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基于GA-PSO算法的水肥监控与调度系统研究
被引量：
1
1
作者
朱凤磊
张立新
+4 位作者
张雄业
郑宇
黄超
孟子皓
周润猛
《农机化研究》
北大核心
2024年第8期206-210,共5页
基于GA-PSO算法的水肥监控与调度系统,采用云服务器、数据库与WDNK客户端作为系统的框架,利用4G物联网卡模块将从PLC采集到的罐体已施肥量传输到云服务器,云服务器接收到已施肥量数据并将数据写入Navicat数据库,并通过WDNK客户端软件将...
基于GA-PSO算法的水肥监控与调度系统,采用云服务器、数据库与WDNK客户端作为系统的框架,利用4G物联网卡模块将从PLC采集到的罐体已施肥量传输到云服务器,云服务器接收到已施肥量数据并将数据写入Navicat数据库,并通过WDNK客户端软件将罐体的SN编码、罐体需加肥量等信息展示在PC端。调度系统根据水肥罐体所在点的经纬度坐标与需求量,充分考虑运输水肥车辆的自身容量,以运输车辆配送到各个水肥罐体的最小路径为研究目标,利用GA-PSO算法,在保证水肥罐体需加肥量的同时减少了运输车辆的行驶里程,降低了生产成本。
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关键词
水肥调度
监控系统
GA-PSO
路径优化
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职称材料
旋耕入土部件有限元仿真研究与关键参数优化
被引量：
4
2
作者
张雄业
张立新
+2 位作者
单永超
王欢
史雪宾
《农机化研究》
北大核心
2023年第11期36-42,共7页
针对旋耕入土部件易受到较大的冲击和载荷,存在结构弯曲变形和切削功耗大等问题,基于Ansys Workbench对旋耕入土部件进行静力学、模态与疲劳仿真分析,并通过LS-DYNA中SPH无网格法模拟旋耕刀具切削土壤的动力学过程。设计正交仿真试验,...
针对旋耕入土部件易受到较大的冲击和载荷,存在结构弯曲变形和切削功耗大等问题,基于Ansys Workbench对旋耕入土部件进行静力学、模态与疲劳仿真分析,并通过LS-DYNA中SPH无网格法模拟旋耕刀具切削土壤的动力学过程。设计正交仿真试验,通过响应面法对其关键设计参数进行优化,降低切削功耗,为旋耕刀具的进一步试验研究提供依据。研究结果表明:旋耕刀最大位移变形值为1.2133mm,发生在正切刃处;最大应力值为181.52MPa,发生在背缘曲线与刀柄连接处;最小疲劳寿命位置与最大应力位置相近;模态分析中前6阶的固有频率为133.77~1824.1Hz,第5阶模态振幅达到最大198.37mm,变形严重。SPH法切削土壤过程得到能量、切削阻力等变化规律,并通过正交仿真试验和响应面法求解最优参数组合,弯折点包角30°、侧切刃弯折线方向角51°和弯折角120°,此时最小功耗为0.181kW。
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关键词
旋耕刀具
静力学
模态
动力学
SPH
响应面法
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职称材料
基于蝙蝠优化BP-PID算法的精准施肥控制系统研究
被引量：
12
3
作者
朱凤磊
张立新
+2 位作者
胡雪
赵家伟
张雄业
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期135-143,171,共10页
水肥一体化技术在棉花、小麦、番茄等大田农作物种植场景中的应用逐渐增多。当前能够快速有效调整大田农作物水肥一体化系统中肥料流量的控制算法研究较为有限。由于水肥一体化系统存在时变性、滞后性与非线性的特点,常见的PID与BP-PID...
水肥一体化技术在棉花、小麦、番茄等大田农作物种植场景中的应用逐渐增多。当前能够快速有效调整大田农作物水肥一体化系统中肥料流量的控制算法研究较为有限。由于水肥一体化系统存在时变性、滞后性与非线性的特点,常见的PID与BP-PID控制算法无法获得预期的控制效果。为此设计一种基于蝙蝠算法(BA)优化的BP神经网络PID控制器。通过采用BA对BP神经网络的初始权值进行优化,加快了BP神经网络的自学习速度,实现对水肥一体化系统中肥料流量的快速精准控制,从而降低了超调量、提高了响应速度。同时,基于STM32单片机搭建了水肥一体化流量调节测试平台,并对该控制器的性能进行了试验验证。结果表明,与常规PID控制器和基于BP神经网络的PID控制器相比,所设计的控制器具有较高的控制精度和鲁棒性,降低了由时滞性、非线性等因素引起的影响。平均最大超调量为4.78%,平均调节时间为41.24 s。特别是在施肥流量为0.6 m^(3)/h时,控制器表现出最佳的综合控制性能,达到了精准施肥的效果。
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关键词
大田水肥一体化
控制系统
蝙蝠优化
BP神经网络
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职称材料
题名
基于GA-PSO算法的水肥监控与调度系统研究
被引量：
1
1
作者
朱凤磊
张立新
张雄业
郑宇
黄超
孟子皓
周润猛
机构
石河子大学机械电气工程学院
出处
《农机化研究》
北大核心
2024年第8期206-210,共5页
基金
国家自然科学基金项目(52065055)
国家新材料生产应用示范平台建设项目(TC200H01X-5)。
文摘
