初果期苹果树剪枝仿真研究

苹果树的剪枝对果树坐果和树形塑造起着重要的作用。本文选用五年生苹果树为研究对象，对其进行仿真研究。首先，采用三维激光扫描仪对冬季落叶后的果树进行扫描获取点云数据，经过去噪、重采样和软件处理获得苹果树的骨架节点。其次，再对苹果树进行4种不同类型的剪枝处理，经过一个生长期后，记录被修剪枝条的生长数据，进行定性和定量分析。分析结果表明，随着果树修剪的加重，潜伏芽率、短枝率会逐渐下降，中枝率变化不显著，但长枝率会逐渐增加。根据每种修剪类型后对应母枝的抽枝类型与母枝上的节位规律变化，生成了对应的多项式拟合函数，为虚拟苹果树修剪仿真提供数学规律。最后，建立了苹果树修剪仿真软件用于初果期苹果树剪枝仿真，修剪后仿真抽枝结果的变化规律与实际修剪产生的抽枝规律相符，可为初果期苹果树来年坐果或塑形提供修剪参考方案。     

基于隐马尔可夫模型的驾驶员跟车意图研究

为了预测驾驶员在跟车过程中的驾驶意图,鉴于驾驶员行为具有随机特性,提出了基于隐马尔可夫模型的驾驶员跟车意图行为的研究。首先,驾驶员的意图用隐马尔可夫模型的隐含状态来阐述,用车间距来表示其隐马尔模型中的观测状态,由此建立了用车间距为观测状态来获取隐含状态即驾驶员意图的跟车行为模型。其次,利用美国NGSIM数据来训练隐马尔可夫模型。最后,通过MATLAB仿真,并对实验结果与实际数据进行对比,验证了此设计满足驾驶员跟车意图的可行性要求。     

苹果树枝锯切过程动力学仿真分析与试验

修枝是苹果树管理的重要内容,而修剪质量对树木的旺盛生长及果实高质量的产出极为关键,计算机仿真技术对刀具锯切过程的深入研究与理解具有现实意义。基于ANSYS/LS—DYNA/WORKBENCH对圆锯片锯切苹果枝条的过程进行有限元模拟仿真,揭示锯切速度、工进速度、枝条直径、枝条湿度的变化对切口质量的影响规律,并对优化的目标参数的锯切过程实施刀具的应力—应变、模态以及疲劳分析,仿真结果显示与果树修枝实际作业情况基本吻合。     

单株幼龄苹果树修剪仿真研究

修剪是果树生产中重要的技术手段,要想研究更加合理的修剪技术体系,就必须保证能够对修剪反应有准确、直观和及时的判断,而仿真模拟技术提供了这种可能。以幼龄苹果树为研究对象,采用不同修剪处理对比的方法,在田间试验的基础上,总结修剪反应规律,构建苹果树结构和修剪模型。在此基础上基于Qt框架和OpenGL图形库,开发了单株苹果树修剪仿真软件平台。结合优化算法,通过仿真平台模拟了给定生产目标的修剪方案优化,优化结果对虚拟学习和实际生产提供了可视化指导。     

城市工业用水量的灰色马尔可夫预测模型

灰色GM(1,1)是预测城市工业用水量的模型,这种模型不适合长期的、随机和波动性较大的数据序列预测,但是马尔可夫模型适合描述随机波动性较大的预测问题.可以将这两种模型结合,构建灰色马尔可夫预测模型.按特定的状态划分方法,先用灰色GM(1,1)预测模型进行预测,再用马尔可夫模型预测结果进行优化,使预测精度大大提高.最后以抚顺市为例,预测结果证明了该模型的优势.     

苹果矮化苗木涂药除萌装置结构设计与分析

根据现代苹果苗木嫁接过程中需进行除萌抹芽以抑制中间砧萌蘖生长枝条,进而保证苹果品种接穗的健壮生长农艺需求,设计了一种苹果矮化苗木涂药除萌装置。利用AIP软件建立了除萌装置的三维装配体模型,对安装框架进行安全性分析,并试制了装置样机进行了室内模拟试验。试验结果显示:涂药作业工作状态良好,模拟苗木可以被均匀涂抹,且不漏苗不伤苗,达到了去除萌蘖的基本要求,保证了苹果树接芽苗的健壮生长,提高了苹果树苗木的成品率,提高了劳动效率。     

基于时控L系统的虚拟植物生长三维结构模型

表现出植物生长过程的连续性,有效地描述植物根与冠两者间在生长速度上的关系,对虚拟植物生长模型研究有重要意义.为此,用时控L系统来描述植物的拓扑结构以及生长连续性的条件,依据异速生长模型和植物生长函数描述植物根与冠的生长关系,构建了基于时控L系统的虚拟植物生长三维结构模型.同时,通过对PlantVR平台的植物生长构建规则进行改进,实现了该模型在此平台上的仿真.仿真实验表明:该模型能够清晰地表现植物生长过程的连续性,有效地描述植物根与冠两者间在生长速度上的关系,并对植物生长可视化有一定的借鉴意义.     

双行苹果矮化苗木涂药除萌装置结构设计与运动分析

根据现代苹果苗木嫁接过程中需进行除萌抹芽以抑制中间砧萌蘖生长枝条,进而保证苹果品种接穗的健壮生长农艺需求,设计了一种双行苹果矮化苗木涂药除萌装置。利用AIP软件建立了除萌装置的三维装配体模型,对装置进行了运动学分析并进行试制试验。在蠡县进行了田间试验,结果显示:涂药作业工作状态良好,苗木可以被均匀涂抹,且不漏苗、不伤苗,达到了去除萌蘖的基本要求,保证了苹果树接芽苗的健壮生长,提高了苹果树苗木的成品率;同时,改变了人工作业的方式,提高了劳动效率。     

基于集中质量的银杏树动力学建模研究

果树动力学模型的建立能够快速准确地分析果树在振动情况下的响应,能够为果树在振动采收过程中激振参数和激振方式的选择提供依据。为建立不同分枝结构银杏树的动力学模型,分析研究银杏树的动力学特性,基于集中质量对I型的单轴分枝、单一Y型的合轴分枝和多级Y型的合轴分枝银杏树建立不同的动力学模型,利用Matlab中Simulink子系统封装技术对所建模型进行仿真。结果表明:三棵果树的基频均小于3.00 Hz,集中质量模型计算的最大谐振频率为24.20 Hz。与试验结果进行对比分析发现谐振频率的阶数、数值、区间在主干和侧枝之间都存在一定的偏差。受到模型自由度的限制,基于集中质量的果树动力学模型只能激发出与模型自由度数相同的谐振频率,只有通过增加更多分枝形成更多自由度才可获得更多阶的谐振频率及更宽的频率范围。     

植物茎生长过程细粒度仿真

为真实仿真植物茎生长过程,对植物茎以及分枝进行更细粒度划分,把茎的生长按分生区、伸长区、成熟区三级结构划分依次迭代,结合参数L系统仿真植物的形态几何结构,达到了良好的效果。对植物分生区设置flower、subaxis、leaf 3种侧芽因子,以提高植物生成不同器官的可控性。通过仿真实验表明细粒度划分能够降低参数L系统的复杂度,较真实地仿真植物的生长过程及植物学现象。