基于模型优化预测与流场分析的温室能耗控制方法的任务书.docx

基于模型优化预测与流场分析的温室能耗控制方法的任务书
任务书
一、任务背景
能源紧缺已经成为世界环保的头等大事。近年来，随着全球气候变化和可持续发展的呼声越来越高，温室能耗控制问题成为了研究的热点之一。温室为农业生产提供了温度、湿度和二氧化碳等环境条件，但高耗能、低效率已成为温室建设和运营的主要挑战。为了提高温室的能耗控制效率，提升农业生产效益和保障能源安全，研究并制定适合于温室自动化控制系统的完整技术方案至关重要。
二、项目目标
本项目旨在通过基于模型优化预测和流场分析的温室能耗控制方法，实现以下目标：
1.建立具有较高准确性的温室模型，综合考虑外部气象条件和温室内部环境因素，预测模型的输出和实际测量值能够保持一致性。
2.基于预测模型开发出智能温室能耗控制系统，减少能耗浪费，提高能耗利用效率。
3.利用流场分析方法对温室内流场和热场进行定量分析，优化温室内部空气流动条件，提高温室的保温性。
三、项目任务
1.搜集温室自动化控制技术和优化预测模型构建的相关文献和数据资料，并综合分析现有技术优缺点和潜在问题，明确研究的方向和重点。
2.建立温室内部环境的数学模型，包括温度、湿度、二氧化碳浓度等要素，预测模型使用有效的算法，如线性回归、支持向量机、人工神经网络、随机森林等。
3.借助CFD软件对温室内部空气流动和热场进行分析，模拟典型工况下温室内部空气的流动状态，探究不同控制策略对温室内部温度和湿度变化的影响。
4.建立基于预测模型的智能控制系统，通过实时监测和分析温室内外部气象变化和温室内部环境因素，根据目标温度、湿度和二氧化碳浓度设置相应的控制参数。
5.对预测模型和控制系统进行算法优化和实时性测试，通过模拟实验和场地实验探究模型的精准度和控制系统的实际应用效果，完成可行性验证和性能评估。
6.撰写技术报告，阐述优化预测模型和智能控制系统的设计原理和方法，分享实际应用效果和经验教训，为温室建设和运营提供可靠的技术支持和参考。
四、预期成果
1.具有高准确性的温室预测模型，能够实现环境因素的多因素综合预测和实时更新控制。
2.基于预测模型的智能控制系统，能够实现温室的自主控制和运行管理，提高能耗利用效率和农产品生产效益。
3.经过优化的温室内部流场和热场分析报告，能够指导温室建设和运营中的空气流动和温度控制。
4.系列技术报告，能够系统阐述温室能耗控制技术的关键问题、发展趋势和实际应用效果，为相关从业人员提供有益的指导和借鉴。
五、工作进度计划
1.文献调研和数据收集：2个月。
2.建立预测模型和控制系统：4个月。
3.基于CFD软件的流场分析：3个月。
4.实验验证和应用展示：3个月。
5.技术报告编写和修改：1个月。
六、经费概算
本项目预计需要资金300万元，用于硬件器材、软件开发和工作人员人力费用等方面。其中，设备和器材费约150万元，人员费用约100万元，科研经费约50万元。
七、人员组成
本项目总共需要5名研究人员，其中：项目负责人1名，具有本科或以上学历，有温室建设和运营经验；预测模型专家1名，具有本科或以上学历，熟悉各类预测算法和数据挖掘技术；控制系统专家1名，具有本科或以上学历，熟悉各类自动化控制技术和软件开发技能；流场分析专家1名，具有本科或以上学历，熟练掌握CFD软件和空气动力学知识；项目助理1名，具有本科或以上学历，能够协助项目负责人做好项目管理、数据统计和文献整理工作。
八、参考文献
1.刘慧,高桂林等.基于CFD的温室热环境数值模拟[J].山东农业大学学报,2008,39(6):1071-1077.
2.邓学峰,黄仁谦,齐冠军.温室自动化控制技术研究进展[J].湖南农业科学,2006,5:60-63.
3.杨云贵.基于智能控制技术的温室设备自动化管理研究[J].农村电子商务,2012,4:206-207.
4.黄建武,胡红兵.基于神经模糊算法的温室环境监测与控制系统[J].安徽农业科学,2015,43(27):211-214.
5.许天骥.温室内部流场和热场分析[J].泵阀与系统,2012,124(2):28-30.