基于GA-PSO算法的水肥监控与调度系统,采用云服务器、数据库与WDNK客户端作为系统的框架,利用4G物联网卡模块将从PLC采集到的罐体已施肥量传输到云服务器,云服务器接收到已施肥量数据并将数据写入Navicat数据库,并通过WDNK客户端软件将罐体的SN编码、罐体需加肥量等信息展示在PC端。调度系统根据水肥罐体所在点的经纬度坐标与需求量,充分考虑运输水肥车辆的自身容量,以运输车辆配送到各个水肥罐体的最小路径为研究目标,利用GA-PSO算法,在保证水肥罐体需加肥量的同时减少了运输车辆的行驶里程,降低了生产成本。
关键词
水肥调度
监控系统
GA-PSO
路径优化
Keywords
water and fertilizer monitoring and dispatching system
monitoring system
GA-PSO
path optimization
分类号
S274.2 [农业科学—农业水土工程]
S147.2 [农业科学—肥料学]
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职称材料
题名
旋耕入土部件有限元仿真研究与关键参数优化
被引量：
4
2
作者
张雄业
张立新
单永超
王欢
史雪宾
机构
石河子大学机械电气工程学院
出处
《农机化研究》
北大核心
2023年第11期36-42,共7页
基金
国家自然科学基金项目(52065055)
国家新材料生产应用示范平台建设项目(TC200H01X-5)。
文摘
针对旋耕入土部件易受到较大的冲击和载荷,存在结构弯曲变形和切削功耗大等问题,基于Ansys Workbench对旋耕入土部件进行静力学、模态与疲劳仿真分析,并通过LS-DYNA中SPH无网格法模拟旋耕刀具切削土壤的动力学过程。设计正交仿真试验,通过响应面法对其关键设计参数进行优化,降低切削功耗,为旋耕刀具的进一步试验研究提供依据。研究结果表明:旋耕刀最大位移变形值为1.2133mm,发生在正切刃处;最大应力值为181.52MPa,发生在背缘曲线与刀柄连接处;最小疲劳寿命位置与最大应力位置相近;模态分析中前6阶的固有频率为133.77~1824.1Hz,第5阶模态振幅达到最大198.37mm,变形严重。SPH法切削土壤过程得到能量、切削阻力等变化规律,并通过正交仿真试验和响应面法求解最优参数组合,弯折点包角30°、侧切刃弯折线方向角51°和弯折角120°,此时最小功耗为0.181kW。
关键词
旋耕刀具
静力学
模态
动力学
SPH
响应面法
Keywords
rotary tillage cutter
statics
modality
dynamics
SPH
response surface methodology
分类号
S222.3 [农业科学—农业机械化工程]
S220.3 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
基于蝙蝠优化BP-PID算法的精准施肥控制系统研究
被引量：
12
3
作者
朱凤磊
张立新
胡雪
赵家伟
张雄业
机构
石河子大学机械电气工程学院
石河子大学兵团能源发展研究院
农业农村部西北农业装备重点实验室
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期135-143,171,共10页
基金
国家科技创新2030-“新一代人工智能”重大项目(2022ZD0115804)
国家自然科学基金项目(52065055)
+1 种基金
新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A02012-4)
兵团科技合作计划项目(2022BC004)
文摘
水肥一体化技术在棉花、小麦、番茄等大田农作物种植场景中的应用逐渐增多。当前能够快速有效调整大田农作物水肥一体化系统中肥料流量的控制算法研究较为有限。由于水肥一体化系统存在时变性、滞后性与非线性的特点,常见的PID与BP-PID控制算法无法获得预期的控制效果。为此设计一种基于蝙蝠算法(BA)优化的BP神经网络PID控制器。通过采用BA对BP神经网络的初始权值进行优化,加快了BP神经网络的自学习速度,实现对水肥一体化系统中肥料流量的快速精准控制,从而降低了超调量、提高了响应速度。同时,基于STM32单片机搭建了水肥一体化流量调节测试平台,并对该控制器的性能进行了试验验证。结果表明,与常规PID控制器和基于BP神经网络的PID控制器相比,所设计的控制器具有较高的控制精度和鲁棒性,降低了由时滞性、非线性等因素引起的影响。平均最大超调量为4.78%,平均调节时间为41.24 s。特别是在施肥流量为0.6 m^(3)/h时,控制器表现出最佳的综合控制性能,达到了精准施肥的效果。
关键词
大田水肥一体化
控制系统
蝙蝠优化
BP神经网络
Keywords
field water fertilization
control system
BA optimization
BP neural network
分类号
S232.3 [农业科学—农业机械化工程]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于GA-PSO算法的水肥监控与调度系统研究
朱凤磊
张立新
张雄业
郑宇
黄超
孟子皓
周润猛
《农机化研究》
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
旋耕入土部件有限元仿真研究与关键参数优化
张雄业
张立新
单永超
王欢
史雪宾
《农机化研究》
北大核心
2023
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于蝙蝠优化BP-PID算法的精准施肥控制系统研究
朱凤磊
张立新
胡雪
赵家伟
张雄业
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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已选文献
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