又很容易受外界环境影响发生较大的波动。将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。

模糊逻辑控制简称模糊控制，是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数学控制技术。模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既有系统化的理论，又有大量的实际应用背景。

近20多年来，模糊控制无论是在理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用涉及生产和生活的许多方面，例如在家用电器设备中有模糊洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、照相机和摄录机等；在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等；在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制。

本实施例的采用模糊控制器，将上述一种育雏箱的温度模糊控制方法应用到模糊控制器中，用于稳定控制育雏箱的温度。

本发明的控制方法适合于各种半封闭的微环境下的温度控制，包括箱体控制、温室培育等不能密闭保温的温度控制领域。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。