本發(fā)明屬于自動化控制，具體涉及一種自動放料系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，如何治理污水廠產(chǎn)生的污泥是環(huán)保部門面臨的重大挑戰(zhàn)之一，無論是傳統(tǒng)處理(填埋)還是變廢為寶(農(nóng)用、建材)，污泥干化都是其中重要環(huán)節(jié)。隨著污泥量的與日俱增，污泥干化技術(shù)也在不斷地尋求突破和創(chuàng)新。當(dāng)下，工業(yè)污泥干化設(shè)備主要采用線下單機操控模式，雖然操作簡潔，但線下單一的控制模式必然存在設(shè)備參數(shù)設(shè)置不夠合理、人為監(jiān)控效率低以及運維成本高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種自動放料系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中干化機控制效率較低以及運維成本較高的問題。

2、一種自動放料系統(tǒng)，包括：邊緣計算節(jié)點、云計算中心以及每個邊緣計算節(jié)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳感節(jié)點；

3、所述數(shù)據(jù)傳感節(jié)點，用于采集干化機的基礎(chǔ)運行參數(shù)，并將所述基礎(chǔ)運行參數(shù)傳輸至對應(yīng)的邊緣計算節(jié)點中；

4、所述邊緣計算節(jié)點，用于接受云計算中心的調(diào)控，以進行含水率預(yù)測模型的部署，并基于已部署的含水率預(yù)測模型以及基礎(chǔ)運行參數(shù)，對干化機放料的含水率進行控制；

5、其中，干化機放料用于表征將物料放出干化機；

6、所述云計算中心，用于采用歷史樣本數(shù)據(jù)預(yù)訓(xùn)練含水率預(yù)測模型，并將所述含水率預(yù)測模型部署于邊緣計算節(jié)點上。

7、進一步地，干化機的基礎(chǔ)運行參數(shù)包括干化室入口風(fēng)量、干化室出口風(fēng)溫度、濕料含水率、干化室干燥溫度、干化室相對濕度、去水量、放料口的擋板升起高度中的部分或全部。

8、進一步地，所述邊緣計算節(jié)點包括模型部署模塊、控制參數(shù)調(diào)整模塊以及含水率預(yù)測模塊；

9、所述模型部署模塊，用于接受云計算中心的調(diào)控，以進行含水率預(yù)測模型的部署；

10、所述含水率預(yù)測模塊，用于將基礎(chǔ)運行參數(shù)作為含水率預(yù)測模型的輸入，得到預(yù)測含水率；

11、所述控制參數(shù)調(diào)整模塊，用于獲取由工作人員通過人機交互所設(shè)定的目標(biāo)含水率，并判斷目標(biāo)含水率與預(yù)測含水率之間的誤差是否小于預(yù)設(shè)閾值，若是，則保持干化機當(dāng)前的放料控制參數(shù)，繼續(xù)進行放料操作，否則采用退火遺傳算法對放料控制參數(shù)進行實時調(diào)整，直至目標(biāo)含水率與預(yù)測含水率之間的誤差小于預(yù)設(shè)閾值，得到目標(biāo)控制參數(shù)，并通過目標(biāo)控制參數(shù)對干化機進行控制。

12、進一步地，采用退火遺傳算法對放料控制參數(shù)進行實時調(diào)整，直至目標(biāo)含水率與預(yù)測含水率之間的誤差小于預(yù)設(shè)閾值，得到目標(biāo)控制參數(shù)，并通過目標(biāo)控制參數(shù)對干化機進行控制，包括：

13、確定待優(yōu)化控制參數(shù)；其中，所述待優(yōu)化控制參數(shù)包括干化室入口風(fēng)量、干化室干燥溫度以及放料口的擋板升起高度；

14、在待優(yōu)化控制參數(shù)的上限與下限之間進行隨機初始化，獲取待優(yōu)化控制參數(shù)對應(yīng)的多個參數(shù)編碼；其中，每個參數(shù)編碼對應(yīng)的值各不相同；

15、以所述參數(shù)編碼為基礎(chǔ)，在歷史基礎(chǔ)運行參數(shù)中匹配相似度最高的目標(biāo)運行參數(shù)，并將所述目標(biāo)運行參數(shù)作為含水率預(yù)測模型的輸入，得到實際含水率；

16、根據(jù)實際含水率以及目標(biāo)含水率，獲取每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值；

17、根據(jù)每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，初始化模擬退火初始溫度為t0；

18、根據(jù)每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，采用自適應(yīng)交叉策略、自適應(yīng)變異策略以及自適應(yīng)選擇策略對參數(shù)編碼進行更新，確定參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值；

19、當(dāng)參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值所對應(yīng)的適應(yīng)度增加時，則接受該次更新；當(dāng)參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值所對應(yīng)的適應(yīng)度減小時，則采用自適應(yīng)選擇概率選擇是否接受該次更新；

20、判斷當(dāng)前退火溫度是否小于預(yù)設(shè)溫度閾值，若是，則選出適應(yīng)度最高的參數(shù)編碼作為目標(biāo)控制參數(shù)，并通過該目標(biāo)控制參數(shù)對干化機進行控制，否則進行退火操作，并返回獲取參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值的步驟。

21、進一步地，根據(jù)實際含水率以及目標(biāo)含水率，獲取每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值為：

22、獲取實際含水率以及目標(biāo)含水率之間的誤差值為e；

23、根據(jù)所述誤差值e，獲取適應(yīng)度值為f＝1/(e+0.01)；

24、遍歷所有參數(shù)編碼，確定每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值。

25、進一步地，根據(jù)每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，初始化模擬退火初始溫度為t0，包括：

26、根據(jù)每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，確定適應(yīng)度值最大的參數(shù)編碼為當(dāng)前最優(yōu)參數(shù)編碼；

