CONTROL ÓPTIMO PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA EN EL CULTIVO DE TOMATE EN INVERNADERO BASADO EN UN SISTEMA DINÁMICO.

Resumen

Resumen

Un control óptimo para regular la temperatura al interior de un invernadero se puede obtener a partir del modelo matemático integrado del cultivo y del invernadero. El modelo en consideración es exclusivo de la sierra norte del estado de Puebla, México; pues los parámetros necesarios se determinaron durante un periodo de cosecha de 80 días en la época de invierno. El modelo considera cinco estados: relativo con el cultivo consideramos el número de nodos, la masa seca del dosel y la masa seca de la raíz; relativo con el invernadero consideramos, la temperatura al interior del invernadero y la humedad relativa.

Para aplicar la teoría de control óptimo, seleccionamos un costo funcional con el fin de aumentar el beneficio del agricultor, significa que el agricultor además de aumentar potencialmente la producción del cultivo obtendrá un ahorro en los gastos de consumo de energía.

Construimos el algoritmo que da solución al problema de control óptimo y realizamos la simulación en un periodo de 80 días.

Palabra(s) Clave: Control óptimo, Modelo dinámico integrado, Sistema de calefacción, Variables auxiliares, Variables de estado.

OPTIMUM CONTROL FOR TEMPERATURE CONTROL IN GREENHOUSE TOMATO CULTIVATION BASED ON A DYNAMIC SYSTEM

Abstract

An optimal control to regulate the temperature inside of a greenhouse can be obtained from a mathematical model, where such mathematical model integrates the dynamic model of the crop (tomato crop) and the greenhouse. This paper considers the dynamic model exclusive from northern mountain range of Puebla, Mexico. This means that all parameters were determined from a harvest throughout a period of 80 days in the winter season. The dynamic model considered 5 state variables, three of them are relative from the crop, they are the number of nodes (plant development), the biomass dry canopy, and the biomass dry root. The last 2 variables state are linked to the greenhouse, these are the temperature inside of the greenhouse and the relative humidity. Applying the optimal control theory with a proposal criterion of optimization, admissible trajectories for the variables state were obtained; such trajectories maximize the benefit of the crop, thereby the farmers and harvest improves the crop production, and reduce the energy consumption. An algorithm was built, which gives a solution for the optimal control and simulates a harvest throughout a period of 80 days.

Keywords: Auxiliary states, Heating system, Integrated Dynamic Model, Optimal control, Variable state.