تصميم ومحاكاة وحدة تحكم تكيفية ضبابية PID متسلسلة لتنظيم درجة حرارة البيوت الزجاجية في ظل اضطرابات مناخية خارجية

الملخص

تتأثر متطلبات إنتاج البيوت الزجاجية بشدة بتغيرات درجة الحرارة، إلا أن أداء نظام التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي متعدد المستويات (MPID) المعمم يتراجع في ظل تقلبات الإشعاع الشمسي وتدفق الحرارة الناتج عن الرياح وفتح فتحات التهوية بشكل متقطع. تقترح هذه الورقة نظام تحكم منطقي ضبابي تكيّفي (AFLC) يقوم فيه مشرف مامداني الضبابي بجدولة مكاسب حلقة MPID الداخلية وإزاحة نقطة ضبط التغذية الأمامية الشمسية، بينما يعيد نظام تحسين سرب الجسيمات المصغر (PSO) ضبط أوزان قاعدة القواعد كل عشر دقائق وفقًا لخطأ التكامل المطلق (IAE) لآخر ستين دقيقة. تم اختبار البنية متعددة الطبقات على نموذج حراري ذي سعة مكثفة بمساحة 480 م² وجدار زجاجي واحد لبيت زجاجي في ظل سيناريوهين: انخفاض الإشعاع الشمسي لمدة 48 ساعة بنسبة 80%، ودورة فتحات تهوية جانبية عشوائية. بالمقارنة مع نظام PID التقليدي والضبابي الثابت، قلّل نظام AFLC من IAE بنسبة 16.7% إلى 20.0%، وISE بنسبة 13.4% إلى 15.8%، واستهلاك الطاقة بنسبة 17.4% إلى 19.0%، وكان الحد الأقصى للتجاوز أقل من 21%، وتقاربت خوارزمية PSO في أقل من عشر دورات لكل دورة. يتوفر كود المحاكاة الكامل بلغة بايثون ومجموعات البيانات كمواد مفتوحة الوصول.