基于物联网和云架构的渠灌闸门智能控制系统

为了实现农田明渠灌溉的精准化控制,设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统,系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计,降低闸门启闭时的驱动能耗;基于ARM开发了嵌入式控制系统,实现水闸运行的本地控制和状态数据采集;集成了无线通讯模块和光伏电源系统,解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题;通过在阿里云服务器建立数据中心,部署中间件,实现水闸远程数据传送与控制指令传达;建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型,实现水闸群智能运行;根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律,提出了水闸运行异常报警方法;开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统,实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度,适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。     

一种云服务模式下测控一体化农田小型水闸的研发

针对目前农村小型明渠灌溉水闸控制精度不高、自动化控制水平低等问题,设计了一种云服务模式下测控一体化、无线远程遥控的太阳能小型水闸。采用旋转式阀芯结构,分析了在不同上游水位情形下水闸有效开度的计算方法;基于ARM开发了本地嵌入式控制系统,完成水闸水位、开度等运行状态数据采集;利用云服务器,建立数据中心,实现了水闸与云端之间的数据交换;建立了带执行偏量因子的水位模糊控制模型,以提高开度控制精度;开发了水闸远程测控云平台,对不同配置的用户终端设备远程控制水闸开度的精度和响应时间进行了测试实验。结果表明:水闸云平台运行稳定,最大开度控制误差为1.1 mm,最大响应时间为0.6 s。     

基于模糊数据挖掘的灌区水资源配置研究

在分析灌区大数据资源构成的基础上,构建了面向水资源配置的数据挖掘算法;汇聚某行政区域水资源、经济、人口、行业用水等数据,运用模糊层次聚类分析方法,对行政区域内行业间的配水案例进行分类及特征分析;采用固定步长穷举法对灌区配水相关参数进行动态赋权;运用模糊距离匹配相似灌区,通过构造加权影响因子和采用指数平滑法,对基于实例推理的灌区进行需水量预测。将建立的方法应用于2018年浙江省11个市行政区行业间配水特征分析和中型灌区需水量预测,结果表明:浙江省不同区域行业间配水被划分为4类,呈现出不同行业间的配水特征,灌区需水量预测相对误差均不大于9.39%,说明该方法有效,可为制定合理的区域行业间配水方案、估算灌区需水量提供决策支持。     

基于实例推理的个性化产品评价方法

通过建立个性化产品评价问题的形式化描述,给出了基于实例推理的评价模型与算法,运用模糊数学实现了实例库的自主聚类分组,提出了经验赋权规则约束下的数学赋权法为每一个组别建立动态权重,采用了加权的欧几里德距离解决相似实例的检索问题,在相似实例的基础上进行修正得到最终评价结果.最后以桥式起重机产品的评价为例,给出了详细的实现步骤,证明了该方法的有效性.     

基于蜂群进化机制的产品配置技术研究

分析了蜂群进化机制给产品配置带来的启示,提出了基于蜂群进化机制的产品配置模型;采用新定制产品与历史实例的需求相似度评价实现选择算子,确定蜂王和雄蜂;通过构件遍历实现交叉算子,完成蜂王和雄蜂的构件继承;提出了约束有向图的概念,探讨了基于约束有向图拓扑排序算法的变异算子,解决定制件的差异性配置问题;通过构造评价基元,实现对产品配置结果的适应度评价。以桥式起重机产品配置为例,证明了所提方法的有效性和先进性。     

面向定制产品进化设计的优势种群产生策略

为了提高个性化定制产品进化效率,提出了一种在相似实例等距布种的基础上进行等位基因多样化阈值控制的优势种群产生策略。阐述了个性化定制产品优势种群的特征,认为精英个体应同时具有定制需求宏观上的相似性和种群基因微观上的多样性两大特征。在产品基因建模的基础上,采用夹角余弦作为聚类统计量,提取具有相似定制基因组的历史实例作为优势种群的初始解;基于加权的闵科夫斯基距离,对初始解成员进行等距采样,形成差异化精英个体候选队列,以实现种群的均匀布种;采用杰卡德距离度量候选个体承载的基因组与当前初始基因库两者间差异度,提出了等位基因阈值矩阵,构建了多样化等位基因生成算法。给出了产品适应度评价函数,基于评价反馈对优势度低的初始种群进行改进。以桥式起重机为例,对提出的策略进行了验证。实验结果表明,该策略能同时兼顾进化效率和进化质量,有助于避免早熟收敛现象的发生,适合个性化定制产品的进化设计。