[发明专利]一种水肥一体化设备的施肥精度控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种水肥一体化设备的施肥精度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：建立水肥一体化设备的施肥精度控制模型；

步骤S2：采用分布估计算法求解所述施肥精度控制模型的最优解；

所述步骤S1的具体实现方式为：

步骤S11：对水肥一体化设备进行测试，并实时采集混肥桶内肥液浓度值及其对应的时间值；

步骤S12：采用最小二乘法将采集到的所述肥液浓度值及其对应的时间值拟合成肥液浓度变化曲线；

步骤S13：根据所述肥液浓度变化曲线建立水肥一体化设备的施肥精度控制模型：

min{max|f_t(x)-Set|} t＝1,2,3,......n (1.2)

其中：f_t(x)为水肥一体化设备的肥液浓度变化曲线，U_t-td(x)为肥液浓度上升时的变化曲线，L_t-td(x)为肥液浓度下降时的变化曲线，t为时间序号，td为系统结构及浓度监测传感器的延时时间，R_t为浓度随机波动值，s表示施肥通道是否开启，其中s＝1表示施肥通道开启，s＝0表示施肥通道关闭；Set表示需要达到的设定肥液浓度值；

所述步骤S2的具体实现方式为：

步骤S21：确定所述施肥精度控制模型的解为X＝[x₁,x₂,x₃,......x_n],其中x_n为第n秒时的吸肥通道开关状态；设置分布估计算法的参数：种群的规模为N、种群进化总代数为m以及局部搜索每代种群的搜索次数为a；令b＝0，并在满足变量非负约束的条件下，采用随机方式生成N个个体构成初始种群P(b)；

步骤S22：结合式(1.1)和式(1.2)并采用高斯分布算法进行采样，生成由N个个体构成的集合O1；

步骤S23：对所述集合O1中的个体的值进行变异操作，并生成由N个个体构成的下一代种群P(b)，令b＝b+1，q＝0；

步骤S24：对种群P(b)中的各个个体进行局部搜索，并生成由N个个体构成的第三代种群P(b)，令q＝q+1；

步骤S25：若q<a，则返回步骤S24，否则进入步骤S26；

步骤S26：若b<m，则返回步骤S22，否则将所述第三代种群P(b)中的最优个体作为最优解输出。

2.根据权利要求1所述一种水肥一体化设备的施肥精度控制方法，其特征在于：所述步骤S22的具体实现方式为：

步骤S221：结合式(1.1)和式(1.2)计算各个个体的适应度值，并根据所述适应度值计算分布估计算法的均值参数和方差参数；

步骤S222：结合所述均值参数和所述方差参数，采用高斯分布算法进行采样，并生成由N个个体构成的集合O1。

3.根据权利要求2所述一种水肥一体化设备的施肥精度控制方法，其特征在于：所述步骤S23的具体实现方式为：

步骤S231：对所述集合O1中的个体的值进行变异操作；

步骤S232：若变异产生的个体的适应度值优于变异之前的个体的适应度值，则将变异产生的个体放入下一代种群P(b)中，否则将变异之前的个体放入所述下一代种群P(b)中；

步骤S233：返回步骤S231和步骤S232，直至对所述集合O1中的所有个体变异操作完毕；令b＝b+1，q＝0。