Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển các thông số cơ bản trong nhà kính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TRONG NHÀ KÍNH Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2011 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đặc biệt thầy, Bộ môn Cơ Điện Tử trang bị giúp đỡ cho tơi nhiều kiến thức hay bổ ích Tơi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến người tận tình bảo định hướng cho tơi suốt thời gian thực đề tài, bảo góp ý thầy vơ q giá tơi để thực thành công đề tài Tôi xin cảm ơn thầy TS.Nguyễn Duy Anh có góp ý, chỉnh sửa quý báu giúp làm tốt đề tài Bên cạnh tơi xin cảm ơn bạn Lab Hi-Tech Mechatronics giúp tơi nhiều q trình thực đề tài Tôi xin cám ơn công ty Đa Lat Gap - Lâm Đồng tạo điều kiện cho thực phần thực nghiệm Cuối cùng, xin cảm ơn anh, chị bạn lớp cao học Cơ Điện Tử K2009, giúp đỡ trình học tập nghiên cứu trường Luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận dẫn đóng góp quý thầy bạn để luận văn hồn thiện Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 06 năm 2011 Học viên thực Trần Thanh Tùng TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn tập trung nghiên cứu khảo sát hệ thống nhà kính nước giới Từ đưa cấu trúc nhà kính phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta với giá thành thấp Thiết kế hệ thống phụ trợ giúp cho việc điều khiển thông số cần thiết cho mơi trường nhà kính Các hệ thống phụ trợ thiết kế gồm hệ thống thơng gió, hệ thống che sáng, phun sương, hệ thống phun CO2 Nội dung luận văn sở hệ thống nhà kính thiết kế đưa giải thuật điều khiển ánh sáng, nồng độ CO2 Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ, độ ẩm nhà kính Đưa giải thuật điều khiển nhiệt độ độ ẩm Thông qua giao diện thiết kế máy tính giúp ta điều khiển giám sát cách thuận lợi thơng số nhà kính Tồn thiết kế, nghiên cứu tiến hành triển khai lắp đặt thực tế Đà Lạt Trong trình thực nghiệm có điều chỉnh phù hợp Sau hai vụ trồng thực nghiệm nhà kính thiết kế, cho kết ban đầu tốt, công ty nông dân đánh giá cao LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác (Tác giả luận văn ký ghi rõ họ tên) Trần Thanh Tùng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI………………………… 1.1 Tính cấp thiết đề tài………………………………………………… ………1 1.2 Tổng quan hệ thống nhà kính………………………………………… …… 1.2.1 Vai trị thơng số nhà kính trồng……………………2 1.2.2 Điều khiển thơng số nhà kính………………… …………… 1.3 Các hệ thống nhà kính nước giới………… ………………… 1.3.1 Hệ thống nhà kính giới……………………………………………… 1.3.2 Hệ thống nhà kính nước………………………… …………………….5 1.4 Đối tượng áp dụng thực tế nhà kính thiết kế…………… ……….………….6 1.5 Mục tiêu luân văn nội dung thực hiện…………………………………………7 1.5.1 Mục tiêu luận văn…………………………………………………………… 1.5.2 Nội dung thực hiện…………………………………………………………….7 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG KHUNG NHÀ KÍNH……………………….… …… 2.1 Cấu trúc nhà kính ……………………………………………………… ………9 2.1.1 Nhà kính có vách dính liền với cơng trình khác (attached greenhouse)…………………………………………………………………………… 2.1.2 Nhà kính độc lập…………………………………………………………… 10 2.1.3 Nhà kính liên tục (connected- greenhouse)………………………………… 12 2.2 Lựa chọn cấu trúc nhà kính…………………………………………………… 13 2.3 Vị trí lắp đặt nhà kính…………………………………………………… ….