【技术实现步骤摘要】
双变量施肥装置的控制序列优化方法及装置
本专利技术实施例涉及变量施肥计算领域，更具体地，涉及一种双变量施肥装置的控制序列优化方法及装置。
技术介绍
变量施肥技术能够根据土壤营养状况按需投入肥料，能够有效降低肥料使用，提高作物产量，提高肥料利用率同时减少环境污染，是现代农业发展的重要方向。现有技术中已公开了双变量施肥装置，通过控制外槽轮开度和排肥轴转速两个变量来调整施肥量，以提高施肥均匀性和准确性。但目前对双变量施肥装置的控制仍以转速优先或者开度优先的单变量控制，或者分档位控制为主，没有真正实现双变量同时控制，没有充分发挥双变量施肥装置的结构优势。对于双变量排肥装置，给定一个确定的目标排肥量，根据排肥量、排肥轴转速和排肥轴开度之间的映射关系可以获得无穷多种转速和开度组合，如何选取最佳的控制序列以达到最好的控制目标是近年来的研究重点和难点。现有技术通常是针对两个方面的控制性能要求来确定转速和开度组合，比如利用非线性回归方法实现的控制序列可有效降低外槽轮排肥过程的脉动性，避免了小施肥量下的大开度小转速现象。但是，考虑两个方面因素的方法，针对不同方面的控制性能要求通常采用...
【技术保护点】
1.一种双变量施肥装置的控制序列优化方法，其特征在于，包括：构建双变量施肥装置的排肥量预测模型，并获取所述双变量施肥装置的排肥口开度单位调节时间、排肥轴转速单位调节时间、排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围；根据所述排肥量预测模型、排肥口开度单位调节时间、排肥轴转速单位调节时间、排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围，以及目标排肥量，构建排肥量控制的多目标优化问题；利用基于分解的多目标差分进化算法MOEA/D‑DE对所述多目标优化问题进行求解，获得所述目标排肥量对应的控制序列的Pareto解集；其中，所述排肥量控制的多目标优化问题以排肥量控制的准确性、稳定性和快速性为目标...
【技术特征摘要】
1.一种双变量施肥装置的控制序列优化方法，其特征在于，包括：构建双变量施肥装置的排肥量预测模型，并获取所述双变量施肥装置的排肥口开度单位调节时间、排肥轴转速单位调节时间、排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围；根据所述排肥量预测模型、排肥口开度单位调节时间、排肥轴转速单位调节时间、排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围，以及目标排肥量，构建排肥量控制的多目标优化问题；利用基于分解的多目标差分进化算法MOEA/D-DE对所述多目标优化问题进行求解，获得所述目标排肥量对应的控制序列的Pareto解集；其中，所述排肥量控制的多目标优化问题以排肥量控制的准确性、稳定性和快速性为目标函数，并以所述排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围为约束条件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用基于分解的多目标差分进化算法MOEA/D-DE对所述多目标优化问题进行求解，获得所述目标排肥量对应的控制序列的Pareto解集的步骤之后，还包括：从所述Pareto解集中选择一种权重向量下的Pareto解作为最优的控制序列。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述排肥量预测模型、排肥口开度单位调节时间、排肥轴转速单位调节时间、排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围，以及目标排肥量，构建排肥量控制的多目标优化问题的步骤，具体为：利用所述排肥量预测模型获取本次控制序列对应的预测排肥量，计算所述目标排肥量和所述预测排肥量之间的相对偏差，以所述相对偏差与许用误差的差值最小为准确性目标函数；根据所述排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围确定调节中心，以本次控制序列与调节中心的欧几里得距离最小为稳定性目标函数；根据所述排肥口开度单位调节时间和排肥轴转速单位调节时间，计算上次控制序列到本次控制序列的开度调节耗时和转速调节耗时，以所述开度调节耗时和转速调节耗时中的较大值最小为快速性目标函数；以所述排肥口开度调整范围和排肥轴转速调整范围为约束条件。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用基于分解的多目标差分进化算法MOEA/D-DE对所述多目标优化问题进行求解，获得所述目标排肥量对应的控制序列的Pareto解集的步骤，具体为：初始化基于分解的多目标差分进化算法MOEA/D-DE的参数、初化初代种群个体，设置用于存储Pareto非支配解的外部种群EP为空；为所述多目标优化问题的每个子问题分配权重向量，并计算权重向量之间的欧几里得距离，找到每个子问题最近邻域内的Tn个邻域子问题；每个子问题在其邻域内进行交叉、变异，产生新解，若新解的切比雪夫聚合值更...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，张季琴，胡号，黄家运，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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