omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-190-59-68CDPHLBomna-257Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGСистема управления микроклиматом тепличного комплекса на базе нечёткой логикиGreenhouse climate control system based on fuzzy logicПаюкЛ. А.PayukL. A.

Паюк Любовь Анатольевна, кандидат технических наук, доцент Отделения электроэнергетики и электротехники Национального исследовательского

AuthorID (РИНЦ): 555556

AuthorID (SCOPUS): 57160434900

г. Томск

Payuk Lyubov Anatolyevna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Electric Power Engineering and Electrical Engineering Department

AuthorID (RSCI): 555556

AuthorID (SCOPUS): 57160434900

Tomsk

pla@tpu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9327-6441ВоронинаН. А.VoroninaN. A.

Воронина Наталья Алексеевна, кандидат технических наук, доцент Отделения электроэнергетикии электротехники

AuthorID (РИНЦ): 790645

AuthorID (SCOPUS): 57159363700

ResearcherID: I-9992-2018

г. Томск

Voronina Natalya Alekseyevna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Electric Power Engineering and Electrical Engineering Department

AuthorID (RSCI): 790645

AuthorID (SCOPUS): 57159363700

ResearcherID: I-9992-2018

Tomsk

voronina@tpu.ruУмурзаковаА. Д.UmurzakovaA. D.

Умурзакова Анара Даукеновна, кандидат технических наук, старший преподаватель Отделенияэлектроэнергетики и электротехники

AuthorID (РИНЦ): 834837

AuthorID (SCOPUS): 56485976200

г. Томск

Umurzakova Anara Daukenovna, Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of Electric Power Engineering and Electrical Engineering Department

AuthorID (RSCI): 834837

AuthorID (SCOPUS): 56485976200

Tomsk

granat_72@mail.ruЛазуткинаЕ. Е.LazutkinaE. E.

Лазуткина Елена Евгеньевна, старший преподаватель Отделения электроэнергетики и электротехники

AuthorID (РИНЦ): 891147

AuthorID (SCOPUS): 56486119300

ResearcherID: AAI-5296-2020

г. Томск

Lazutkina Elena Evgenyevna, Senior Lecturer of Electric Power Engineering and Electrical Engineering Department

AuthorID (RSCI): 891147

AuthorID (SCOPUS): 56486119300

ResearcherID: AAI-5296-2020

Tomsk

see@tpu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9504-1312ХацевскийК. В.KhatsevskiyK. V.

Хацевский Константин Владимирович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Электрическая техника»

AuthorID (РИНЦ): 465857

AuthorID (SCOPUS): 56503931800

ResearcherID: A-4002-2016

г. Омск

Khatsevskiy Konstantin Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of Electrical Engineering Department

AuthorID (RSCI): 465857

AuthorID (SCOPUS): 56503931800

ResearcherID: A-4002-2016

Omsk 

xkv-post@rambler.ruНациональный исследовательский Томский политехнический университетРоссияNational Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian FederationОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation2024300620241025968Copyright © Паюк Л.А., Воронина Н.А., Умурзакова А.Д., Лазуткина Е.Е., Хацевский К.В., 20242024Паюк Л.А., Воронина Н.А., Умурзакова А.Д., Лазуткина Е.Е., Хацевский К.В.Payuk L.A., Voronina N.A., Umurzakova A.D., Lazutkina E.E., Khatsevskiy K.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/257

Работа посвящена разработке и исследованию автоматической системы управления микроклиматом тепличного комплекса пятого поколения, которая построена на основе аппарата нечеткой логики и позволяет автоматизировать процессы управления с использованием последних разработок в этой области. В ходе работы уточнено понятие «микроклимат тепличного комплекса» для региона зоны рискованного земледелия при выращивании крупноплодной земляники в закрытом грунте.

Paper is devoted to development and research of the fifth generation greenhouse climate automatic control system. This system is based on fuzzy logic toolbox and it allows to automate control processes using the latest developments in this field. In the work the concept of «microclimate of greenhouse complex» for the region of the risky agricultural zone when growing large strawberries in a closed ground.

