[发明专利]变量喷雾系统中遗传算法优化模糊PID控制流量的方法

权利要求书

1.变量喷雾系统中遗传算法优化的模糊PID控制流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：采集实际农作物病虫害信息，根据标准农作物处方图来决策农作物所需实际药量；

第二步：计算流量设定值流量和实际流量之间的偏差； 

第三步：计算第二步中流量偏差的变化率；

第四步：利用遗传算法对模糊控制器进行优化，首先，根据流量控制系统的特点，确定模糊控制的隶属度函数和模糊规则的基本形式；然后，确定遗传算法运算时的参数，包括：优化代数、交叉率、变异率、适应度函数；其次，随机产生的一代参数，放入模糊控制器中，利用适应度函数计算其适应度；再次，根据系统要求指标或者优化代数结束循环；最后，将优化后的隶属度函数参数和模糊控制规则参数重新植入模糊PID控制器中；

第五步：将误差和误差变化率输入到遗传算法优化后的模糊PID控制器，将运算后的输出作为控制量；

第六步：系统误差大于稳定值的78%时bang-bang控制器输出，系统误差小于稳定值的78%时优化后的模糊PID控制器输出；

第七步：将控制量作用在微电机上进行控制；

第八步：重新测量流量阀的实际流量，进入第一步循环；

第九步：当第二步中的偏差小于设定值时微电机将不再进行工作调节。

2.根据权利要求书1中第四步采用遗传算法优化模糊PID控制的隶属度函数和模糊控制规则，优化后的隶属度函数和模糊规则是变量喷雾系统控制的最优参数。

3.根据权利要求书1中第四步适应度函数选取的主要参数为变量喷雾系统误差、控制输出和上升时间，其中变量喷雾系统的超调量和上升时间为主要性能指标。

4.根据权利要求书1中第五步模糊PID控制中的PID组合采用专家经验确定PID的各项系数，组合方式采用线性组合方式。

5.根据权利要求书1中第六步系统误差大于稳定值的78%时bang-bang控制器输出，此时变量喷雾流量阀为最大控制信号。

6.bang-bang控制器改善系统快速性，模糊PID改善系统稳定性和准确性，两个控制器优势互补改性系统性能。