| 研究課題/領域番号 |
20K06332
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 高知工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
中山 信 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 准教授 (40445846)
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| 研究分担者 |
木村 竜士 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 准教授 (90571810)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | ビニールハウス / 飽差 / 気温 / モデル予測制御 / システム同定 / モデルベース制御 / 巻き上げ式窓 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多くのハウス農家が設置している自動窓開閉器において、冬春季に、窓の開き過ぎによる飽差値の上昇から植物の気孔が閉じてしまうことが問題となっている。本研究では、システム同定法を用いることで実効性の高いハウス内飽差の数学モデルを作成し、そのモデルに基づいたモデル予測制御を実現することで、この問題への有効性を明らかにする。実験は高知県安芸郡芸西村にあるビニールハウス施設にて「環境データ収集→システム同定法による数値モデル生成→モデルベースド制御」の手順で行われる。
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| 研究成果の概要 |
一般的なビニールハウスでは，乾燥しやすい冬期において，気温制御により窓が開かれた際，ハウス内飽差が6g/m3以上となって植物の気孔が閉じるなど、植物生長に影響を与えることが問題となっている．本研究では，「制御出力：ハウス内飽差・ハウス内気温」「制御入力：窓開度」「外乱入力：ハウス外飽差・ハウス外気温・ハウス内照度」と設定して，これらの実測値データから，システム同定法を用いて，ハウス内飽差気温の数値モデルを作成した．本モデルを利用したモデル予測制御窓開閉器は，ハウス内気温を目標値27℃に維持しつつ，ハウス内飽差は上限値6g/m3内で目標値4.5g/m3に近づく制御ができることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義は，システム同定法による具体的なビニールハウス内の飽差気温モデルの作成手法と，モデル予測制御の実践方法を示し，その効果を証明した点である．社会的意義は，ハウス内外に温湿度・照度・窓開度のセンサを設置すれば，既設の窓開閉装置を利用して，ハウス内飽差気温のモデルベース制御がどのハウスでも利用できるようになることを示した点である．
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