[發明專利]一種無人機精準噴霧控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110603056.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113303309B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 許童羽;于豐華;王定康;郭忠輝;馮帥
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00;B64D1/18;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 張舉

1.一種無人機精準噴霧控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對無人機噴霧流量進行檢測，獲取實時噴霧流量，并根據所述實時噴霧流量與設定的目標噴霧流量計算得出流量偏差；

S2、參數調整

S21、構建單神經元神經網絡結構，將流量偏差處理后輸入單神經元神經網絡，進行單神經元神經網絡訓練，獲得增量式PID控制算法的比例控制系數K_p、積分控制系數K_i和微分控制系數K_d；

S22、單神經元神經網絡通過Hebb學習規則對比例控制系數K_p、積分控制系數K_i和微分控制系數K_d進行調整；

S3、根據調整后的比例控制系數K_p、積分控制系數K_i、微分控制系數K_d和流量偏差通過增量式PID控制算法進行比例積分微分運算獲得相應的PWM的調節占空比；

S4、將PWM的調節占空比輸入PWM驅動模塊(4)轉換成隔膜泵(3)的控制電壓，調整隔膜泵(3)轉速從而控制實時噴霧流量；

所述步驟S2中的單神經元神經網絡輸入為:

式(1)中，e(k)為第k次采樣流量偏差；e(k-1)為第k-1次采樣流量偏差；e(k-2)為第k-2次采樣流量偏差；x_p(k)、x_i(k)、x_d(k)為第k次輸入信號；

單神經元通過Hebb學習規則進行增量式PID比例控制系數K_p、積分控制系數K_i和微分控制系數K_d參數調整，具體實現方法如下：

式(2)中，w_p(k)、w_i(k)、w_d(k)為比例控制系數K_p、積分控制系數K_i和微分控制系數K_d的連接強度系數；分別為比例控制系數K_p、積分控制系數K_i和微分控制系數K_d的學習速率；u(k)為增量式PID控制算法的輸出，公式如下：

u(k)＝u(k-1)+K_px_p+K_ix_i+K_dx_d

式(3)中，K為神經元比例系數；w′_p(k)、w′_i(k)、w′_d(k)為對應x_p(k)、x_i(k)、x_d(k)的連接強度加權系數；

所述神經元比例系數K＝0.12，神經元連接強度系數w_p(k)、w_i(k)、w_d(k)的初始值都取0.1，比例控制系數K_p、積分控制系數K_i、微分控制系數K_d的學習速率分別取0.6、0.3、0.8。

2.如權利要求1所述的無人機精準噴霧控制方法，其特征在于，所述步驟S1中流量偏差的計算公式為：E＝B-A，其中E為流量偏差，A為實時噴霧流量，B為設定的目標噴霧流量。