setBvOdes函数

这段代码定义了 Vanthoor温室模型 的常微分方程(ODEs),用于模拟温室内的温度、湿度、CO2浓度以及作物生长等动态过程。代码基于Vanthoor等人的研究论文(参考文献[1]和[2]),并扩展了灯具和生长管道的功能。以下是代码的详细解释:


函数定义

matlab
复制
function setBvOdes(m)
  • 输入参数:

    • m: 一个 StateSpaceModel 对象,包含模型的状态变量、参数、辅助变量和控制规则。

  • 功能:

    • 定义温室模型中各个状态变量的微分方程(ODEs),描述温室环境(温度、湿度、CO2浓度等)和作物生长的动态变化。


代码逻辑

1. 能量平衡(Energy Balance)

  • 定义了温室中各个部分的温度变化率(单位:°C/s),包括:

    • 冠层温度 (x.tCan):

      • 受太阳辐射、管道加热、冠层与空气的热交换等因素影响。

    • 空气温度 (x.tAir):

      • 受冠层、加热系统、通风、灯具加热等因素影响。

    • 地板温度 (x.tFlr):

      • 受空气、太阳辐射、冠层和管道加热等因素影响。

    • 土壤温度 (x.tSo1x.tSo5):

      • 土壤分为5层,每层的温度受上下层热传导影响。

    • 遮阳屏温度 (x.tThScr):

      • 受空气、冠层、地板和灯具加热等因素影响。

    • 黑屏温度 (x.tBlScr):

      • 类似于遮阳屏,但考虑了黑屏的额外特性。

    • 顶部空气温度 (x.tTop):

      • 受遮阳屏、空气和外部覆盖层的影响。

    • 内部覆盖层温度 (x.tCovIn):

      • 受顶部空气、冠层、地板和灯具加热的影响。

    • 外部覆盖层温度 (x.tCovE):

      • 受太阳辐射和内部覆盖层的影响。

    • 灯具温度 (x.tLamp):

      • 受灯具输入功率、冷却系统和热交换的影响。

    • 内部灯具温度 (x.tIntLamp):

      • 类似于灯具温度,但用于内部照明系统。

2. 水汽平衡(Vapor Balance)

  • 定义了温室空气和顶部空气中水汽压力的变化率(单位:Pa/s):

    • 空气水汽压力 (x.vpAir):

      • 受冠层蒸腾、加湿系统、通风等因素影响。

    • 顶部空气水汽压力 (x.vpTop):

      • 受空气和外部覆盖层的影响。

3. 碳平衡(Carbon Balance)

  • 定义了温室空气和顶部空气中CO2浓度的变化率(单位:mg/m³/s):

    • 空气CO2浓度 (x.co2Air):

      • 受通风、作物吸收和外部CO2输入的影响。

    • 顶部空气CO2浓度 (x.co2Top):

      • 受空气和外部CO2输入的影响。

4. 时间变量

  • 时间 (x.time):

    • 记录模拟时间(单位:天)。

  • 24小时平均冠层温度 (x.tCan24):

    • 计算过去24小时内冠层温度的平均值。

5. 管道温度

  • 加热管道温度 (x.tPipe):

    • 如果管道温度由外部输入 (d.tPipe) 提供,则直接使用输入值;否则,通过微分方程计算。

  • 生长管道温度 (x.tGroPipe):

    • 类似于加热管道,但用于生长管道。

6. 作物模型(Crop Model)

  • 定义了作物中碳水化合物的动态变化(单位:mg/m²/s):

    • 缓冲碳水化合物 (x.cBuf):

      • 受作物吸收和分配的影响。

    • 叶片碳水化合物 (x.cLeaf):

      • 受缓冲分配和叶片呼吸的影响。

    • 茎碳水化合物 (x.cStem):

      • 受缓冲分配和茎呼吸的影响。

    • 果实碳水化合物 (x.cFruit):

      • 受缓冲分配和果实呼吸的影响。

  • 冠层温度累积 (x.tCanSum):

    • 用于计算作物发育阶段。


关键点

  1. 动态元素:

    • 使用 setOde 函数为每个状态变量定义微分方程。

    • 每个微分方程描述了状态变量的变化率,基于能量、水汽和碳平衡。

  2. 能量平衡:

    • 考虑了太阳辐射、加热系统、通风、灯具加热等多种热源和热交换过程。

  3. 水汽平衡:

    • 考虑了作物蒸腾、加湿系统和通风对水汽压力的影响。

  4. 碳平衡:

    • 考虑了作物吸收、通风和外部CO2输入对CO2浓度的影响。

  5. 作物模型:

    • 描述了作物中碳水化合物的分配和消耗过程,用于模拟作物生长。

  6. 管道温度:

    • 如果管道温度由外部输入提供,则直接使用输入值;否则,通过微分方程计算。


总结

这段代码定义了 Vanthoor温室模型 的常微分方程,用于模拟温室环境(温度、湿度、CO2浓度)和作物生长的动态变化。它基于能量、水汽和碳平衡,考虑了多种热源、热交换和作物生理过程。通过定义这些微分方程,模型可以模拟温室环境的动态变化,并为温室设计和控制提供支持。

暂无评论

发送评论 编辑评论


				
|´・ω・)ノ
ヾ(≧∇≦*)ゝ
(☆ω☆)
(╯‵□′)╯︵┴─┴
 ̄﹃ ̄
(/ω\)
∠( ᐛ 」∠)_
(๑•̀ㅁ•́ฅ)
→_→
୧(๑•̀⌄•́๑)૭
٩(ˊᗜˋ*)و
(ノ°ο°)ノ
(´இ皿இ`)
⌇●﹏●⌇
(ฅ´ω`ฅ)
(╯°A°)╯︵○○○
φ( ̄∇ ̄o)
ヾ(´・ ・`。)ノ"
( ง ᵒ̌皿ᵒ̌)ง⁼³₌₃
(ó﹏ò。)
Σ(っ °Д °;)っ
( ,,´・ω・)ノ"(´っω・`。)
╮(╯▽╰)╭
o(*////▽////*)q
>﹏<
( ๑´•ω•) "(ㆆᴗㆆ)
😂
😀
😅
😊
🙂
🙃
😌
😍
😘
😜
😝
😏
😒
🙄
😳
😡
😔
😫
😱
😭
💩
👻
🙌
🖕
👍
👫
👬
👭
🌚
🌝
🙈
💊
😶
🙏
🍦
🍉
😣
Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
颜文字
Emoji
小恐龙
花!
上一篇
下一篇