Аналіз алгоритмів та розробка структури системи керування аквапонікою
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya6(76).2024.121Анотація
Проведений аналіз розподілу задач керування в аквапонній системі та представлено трирівневу систему управління аквапонними системами, яка поєднує автоматичні, автоматизовані та ручні процеси для забезпечення її ефективної та адаптивної роботи. На основі математичної моделі аквапонної системи проведено аналіз основних алгоритмів керування: періодичного включення/виключення, широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) та П-регулятора. Розглянуто їх переваги, недоліки та області застосування.
Із використанням математичної моделі аквапоніки створено структуру системи керування, що дало змогу провести моделювання та аналіз основних алгоритмів керування та на його основі розробити рекомендації для вибору алгоритму системи керування.
За результатами моделювання було встановлено, що жоден із розглянутих алгоритмів не забезпечує оптимальних технологічних параметрів, що вимагає в майбутньому розробки інтелектуальних алгоритмів керування аквапонікою, спрямованих на підвищення ефективності системи та якості кінцевої продукції.
Ключові слова: аквапоніка, система керування, алгоритми керування, моделювання
Посилання
Bradley, M., Lane, S., & Woodbury, N. (2018). Modeling and control of an aquaponics system. Retrieved November 10, 2024, from https://byu.apmonitor.com/do/uploads/Main/Report_aquaponics2018.pdf
Conijn, J. G., Bindraban, P. S., Schröder, J. J., & Jongschaap, R. E. E. (2018). Can our global food system meet food demand within planetary boundaries? Agriculture, Ecosystems & Environment, 251, 244–256. https://doi.org/10.1016/j.agee.2017.06.001
Goddek, S., Joyce, A., Kotzen, B., & Burnell, G. M. (Eds.). (2020). Aquaponics food production systems.
Hager, J., Bright, L. A., Tidwell, J. H., & Dusci, J. (2021). A practical handbook for growers: Aquaponics production manual. Retrieved November 10, 2024, from https://www.researchgate.net/publication/355972997_A_Practical_Handbook_for_Growers_AQUAPONICS_Production_Manual
Immacolata, V., Pontrandolfi, A., & Manelli, A. (2016). The employment crisis and green orientation in agriculture: New educational models. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 6, 116–122. Available at: https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2016.02.074
Junge, R., König, B., Villarroel, M., Komives, T., & Jijakli, M. H. (2017). Strategic points in aquaponics. Water, 9(3), 182. Retrieved November 10, 2024. Available at: https://www.mdpi.com/2073-4441/9/3/182
Karimanzira, D., & Rauschenbach, T. (2021). An intelligent management system for aquaponics. Retrieved November 10, 2024. Available at: https://www.researchgate.net/publication/350632213_An_intelligent_management_system_for_aquaponics
Kotzen, B., & Appelbaum, A. (2010). An investigation of aquaponics using brackish water resources in the Negev Desert. Journal of Applied Aquaculture, 22(4), 297–315. Available at: https://doi.org/10.1080/10454438.2010.527571
Lastiri, D. R. (2021). Modelling and identification of water and nutrient balances in aquaponics. DOI:10.18174/548235
Pedersen, S. (2018). Simulation and optimization of recirculating aquaculture systems. Department of Electrical Engineering, Chalmers University of Technology. Retrieved November 10, 2024. Available at: https://research.chalmers.se/publication/505266/file/505266_Fulltext.pdf
Rockström, J., W. et al. (2009). Planetary boundaries: Exploring the safe operating space for humanity. Retrieved November 10, 2024. Available at: https://pubs.giss.nasa.gov/abs/ro06010m.html
Van Vuuren, D. P., Smith, S. J., & Riahi, K. (2010). Downscaling socioeconomic and emissions scenarios for global environmental change research: A review. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 1(3), 393–404. Available at: https://doi.org/10.1002/wcc.50
Verma, A. K., Chandrakant, M. H., John, V. C., Peter, R. M., & John, I. E. (2023). Aquaponics as an integrated agri-aquaculture system (IAAS): Emerging trends and future prospects. Technological Forecasting and Social Change, 194, 122709. Available at: https://doi.org/10.1016/j.techfore.2023.122709
Zaloznyi, R., & Zaiets, N. (2024). Mathematical modeling of biofiltration processes in aquaponic systems. Scientific Works of National University of Food Technologies, 30(5), 25–33.
Zaloznyi, R., & Zaiets, N. (2024). System analysis and control structure of aquaponic systems. Scientific Works of National University of Food Technologies, 30(1), 7–16.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
