АНАЛІТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВОЛОГІСНОГО РЕЖИМУ В ТЕПЛИЦІ

Abstract

У статті розглянуто аналітичне моделювання температурно-вологісного режиму в теплицях як одного з ключових чинників, що визначають ефективність вирощування сільськогосподарських культур у захищеному ґрунті. В сучасних кліматичних умовах та зростанні вартості енергоносіїв проблема підтримання оптимального мікроклімату в теплицях набуває особливої актуальності. У роботі представлено математичну модель процесів тепло- та масообміну між основними компонентами теплиці – ґрунтом, пові-трям, світлопроникливим огородженням та рослинами.Модель реалізована у вигляді системи диференціальних рівнянь теплового балансу, яка враховує інтенсивність сонячної радіації, потужність систем обігріву, темпера-тури зовнішнього середовища та інші параметри. Отримана система рівнянь приведена до стандартної форми Коші, що дало змогу провести структурно-аналітичне дослі-дження об’єкта керування, оцінити його керованість та спостережність з використан-ням критеріїв Калмана. Розраховано відповідні матриці стану, керованості та спосте-режності для конкретного типу теплиці на основі реальних конструктивних параметрів.Результати моделювання підтверджують повну керованість та спостережність об’єкта, що створює передумови для реалізації ефективних систем автоматичного регу-лювання мікроклімату. Зазначено, що через високу інерційність об’єкта доцільно застосо-вувати інтелектуальні адаптивні системи керування, зокрема на основі нейронних мереж і нечіткої логіки. Визначено оптимальні критерії керування – температура повітря та температура ґрунту, які повинні підтримуватись згідно з агротехнічними нормативами. Обґрунтовано необхідність переходу від традиційного графікового керування до інтелек-туальних систем, що враховують велику кількість змінних і забезпечують енергоефек-тивність та стабільність мікроклімату в тепличному господарстві.