喷头水量分布的智能仿真与组合间距的优化

摘要

喷灌作为一种先进的节水灌溉措施，以增产、省水、省工、省地、对地形适应性强以及可调节田间温湿度等优点，已为人们广为接受。在水资源短缺、供需矛盾日益加深，对农业节水的要求越来越高的今天，喷灌的发展不仅关系到农业的发展前景，还关系到我国现代化的进程。因此，在我国经济高速发展的时期，大力发展喷灌事业具有十分重要的战略意义。 喷灌均匀度是喷灌系统设计的一项重要技术参数，均匀度不达标，不仅会对作物的生长造成一定的影响，而且还会造成水洼，甚至下渗过多而浪费有限的水资源，而均匀度的大小又与喷灌工程投资密切相关，系统投资随均匀度的增大而显著增加，在实际工程运用中，要求过高的均匀度势必会造成能源的浪费和系统成本的提高。由此可见，均匀度的大小在喷灌工程中对其喷灌质量、投资等方面均有重要影响。 本文主要研究了一种基于径向基(RBF)模型的喷灌均匀度的计算方法，针对以往的计算喷灌均匀度所存在的诸如计算繁琐、不易电算等问题，利用室内无风条件下的单喷头在不同压力下的喷洒试验资料，结合数学方程得出了喷头在不同压力、不同风速情况下的喷洒情况，运用径向基神经网络仿真喷头在整个喷洒范围内的水滴分布情况，然后通过迭加计算喷灌组合均匀度。最后通过遗传优化得到所要求的最优的喷头组合间距，借以指导喷灌系统的田间设计工作。 本文主要做了以下主要工作： 1、对几种常用型号的喷头进行了室内喷灌实验，测定了喷头在不同工作压力下喷洒水滴的射程及水量分布情况。 2、运用数学方法对室内资料进行转化，得到有风条件下喷洒水滴的规律。 3、应用径向基神经网络模型建立喷头的水量分布与工作压力、风速等影响因素间的非线性映射模型。 4、研究了基于上述映射模型的喷灌组合均匀度计算方法。 5、研究了基于基因遗传算法的喷灌系统优化模型。 6、总结了本文的研究工作，分析了研究的不足之处，并对今后的研究进行了展望。

目录

文摘

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1引言

2喷灌水滴的运动方程

3室内喷灌试验

4由无风条件下喷灌资料推求有风时的喷洒规律

5基于神经网络的喷头雨量分布仿真与均匀度计算

6遗传算法优化喷头组合间距

7结语及展望

参考文献

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