Effectiveness of the Fuzzy Logic Control to Manage the Microclimate Inside a Smart Insulated Greenhouse
Abstract
Le serre agricole incorporano sistemi complessi per la regolazione del clima interno. Tra le variabili climatiche fondamentali, la temperatura e l’umidità interne rivestono un ruolo prioritario nel creare un ambiente ottimale per la produzione e la crescita delle piante. La presente ricerca sottolinea l’efficacia dell’impiego di sistemi di controllo intelligenti nell’automazione del clima interno delle serre isolate intelligenti (SIG), utilizzando un controllore a logica fuzzy (FLC). Questo articolo propone l’uso di FLC per ridurre il consumo energetico di una serra. In una prima fase, viene presentato un modello termodinamico, convalidato sperimentalmente sulla base degli scambi termici tra le variabili climatiche interne ed esterne. I risultati dimostrano l’efficacia del modello proposto nel controllo della temperatura dell’aria interna e dell’umidità relativa con una bassa percentuale di errore. In secondo luogo, sono stati sviluppati diversi modelli di controllo a logica fuzzy, per regolare la temperatura e l’umidità interne nei periodi freddi e caldi. I risultati evidenziano le buone prestazioni del modello FLC proposto, come evidenziato dall’analisi statistica. Infatti, l’errore quadratico medio (RMSE) è molto ridotto e pari allo 0,69% per la temperatura e allo 0,23% per l’umidità, mentre il fattore di efficienza (EF) del controllo a logica fuzzy è pari al 99,35% per il controllo della temperatura e al 99,86% per il controllo dell’umidità.
Keywords
automation; dynamic model; experimental validation; fuzzy logic controller; humidity; temperature; insulated greenhouse; MATLAB/Simulink software; performance; statistical analysis;
Reference
Riahi, J.; Nasri, H.; Mami, A.; Vergura, S. Effectiveness of the Fuzzy Logic Control to Manage the Microclimate Inside a Smart Insulated Greenhouse. Smart Cities 2024, 7, 1304-1329