микроклимат тепличного хозяйствааппарат нечёткой логикизашториваниепроветриваниекапельный поливдосветкаавтоматическое управлениеgreenhouse climatefuzzy logic toolboxcurtainingaerationdrip irrigationlightingautomatic controlReferencesИмпортозамещение в тепличной отрасли России — факторы развития // Агробизнес. URL: https://www.agbz.ru/articles/importozameshchenie-v-teplichnoy-otrasli-rossii-faktoryrazvitiya/ (дата обращения: 15.02.2023).Importozameshcheniye v teplichnoy otrasli Rossii – faktory razvitiya [Import substitution in the Russian greenhouse industry — development factors] // Agrobiznes. Agribusiness. URL: https://www.agbz.ru/articles/importozameshchenie-v-teplichnoy-otrasli-rossii-faktory-razvitiya/ (accessed: 15.02.2023). (In Russ.).Волкова И. Н. Тепличная отрасль хозяйства России и факторы, влияющие на ее развитие и размещение // Географическая среда и живые системы. 2021. № 1. C. 93–109. DOI: 10.18384/2712-7621-2021-1-93-109. EDN: WOQICA.Volkova I. N. Teplichnaya otrasl’ khozyaystva Rossii i faktory, vliyayushchiye na ee razvitiye i razmeshcheniye [Greenhouse industry of Russia and factors influencingits development and localization] // Geograficheskaya sreda i zhivyye sistemy. Geographical Environment and Living Systems. 2021. No. 1. P. 93–109. DOI: 10.18384/2712-7621-2021-1-93-109. EDN: WOQICA. (In Russ.).Боярцева В. К. Микроклимат теплиц. Справочник садовода. 2010. 420 с.Boyartseva V. K. Mikroklimat teplits. Spravochnik sadovoda [Greenhouse microclimate. Gardener’s Guide]. 2010. 420 p. (In Russ.).Соболев А. В. Эффективность регулирования микроклимата в теплицах c помощью электричества // Вестник КрасГАУ. 2014. № 4. С. 154–156. EDN: RXMUDJ.Sobolev A. V. Effektivnost’ regulirovaniya mikroklimata v teplitsakh c pomoshch’yu elektrichestva [The efficiency of the microclimate regulation in greenhouses with the help of electricity] // Vestnik KrasGAU. The Bulletin of KrasGAU. 2014. No. 4. P. 154–156. EDN: RXMUDJ. (In Russ.).Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. Санкт-Петербург: Невский диалект, 2001. 557 с. ISBN 5-7940-0069-4.Olsson G., Piani D. Tsifrovyye sistemy avtomatizatsii i upravleniya [Digital automation and control systems]. Saint Petersburg, 2001. 557 p. ISBN 5-7940-0069-4. (In Russ.).Системы управления микроклиматом // ПрофитАгро. URL: http://profit-agro.ru/sistemy/sistemy-upravleniyamikroklimatom/ (дата обращения: 10.03.2023).Sistemy upravleniya mikroklimatom [Climate control systems] // Profit-Agro. Profit-Agro. URL: http://profit-agro.ru/sistemy/sistemy-upravleniya-mikroklimatom/ (accessed: 10.03. 2023). (In Russ.).Семенов В. Г., Крушель Е. Г. Математическая модель микроклимата теплицы // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2009. № 6 (54). С. 32– 35. EDN: KUAHMF.Semenov V. G., Krushel E. G. Matematicheskaya model’ mikroklimata teplitsy [Mathematical model of a microclimate of a greenhouse] // Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Izvestia Volgograd State Technical University. 2009. No. 6 (54). P. 32–35. EDN: KUAHMF. (In Russ.).Белов С. М. Система охлаждения в тепличных комплексах. Микроклимат в теплицах // Аспирант. 2021. № 5 (62). С. 55–58. EDN: ELFHPU.Belov S. M. Sistema okhlazhdeniya v teplichnykh kompleksakh. Mikroklimat v teplitsakh [Cooling system in greenhouse complexes. Microclimate in greenhouses] // Aspirant. Aspirant. 2021. No. 5 (62). P. 55–58. EDN: ELFHPU. (In Russ.).Кульмамиров С. А., Калабаев А. А. Новый подход управления режимами микроклимата в теплицах // Синергия наук. 2021. № 59. С. 308–327. EDN: QZACBF.Kulmamirov S. A., Kalabayev A. A. Novyy podkhod upravleniya rezhimami mikroklimata v teplitsakh [A new approach to managing microclimate regimes in greenhouses] // Sinergiya nauk. Synergy of Sciences. 2021. No. 59. P. 308–327. EDN: QZACBF. (In Russ.).Цокур Д. С. Система стабилизации кислотности почвы при выращивании томатов в условиях закрытого грунта // Научный журнал КубГАУ. 2013. № 93. С. 998–1020. EDN: PWFDQK.Tsokur D. S. Sistema stabilizatsii kislotnosti pochvy pri vyrashchivanii tomatov v usloviyakh zakrytogo grunta [The stabilization system of soil acidity when growing tomatoes in a greenhouse] // Nauchnyy zhurnal KubGAU. Scientific Journal of KubSAU. 2013. No. 93. P. 998–1020. EDN: PWFDQK. (In Russ.).Пешко М. С. Адаптивная система управления параметрами микроклимата процессов производства и хранения пищевых продуктов: автореф. дис … канд. техн. наук. Москва, 2015. 22 с.Peshko M. S. Adaptivnaya sistema upravleniya parametrami mikroklimata protsessov proizvodstva i khraneniya pishchevykh produktov [Adaptive system for controlling microclimate parameters of food production and storage processes]. Moscow, 2015. 