[發明專利]一種太陽能噴灌機取水加壓控制系統

在審

• 申請號: 201711120030.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107908211A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 朱憲民;劉小漢;楊體彬;溫敬華
• 申請（專利權）人: 朱憲民
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G01F1/66;G06F17/11;G06Q50/02
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙)11435
• 代理人: 曹麗

1.一種太陽能噴灌機取水加壓控制系統，其特征在于，所述太陽能噴灌機取水加壓控制系統包括太陽能光伏發電模塊、智能控制模塊、水泵機組、出水電磁流量計、液壓計、噴灌模塊、儲水倉；

所述太陽能光伏發電模塊與智能控制模塊、水泵機組通過導線相連；

所述智能控制模塊與水泵機組、出水電磁流量計和液壓計通過導線相連；

所述水泵機組與出水電磁流量計和液壓計通過水管相連；

所述出水電磁流量計與儲水倉通過水管相連；

所述液壓計與噴灌模塊和水泵機組通過水管相連；

所述儲水倉設有出水流量控制器；

所述出水電磁流量計內置有水流量檢測模塊和水流量數據處理模塊；所述水流量檢測模塊通過信號與水流量數據處理模塊連接；所述水流量檢測模塊集成有超聲波水流量檢測傳感器；所述超聲波水流量檢測傳感器檢測流量信號的方法包括：

利用彌散方程模值在零點附近的收斂性求解聲波傳感器中的彌散特性，對實波數域與復波數域的情況均適用；包括：

根據波數的求解空間確定掃描單元的形式；

利用掃描單元比較找出在相應空間中彌散方程模值的極小值點；

利用彌散方程的模值在零點附近的收斂性判斷極小值點是否為零點；

所述根據波數的求解空間確定掃描單元的形式包括：

聲波在不同結構中傳播的彌散方程為二元超越方程f(ω,ξ)＝0，當在實波數域和純需波數的情況下求解此方程時，頻率ω和波數ξ組成了一個二維平面，而方程f(ω,ξ)＝0的解則是一條條平面內的曲線，選擇固定頻率或者波數中的任意一個會得到ω-ξ二維平面內的一條直線，再用線元對這條直線進行掃描，線元在ω-ξ二維平面內與彌散曲線的交點是唯一的；

當在復波數域內求解此方程時，波數ξ為復數，令ξ＝a+bi，a,b均為實數，則方程g(a,b,ξ)＝f(ω,ξ)＝0；

方程變為a,b,ξ的三元超越方程，波數的實部a，虛部b以及頻率ω組成了一個三維空間，而方程g(a,b,ξ)＝0的解是一條條空間內的曲線，選擇固定波數的實部a，虛部b以及頻率ω中任意一個會得到a-b-ξ空間中的一個平面，再用面元對這個平面進行掃描，面元在a-b-ξ的三維空間中與彌散曲線的交點是唯一的；

所述利用掃描單元比較找出在相應空間中彌散方程模值的極小值點包括：

在選擇好相應的掃面微元后，取步長劃分微元，比較劃分節點上方程的模值|f(ω,ξ)|的大小，找出彌散方程模值取最小值的節點，若節點不取在掃描微元的邊界節點上，則此節點即為模值極小值點，然后依次進入下一個掃描微元，新的掃描微元需將上一掃描微元中的部分邊界節點包含在內部；最后，以某一步長改變初始固定的頻率或波數的值，找出空間中的所有彌散方程的模值極小值點；

所述利用彌散方程的模值在零點附近的收斂性判斷極小值點是否為零點為：

在掃描微元中得到方程模值取極小值的某個節點后，以此節點為中心，相鄰節點為邊界節點，形成新的微元，取步長劃分此微元，計算新微元節點上的方程模值，比較得出取最小值的節點；重復上述過程，得到一系列模值遞減的極小值節點，若初始極小值節點的模值比上最新極小值節點的模值趨向于無窮，則此極小值節點為零點；

