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人工气候箱作用为何越来越大?
点击次数:2915 更新时间:2016-08-05
人工气候箱是一款能够人工控制温度、湿度、光照度以及白天黑夜时间的培养箱,它比光照培养箱有更多的功能,更的参数控制系统。云杉和红桦分别是亚高山针叶林的建群种和先锋树种之一,已成为我国西南亚高山针叶林自然更新过程中的关键种群。由于该区域天然林采伐破坏后自然恢复更新十分困难,形成了大面积的采伐迹地退化灌丛植被。
可见人工气候箱为尽快恢复已退化的亚高山针叶林采伐迹地植被,实施西部生态环境建设创造了一个理想的硬件条件。已有研究表明,采伐迹地种子库中并不缺乏云杉和红桦等关键种的种子,但是采伐后植被定居环境的裸露使迹地的光、温、水等环境条件发生了剧烈变化。这些不利的环境条件可能是限制自然更新的重要因素。因此人工气候箱的出现,能够给云杉和红桦提供更合适的生存环境。
可见人工气候箱为尽快恢复已退化的亚高山针叶林采伐迹地植被,实施西部生态环境建设创造了一个理想的硬件条件。已有研究表明,采伐迹地种子库中并不缺乏云杉和红桦等关键种的种子,但是采伐后植被定居环境的裸露使迹地的光、温、水等环境条件发生了剧烈变化。这些不利的环境条件可能是限制自然更新的重要因素。因此人工气候箱的出现,能够给云杉和红桦提供更合适的生存环境。
人工气候箱内部气流循环控制流程为:气候箱上电后,循环风机就开始运行,循环风机使箱体内的气流不停的流动,使箱体中的气流zui终达到相同的温度和湿度。循环过程中气流首先经过加湿器增加气流需要的湿度,再经过制冷器降低气流的温度和湿度,然后经过加热器增加气流的温度,zui后回到箱体和其中气体混合,达到需要的温度和湿度。
人工气候箱是一种非线性耦合滞后系统,其控制的核心问题是箱体内的温度、湿度。然而,目前复杂非线性耦合及滞后系统完善有效控制策略的缺乏,导致这类系统的实时有效控制存在很大的困难,常规的控制方法通常很难达到要求。目前正在兴起和发展的人工智能研究,为复杂非线性系统的控制开辟了一条新路。
当前人工气候箱的温湿度流行的控制方法还是PID控制,而且控制仪表通常都是采用独立、通用的温度控制仪表和湿度控制仪表,由于人工气候箱不同的箱子控制对象变化比较大,这些通用的控制方法适应性比较差,而且温度和湿度的单独控制,没有考虑到它们的强耦合作用,控制的精度一般都无法令人满意。但是,新研究的模糊控制和模糊解耦的方法控制温湿度,既能提高控制精度,又可提高控制算法的鲁棒性和自适应能力。人工气候箱温度和湿度的控制是相互耦合的。这样,温湿度的控制实质上就是一个大滞后、强耦合系统的控制问题。
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