…17 2.4 Thiết kế khung nhà kính ……………………………………………………… 18 2.5 Vật liệu che phủ nhà kính……………………………………………… …… 19 2.5.1 Kính………………………………………………………………………… 19 2.5.2 Sợi thủy tinh.…………………………………………………………………19 2.5.3 Plastic……………………………………………………………………… 20 2.5.4 Radid sheet plastic ( nhựa cứng )……………………………………… 21 CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN ÁNH SÁNG………………………………………….22 3.1 Vai trò ánh sáng trồng………………………………………… 22 3.2 Các phương án điều khiển hệ thống che sáng…………………………….…… 23 3.3 Thiết kế hệ thống che sáng ………………………………………… …………25 3.4 Điều khiển hệ thống che sáng nhà kính………………… ……… 28 3.4.1 Tính tốn lượng chiếu sáng nhà kính……………………………… …28 3.4.2 Giải thuật điều khiển ánh sáng…………………………………………….…30 CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ VÀ ĐỘ ẨM………………………… 32 4.1 Vai trò nhiệt độ, độ ẩm trồng………………………………… 32 4.1.1 Nhiệt độ trồng……………………………………………… ….32 4.1.2 Độ ẩm trồng…………………………………………………… 33 4.2 Mối quan hệ nhiệt độ độ ẩm………………………………………… …… 33 4.3 Thiết kế hệ thống phụ trợ điều khiển nhiệt độ, độ ẩm………………… …… 34 4.3.1 Thiết kế hệ thống thơng gió………………………………………………….34 4.3.2 Tính tốn lựa chọn quạt thơng gió……………………………………….… 36 4.3.3 Hệ thống thơng gió mái ……………………………………………… 39 4.3.4 Hệ thống thơng gió bên hơng……………………………………………… 40 4.3.5 Thiết kế hệ thống phun sương………………………………………………41 4.4 Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ, độ ẩm………………………………… 45 4.4.1 Mạch điều khiển………………………………………………………… …46 4.4.2 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm SHT71……………………………………… 47 4.4.3 Giao diện chương trình điều khiển máy tính……………………………50 4.4.4 Kết nối liệu mạch điều khiển máy tính………………………… 50 4.5 Điều khiển nhiệt độ, độ ẩm nhà kính.…………………………….……….51 4.5.1 Mơ hình hóa hệ thống điều khiển nhà kính………………………………… 52 4.5.2 Giải thuật điều khiển…………………………………………………………54 4.5.3 Mô giải thuật điều khiển nhiệt đô, độ ẩm……………………….… 55 4.5.4 Kết mô phỏng……………………………………………………………56 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN CO2………………………………………………… 64 5.1 Vai trò CO2 trồng………………………………… ………… 64 5.1.1 Sự khuyếch tán CO2 quang hợp……………………………………… 64 5.1.2 Hàm lượng CO2 cho trồng……………………………………………….65 5.2 Lựa chọn nguồn cung cấp CO2 66 5.3 Cảm biến đo nồng độ CO2…………………………………… ……………… 68 5.4 Điều khiển hệ thống cung cấp CO2…………………………………… ………70 5.4.1 Bố trí hệ thống phun CO2…………………………………………………….71 5.4.2 Giải thuật điều khiển…………………………………………………………73 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN………………………………………………………… 75 6.1 Kết thực nghiệm……………………… ……………… …… ……… …75 6.2 Kết luận……………………………………………………… …….…… ….…79 6.3 Hướng nghiên cứu tương lai………………………… ………………… … 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Một số cấu trúc nhà kính áp dụng Đà Lạt- Lâm Đồng………… 16 Bảng 3.1: Bảng số liệu tính tốn lượng chiếu sáng quan sát tháng ….29 Bảng 4.1: Hệ số xạ mặt trời qua kính RT, W/m2 ……………………………… 37 Bảng 4.2: Lượng nhiệt xạ qua mặt nhà kính…………………………………38 Bảng 4.3: Các thơng số chuyển đổi độ ẩm…………………………………… .