[发明专利]一种光电反馈式谷物流量检测试验装置及谷物流量预测方法

权利要求书

1.一种光电反馈式谷物流量检测试验装置，其特征在于，包括刮板式谷物升运器(3)和卸粮仓(15)，刮板谷物升运器(3)底部设由进粮口(4)，刮板式谷物升运器(3)的出粮口正对着卸粮仓(15)入口；

所述刮板式谷物升运器(3)上方安装有驱动电机(10)，驱动电机(10)与升运链条(6)链传动，升运链条(6)设置在刮板式谷物升运器(3)内部，升运链条(6)两侧与若干平行的升运器刮板(5)相连接；

所述刮板式谷物升运器(3)两侧分别安装有多组阵列激光对射式传感器(7)，刮板式谷物升运器(3)顶部安装有倾角传感器(12)；所述出粮口处安装有光电测距传感器(14)；所述升运链条(6)处安装有转速传感器(11)；所述阵列激光对射式传感器(7)、倾角传感器(12)、光电测距传感器(14)和转速传感器(11)均与单片机进行通讯，驱动电机(10)由单片机控制。

2.根据权利要求1所述的光电反馈式谷物流量检测试验装置，其特征在于，所述单片机还与LED显示模块、稳压电源和控制按键连接。

3.根据权利要求1所述的光电反馈式谷物流量检测试验装置，其特征在于，所述倾角传感器(12)为两轴应变式倾角传感器。

4.根据权利要求1所述的光电反馈式谷物流量检测试验装置，其特征在于，所述卸粮仓(15)为下窄上宽的塔型容器，且底部倾斜设置，卸粮仓(15)底部中间位置设有可拆卸的出粮口(16)。

5.根据权利要求1所述的光电反馈式谷物流量检测试验装置，其特征在于，每组阵列激光对射式传感器(7)包括相对设置的发射装置和接收装置，等间距分布的发射装置和接收装置，等分升运器刮板(5)垂直于升运链条(6)运动方向的截面。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的光电反馈式谷物流量检测试验装置预测谷物流量的方法，其特征在于，若干组阵列激光对射式传感器(7)获取的谷物堆积长度L′i、升运器转动速度v、升运器的倾斜程度ɑ和卸粮仓(15)中谷物单位时间的收获体积增加量V_t’作为训练后的BP神经网络输入，输出谷物流量预测值；

所述BP神经网络利用改进型遗传算法进行优化，包括：种群初始化、计算适应度、改进选择操作、交叉和变异操作以及重复迭代；

所述改进选择操作具体为：在选择操作前，将初始种群按照适应度值的大小排序，并从初始种群中，适应度为总群体前40％的个体中，随机选择50％的个体，随机选择位于群体后60％的等数量个体进行替换，使替换后的种群数量与初始种群一致。

7.根据权利要求6所述的预测谷物流量的方法，其特征在于，所述增加量V′_t＝V_t-V_t-1，其中V_t是t时刻卸粮仓(15)内堆积的谷物体积，且：

其中a为卸粮仓(15)下窄上宽交界处的长度，b为卸粮仓(15)下窄上宽交界处的宽度，h为谷物堆积高度，HL为卸粮仓下窄上宽交界处与卸粮仓底部的距离。

8.根据权利要求6所述的预测谷物流量的方法，其特征在于，所述BP神经网络的隐藏层节点数利用黄金分割算法进行优化。