可观测度在光合作用模型性能评估中的应用

光合作用的光化学反应涉及多种无法直接测量的生理物质,通过对控制系统建模,可基于叶绿素荧光对这些生理物质量进行状态估计,但是状态估计的可靠性文献上没有涉及。基于光化学反应动力学模型,引入非线性系统的可观测度来评价状态估计的可靠性,针对由于不同状态分量的量纲不同而引起的可观测度缺乏直接可比性的问题,采用量级影响因子和对数归一化的方法消除量级的影响,以改进对模型的可观测度衡量,提出可观测度改进方案。仿真结果表明:新的可观测度指标与状态估计的误差特性基本相符,能较好地评估模型的状态估计效果。

温室作物PSⅡ光温耦合作用建模与仿真研究

植物光合系统Ⅱ(PSⅡ)含有叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质等复合物,是吸收光的功能单元和吸收光能后光化学反应的首发场所,PSⅡ活动对环境因素敏感。在温室作物生长过程中,作为可以调控的环境因素,光照强度、温度对作物PSⅡ活动具有重要影响,对光温耦合作用下温室作物PSⅡ活动建模与光温参数优化研究具有重要的理论意义和应用价值。针对目前缺乏光照强度和温度相互作用下PSⅡ活动的建模、仿真及优化的相关研究,考虑不同光照强度及温度因素,建立C3植物通用PSⅡ活动模型,对光合作用产物进行仿真并与文献中的实验数据对比,误差3%左右;通过粒子群算法实现PSⅡ活动光温参数优化研究,为智慧温室优化研究提供了相关的理论框架。