[發明專利]一種基于專家系統的手持式配棉裝置及其工作流程

在審

• 申請號: 201710238862.1
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107045487A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 宋楚平;蔡彬彬;李少芹
• 申請（專利權）人: 江蘇工程職業技術學院
• 主分類號: G06F15/02
• 分類號: G06F15/02;G06N5/04;G06N3/12;G06N5/02;G06Q50/04;D01G13/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

1.一種基于專家系統的手持式配棉裝置，其特征在于：包括

核心處理單元，該單元采用專家系統核心模塊，由嵌入式微控制器、存儲單元及外圍電路組成，并控制USB通信單元、輸入輸出模塊、供電單元和接口電路；

USB通信單元，與所述核心處理單元連接，由USB通信芯片及其控制電路組成，運行USB2.0協議，通過USB接口下載外圍存儲設備中的原棉HVI數據，當經專家系統生成的配棉結果也可通過該USB接口保存在外圍存儲設備中；

輸入模塊，與所述核心處理單元連接，由矩陣鍵盤及其控制電路組成，用來接收配棉權重、配棉的主體成分、混棉品質指標的輸入和推理機所涉及算法相關參數的輸入；

顯示單元，與所述核心處理單元連接，由帶漢字字庫功能的液晶顯示器及其控制電路組成，用以顯示批棉配比和配棉成本以及配棉過程中各輸入數據和設定參數的顯示；

供電單元，與所述核心處理單元連接，同時提供內置鋰電池或外接12V直流電供電，鋰電池選用輕薄可充電聚合物鋰電池，容量為3000～4000mAh，可保障裝置連續工作12小時的需要，支持系統休眠模式，為本發明手持設備提供電源。

2.根據權利要求1所述的一種基于專家系統的手持式配棉裝置，其特征在于：所述專家系統包括推理機、知識庫和配棉規則庫，其中推理機和配棉規則庫都基于知識庫而建立，推理機是配棉問題求解的核心執行機構，它是按照配棉模型求解算法和配棉知識進行解釋執行的程序，并把計算結果記錄到知識庫并輸出到顯示單元；知識庫是存放配棉專家的知識，也承擔綜合數據庫的角色，用于存儲推理機所需的原始數據、中間結果和最終結論；配棉規則庫是根據知識庫為應對不同配棉要求而事先提取的規則集，用于推理機快速選擇推理依據和知識，生成配棉結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于專家系統的手持式配棉裝置，其特征在于：所述推理機是利用專家系統的原理，將專家的有效經驗和專門知識，結合配棉工作要求，建立配棉目標函數，然后利用計算機強大的計算功能和遺傳算法的魯棒性和全局性的特點，對目標函數進行求解，最終得到配棉結果，其中配棉目標函數為：

minF(x)=Σi=1n(Pi·Xi)---(1)]]>

上述公式(1)的目標函數采用成本最小函數表達式，式中的P_i為第i種原棉的價格；X_i為第i種原棉在配棉中所占的比重；n為不同批次原棉的種類數；

在利用遺傳算法進行求解的過程中，為監控種群進化收斂程度，并提高算法的效率，必須設置合適的收斂終止條件，在種群進化過程中，當部分最優個體適應度的變化小于某一確定的臨界值e時，通過下式(2)來決定收斂終止：

1sΣi=1s(Yi-Y‾iY‾i)2≤eAi≤Σi=1mΣj=1nPijXj≤Bi---(2)]]>

上式(2)中：S是精英策略中前10％最優個體的大小；Y為最優個體的適應度；e是這些最優個體收斂的臨界值，e的經驗取值為[5×10^-6，5×10^-5]。