informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASB10.37661/1816-Q3Q1-2Q21-18-3-59-67inform-1149Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕMATHEMATICAL MODELINGАвтоматическое регулирование температуры воздуха в теплице с учетом данных прогноза погодыAutomatic control of air temperature in the greenhouse considering the weather forecast dataСеньковА. Г.SenkovA. G.

Сеньков Андрей Григорьевич - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой автоматизированных систем управления производством.

Пр. Независимости, 99, Минск, 220023

Andrey G. Senkov - Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor, Head of the Department of Automated Production Control Systems.

Av. Nezavisimosti, 99, Minsk, 220023

sencov_1981@tut.byБелорусский государственный аграрный технический университетBelarusian State Agrarian Technical University2021300920211835967Copyright © Сеньков А.Г., 20212021Сеньков А.Г.Senkov A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/1149

Рассматриваются вопросы повышения энергоэффективности и улучшения качества автоматического регулирования температуры воздуха в промышленных теплицах. Предлагается метод управления температурой воздуха в промышленной теплице на основе принципа компенсации возмущения с использованием данных прогноза погоды. Динамические свойства объекта управления приближенно описываются линейным апериодическим звеном первого порядка с запаздыванием. Для решения проблемы наличия транспортного запаздывания в объекте управления при выработке управляющего сигнала в цепи компенсации возмущения помимо сигнала датчика наружной температуры учитываются также данные прогноза изменения наружной температуры на определенный предстоящий интервал времени, что позволяет заблаговременно осуществлять соответствующее компенсирующее управляющее воздействие. Приводятся структурная схема системы автоматического регулирования температуры в помещении, теоретические математические выражения для синтеза регулятора и анализа качества регулирования, а также результаты численного моделирования процесса регулирования температуры. Предлагаемый метод управления может быть использован при регулировании температуры воздуха в зданиях и сооружениях с повышенными требованиями к параметрам микроклимата.

The paper concerns the problem of improving energy efficiency and the quality of air temperature automatic control in industrial greenhouses. The article proposes a method based on the principle of disturbance compensation using weather forecast data. The plant dynamic model structure is described by the linear 1st order aperiodic link with delay both for the control circuit and for the disturbance circuit. To solve the problem of time delays in the plant mathematical model it is suggested along with the use of outside temperature sensor signal to take into account the weather forecast data for the outdoor temperature changes over the specific forthcoming interval of time. It allows the controller to generate appropriate compensation control signal in advance. The block diagram of the automatic control system of the greenhouse temperature is given. Theoretical mathematical expressions for the regulation algorithm and analysis of regulation quality are obtained and the results of numerical modeling of the temperature control process are presented. The proposed automatic control method can be used to regulate the air temperature in buildings with high requirements for microclimate parameters.

микроклиматтеплицаавтоматическое регулированиепринцип компенсации возмущенияпредиктивное управлениеmicroclimategreenhouseautomatic controldisturbance compensation controlpredictive controlReferencesПанферов, В. И. Адаптация погодного графика регулирования отопления / В. И. Панферов, С. В. Панферов // Вестник МГСУ. - 2011. - № 7. - С. 257-261.Panferov V. I., Panferov S. V. Adaptation of the weather heating control schedule. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo stroitel'nogo universiteta [Moscow State University of Civil Engineering Bulletin], 2011, no. 7, pp. 257-261 (In Russ.).Шейх Эль Нажжарин, М. Х. Синтез компенсатора возмущения в комбинированной системе автоматического управления с ПИД-регулятором в цепи основного канала / М. Х. Шейх Эль Нажжарин, А. Г. Сеньков, Н. Н. Гурский // Доклады БГУИР. - 2015. - № 4(90). - С. 98-102.Cheikh El Najjarine M. H., Senkov A. G., Hurski N. N. Synthesis of feedforward compensator in the combined system of automatic control with PID-regulator on the main channel circuit. Doklady Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta informatiki i radiojelektroniki [Reports of the Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics], 2015, no. 4(90), pp. 98-102 (In Russ.).Панферов, В. И. Динамическая модель отопительных приборов и систем / В. И. Панферов, С. В. Панферов // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». -2015. - Т. 15, № 2. - С. 75-82.Panferov V. I., Panferov S. V. Dynamic model of heating devices and systems. Vestnik Juzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Serija "Komp'juternye tehnologii, upravlenie, radiojelektronika" [Bulletin of the South Ural State University. Series "Computer technology, Control, Electronics"], 2015, vol. 15, no. 2, pp. 75-82 (In Russ.).Сотников, А. Г. Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции / А. Г. Сотников. -Л. : Машиностроение, 1984. - 240 с.Sotnikov A. G. Avtomatizacija sistem kondicionirovanija vozduha i ventiljacii. Automation of Air Conditioning and Ventilation Systems. Leningrad, Mashinostroenie, 1984, 240 p. (In Russ.).Сканави, А. Н. Переходные тепловые процессы в отопительных приборах / А. Н. Сканави, Л. М. Махов, В. Э. Сварич // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1986. - № 4. - С. 86-88.Skanavi A. N., Mahov L. M., Svaritch V. E. Transient thermal processes in heating devices. Izvestija vuzov. Stroitel'stvo i arhitektura [Proceedings of Universities. Construction and Architecture], 1986, no. 4, pp. 86-88 (In Russ.).Бобиков, А. И. Настройка параметров предиктора Смита с фильтром с помощью Simulink Response Optimization / А. И. Бобиков, Т. С. Бубнова // Вестник РГРТУ. - 2017. - № 61. - С. 96-104.Bobikov A. I., Bubnova T. S. Tuning filtered Smith predictor parameters with Simulink Response optimization. Vestnik Rjazanskogo gosudarstvennogo radiotehnicheskogo universiteta [Bulletin of the Ryazan State Radio Engineering University], 2017, no. 61, pp. 96-104 (In Russ.).Ощепков, А. Ю. Системы автоматического управления: теория, применение, моделирование в MATLAB / А. Ю. Ощепков. - СПб. : Лань, 2013. - 208 с.Oshhepkov, A. Ju. Sistemy avtomaticheskogo upravlenija: teorija, primenenie, modelirovanie v MATLAB. Automatic Control Systems: Theory, Application, Modeling in MATLAB. Saint Petersburg, Lan', 2013, 208 р. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.