一种网箱升降控制方法技术

本发明专利技术公开了一种网箱升降控制方法，旨在提供一种保证网箱在远海的抗风浪安全、且升降平缓的网箱升降控制方法，包括：主控模块、供气模块、若干个浮体模块、以及连接在若干个浮体上的网箱；所述供气模块分别通过进气电磁阀与每个浮体模块连接，并且若干个浮体模块分别设置有排气电磁阀；所述浮体模块配合设置有姿态传感器、以及深度传感器，所述姿态传感器用于监测每个浮体模块的姿态，所述深度传感器用于监测每个浮体模块处于水体的深度；所述主控模块通过控制进气电磁阀打开，所述供气模块通过进气电磁阀对浮体模块输入气体增加浮体模块的空腔以提升浮力；所述主控模块通过控制排气电磁阀打开；本发明专利技术涉及养殖网箱技术领域。本发明专利技术涉及养殖网箱技术领域。本发明专利技术涉及养殖网箱技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种网箱升降控制方法


[0001]本专利技术涉及养殖网箱
，更确切地说涉及一种网箱升降控制方法。

技术介绍

[0002]民以食为天，人类对食品的需求以及安全问题大幅攀升，人们迫切的需求稳定安全的粮食来源。而相比于陆基上的种植业与畜牧业，位于海洋的捕捞业存在更多的变数。天气变化、洋流影响、甚至人类的废水排污行为都对这一部分的粮食安全造成极大影响。人工养殖海产品是发展绿色可持续经济的必由之路。
[0003]由于高压气浮网箱的需求逐渐增大，为此急需提供一种离岸化与智能化、网箱的规模化与环保化控制、姿态及升降控制良好的高压气浮网箱。
[0004]养殖设施在潜降和上浮过程中，随着水压的变化，如果不进行浮体气体压力匹配控制，气体空间会随深度变化而发生变化，导致潜降过程中浮力越来越小，特别是发生倾斜后如果不及时调整，对应浮力较小处的浮体其浮力减小速度将快于其它浮体，导致倾斜程度变大，上浮过程浮力变化则相反，也容易出现倾斜程度变大的危险。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足和缺陷，提供一种保证网箱在远海的抗风浪安全、且升降平缓的网箱升降控制方法，包括：主控模块、供气模块、若干个浮体模块、以及连接在若干个浮体上的网箱；
[0006]所述供气模块分别通过进气电磁阀与每个浮体模块连接，并且若干个浮体模块分别设置有排气电磁阀；
[0007]所述浮体模块配合设置有姿态传感器、以及深度传感器，所述姿态传感器用于监测每个浮体模块的姿态，所述深度传感器用于监测每个浮体模块处于水体的深度；
[0008]所述主控模块通过控制进气电磁阀打开，所述供气模块通过进气电磁阀对浮体模块输入气体增加浮体模块的空腔以提升浮力；
[0009]所述主控模块通过控制排气电磁阀打开，浮体模块中的气体排出至外界并减少空腔以降低浮力；
[0010]主控模块基于姿态传感器、以及深度传感器的反馈数据调整每个浮体模块的浮力，以调整每个浮体模块的姿态以及升降速度。
[0011]采用以上结构后，本专利技术的一种网箱升降控制方法，与现有技术相比，具有以下优点：在需要将网箱降低时，通过主控模块通过控制排气电磁阀打开，浮体模块中的气体排出至外界并减少空腔以降低浮力，可以使网箱降低至水体流动相对平缓的深度中，网箱具有抵抗或者应对大型风浪的的能力，保证网箱在远海的抗风浪安全，避免经济损失；
[0012]在需要将网箱升起时，主控模块通过控制进气电磁阀打开，所述供气模块通过进气电磁阀对浮体模块输入气体增加浮体模块的空腔以提升浮力，网箱即可复位至合适的养殖环境中；
[0013]另外主控模块基于姿态传感器、以及深度传感器的反馈数据调整每个浮体模块的浮力，以调整每个浮体模块的姿态以及升降速度，使网箱升降过程中速度平缓，减少倾斜，提升运行的可靠性，避免损坏。
[0014]作为本专利技术的一种改进，主控模块采用PID控制器，根据给定的目标值Target与实际的输出值Deep形成的偏差Error：
[0015]E(t)＝T(t)
–
C(t)，式中E(t)代表偏差Error与时间time的关系，T(t)代表目标值Target与时间time的关系，C(t)代表输出值Deep与时间time的关系。
[0016]将偏差Error的比例(P)、偏差Error的积分(I)、偏差Error的微分(D)通过线性组合构成的控制函数：
[0017]采用PID控制器，其算法简单、鲁棒性好、可靠性高，应用广泛；将偏差Error的比例(P)、偏差Error的积分(I)、偏差Error的微分(D)通过线性组合构成的控制函数，从而对受控的对象进行较为精确的控制。
[0018]作为本专利技术的一种改进，控制函数模型中K
p
为比例系数，控制器基于比例系数进行比例调节；K
i
为积分系数，控制器基于积分系数进行积分调节；K
d
为微分系数，控制器基于微分系数进行微分调节；
[0019]比例调节可以即时地反映控制系统地偏差信号E(t)，偏差产生，控制器立刻根据比例系数的大小来作用以减少误差；
[0020]比例的控制是基于偏差Error进行调节的，即有差调节，表示整个系统对于误差的反应速度。
