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统的MATLAB实现
第4期中国农机化?CHINESEAGRICULTURALMECHANIZATION
基于气象预报信息的绿地灌溉模糊
胡新华.王志明
摘要：随着城市绿地面积的不断增加.如何解决绿地巨大的耗 水量与城市严重缺水局面之间的矛盾成为急需解决的技术问
题.因此，采用高效的节水灌溉方式势在必行一本文提出了一种
能够充分利用气象预报信息的绿地灌溉模糊控制系统.并通过
安吉滑雪场采用MATLAB软件对该控制系统进行了仿真研究
关键词：气象预报：绿地灌溉：模糊控制:MATLAB
中图分类号:TP273
文献标识码:A
文章编号:1006—7205(2007)04—0059—02 RealizationofGreenlandIrrigationFuzzyControlSystem onMATLABBasedonWeatherForecastInformation//HU
Xin—hua,WANGZhi-ming
Abstract:WiththeincreaseofurbanGreenland,theproblemof thetensionbetweenalotofwateruseandseriouslylackofwater onurbanmusttoberesolved.Thereforehigh-efficientwater- savingirrigationtechniquemustbeenforced.Thispaperput forwardapracticablegreenlandirrigationfuzzycontrolsystem basedonweatherforecastinformation.Andsimulateresear~:tlof thissystembasedonMATLABwasgiven.
Keywords:weatherforecast,greenlandirrigation,fuzzycontrol,
MATLAB.
0引言
20世纪70年代以来.随着保护全球环境运动的
兴起，寻求建立健康，安全，舒适的人居环境已成为绝
大多数城市居民的共识.城市生态系统中具有自净
能力的绿地.在维护城市生态平衡和改善城市生态环
境方面起着其它基础设施无法替代的重要作用，它们
摩洛哥vs西班牙分析绝对不是可有可无的景观美化装饰物，或是仅供休闲
活动需要的休息场所.而是维护城市区域人类生存所
必需的物质环境空间.城市绿地被视为维系城市可持
续发展的重要因素之一
国内外大量研究资料表明.无论一个城市或一个地
区.在常规情况下.当绿化覆盖率达到或超过30%～50% 时.其生态环境才有望向良性循环发展.因此绿地在城
市环境中起到了相当重要的作用不仅可以供游人观赏而且可以改善局部小气候，有城市"绿肺"的美誉.
就当前来说，我国许多城市环境污染十分严重.为
使生态尽快趋于平衡.不至于让经济快速发展的效果
最终被污染引起的后果所冲消其绿化覆盖率只有远
新疆阿勒泰高于这一临界幅度才能有效改善城市环境因此我国
主要城市在今后一段时期内.绿化覆盖率将会大幅度
提高城市绿地面积将迅速增加：同时.为使已有绿地尽
可能发挥出应有的生态效应.其改造的步伐势必要加
快水是植物生长的最基本条件.无论新增绿地面积还
是改造现有绿地.要使植物具备适宜的生长环境.灌溉
系统必不可少而现行灌溉技术落后.水利用效率低下
f有效利用率低于40%)，大量绿化用水被浪费掉改善
灌水技术，采用智能化，精准化灌溉，努力提高水的利
用率势在必行因此.本文提出了根据气象预报信息对
绿地灌溉实行模糊控制的控制系统.主要是采用
MATLAB软件对该模糊控制系统进行了仿真研究
1绿地灌溉模糊控制系统设计原理
绿地灌溉控制系统通过无线通信接口接收，识
别气象预报信息，再根据天气的未来降雨量等气象信
过模糊决策决定灌溉与否及灌溉量.从而达到智能节
水灌溉模糊控制系统推理过程如图1所示图1中
土壤的湿度用土壤水势来表示.因为土壤水势直接决
