基于模糊逻辑控制的鱼塘养殖精准投饲系统设计与试验

摘要

为解决现有鱼塘养殖投饲模式粗放,养殖效率低的问题,基于模糊逻辑控制理论,设计一种鱼塘养殖精准投饲系统,采用Nash-Sutcliffe效率系数(NS)和均方根误差(RMSE)对传统投饲模式和精准投饲模式的决策性能进行评估,利用池塘试验,以鱼生长率、特定生长率和饵料系数为评价指标,分析了不同投饲模式对鱼生长的影响.设计的鱼塘养殖精准投饲系统主要包括水质监测系统、投喂决策控制系统和执行系统3个部分.首先通过水质监测系统获取投饲区养殖水体水质参数溶解氧饱和度(DO)和温度(T),结合投饲决策模型计算出目标所需投饲量,然后通过模块子程序控制驱动执行机构步进电机,带动齿轮齿条运动以调控供料斗开度,并采用测角法反馈饲料流量信息,调整目标投饲量,实现精准按需投饲作业.试验结果表明,精准投饲模式与传统投饲模式相比,NS值由-0.772提高至0.903,RMSE降低了19.671,鱼生长参数和产量不存在显著差异性(P>0.05),但饵料系数同比降低9.23％,存在显著性差异性(P<0.05).研究表明,精准投饲模式系统决策控制性能良好,在不影响鱼类生长的情况下,有效提高了饵料利用率,降低饲料浪费,达到精准按需投饲的目的.