[0021]作为本专利技术的一种改进，定义静态常量K
p
、K
i
、K
d
，创建动态变量target(目标深度)、deep(实际深度)、error(偏差)、P(比例项)、I(积分项)、D(微分项)、previous_error(上一次的偏差)、PID_value(PID控制器计算出的值)；
[0022]目标深度即需要将浮体模块在水体中调整的深度；
[0023]error＝target
–
deep；
[0024]将目标值减去实际值的偏差赋值给变量error；
[0025]P＝error；
[0026]把偏差值赋值给比例项，这里用一个新的变量明确这一行为；
[0027]I＝error+I；
[0028]每经过一次循环，积分项将累加一次偏差值；
[0029]D＝error
‑
previous_error；
[0030]每经过一次循环，微分项将重新计算本次的微分数值；
[0031]PID_value＝(Kp*P)+(Ki*I)+(Kd*D)；
[0032]根据计算公式分别将比例项、积分项、微分项乘以比例系数、积分系数、微分系数，再相加求和；
[0033]previous_error＝error；
[0034]在每一次循环的最后让本次偏差成为下一次循环的前偏差，以通过改变浮力的大小以实现网箱的缓升或者缓降。
[0035]作为本专利技术的一种改进，所述主控模块连接有通讯模块，所述通讯模块与远程控
制模块连接，所述远程控制模块向通讯模块发送控制指令，以控制浮体模块的升降。
[0036]作为本专利技术的一种改进，浮体模块包括竖向设置的气缸、以及连接在气缸内的活塞，设置将多个气缸连接的支架，网箱安装在支架上；
[0037]所述活塞上端与气缸之间设置有气囊，活塞下端的气缸内形成有与水体连通的空腔；
[0038]所述供气模块包括设置在气缸上端外侧的气罐，所述进气电磁阀通过管道将气罐的输出端与气囊的进气端连通，并且气囊的排器端通过排气电磁阀与外界环境连通；
[0039]浮力增大过程：进气电磁阀处于打开状态，排气电磁阀处于关闭状态，气罐输出端输出的气体通过进气电磁阀向气囊内进入气体，气囊的体积增大将活塞向下向下推移，
[0040]活塞下移将空腔内的水体向外排出；
[0041]浮力减小过程：进气电磁阀处于关闭状态，排气电磁阀处于打开状态，气囊内的气体通过排气电磁阀向外界排出，气囊的体积减小，水体进入空腔内驱动活塞上移；
[0042]主控模块通过控制进气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网箱升降控制方法，其特征在于，包括：主控模块、供气模块、若干个浮体模块、以及连接在若干个浮体上的网箱(8)；所述供气模块分别通过进气电磁阀与每个浮体模块连接，并且若干个浮体模块分别设置有排气电磁阀；所述浮体模块配合设置有姿态传感器(5)、以及深度传感器，所述姿态传感器(5)用于监测每个浮体模块的姿态，所述深度传感器用于监测每个浮体模块处于水体的深度；所述主控模块通过控制进气电磁阀打开，所述供气模块通过进气电磁阀对浮体模块输入气体增加浮体模块的空腔以提升浮力；所述主控模块通过控制排气电磁阀打开，浮体模块中的气体排出至外界并减少空腔以降低浮力；主控模块基于姿态传感器(5)、以及深度传感器的反馈数据调整每个浮体模块的浮力，以调整每个浮体模块的姿态以及升降速度。2.根据权利要求1所述的一种网箱升降控制方法，其特征在于：主控模块采用PID控制器，根据给定的目标值Target与实际的输出值Deep形成的偏差Error：式中E(t)代表偏差Error与时间time的关系，T(t)代表目标值Target与时间time的关系，C(t)代表输出值Deep与时间time的关系。将偏差Error的比例(P)、偏差Error的积分(I)、偏差Error的微分(D)通过线性组合构成的控制函数。3.根据权利要求2所述的一种网箱升降控制方法，其特征在于：控制函数模型中Kp为比例系数，控制器基于比例系数进行比例调节；Ki为积分系数，控制器基于积分系数进行积分调节；Kd为微分系数，控制器基于微分系数进行微分调节；比例调节可以即时地反映控制系统地偏差信号E(t)，偏差产生，控制器立刻根据比例系数的大小来作用以减少误差；比例的控制是基于偏差Error进行调节的，即有差调节，表示整个系统对于误差的反应速度。4.根据权利要求3所述的一种网箱升降控制方法，其特征在于：定义静态常量Kp、Ki、Kd，创建动态变量target(目标深度)、deep(实际深度)、error(偏差)、P(比例项)、I(积分项)、D(微分项)、previous_error(上一次的偏差)、PID_value(PID控制器计算出的值)；目标深度即需要将浮体模块在水体中调整的深度；error＝target
–
deep；将目标值减去实际值的偏差赋值给变量err...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：