定了绿地对水分的吸收能力
图1模糊控制系统推理过程框图
2模糊控制系统设计
2.1输入输出变量论域及隶属函数确定
本灌溉系统灌水量决定于气象预报信息的降雨
量和绿地土壤水势.因此模糊控制系统是以未来降雨
量和土壤水势作为输入，灌水量作为输出的双输入
单输系统如冈2所示
本灌溉系统选用的土壤负压计测定范同是一85
0kPa.基本上在绿地植物的需求范同一般来说.土壤
吸力大于一70kPa时植物都需要灌水，否则会影响植
中国农机化?CHINESEAGRICULTURALMECHANIZATION2007年物的生长.在本系统中，植物的需水范围为一85～OkPa,
因此，将土壤水势模糊论域划分为6级，即:『很低fVL),
低fLOW1，有点低(RL).稍微有点低fL比较合适fRM),
合适fMED)1.根据气象预报信息将降雨量模糊论域划
分为:『小雨fSR1，中雨fMR1，大雨fDR).暴雨fRS)，大暴雨(DRS)特大暴雨(SRS)1.模糊控制系统的输出可以是
灌溉时间或灌水量.本控制系统取范围为010这个
输出可作为一个比例因子.然后以这个因子乘以某个
参考量即为实际的输出量输出模糊论域划分为6
级.即:『极少量灌~(MINI).微量灌溉fDI).少量灌溉fLI) 中量灌溉fMI)，大量灌溉fPI)，极大量灌溉(MAXI)1c隶属度函数的选择对模糊推理系统的性能影响较大.为了
推理简单本系统的输入，输出变量均采用三角形隶
属函数.如图3，图4，图5所示
图2模糊控制系统MATLAB仿真框图
lq
2-2模糊规则及模糊控制表
本文所设计的植物需水量模糊推理系统是双输
入，单输出的模糊推理系统.为了推理结果准确，把
土壤水势划分为6个语言变量，雨量划分为6个语
言变量.输出变量划分为6个语言变量，因此该模
糊推理系统共有36条规则.为书写方便，在下面模
糊规则的书写中.用sp代表土壤水势，用rq代表雨
量.用iC『代表灌水量，模糊控制规则如下: ifrqisSRandspisVLtheniqisMAXI: ifrqisSRandspisLOWtheniqisLI; ifrqisSRSandspisRMtheniqisMINI; ifrqisSRSandspisMEDtheniqisMINI.
模糊规则如表1所示
表1系统模糊控制表
2.3解模糊
经过模糊推理后所得到的是输出变量的一个范
围上的隶属度函数，因此必须进行解模糊.将输出模
糊控制量变为确定的值解模糊的方法包括五种.即centroid(1~积中心法),bisector(1~积平均法),momf平
均最大隶属度法),son(最大隶属度中的取最小值
法),lom(~大隶属度中的取最大值法1最常见的方
法是面积中心法.本系统采用该方法进行解模糊
2.4模糊推理系统的输出
经模糊推理.该推理系统的输曲面如图6所示
图6推理系统的输出曲面
3结论
近年来，随着人民生活水平的不断提高.城市居
民对环境质量的要求越来越高，城市绿地面积不断增
加，随之而来的是城市环境需水量的增大因此.绿地
(下转第14页)
中国农机化?CHINESEAGRICUⅢRALMECHANIZAT10N A=『0.9,0.8,0.7,0.51
通过专家评价表的统计分析计算和用AHP法求
得的权重，采用M(?,④)算子，既突出主因素，又兼顾
了其他因素.得到模糊综合评判级如下:
B自营=WoR自营=[0.325,0.316,0.359,0】
B外包=WoR外包=[0.501,0.371,0.128,0】
B联营=WoR联营=[0.350,0.433,0.217,0】
塔尔寺值得去吗根据公式B--A.RF[0.9,0.8,0.7,0.5】自营,B外包,
B联营1，计算出综合优选度如下:
B=[0.739,0.817,0.779】
5.4简单分析
通过上述计算.可以得到三种模式的排序先后
为：外包，联营，自营.按照最大接近度的原则可以得
北京欢乐谷收费项目表
知外包与联营的等级为"适合".自营的等级为"一
般"如果此次只想选出一种模式，自营先不列入考
虑，然后根据优先度选择模式为外包.如果同时选两
