طراحي و پياده‌سازي سامانه كنترل فازي در يك گلخانه مدل و بررسي كارايي آن با كشت محصول ريحان

در اين پژوهش طراحي يك سامانه كنترل فازي و ارزيابي تأثير آن بر كنترل دما و رطوبت داخل يك گلخانه و نيز تأثير آن بر رشد محصول مدنظر بود. بدين‌منظور ابتدا الگوريتم كنترل فازي طراحي شده و در محيط نرم‌افزار Fuzzy Tech پياده‌سازي شد. پس از آماده‌سازي گلخانه‌هاي مدل و شاهد، تجهيزات كنترل فازي شامل بوردهاي الكترونيكي، حسگرهاي دما، رطوبت محيط و رطوبت اطراف ريشه و نيز عملگرهاي فن، بخاري، مه‌پاش و شيرهاي برقي، درون گلخانه مدل نصب شد. در طي 40 روز آزمايش‌ها، تغييرات دما و رطوبت نسبي هوا درون و بيرون گلخانه‌ها ثبت شد. پس از آن محصول برداشت شد و برخي پارامترهاي عملكردي گياه ريحان اندازه گيري شد. نتايج نشان داد كه گلخانه با كنترل فازي نسبت به گلخانه شاهد داراي توان بيشتري در فراهم كردن شرايط مساعد رشد گياه است. ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE) در كنترل دماي گلخانه‌هاي مدل و شاهد به‌ترتيب برابر با 1.33 و 5.71 درجه سلسيوس و در كنترل رطوبت نسبي هواي آنها برابر با 2.29 و 19.45 درصد به‌دست آمد كه بيانگر عملكرد بهتر سامانه كنترل فازي نسبت به كنترل On/Off در تأمين دما و رطوبت مطلوب براي رشد گياه است. از نظر درصد جوانه‌زني، گلخانه‌هاي شاهد و مدل داراي عملكرد يكساني بودند، اما از نظر ساير پارامترهاي رشدي محصول، گلخانه مدل عملكرد بهتري داشت. مقادير اندازه‌گيري شده براي وزن خشك و وزن تازه اندام‌هاي مختلف گياه ريحان در گلخانه مدل نسبت به گلخانه شاهد به‌ترتيب نشان از افزايش 50 و 35 درصدي عملكرد محصول داشت. در مجموع نتايج اين پژوهش نشان داد كه روش كنترل فازي قادر به كنترل بهينه شرايط محيطي گلخانه‌ها است؛ از اين‌رو براي استفاده در گلخانه‌هاي جديد پيشنهاد مي‌شود.