Система регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза растений

Система регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сониалистических

Ресаублик

I»I 535921 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.07.75 (21) 2158871/15 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11.76. Бюллетень М 43 (45) Дата опубликования описания 17.01.77 (51) М.Кл. A 01 G 7/00

Госуаорстоеииый комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 58.03 (088.8) ло делам изаоретеиий и открытий (72) Автор ы втзобр етени я

А. В. Малиновский и В. Л. Корбут (71) Заявители Ордена Трудового Красного Знамени институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева и Институт медикобиологических проблем (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в научных исследованиях для изучения, потенциальных возможностей растений при:выращивании их в оптимальных условиях внешней среды.

Известны оистемы регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза растений, позволяющие растениям самостоятельно, без вмешательства человека, выбирать для себя такой оптимальный уровень фактора внешней среды, чтобы интенсивность фотосинтеза была все время максимальной (11.

Известна также си стем а регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза растений, содержащая объект регулирования, датчик температуры, экстремальный регулятор, газоанализатор на СО, с регистрирующими приборами, программный блок и ис полнительный механизм, изменяющий терм(пературу воздуха (2).

Оптимизация фотосинтеза растений этой системой осуществляется в соответствии с o!Iтимизацией одного фактора внешней среды растений — температуры воздуха.

Однако на интенсивность фотосинтеза оказывает влияние не только температура — отдельный фактор внешней среды, но и несколько одновременно взятых факторов.

При этом оптимизация факторов внешней среды растений должна происходить в соответствии с принять!м критерием оптимизации фотосинтеза (например, max К. П. Д. фотосинтеза).

Цель, изобретения — интенсификация фото5 синтеза B соответствии с принятым .критерием оптимизации.

Это достигается тем, что в систему введены датчик световой облученности и формирователь критерия оптимизации, входы которого соединены через регистрирующие приборы с выходом газоанализатора и датчика световой облученно сти, а выход подключен к экстремальному регулятору, .причем последний выполнен многоканальным с логическим блоком

15 и подключен к входу исполнительного механизма для изменения температуры воздуха и исполнительному механизму для изменения световой облучалности.

На чертеже изображена принципиальная схема системы.

Система состоит из ассимиляционной камеры 1 для растений, объекта регулирования, источника 2 светового облучения, газового счетчика 8, тецлообменника 4, датчика температуры б, датчика б интенсивности световой облученности, инфракрасного газоанализатора на

СО, 7, вторичных pBI HicTpnpgIoIQHx npH6opoB

8, 9, 10, формирователя 11 критерия оптимизации, многоканального экстремального регулятора 12, состоящего из двух блоков: блока

535921

35

65

А, фиксирующего отрицательные приращения показателя качества, и блока Б переключения каналов регулирующих воздействий, исполнительных электродвитателей 18, 14, редукторов

15, 1б, задатчика 17 температуры, регулирующего прибора 18, осуществляющего алгебраичеокое суммирование сигнала датчика температуры с сигналом задатчика температуры и управляющего в зависимости от ра ссогласования этих сигналов температурным исполнительным механизмом,и силовых трансформаторо:в 19, 20.

Система работает следующим образом.

Через ассимиляционную камеру с растениямл с,постоянной скоростью прокачивается воздух. Количество поступающего воздуха определяется газовым счетчиком 8. На входе камеры стоит теплообменник 4, изменяющий температуру воз духа в камере. Температура воздуха в камере определяется датчиком температуры 5, а интенсивность светового облучения — датчиком б световой облученности и регистрируются вторичными приборами 8, 10.

Растения в камере, фотосинтезируя, поглощают углекислоту, поступающую .с воздухом. Интенсивность этого процесса определяется разностью концентраций углекислого газа между входящим и выходящим из камеры воздухом, измеряется дифференциальным газоанализатором С02 7 и регистрируется вторичным прибором 9. Для формирования сигнала критерия оптимизации используется аналоговая вычислительная машина или любое другое устройство, способное осущест вить функция математическо;о преобразования сигнала в соответствии с принятым критерием оптимизации.

Сформированный на аналоговой маш11пе сигнал критерия оптимизации — показателя качества процесса поступает в блок А экстремального регулятора 12, который через логический блок подает команды,на измене;ше регулирующих воздействий наивыгодпейшим образом.

Лот11ческий блок состоит из двух щаговых искателей, которые через промежуточное реле включают и реверсируют электродвигатель, изменяющий напряжение на трансфор латоре

19, и электродвигатель задатчика 17, изменяющий направление вращения задающего профильного диска задатчика. Промежуточное реле подключают к ламелям щаговых искателей в таком порядке, чтобы ооеспечить выбранный алгоритм управления исполнительными электродви-ателями. При вкл1очении экстремального регулятора в блоке А замыкается любое из его двух выходных управляющих реле УР1 или УР . От контактов УР, срабатывает первый, а от контактов УР— второй шаговый иокатель логического блока Б. Электродв1игатель 18 и задатчик 17 включаются и

-:1ачинают изменять B камере 1 температуру воздуха и уровень облученностп. Это в сво1о очередь приводит к изм=.:1ению уровня сигнала показателя качества. Изменение направле. 1ия движения исполнительных электродвпгателей не произойдет до тех .пор, пока знак приращения показателя качества будет положительным. Изменение знака пр1иращепия показателя качества приводит к отпуска ию управляющего реле УР, и срабатыванию реле

УР блока А. Происходит реверс электродвигателя 13, который через редуктор .15 начинает изменять в другую сторону на1пряжение на трансф орматоре 19 и тем самым изменит мощность GBBToвого потока лампы 2. Электродвигатель задатчика 17 температуры не реверсируется и, воздействуя на регулирующий прибор 18, продолжает давать задание на изменение температуры воздуха в камере в прежнем направлении. Если после этого знак приращения показателя качества не изменится и будет оставаться отрицательным, то управляющее реле УР2 отпускает, а реле УР, срабатывает. Электродвигатель задатчика 17 температуры реверсируется и теперь температура начинает изменяться в противоположном направлении, а изменение .направления движения электродвигателя 18 не происходит. Если и после этого знак приращения показателя качества не изменится, то снова срабатывает реле УР2, а реле УР, оппускает. Электродвигатель 13,реверсируется, а загдатчик 17 продолжает движение в прежнем направлении и т. д.

Таким образом,;исполнительные двигатели реверсируются поочередно во времени с интервалом Т/4 до изменения знака пряращения показателя качества на положительный.

Формула изобретения

Система регулирования факторов внешней среды для оптимлзации фотосинтеза растений, включающая объект регуллрования, газоанализатор на СО2 с регистрирующими приборами, экстремальный регулятор, датчик те 1пературы, программный блок и исполн ительный механизм, изменяющий температуру воздуха, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации фотосинтеза в соответствии с принятым критерием оптимизации, система снабжена датчиком световой облученности и формирователем критерия оптимизации, входы которого соединены через регистрлрующие пр,:1боры с выходом газоанализатора и датчика световой об.тучепности, а выход подключен к экстремальному регулятору, причем последний выполнен хIногоканальпым с логическим

Олоком и подкл10 !еп к входу исполнительного механизма для изменения температуры воздухВ и исполнительному механизму для изменения световой облученности.

Источники информации, принятые ВО В!(имчние при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

ЛЬ 4б8611, М. Кл А О1 G 7/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 456595, М. Кл. А 01 С 7/00, 1972.

535921

Составитель 3. Ильина

Техред A. Камышпикова

Корректор И. Симкина

Редактор Д. Пинчук

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1089/1653 Изд. № 316 Тираж 723 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5