[发明专利]基于水面波动信息的游泳型鱼类自适应投喂装置和方法

权利要求书

1.一种基于水面波动信息的游泳型鱼类自适应投喂装置，包括循环水养殖池(1)和安装在所述循环水养殖池(1)的外部左侧的循环水处理系统(2)，其特征在于：在所述循环水养殖池(1)的正上方设置有投饲机(3)，在所述投饲机(3)的下端设置有四个投饲机出料口(4)，分别设置在投饲机(3)的前侧、后侧、左侧和右侧，在所述投饲机(3)的下方还设置有电机(5)和变频器(6)，所述电机(5)与所述变频器(6)的输出端相连，所述变频器(6)的输入端与PLC(7)的输出端相连，所述PLC(7)的输入端与数字信号处理器(8)的输出端相连，在所述循环水养殖池(1)的水面(10)上放置浮板(11)，所述浮板(11)位于所述投饲机出料口(4)的正下方，在所述浮板(11)的圆心位置固定三轴加速度传感器(13)，所述三轴加速度传感器(13)与所述数字信号处理器(8)的输入端相连，在所述循环水养殖池(1)的池壁上固定设置有两个圆杆(12)，两个所述圆杆(12)的另一端分别与所述挡板(9)连接，两块所述挡板(9)由所述圆杆(12)固定位置且所述且所述浮板(11)由两块挡板(9)限位，安装时，所述挡板(9)下端的位置低于水面2-3cm。

2.采用如权利要求1所述装置的基于水面波动信息的游泳型鱼类自适应投喂方法，其特征在于：所述投喂方法包括如下步骤：

步骤1：三轴加速度传感器(13)将采集的数据实时传送至数字信号处理器(8)；

步骤2：数字信号处理器(8)对接收到投饲机(3)投饲前浮板(11)的振动数据做预处理，提取采样时间内的加速度信号值，计算其各轴向加速度均方根值：其中a_w(t)为实时加速度值，a_w为加速度均方根值；T为采样时间；

步骤3：通过PLC(7)预设置电机(5)的工作时间和工作次数，进而确定投饲机(3)的工作时间和投喂次数，投饲机(3)的落料区域S以循环水养殖池(1)的中心为圆心，半径为：其中r₀为循环水养殖池的半径，b为循环水养殖池内养殖鱼的条数，l_i为循环水养殖池内第i条鱼的体长，l_max为循环水养殖池中鱼的最大体长；浮板(11)的半径为r₁＝1.2r；

步骤4：通过PLC(7)设定电机(5)转速初始值V₀，其中V₁为电机转速；V₂为投饲速率，即投饲机每秒的饲料投喂量；m₀为满足满足鱼正常生长和营养需求的最低饲料投喂量；n为投喂次数；t为电机工作时间；

步骤5：投喂开始5s后，三轴加速度传感器(13)将采集浮板(11)的实时振动加速度实时传送至数字信号处理器(8)；

6)数字信号处理器(8)通过对振动信息计算处理后，数字信号处理器(8)向PLC(7)输入处理结果，PLC(7)控制变频器(6)调节电机转速V，δ为电机转速决策系数；f₁为采样个数，f_s为采样频率，a_v为投饲机投饲工况下浮板的振动加权加速度均方根值，a₀为投饲前浮板的振动加权加速度均方根值均值，n为采样组数，V₀为电机转速初始值，其中电机的转速的最大值V_max，且V_max≤V_n，V_n为电机额定转速；

7)若或a₁＜1.2a₀时G₁为单次投喂饲料重量，则PLC(7)发出停止投喂指令，线路断电，等待下一次投喂工作的开始。

3.根据权利要求2所述一种基于水面波动信息的游泳型鱼类自适应投喂方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，为了对鱼群摄食欲望更精确的评估，利用浮板的加权加速度均方根值作为鱼群摄食欲望评价指标：a_wx为三轴加速度传感器x方向振动加速度均方根值；a_wy为三轴加速度传感器y方向振动加速度均方根值；a_wz为三轴加速度传感器垂向振动加速度均方根值；a值越大，鱼群摄食欲望越强。