一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法技术

一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法，涉及水泵电机控制技术领域。本发明专利技术是为了解决现有水泵电机还存在转速不稳定，导致灌溉精度低的问题。本发明专利技术包括：初始化状态加权矩阵Q和控制加权矩阵R，获得初始矩阵种群；对初始矩阵种群进行编码，将初始矩阵种群中的个体转换为染色体；对染色体进行选择、交叉和变异操作，获得新一代染色体；判断当前是否满足迭代终止条件，若满足迭代终止条件则将新一代染色体作为最优基因型输出，若不满足迭代终止条件，则进行下一次迭代；对最优基因型进行解码操作，利用解码后的最优基因型获取控制输入向量，实现水泵电机控制。本发明专利技术用于实现水泵电机的控制。现水泵电机的控制。现水泵电机的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法


[0001]本专利技术涉及水泵电机控制
，特别涉及一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法。

技术介绍

[0002]随着大数据、区块链、人工智能、物联网和5G通信等创新型科技的大量涌现，将农业生产与物联网技术结合成为未来农业技术发展的必然趋势。依托农业物联网技术，智能灌溉不仅能减少农业生产过程中的人力需求，而且能够大幅度减少水资源的浪费。
[0003]目前的水泵电机控制方法采用传统的LQR控制器实现，但是这种控制方法需要经过大量的实际测试和调整，才能得出合适的权值矩阵和阈值，只能在特定的应用场景下才能达到较好的控制效果，然而由于农田中的灌溉管线并不平整，同时农田中还存在电磁干扰，导致采用现有传统的LQR控制器控制水泵电机，会导致转速不稳定，从而使灌溉量精准度低。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是为了解决现有水泵电机还存在转速不稳定，导致灌溉精度低的问题，而提出了一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法。
[0005]一种基于改进遗传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法，其特征在于所述方法具体过程为：步骤一、初始化状态加权矩阵Q和控制加权矩阵R，获得初始矩阵种群；初始矩阵种群中的一个个体包括一个矩阵Q和一个矩阵R；步骤二、对初始矩阵种群进行编码，将初始矩阵种群中的个体转换为染色体；步骤三、对步骤二获得的染色体进行选择、交叉和变异操作，获得新一代染色体；步骤四、判断当前是否满足迭代终止条件，若满足迭代终止条件则将步骤三获得的新一代染色体作为最优基因型输出，若不满足迭代终止条件，则返回步骤三进行下一次迭代；步骤五、对最优基因型进行解码操作，利用解码后的最优基因型获取控制输入向量，实现水泵电机控制。2.根据权利要求1所述的一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法，其特征在于：所述步骤二中的对初始矩阵种群进行编码，具体为：对初始矩阵种群中每个个体的矩阵Q和矩阵R中的元素进行二进制编码，获得初始矩阵种群中的个体转换后的染色体。3.根据权利要求2所述的一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法，其特征在于：所述步骤三中的对步骤二获得的染色体进行选择、交叉和变异操作，获得新一代染色体，具体为：步骤三一、利用适应度函数计算每个个体的适应度值，并利用适应度值对染色体进行选择操作，获得选择后的染色体；所述适应度函数，如下：其中，F是适应度值，t是时间，x是系统状态向量，u为控制输入向量；步骤三二、对选择后的染色体进行交叉操作，获得交叉后的染色体；步骤三三、对交叉后的染色体进行变异操作，获得新一代染色体。4.根据权利要求3所述的一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法，其特征在于：所述步骤三一中的利用适应度值对染色体进行选择操作，获得选择后的染色体，具体为：首先，将染色体的适应度值进行归一化处理，获得每个个体被选择概率，然后采用排序法从大到小按照被选择概率对染色体进行排序，获得排序后的染色体序列；然后，在排序后的染色体序列中随机选择预设个数的染色体，获得选择后的染色体。5.根据权利要求4所述的一种基于改进遗传算法优化的LQR水泵电机控制方法，其特征在于：所述在排序后的染色体序列中随机选择预设个数的染色体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，吕丰顺，王佳楠，李学琨，左世余，
申请(专利权)人：南通西科瑞智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：