27、根據(jù)當(dāng)前最優(yōu)參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，確定模擬退火初始溫度為：

28、

29、其中，表示在第一次循環(huán)過程中的當(dāng)前最優(yōu)參數(shù)編碼所對應(yīng)的適應(yīng)度值。

30、進一步地，根據(jù)每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，采用自適應(yīng)交叉策略、自適應(yīng)變異策略以及自適應(yīng)選擇策略對參數(shù)編碼進行更新，確定參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值，包括：

31、根據(jù)每個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，確定自適應(yīng)交叉概率以及自適應(yīng)變異概率為：

32、

33、其中，pci表示第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的交叉概率，i＝1,2,…,i，i表示參數(shù)編碼對應(yīng)的總數(shù)，表示第t次循環(huán)過程中的當(dāng)前最優(yōu)參數(shù)編碼所對應(yīng)的適應(yīng)度值，fit表示第t次循環(huán)過程中第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，表示第t次循環(huán)過程中所有參數(shù)編碼對應(yīng)的平均適應(yīng)度值，α1表示第一常數(shù)，α2表示第二常數(shù)，且第一常數(shù)小于第二常數(shù)，pmi表示第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的變異概率，α3表示第三常數(shù)，α4表示第四常數(shù)，且第三常數(shù)小于第四常數(shù)；

34、以自適應(yīng)交叉概率為基礎(chǔ)，采用輪盤賭方法對每個參數(shù)編碼進行交叉，得到交叉之后的第一子代；

35、以自適應(yīng)變異概率為基礎(chǔ)，采用輪盤賭方法對每個參數(shù)編碼進行變異，得到變異之后的第二子代；

36、根據(jù)交叉之后的第一子代以及變異之后的第二子代，對每個參數(shù)個體執(zhí)行選擇操作，得到參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值。

37、進一步地，以自適應(yīng)交叉概率為基礎(chǔ)，采用輪盤賭方法對每個參數(shù)編碼進行交叉，得到交叉之后的第一子代，包括：

38、以自適應(yīng)交叉概率為基礎(chǔ)，采用輪盤賭方法確定是否需要交叉，若是，則進行交叉，否則不進行交叉；

39、交叉過程，包括：

40、針對任一參數(shù)編碼，確定參數(shù)編碼對應(yīng)的第一歷史最優(yōu)值，并為其隨機選擇一個其他參數(shù)編碼對應(yīng)的第二歷史最優(yōu)值；

41、當(dāng)?shù)谝粴v史最優(yōu)值的適應(yīng)度小于第二歷史最優(yōu)值時，對參數(shù)編碼進行交叉為：

42、

43、

44、其中，表示第t次循環(huán)過程中第i個參數(shù)編碼，β表示自適應(yīng)交叉系數(shù)，表示當(dāng)前最優(yōu)參數(shù)編碼，表示交叉之后的第一子代，fit表示第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，表示當(dāng)前最優(yōu)參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，λ表示(0,1)之間的常數(shù)項；

45、當(dāng)?shù)谝粴v史最優(yōu)值的適應(yīng)度大于第二歷史最優(yōu)值時，將第二歷史最優(yōu)值作為交叉之后的第一子代。

46、進一步地，以自適應(yīng)變異概率為基礎(chǔ)，采用輪盤賭方法對每個參數(shù)編碼進行變異，得到變異之后的第二子代，包括：

47、以自適應(yīng)變異概率為基礎(chǔ)，采用輪盤賭方法確定是否需要變異，若是，則進行變異，否則不進行變異；

48、變異過程，包括：

49、隨機生成一個(0,1)之間均勻分布的隨機數(shù)a；

50、當(dāng)隨機數(shù)a大于0.5時，則對參數(shù)編碼交叉為：

51、

52、其中，表示第t次循環(huán)過程中第j個參數(shù)編碼，j＝1,2,…,i，i表示參數(shù)編碼對應(yīng)的總數(shù)，ub表示參數(shù)編碼對應(yīng)的上限編碼；tamx表示最大循環(huán)次數(shù)，即從初始溫度到達(dá)預(yù)設(shè)溫度閾值所需次數(shù)；表示變異之后的第二子代；

53、當(dāng)隨機數(shù)a小于或等于0.5時，則對參數(shù)編碼交叉為：

54、

55、其中，lb表示參數(shù)編碼對應(yīng)的下限編碼。

56、進一步地，采用自適應(yīng)選擇概率選擇是否接受該次更新，包括：

57、獲取自適應(yīng)選擇概率為：

58、

59、其中，psi表示第t次循環(huán)過程中第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的自適應(yīng)選擇概率，e表示自然常數(shù)，k表示boltzmann常數(shù)，fit表示第t次循環(huán)過程中第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的適應(yīng)度值，fi，t表示第i個參數(shù)編碼對應(yīng)的更新值所對應(yīng)的適應(yīng)度值，t表示當(dāng)前退火溫度。

60、本發(fā)明提供的一種自動放料系統(tǒng)，通過設(shè)置多個邊緣計算節(jié)點，然后通過邊緣計算節(jié)點對數(shù)據(jù)傳感節(jié)點采集的干化機的參數(shù)進行實時識別，并根據(jù)識別結(jié)果對干化機進行控制，可以以最佳的方式設(shè)置參數(shù)，提升對干化過程的監(jiān)測效果以及降低后期的運維成本，其次采用了云計算中心的強大算法預(yù)訓(xùn)練含水率預(yù)測模型，并將所述含水率預(yù)測模型部署于邊緣計算節(jié)點上，可以有效地降低邊緣節(jié)點的數(shù)據(jù)處理壓力，使放料過程控制更加精準(zhǔn)。