….49 Bảng 4.4: Hệ số độ ẩm……………………………………………………………… 49 Bảng 4.5: Hệ số nhiệt độ…………………………………………… ………………49 Bảng 4.6: Các đặc tính kỹ thuật RS-485……………………………….…………51 Bảng 4.7: Tham số cho điều khiển.……………………………………………… 55 Bảng 4.8: Giá trị điều khiển mơi trường nhà kính…………………………… …55 Bảng 4.9: Nhiệt độ mong muốn cho trồng vụ ………………………… 58 Bảng 4.10: Nhiệt độ mong muốn cho trồng vụ ………………………….58 Bảng 5.1: Số liệu so sánh nồng độ CO2 hai nhà kính có điều khiển khơng có điều khiển…………………………………………………………………………… 74 Bảng 6.1: Kết thu hoạch vụ 1…………………………………………………….78 Bảng 6.2: Kết thu hoạch vụ 2…………………………………………………….79 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình nhà kính đại[17] ………………………………………………… Hình 1.2: Các thơng số hệ thống nhà kính……………………………………2 Hình 1.3: Hệ thống nhà kính Netafim…………………………… …………….………3 Hình 1.4: Hệ thống nhà kính nước…………………………………………………….4 Hình 1.5: Cây cải thìa………………………………………………………………… … …6 Hình 2.1: Nhà kính có vách dính liền cơng trình khác[18] …………………….…9 Hình 2.2: Cấu trúc nhà kính mái đối xứng chữ A…………………………………………10 Hình 2.3: Cấu trúc nhà kính mái khơng đối xứng……………………………… …… …10 Hình 2.4: Cấu trúc nhà kính tựa vách………………………………………………………11 Hình 2.5: Cấu trúc nhà kính dạng vịm chóp………………………………………………11 Hình 2.6: Cấu trúc nhà dạng chóp………………………………………………………… 11 Hình 2.7: Cấu trúc nhà kính dạng hình cong………………………………………………12 Hình 2.8: Cấu trúc nhà kính dạng vịm……………………………………… ……………12 Hình 2.9: Nhà kính cấu trúc vịm liên tục (Cơng ty Hasfarm )…………… ……………13 Hình 2.10: Nhà kính cấu trúc nối tiếp………………………………………………………13 Hình 2.11: Cấu trúc nhà kính lựa chọn…………………………………………………… 16 Hình 2.12: Cấu trúc gió nhà kính thiết kế… ………………………………….17 Hình 2.13: Vị trí thực tế xây dựng nhà kính…………………………………………… …17 Hình 2.14: Cấu trúc nhà kính thiết kế………………………………………………………18 Hình 2.15: Kích thước tổng qt modun nhà kính………………………………… 19 Hình 2.16: Vật liệu nhà kính làm sợi thủy tinh…………………………………… 20 Hình 3.1: Cơ cấu phủ rèm mái ( nhìn bên hơng)…………………………………….23 Hình 3.2 Cơ cấu phủ rèm mái( nhìn phía trên)………………………………………24 Hình 3.3: Cơ cấu phủ rèm nhà……………………………………………………… 24 Hình 3.4: Phương án hoạt động…………………………………………………………… 25 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý…………………………………………………………………….25 Hình 3.6: Lắp ráp tổng quát………………………………………………………………….26 Hình 3.7: Cơ cấu cuộn rèm………………………………………………………………… 26 Hình 3.8: Cơ cấu đóng mở rèm thực tế…………………………………………………… 27 Hình 3.9: Hệ thống che sáng đóng…………………………………………………… 27 Hình 3.10: Hệ thống che sáng mở………………………………………………………27 Hình 3.11: Bức xạ ánh sáng ngày……………………………………………………28 Hình 3.12: Giải thuật điều khiển hệ thống che sáng…………………………………… 30 Hình 4.1: Biểu đồ quan hệ nhiệt độ độ ẩm…………………………………………… 33 Hình 4.2: Nhiệt độ nhà kính khơng thơng gió…………………………………………35 Hình 4.3: Nhiệt độ nhà kính thơng gió tự nhiên……………………………………….35 Hình 4.4: Nhiệt độ nhà kính có cửa quạt thơng gió…………………………….…35 Hình 4.5: Nhiệt độ nhà kính có cửa, quạt thơng gió mái che…………… 36 Hình 4.6: Bố trí quạt nhà kính……………………………………………………… 38 Hình 4.7: Kích thước thơng gió mái.