彌散方程求解中，具體包括：

1)用模值收斂求解超越方程：

對于一元超越方程f(x)＝0，對于f(x)的模|f(x)|，方程f(x)＝0與方程|f(x)|＝0等價；

取模中，|f(x)|恒大于等于零，在區間[a,b]內，|f(x)|有非零極小值點c，在區間[d,e]內有零點s；

在用模值收斂求解該方程時，先找出|f(x)|的極小值點；x軸上的任一段小區間[m,n],將區間[m,n]等分10份，有11個等分點，分別為m,

比較這11個節點上|f(x)|的值，找出最小值所處的等分點x₀；若[m,n]內沒有|f(x)|的極小值點，那么x₀＝m或x₀＝n；若[m,n]內有|f(x)|的極小值點，那么x₀取其中的某個值；

當x₀≠m且x₀≠n，斷定[m,n]內有|f(x)|的極小值點；以與x₀相鄰的等分點為端點，取區間將其等分10份，同樣找出最小值所處的等分點x₁，且|f(x₁)|≤|f(x₀)|；不斷重復以上過程，得到一系列的點x₀,x₁,x₂,...；這些點就是[m,n]區間內極小值點在不同精度下的數值解；

找出極小值點后，接著從這些極小值點中區分出零點和非零點；

當極小值點為非零點時，將區間[a,b]按前述過程等分可得到一系列的點x₀,x₁,x₂,...，且|f(x₀)|≥|f(x₁)|≥|f(x₂)|≥...≥|f(c)|,由于|f(c)|為大于零的常數，因此為一個有限大的常數其中，

當極小值點為零點時，將區間[d,e]按前述過程等分得到一系列的點x₀,x₁,x₂,...，且|f(x₀)|≥|f(x₁)|≥|f(x₂)|≥...≥0,因此

對比零點與非零點的分析，在得到極小值點x₀,x₁,x₂,...后，根據的值來判斷該極小值是否為零點，選取一個特定值M，當收斂n步后，若則該極值點為零點；M以及收斂的步數視不同的問題而定；在等分10份的情況下，一般均為零點；模值|f(x_n)|的收斂速度與初始區間[m,n]所取的大小以及[m,n]的等分數量有關，初始區間越小、等分越多，收斂的越快；

2)、用模值收斂求解實波數及虛波數平面內的彌散曲線：

波在不同結構中傳播的彌散方程有不同的具體形式，為關于頻率ω和波數ξ的超越方程：

g(ω,ξ)＝0/*MERGEFORMAT (1)

考慮在波數ξ為實數和純虛數的情況下數值求解方程(1)；由于彌散方程在頻率ω和波數ξ的平面內的解為曲線，因此，用線元對整個平面掃描；

先固定頻率ω和波數ξ中的任一個，設固定波數為ξ₀，此時方程(1)變為：

f(ω)＝g(ω,ξ₀)＝0/*MERGEFORMAT (2)

用長為3t的線微元對直線ξ＝ξ₀進行掃描，假設掃描起始點為ω₀；在區間[ω₀,ω₀+3t]內，比較節點ω₀,ω₀+t,ω₀+2t,ω₀+3t處模值|f(ω₀)|,|f(ω₀+t)|,|f(ω₀+2t)|,|f(ω₀+3t)|的大小，找出最小值；若在ω₀+t或ω₀+2t取得最小值，則按1中的過程進一步等分，并判斷是否為零點；若最小值取在端點上，則進入下一個區間掃描。為防止極小值點恰巧處在端點ω₀+3t處，下一個區間取為[ω₀+2t,ω₀+5t]，此區間包含了ω₀+3t；因此，相鄰的區間相隔2t；若將區間等分n份，則相鄰區間相隔n-1份；當對直線ξ＝ξ₀掃描結束，進入下一條直線ξ＝ξ₀+Δξ掃描，重復以上過程，得到在整個ω,ξ平面內方程的解。