[发明专利]一种高安全性的灌溉系统

权利要求书

1.一种高安全性的灌溉系统，其特征是，包括农药液箱、水箱、抽水泵、油变压器、变压器故障诊断装置、主滤网、旁路滤网、土壤水分检测器、控制器和计时器，农药液箱连通于水箱的顶部，抽水泵设置于输水管道上，主滤网设置于抽水泵后，旁路滤网旁路于主滤网的两端，主滤网的前后设置有压差开关；油变压器的低压侧向抽水泵和控制器供电，输水管道上设置有主电动阀，土壤水分检测器用于检测被灌溉土壤的含水量；变压器故障诊断装置用于对油变压器进行故障诊断，其包括特征变量模块、向量模块、权量和超参数模块、概率模型模块、标准化输入参数修正模块、最终概率模块和平滑概率模块。

2.根据权利要求1所述的一种高安全性的灌溉系统，其特征是，所述农药液箱与水箱之间的连通管道上设置有农药控制阀，计时器安装于水箱的外壁体上，旁路滤网后安装有旁路电动阀；所述特征变量模块具体执行：选取H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂五种特征气体含量作为向量机分类器的输入特征变量θ，并按下式对输入特征变量进行标准化处理：

其中，θ_min为气体含量的最小值，θ_max为气体含量的最大值，GS为气体含量标准化的上限设定常量，GI为气体含量标准化的下限设定常量，x为标准化后的输入特征变量。

3.根据权利要求2所述的一种高安全性的灌溉系统，其特征是，所述控制器分别与计时器、抽水泵、旁路电动阀、农药控制阀、压差开关和土壤水分检测器电连接，所述控制器采用STC系列单片机，所述农药控制阀为电磁控制阀；所述向量模块具体执行：

设定权量收敛期望值w_s、超参数收敛期望值f_s和最大迭代次数N，在样品数据中按下式得到φ(x_n)：

其中，n为迭代变量，x_n为第n次迭代的输入特征变量，S(x_n,x₂),…,S(x_n,x_N)依此类推，KO为S函数的函数系数，||||为范数符号。

4.根据权利要求3所述的一种高安全性的灌溉系统，其特征是，所述农药液箱和水箱内均设置有液位检测器，所述液位检测器与控制器电连接，控制器根据农药液箱和水箱的水位来控制农药控制阀的开度，从而控制灌溉用水和农药的混合比例，同时通过计时器来控制抽水泵的运行时间，避免灌溉时间过长；所述权量和超参数模块具体执行：按下式计算梯度向量r：

其中，y(n)＝w_n×S(x_n,x_N)+w₀，g(n)＝(ε+1)×y(n)，w_n为当前权量，w₀为人为设定的权量基量，ε为人为设定的噪音误差系数；当n＝1时，令w₁为人为设定的常值权量；

按下式计算矩阵H：

其中，ZE＝diag[1，y(1)(1-y(1)),y(2)(1-y(2)),…,y(N)(1-y(N))]，A₀为人为设定的定值N+1行N+1列对称矩阵，易知当n和x_n确定时H为N+1行N+1列矩阵；

得到梯度向量r和矩阵H后，更新当前权量为其中w'_n为更新后的权量；

按下式求取参数f_n:

其中，γ_n＝1-f_n-1×A_i,i，为协方差，且当n＝1时，以及f_n-1＝f₀均为人为设定值；协方差采用定量式协方差，即均为人设定值，A_i,i为矩阵φ(x_n)×[φ(x_n)]^T的第i项对角线元素，i为小于等于N+1的整数。