………………………………………………… 39 Hình 4.8: Hệ thống thơng gió mái…………………………………………………… 40 Hình 4.9: Cơ cấu kéo thả bạt thơng gió ………………………………………………… 40 Hình 4.10: Mơ hình thiết kế phương án kéo thả thơng gió………………… 40 Hình 4.11: Hệ thống kéo thả bạt thực tế……………………………………………………41 Hình 4.12: Một số hệ thống phun sương nhà kính……………………………… 41 Hình 4.13: Phương án bố trí đầu phun sương…………………………………………… 42 Hình 4.14: Phương án bố trí đầu phun sương…………………………………………… 42 Hình 4.15: Sơ đồ bố trí hệ thống phun sương…………………………………………… 43 Hình 4.16: Pet phun hãng Netafim…………………………………………………… 43 Hình 4.17: Bơm Pentax CM100/00……………………………………………………….…44 Hình 4.18: Ống HDPE……………………………………………………………………… 44 Hình 4.19: Hệ thống phun sương thực tế……………………………………………… …45 Hình 4.20: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nhà kính…………………………………… 46 Hình 4.21: Sơ đồ mạch điều khiển………………………………………………………… 46 Hình 4.22: Sơ đồ mạch cơng suất………………………………………………………… 46 Hình 4.23: Mạch điều khiển thực tế…………………………………………………………47 Hình 4.24: Sơ đồ mạch điện kết nối cảm biến SHT71 với vi điều khiển……………… 47 Hình 4.25: Cảm biến độ ẩm – nhiệt độ………………………………………………….….48 Hình 4.26: Giản đồ biểu diễn mối quan hệ giữ RH SORH…………………………….49 Hình 4.27: Giao diện chương trình điều khiển máy tính………………………… 50 71 Hình 5.14: Sơ đồ bố trí hệ thống phun CO2 Hình 5.15: Bảng điều khiển theo dõi nồng độ CO2 máy tính Thời điểm thích hợp cho việc phun CO2 Hiện tượng quang hợp xảy vào thời điểm có ánh sáng ngày Và việc cung cấp CO2 không cần thiết vào buổi tối Tuy nhiên, việc cung cấp đòi hỏi vào ngày âm u, nhiều mây làm giảm tốc độ quang hợp Bởi trình quang hợp tăng dần với mức ánh sáng cao, lượng nồng độ CO2 trở nên cao CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN CO2 72 Nên bắt đầu cung cấp lượng CO2 xấp xỉ trước mặt trời mọc tắt trước trước mặt trời lặn Trong ngày thời tiết nóng hệ thống thơng gió u cầu để trì nhiệt độ bên nhà kính, cung cấp nồng độ CO2 không đem lại hiểu trình thơng gió làm khí CO2 ngồi Do ta cần phải tính tốn để xem có cần thiết cung cấp vào thời điểm hay không Nhờ cảm biến đo nồng độ CO2 mà máy tính gửi liệu bao gồm hàm lượng CO2 thời gian phun đến mạch điều khiển đóng mở van phun CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN CO2 73 5.4.2 Giải thuật điều khiển Hình 5.16: Giải thuật điều khiển nồng độ CO2 CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN CO2 74 Nồng độ CO2 đo thực tế nhà kính có áp dụng hệ thống phun CO2 nhà kính đối chứng khơng có hệ thống phun CO2 Thời gian Nồng độ CO2 nhà Nồng độ CO2 nhà kính (giờ) kính có điều khiển (ppm) đối chứng bên cạnh (ppm) 271,87 145,24 356,23 220,8 346,48 248,88 10 323,12 259,6 11 312,45 258,64 12 311,78 234,24 13 273,8 209,84 14 300,24 228,56 15 264,78 210,6 16 259,67 219,8 17 243,56 209,56 Bảng 5.1: Số liệu so sánh nồng độ CO2 hai nhà kính có điều khiển khơng có điều khiển CHƯƠNG 5: ĐIỀU KHIỂN CO2 75 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết thực nghiệm Sau thiết kế, xây dựng xong nhà kính ta tiến hành trồng cải thìa để theo dõi kết thực nghiệm Nhà kính xây dựng tiến hành cơng ty Đa Lạt Gap-Lâm Đồng Xây dựng nhà kính Hình 6.1: Xây dựng nhà kính Hình 6.2: Cấu trúc nhà kính thực tế sau xây dựng CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 