O optymalnym sterowaniu temperaturą i stężeniem dwutlenku węgla w szklarni

Systemy sterowania klimatem we współczesnych szklarniach to złożone struktury wykorzystujące model matematyczny sterowanego procesu i nowoczesne koncepcje sterowania. W pracy rozważa się zadanie równoczesnej stabilizacji temperatury powietrza i stężenie dwutlenku węgla wewnątrz szklarni przy odcinkami stałych wartościach zadanych. Zaproponowano nowy system sterowania typu feedback-feedforward, który pozwala w torze sprzężenia "wprzód" skutecznie i szybko niwelować skutki szybkozmiennych zakłóceń, a w torze sprzężenia zwrotnego od stanu procesu zapewnia szybkie zanikanie błędu sterowania. Macierz regulatora dobrano optymalnie w sensie wskaźnika z mnożnikiem czasowym.

The optimal control of greenhouse climate has received considerable attention in agricultural engineering research. In this paper a new feedback-feedforward control system is proposed for the state variables stabilization on piecewise constant user-desired or computed by the upper level set-points for temperature and CO2 concentration. The proposed control structure consists of two main parts: a model based feedforward compensation of external disturbances and the model based optimal feedback simultaneous control of the greenhouse temperature and CO2 concentration. The applied decomposition is able to deal with rapidly fluctuating deterministic external inputs or disturbances acting on the system by feedforward static compensation and guarantee the fast decay of the control error due to the static state feedback with constant gain matrix optimal in the sense of timemultiplied quadratic index. In a forthcoming paper, the simulation experiments will be conducted for the known in the literature example of the production of a lettuce crop by the use of the Simulink toolbox of Matlab in order to demonstrate the effectiveness of the control system proposed.