农业机械学报

作者：张继成，闫艺璇，郑萍，谢秋菊，黎煊

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,华中农业大学,

关键词：畜舍环境调控;内循环除湿系统;节能;改进NSGA-Ⅱ;多目标优化

基金：农业农村部智慧养殖技术重点实验室开放课题项目(KLSFTAA-KF001、KLSFTAA-KF002 )、黑龙江省自然科学基金项目( LH2023C017)、国家自然科学基金面上项目(32072787、32372934)和黑龙江省教育厅新一轮黑龙江省“双一流”学科协同创新成果项目( LJGXCG2023-062、LJGXCG2024-F14)

针对寒区冬季密闭式畜舍内现有的温湿环境调控热量损失大、补温能耗高，以及仅依赖温度或湿度等单一指标调控而导致环境调控效果不佳等问题，基于课题组前期研发的寒区畜舍内循环除湿系统，提出一种改进的多目标优化算法（Improved non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，INSGA-Ⅱ）优化该系统保温、除湿和能耗的运行效果。INSGA-Ⅱ采用自适应差分变异算子和改进精英保留策略的方法，增加最优解的种群多样性，避免算法陷入局部收敛。通过Zitzler-Deb-Thiele（ZDT）系列测试函数验证，改进INSGA-Ⅱ算法的反向世代距离（Inverted generational distance，IGD）和世代距离（Generational distance，GD）指标都优于传统NSGA-Ⅱ算法，与真实解更为接近。内循环除湿系统优化调控性能数据表明，空间广泛性评价指标（Spacing，SP）从NSGA-Ⅱ的0.1118降低到INSGA-Ⅱ的0.0202，最优解分布域显著增加，可为系统运行的优化调控提供更为广泛的参考依据，同时求解速度提高106.42%。在除湿系统仿真调控效果方面，INSGA-Ⅱ算法调控平均降温比NSGA-Ⅱ算法减少1.43℃，降幅为23.06%，减少了由除湿带来的舍内降温，能够获得更好的保温节能效果。因此，改进INSGA-Ⅱ优化算法有助于提升畜舍内循环除湿系统工作性能，为畜舍温湿环境精准调控提供可行的技术支撑。

来源：2025年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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