[發明專利]一種多目標水肥一體化系統輪灌組劃分方法

有效

• 申請號: 201811424631.0
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109496520B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 顧巍;葉志偉;嚴盟;閤大海;蘇軍
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: A01C21/00
• 分類號: A01C21/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種多目標水肥一體化系統輪灌組劃分方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立多目標水肥一體化輪灌組數學模型，基于以下公式：

min F(x)＝(f₁(x),f₂(x))

其中，N為待劃分輪灌支管的根數，M為輪灌組數；X_ij表示第i根支管在第j個輪灌組中的開閉狀態，當X_ij＝1時，表示第i根支管在第j個輪灌組中為打開狀態，當X_ij＝0時，表示第i根支管在第j個輪灌組中為關閉狀態；h_i和q_i分別為第i根支管進口的進口需求壓力和進口需求流量；H_j和Q_j分別為第j個輪灌組的揚程和流量；μ_H和μ_Q分別為各輪灌組揚程和流量的平均值；σ_H和σ_Q分別為各輪灌組揚程和流量的標準差；

步驟2：對所有的輪灌支管進行分配，求解所述步驟1中建立的數學模型的多目標優化的Pareto最優解集，即求得各種揚程和流量均衡的組合，為選擇適應于不同實際情況的設計方案提供最優解集，具體是采用文化算法和多目標分布估計算法相結合的方式，具體包括：

步驟2.1：將所有輪灌支管的開關狀態進行初始化，構造群體中的個體；

隨機選擇每一行中的一個變量設置為1，其他設置為0，表示第一支管分配給該輪灌組；

步驟2.2：計算每個個體每組輪灌組的水頭和流量，計算整個系統的平均流量、平均水頭、流量標準差、水頭標準差；

步驟2.3：計算每個個體目標函數f1(x),f2(x)的函數值；

步驟2.4：根據Pareto最優的定義，分析當前群體和上一代Pareto最優解集中的所有個體，找出合并集合的Pareto最優解；

步驟2.5：通過分析Pareto最優解集中的解，計算個支管概率矩陣

P_NM為在Pareto最優解集的所有個體中第N個支管在第M個輪灌組中出線的次數，如果一次都沒有出現則P_NM設置為1；

步驟2.6：采用賭輪盤方法生成新的個體，即按概率矩陣設置每一行中的一個變量為1；

步驟2.7：判斷程序是否結束，否則跳轉到步驟2.2。