这段代码实现了一个基于 规则控制器(Rule-Based Controller) 的温室环境模拟实验,用于运行 GreenLight 温室模型并可视化温室状态和控制信号。以下是代码的详细解释:
1. 代码结构
代码主要由以下几个部分组成:
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参数解析:
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使用
ArgumentParser
解析命令行参数(如起始日期)。
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参数加载:
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加载环境参数并初始化温室环境。
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规则控制器运行:
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使用
runRuleBasedController
函数运行温室环境,并记录温室状态、控制信号和气象数据。
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结果可视化:
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使用
matplotlib
可视化温室状态和控制信号。
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2. 核心功能
2.1 参数解析
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ArgumentParser
:-
解析命令行参数,包括起始日期。
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2.2 参数加载
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loadParameters
:-
加载温室环境的基本参数、特定参数、模型参数和选项。
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返回
envBaseParams
、envSpecificParams
、modelParams
和options
。
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2.3 规则控制器运行
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runRuleBasedController
:-
运行基于规则的控制策略,并记录温室状态、控制信号和气象数据。
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2.4 结果可视化
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createStatesFig
:-
创建用于可视化温室状态的图表。
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plotVariables
:-
在图表中绘制温室状态变量和控制信号。
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3. 代码的应用场景
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温室控制策略验证:
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用于验证基于规则的控制策略在温室环境中的效果。
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实验结果可视化:
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使用图表可视化温室状态和控制信号,便于分析和比较。
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数据生成:
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生成温室环境模拟数据,用于后续分析和模型训练。
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4. 关键参数
4.1 命令行参数
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date
:-
模拟的起始日期(如
20111001
)。
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4.2 环境参数
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envBaseParams
:-
温室环境的基本参数(如时间步长、状态数量、控制输入数量等)。
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envSpecificParams
:-
温室环境的特定参数(如作物状态、价格参数等)。
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options
:-
温室环境的选项(如生长年份、起始日期等)。
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4.3 温室状态和控制信号
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stateColumns
:-
温室状态变量的列名(如温度、CO2 浓度、湿度等)。
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actionColumns
:-
控制信号的列名(如加热、CO2 供应、通风等)。
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4.4 可视化参数
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states2plot
:-
需要绘制的温室状态变量(如温度、CO2 浓度、果实重量等)。
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controls2plot
:-
需要绘制的控制信号(如加热、CO2 供应、通风等)。
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5. 示例
运行实验
python rule_based_controller.py --date 20111001
输出结果
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图表:
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显示温室状态变量(如温度、CO2 浓度、果实重量)随时间的变化。
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显示控制信号(如加热、CO2 供应、通风)随时间的变化。
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6. 总结
这段代码实现了一个基于规则控制器的温室环境模拟实验,用于运行 GreenLight 温室模型并可视化温室状态和控制信号。通过加载环境参数、运行温室环境模拟并可视化实验结果,可以高效地进行温室控制策略验证和实验结果分析。代码支持温室状态和控制信号的可视化,适用于温室控制策略优化和强化学习研究。