温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上,通过改变温室内部的温度、湿度、光照强度、CO₂浓度和作物根际的水分、营养组分等环境因子来获得作物生长的最佳条件,从而达到增加作物产量、改善品质、调节生产周期、提高经济效益的目的。温室小气候环境具有强非线性、大时滞、强耦合、强干扰、时变等特点,是一个非常复杂的动力学系统,而温室控制涉及多个学科的知识,包括作物生态生理学、园艺学、温室物理学、控制工程、仪器仪表和计算机科学。温室小气候建模为温室控制提供了理论依据和决策支持。机理建模可以预测温室内环境,但是测量参数多、成本昂贵。基于输入输出数据的非线性模型系统辨识建模精度高,但是计算复杂,难以实时应用。基于输入输出数据的线性模型系统辨识大都没有结合机理模型考虑模型结构的合理性,以及栽培方式、气候特征、外部扰动对于模型的影响,建模精度不高。因此,研究综合考虑以上因素的温室小气候建模具有重要的理论及应用价值。国内温室环境控制设备大多数为开关控制设备,控制设备没有位置反馈,无法使用国外的基于连续控制装备的温室建模和控制理论;采用常规的开关控制会导致设备的频繁开关,造成设备损耗和能源浪费。为了解决上述问题,本文将混杂系统建模与控制理论应用到温室环境的设备控制中。本文的主要工作成果如下:（1）将温室能量平衡方程与作物的蒸腾作用等生理学原理相结合,建立了深液流栽培条件下的试验温室温度系统的机理模型。仿真结果验证了机理模型的有效性。在此基础上对机理模型进行深入分析,获取试验建模的先验知识。（2）研究了有智能监督级的试验温室温度系统的在线建模方法。针对我国气候环境、温室控制装备的特点,选用有外源输入的线性自回归滑动平均模型,根据机理建模所获得的先验知识,提出用统计假设检验法和拟合度分析相结合的方法确定模型结构,采用智能监督级保障辨识正常进行,并对残差进行白性检验。不同季节实测数据的仿真与预测表明:建模精度较高、计算速度快、抗干扰能力强,适合用于实时控制。（3）研究了深液流栽培条件下网纹甜瓜和番茄的环境建模、管理与控制。给出了作物生长的温室小气候环境（温度、湿度、光照强度）和作物的根际环境（营养液的温度、EC值、pH值及主要离子浓度）的调控方法和实际的效果。证明了自主开发的基于CAN总线的温室环境与营养液测控系统的可靠性。（4）研究了基于混合逻辑动态建模的温室温度系统的预测控制。引入辅助变量,将温室天窗开关动作、温度控制的约束条件以混合整数线性不等式表示,与温度系统的离散状态空间模型统一起来,分别建立了基于机理的混合逻辑动态模型和基于辨识的混合动态逻辑模型。在此基础上,研究了温室天窗温度系统混合动态逻辑模型的预测控制算法。结合温室实际管理经验,提出了天窗温度系统的性能指标。给出实验证明了模型的适用性与控制方法的合理性。总结全文,提出温室小气候建模与控制领域需要进一步深入研究的问题。