22 p. (In Russ.).Змиева К. А. Автоматическая система контроля и регулирования микроклимата тепличного комплекса // Автоматизированный электропривод и промышленная электроника: тр. Восьмой Всероссийской науч.-практ. конф., Новокузнецк, 20–21 ноября 2018 г. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2018. С. 49–53. EDN: IYPJFU.Zmiyeva K. A. Avtomaticheskaya sistema kontrolya i regulirovaniya mikroklimata teplichnogo kompleksa [Automatic system for monitoring and regulating the microclimate of a greenhouse complex] // Avtomatizirovannyy elektroprivod i promyshlennaya elektronika. Automated Electric Drive and Industrial Electronics. Novokuznetsk, 2018. P. 49–53. EDN: IYPJFU. (In Russ.).Юран С. И., Вершинин М. Н. Совершенствование системы регулирования микроклимата на основе нечеткой логики // Вестник НГИЭИ. 2019. № 9 (100). С. 33–45. EDN: FYYJWA.Yuran S. I., Vershinin M. N. Sovershenstvovaniye sistemy regulirovaniya mikroklimata na osnove nechetkoy logiki [Improvement of the microclimate control system based on fuzzy logic] // Vestnik NGIEI. Bulletin NGIEI. 2019. No. 9 (100). P. 33–45. EDN: FYYJWA. (In Russ.).Аверкин А. Н. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта: книга по требованию. Москва, 2013. 312 с.Averkin A. N. Nechetkiye mnozhestva v modelyakh upravleniya i iskusstvennogo intellekta: kniga po trebovaniyu [Fuzzy sets in control models and artificial intelligence: book on demand]. Moscow, 2013. 312 p. (In Russ.).Панфилов А. Э., Крушель Е. Г. Применение Matlabприложения PDEapp для моделирования динамических процессов с распределенными параметрами // Инновационные технологии в обучении и производстве: материалы XVI Всерос. заоч. науч.-практ. конф. В 3-х т. Камышин, 22–25 ноября 2021 г., Волгоград: Изд-во ВолгГТУ, 2021. Т. 1. С. 118–121. EDN: LOETOQ.Panfilov A. E., Krushel E. G. Primeneniye Matlabprilozheniya PDEapp dlya modelirovaniya dinamicheskikh protsessov s raspredelennymi parametrami [Using the Matlab application PDEapp for modeling dynamic processes with distributed parameters] // Innovatsionnyye tekhnologii v obuchenii i proizvodstve. Innovative Technologies in Training and Production. Volgograd, 2021. Vol. 1. P. 118–121. EDN: LOETOQ. (In Russ.).Шилкина С. В., Фокина Е. Н. Контроллер нечёткой логики в управлении технологическими процессами // Вестник СибАДИ. 2018. Т. 15, № 1 (59). С. 106–114. EDN: YTMCNS.Shilkina S. V., Fokina E. N. Kontroller nechetkoy logiki v upravlenii tekhnologicheskimi protsessami [The controller of fuzzy logic in the management of technological processes] // Vestnik SibADI. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2018. Vol. 15, no. 1 (59). P. 106–114. EDN: YTMCNS. (In Russ.).Ali R. B., Aridhi E., Mami A. [et al.]. Fuzzy logic controller of temperature and humidity inside an agricultural greenhouse Environmental Science // 7th International Renewable Energy Congress. Hammamet, 2016. P. 1–6. DOI: 10.1109/IREC.2016.7478929.Ali R. B., Aridhi E., Mami A. [et al.]. Fuzzy logic controller of temperature and humidity inside an agricultural greenhouse Environmental Science // 7th International Renewable Energy Congress. Hammamet, 2016. P. 1–6. DOI: 10.1109/IREC.2016.7478929. (In Engl.).Mohamed S., Hameed I. A. A GA-Based Adaptive NeuroFuzzy Controller for Greenhouse Climate Control System // Alexandria Engineering Journal. 2018. Vol. 57 (2). P. 773–779. DOI: 10.1016/j.aej.2014.04.009.Mohamed S., Hameed I. A. A GA-Based Adaptive NeuroFuzzy Controller for Greenhouse Climate Control System // Alexandria Engineering Journal. 2018. Vol. 57 (2). P. 773–779. DOI: 10.1016/j.aej.2014.04.009. (In Engl.).Nicolosi G., Volpe R., Messineo A. An Innovative Adaptive Control System to Regulate Microclimatic Conditions in a Greenhouse // Energies. 2017. Vol. 10, no. 5. P. 1–17. DOI: 10.3390/en10050722.Nicolosi G., Volpe R., Messineo A. An Innovative Adaptive Control System to Regulate Microclimatic Conditions in a Greenhouse // Energies. 2017. Vol. 10, no. 5. P. 1–17. DOI: 10.10.3390/en10050722. (In Engl.).Li G., Tang L., Zhang X. [et al.]. Factors affecting greenhouse microclimate and its regulating techniques // 8th International Conference on Environment Science and Engineering. Barcelona, 2018. Vol. 167. Р. 12–19. DOI: 10.1088/1755-1315/167/1/012019.Li G., Tang L., Zhang X. [et al.]. Factors affecting greenhouse microclimate and its regulating techniques // 8th International Conference on Environment Science and Engineering. Barcelona, 2018. Vol. 167. Р. 12–19. DOI: 10.1088/1755-1315/167/1/012019. (In Engl.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.