76 Kết vụ trồng thực nghiệm Vụ mùa đơng tháng 12/2010 Giai đoạn trồng Hình 6.3: Giai đoạn làm đất Hình 6.4: Giai đoạn trồng CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 77 a Hệ thống điều khiển tự động b Không áp dụng hệ thống điều khiển Hình 6.5: Nhà kính thực tế Kết trồng sau tuần a Nhà kính có điều khiển b Nhà kính khơng có điều khiển Hình 6.6: Cây trồng nhà kính sau tuần CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 78 Hình 6.7: Cây trồng chuẩn bị thu hoạch Kết thu hoạch vụ 1: luống = 0,9m X 14m Nhà kính có điều khiển Năng suất 58kg/ luống trồng Nhà kính khơng có điều khiển 49 kg/1 luống trồng Bảng 6.1: Kết thu hoạch vụ Vụ thứ tiến hành vào mùa xuân khoảng tháng 2.2011 Dưới số kết thực nghiệm Hình 6.8: Cây trồng nhà kính sau tưới để giảm nhiệt độ CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 79 Hình 6.9: Thu hoạch trồng Kết thu hoạch vụ 2: Năng suất luống = 0,9m X 14m Nhà kính có điều khiển Nhà kính khơng có điều khiển 62kg/ luống trồng 51 kg/1 luống trồng Bảng 6.2: Kết thu hoạch vụ 6.2 Kết luận Hệ thống nhà kính thiết kế áp dụng thực tế cho ta kết tốt Các cấu phụ trợ hệ thống che sáng, đóng mở thơng gió, quạt thơng gió, hệ thống phun sương hoạt động tốt Giúp hỗ trợ cho việc điều khiển thông số cần thiết cho môi trường nhà kính Hệ thống cung cấp CO2 che sáng hoạt động giúp cho trình quang hợp trồng tốt nâng cao chiều cao dinh dưỡng cho Qua trình thiết kế tiến hành thực nghiệm có điều chỉnh hợp lý để hệ thống hoạt động ổn định Sau tiến hành trồng hai vụ thử nghiệm cho kết suất trồng tăng lên 20% so với phương pháp canh tác thông thường Đề tài đạt mục tiêu đem khoa học kỹ thuật ứng dụng vào sản xuất nông nghiệp Giúp cho chủ động việc trồng trọt tác động ngày phức tạp thời tiết Nhà kính ngăn chặn sâu bọ kiểm sốt mơi trường trồng trọt Giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường sử dụng hóa chất nông nghiệp Do tiến hành hai vụ thử nghiệm nên chưa tính tốn khấu hao giá thành đầu tư thiết bị so với suất trồng đem lại 6.3 Hướng nghiên cứu tương lai Nghiên cứu hệ thống điều khiển nồng độ EC-PH cho trồng Hệ thống q trình khiển khai thí nghiệm nên điều chỉnh cho phù hợp với thực tế để đưa phương án tối ưu thời gian đến Có thể mở rộng áp dụng cho nhiều loại trồng khác cải tiến thêm hay bớt hệ thống phụ trợ tùy thuộc vào đặc điểm loại trồng CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 80 Nghiên cứu giải thuật khác để đưa vào điều khiển hệ thống thiết kế từ so sánh đưa giải pháp tốt cho điều khiển tự động nhà kính CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] HydroMeteorological Center VietNam HMDC [2] Phạm Ngọc Tuân, “ Kỹ Thuật Nhà Kính”, Đại Học Đà Lạt [3] Dr Don Wilkerson, Texas Greenhouse Management Handbook, nguồn: http://aggie-horticulture.tamu.edu/greenhouse/nursery/guides/green/index.html [4] Lê Quốc Đạt, Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Nhà Kính, luận văn tốt nghiệp tháng 01/2010, trường Đại học Bách Khoa TP.HCM [5] A.J.Both,“Some Thoughts on Supplement Lighting for Greenhouse Crop Production”.CCEA, Center for Controlled Enviroment Agriculture, Cook College [6] Louis D.Albright, Method