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人工光源是植物工厂对作物进行光环境调控的主要手段,但人工光源的能耗却占到了植物工厂总能耗的40%以上,此外,传统的补光策略仅仅是依据温度、湿度、CO2等环境因素的定值补光策略,并没有检测植物的生理信息,做不到实时动态的反馈控制,而且一味地注重植物的生长速率,并没有考虑经济成本等因素。而叶绿素荧光作为一种快速的检测手段可以方便的获取植物的光合状态,通过对叶绿素荧光的测定,可以知道PSⅡ系统的光化学量子效率（Yield）,这反应了植物对光能的利用效率,因此在保证植物光合速率的前提下,通过开发基于叶绿素荧光的LED补光控制系统,最大化地提高植物对光能的利用效率是一种有效的手段。本文主要研究内容和成果如下:（1）面向植物补光的LED调光方式筛选为了选取适合植物生长的LED调光方法,针对PWM调光和线性模拟调光,分别从寿命、调光线性度、发光效率、能耗以及对植物生长的影响等方面进行了实验对比和分析。实验结果表明:两种调光方式下,利用阿伦尼乌斯模型计算出的LED寿命基本相;PWM调光方式下,LED的发光强度和平均电流成线性关系;随着平均电流的减少,两种调光方式的发光效率都在增加,但线性模拟调光要优于PWM调光,发光效率高6%左右;从整个系统的能耗来看,PWM调光比线性模拟调光更加节能;PWM调光方式下,生菜对光能的利用效率更高,ETR和Yield参数都要优于线性模拟调光方式,PAR为300μmolm-2s-1时,Fv/Fm维持在0.81以上,而且随着PWM调光频率的增加,生菜对光能的利用效率也在升高。（2）基于叶绿素荧光的LED测控系统开发设计了基于叶绿素荧光的LED测控系统。根据测控系统的设计要求完成了对传感器的选型和硬件电路的搭建,通过对SDI-12和MODBUS通讯协议的开发,完成了对叶绿素荧光参数和光温参数的采集;并根据PSⅡ叶绿素荧光参数Ft、FM、Yield的测量流程和采集周期,设计了自动采集模式和手动采集模式;通过PWM调光器的设计完成对LED发光强度的精确调控,通过设计人机接口,实现了对光温参数和荧光参数的显示和人机交互操作。（3）基于实时叶绿素荧光的LED补光控制策略以生菜为研究对象,研究了以不同采样周期和长时间补光条件下生菜叶绿素荧光参数的变化规律;研究了15℃到30℃下,光合有效辐射从100μmolm-2s-1到600μmolm-2s-1条件下,生菜叶绿素荧光参数的变化规律,构建PSⅡ光合电子传递速率（ETR）和实际光化学量子效率（Yield）随着温度和光合有效辐射（PAR）变化的模型,利用NSGA-Ⅱ多目标优化算法得到不同温度下的最优光强和ETR的Pareto最优解集。通过Pareto最优解集对调光系统进行验证,实验结果表明,基于叶绿素荧光的LED补光控制系统,可以实现对ETR和Yield的稳定控制,增加生菜对光能的利用效率。