轻小型喷灌机组技术评价主成分模型及应用.pdf

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1、第26卷第1l期982010年11月农业工程学报TmsactionsoftheCSAE、，01．26No．1lNov．20lO轻小型喷灌机组技术评价主成分模型及应用朱兴业，袁寿其，刘建瑞，汤跃(江苏大学流体机械工程技术研究中心，镇江212013)摘要：为解决轻小型喷灌机组喷洒运行、效果检测和能耗分析中涉及到的技术指标综合评价问题，提出采用主成分分析法对喷灌机组进行综合评价的数学模型。总结了喷灌机组喷灌面积、喷灌强度、组合均匀度和能耗等多种单技术评价指标，增加了综合评价的过程。选取评价其技术特性的5个单蓖要指标，应用所建的评价模型对4套喷灌机组进行综合评价。结果表明：前2个主成

2、分包含了5个指标全部信息的98．75％，最终利用综合主成分公式得到4套喷灌机组综合技术评价指标的排名。该模犁可对喷灌机组技术指标进行综合评价，也可为喷灌机组的设计优劣提供评判依据。关键词：喷灌机组，主成分分析，数学模型，评价指标，综合评价doi：10．396即．is蛳．1002—6819．20lO．11．017中图分类号：S277．9十4文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010卜ll—0098-05朱兴业，袁寿其，刘建瑞，等．轻小型喷灌机组技术评价主成分模型及应用[J]．农业工程学报，2010，26(11)：98—102．zhuxingye，Yu锄Shouqi，L

3、iuJian毗eta1．P血cipalc0唧on∞tmodel粕dapplicationfortechnic8levaluationind麟ofligbt狮dsmallsprinkl盯irrigations归锄【J】．Tmsactiomof恤CSAE，20lO，26(11)：98一102．恤Chm∞ew汕Englishabs仃删0引言轻小型喷灌机组是中国一种比较有代表性的灌溉机组，机组机动灵活，适应中国农村发展的需要。目前，机组存在整机配套性较差，自动化控制水平低，适应性差，使用劳动强度大等问题【l诩。喷灌机组的每一个技术指标和运行参数，均包含着有关机组运行状态的不同信息，从

4、不同方面评价喷灌机组往往需要许多不同的评价指标。国内外众多学者对喷灌机组中单指标的评价与计算进行了大量的研究，2009年Bar=bo鼢RNI驯等人研究了喷灌中喷射速度和喷射沉积，详细分析了喷灌强度对作物生长的影响；2008年ILavindraVK【4】等人提出一套线性规划模型，评价经济投入和喷灌均匀度，对加压灌溉进行了优化设计；2008年BahceciI【5】等人在土耳其监测和评估了38组喷灌机组布置方式，通过分析流量、工作压力、均匀系数等性能参数，对布置间距的优化进行了计算；2006年RDmeroJNO【6】等人对4种不同组合的喷灌系统进行对比，对它们每年的平均耗费进行了定

5、量分析，提出了一套能耗费用模型；2004年ManinezJM【7】等人为永久设置的喷灌系统进行了水应用成本的详细分析，研究结果为新系统设计和老系统改进提供了一个重要计算模型。在国内，2008年韩文霆f8】提出一种3次样条2次插值的方法，通过径向和周向的3次样条插值计算出未知点的降水深，从而计算出喷灌均匀系数：2006年王桂锋【9J等人通过编制计算机应用程序提出一套计算方法，对收稿日期：2010翘-23修改日期：20lO．10-2l基金项目：国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2006AAl002ll，20lIAAl00506)作者简介：朱兴业(1982一)．男，浙江永康

6、人，博士后，主要从事流体机械及排灌机械研究。镇江江苏大学流体机械工程技术研究中心，212013。Email：xin斟e488@163．com喷灌系统喷头组合形式与组合间距的优化进行了计算；2005年王云烈10】应用模糊综合评判原理，建立了喷灌选型的模糊综合评判模型并应用于喷灌工程的设计；2002年门宝斛11】等人应用属性识别理论模型对喷头水力性能进行综合评价。单一指标评价体系，往往难以全面反映喷灌机组的运行状况，将机组各评价指标包含的信息进行综合，更全面地评价喷灌机组的优劣，将为评价喷灌机组技术性能提供重要的决策支持。本文在总结喷灌机组单技术指标的基础上，采用主成分分析法将多

7、个指标转化为少数几个综合指标，对轻小型喷灌机组综合技术评价指标进行统计分析，为以后评价轻小型喷灌机组的优劣提供一种有效方法。1现有技术指标轻小型喷灌机组中关键设备包括泵机组、管路、喷头等，主要从外部喷洒效果及机组能耗2个方面进行评价，其中外部喷洒效果主要包括喷灌面积、喷灌强度、喷灌均匀度等，机组能耗主要包括效率指标和能耗特性。1．1喷洒效果指标1．1．1喷灌面积图l为喷灌机组试验示意图，可列出喷灌面积的计算公式如下S=((x一1)乞尺)·2乞R(1)式中，S为喷灌面积，m2；x为喷头数量；屯为横向组合间