for controlling greenhouse light, Cornell Reseach Foundation, Inc., Ithaca, N.Y [7] Dan Drost, “Bok choy in the garden” UtahState University [8] R.Alimardani, P Javadikia, A.Tabatabaeefar , M.Omid , and M Fathi, “ Implementtation of ON/OFF Controller for Automation of Greenhouse Using Labview” Derpartment of Agricultural Machinery Engineerring, Faculty of Biosystems Engneering, University of Terhran, 31587-77871 Karaj, Iran [9] J.Dayan , E.Dayan, Y.Strassberg, E.Presnov, “ Simulation and control of ventilation rates in greenhouse ” Mathematics and Computer in Simulation 65 (2004) 3-17 [10] Berna Kendirli, “Structural analysis of greenhouse : A case study in Turkey” Building and Environment 41 (2006) 864 -871 [11] K.Astrom and T.Hagglund, PID Controller : Theory, design and tuning 2nd ed., The Instrument, Systems and Automation Society (ISA), (1995) [12] A.Ganguly, S.Ghosh, “ Model development and experimental validation of floriculture greenhouse under natural ventilation” Energy and Building 41(2009) 521-527 [13] Javier Leal Igaa,*,Jorge Leal Igab, Carlos Leal Igac, Ramiro Ayala Floresd, “ Effect of air density variation on greenhouse temperature model”, Mathermatical and Computer Modeling 47(2008) 855-867 [14] Saeed Tavakoli, Mahdi Tavakoli, “ Optimal tuning of PID controller for first order plus time delay models using dimesional analysis ”, The fourth international Conference on Control and Automation( ICCA’03), 10-12 June (2003), Montreal, Canada [15] M.Omid and A.Shafaei, “ Temperature and relative humidity changes inside greenhouse”, Int Agrophysics, 2005, 19, 153-158 [16] http://www.omafra.gov.on.ca/english/crops/facts/00-077.htm [17] www.usgr.com/euroemme/euroemme_munters.php / [18] www.hartley-botanic.co.uk/ranges/hartley_greenhouse_range_lean_to.html [19] http://www.mechanical-writings.com/relative-humidity-psychrometer/ [20] http://www.congnghetuoi.com/default1.aspx?ID2=17 [21] Phạm Hùng Kim Khánh, Tài liệu lập trình hệ thống PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: CHƯƠNG TRÌNH MATLAB clc; clear all; close all; global rw G w Tout Ts Tp Tg(1)=18; Tp(1)=20; rw0(1)=10; G0(1)=0; w0(1)=18; Tout0(1)=18; Ts0(1)=20; n=144; dt=10; Kcr=2; Pcr=5; Kp=0.6*Kcr; Ki=2*Kp/Pcr; Kd=Kp*Pcr/8; q0(1)=0; eisum=0; ep(1)=0; ei(1)=0; ed(1)=0; Kcr1=2; Pcr1=3; Kp1=0.6*Kcr1; Ki1=2*Kp1/Pcr1; Kd1=Kp1*Pcr1/8; q01(1)=0; eisum1=0; ep1(1)=0; ei1(1)=0; ed1(1)=0; for i=2:50 t(i)=(i-1)*dt; %input G0(i)=300; w0(i)=10%+1*sin(2*pi*1*t(i)); Tout0(i)=14%+2*sin(2*pi*1*t(i)); Ts0(i)=16%*sin(2*pi*1*t(i)); Tg_ref(i)=18; end for i=50:100 t(i)=(i-1)*dt; %input G0(i)=300; w0(i)=18%+1*sin(2*t(i)); Tout0(i)=30%+2*sin(2*t(i)); Ts0(i)=27%*sin(2*t(i)); Tg_ref(i)=24; end for i=100:n t(i)=(i-1)*dt; %input G0(i)=300; w0(i)=10%+1*sin(2*pi*1*t(i)); Tout0(i)=20%+2*sin(2*pi*1*t(i)); Ts0(i)=24%*sin(2*pi*1*t(i)); Tg_ref(i)=18; end rw0(1)=0; Tp0(1)=18; for i=2:n t1(i)=(i-1)*dt; t_pre=(i-1)*dt; t_nex=i*dt; ep(i)=Tg_ref(i)-Tg(i-1); ei(i)=ep(i)*dt+ eisum; ed(i)=(ep(i)- ep(i-1))/dt; rw0(i)=Kp*ep(i)+Ki*ei(i)+Kd*ed(i); eisum=ei(i); rw=rw0(i); if rw>100 rw=100; end if rw100 rw0(i)=100; end if rw60 Tp0(i) =60; end if Tp