基于灰狼优化PID控制的变量喷药系统研究

针对传统PID控制式的不足,将灰狼优化算法与PID控制结合,设计了一种基于灰狼优化PID控制的变量喷药系统,控制系统主要由微处理器、电动阀、传感器和摄像头等组成。同时,构建了变量喷药系统传递函数模型并基于MatLab软件平台进行仿真实验,结果表明:灰狼优化PID控制响应速度快,调节时间为0.203 5s,低于传统PID控制的0.463 5s,系统的稳态误差小,仅为1.32%。在WFS-II喷雾性能综合试验台进行实际喷药试验研究,结果表明:相对于传统的PID控制,灰狼优化PID控制的变量喷药系统平均响应时间提高了21.4%,平均误差为11.0%,低于传统PID控制的16.8%。本文设计的基于灰狼优化PID控制的变量喷药系统响应速度快、稳态误差小、控制精度高,改善了传统PID控制系统的控制效果和稳定性,可为变量喷药系统的研究提供新的理论基础和技术方法。     

Box-Behnken响应面法优化黄柏盐酸小檗碱的提取工艺

为黄柏的开发应用提供理论依据,采用紫外分光光度法在波长345nm处检测黄柏中盐酸小檗碱的含量,在单因素试验的基础上,结合Box-Behnken响应面分析法,优化超声波辅助提取中药材黄柏中盐酸小檗碱的工艺。结果表明:超声辅助提取黄柏中盐酸小檗碱最佳工艺为温度59℃,超声40min,液料比30∶1(mL∶g);该提取条件下,黄柏中盐酸小檗碱的提取率为6.73%。     

辣椒叶面积指数钾素响应模拟模型的构建

为揭示不同钾素水平下辣椒叶面积指数(LAI)随生理发育时间(PDT)的动态变化关系,选用黔椒10号、黔椒5号和中椒6号作为试验材料,设5个钾素水平(0 kg/hm~2、37. 5 kg/hm~2、75. 0 kg/hm~2、112.5 kg/hm~2和187. 5 kg/hm~2),定量分析不同钾素水平下辣椒LAI的变化特征,通过归一化处理,利用Curve Expert 1. 4对辣椒相对叶面积指数(RLAI)和相对生理发育时间(RPDT)进行动态拟合,并通过极限值法筛选出最优辣椒RLAI数学模型。结果表明:不同钾素水平下辣椒LAI随PDT呈左偏单峰曲线变化,同一品种间随钾素水平的增加LAI呈增大趋势;相同钾素水平下,LAI峰值为黔椒10号黔椒5号中椒6号;有理函数能够较好地模拟辣椒RLAI的动态变化,且具有一定的生物学意义;模型检验结果显示:模拟准确度k均接近于1,模拟精确度R~2均大于0. 97,根均方差(RMSE)均小于20%;模型参数在不同处理间具有一定差异性,品种和钾素主要通过控制参数b和d实现辣椒LAI的动态调控;辣椒LAImax对钾素反应比较敏感,呈线性正相关,决定系数R~2 0. 86。该模型的构建可为辣椒生长调控及优质高产奠定一定基础。     

不同精度的土壤数据对水质和水量模拟的影响

【背景】模型模拟是研究面源污染的重要手段,建模过程中输入数据的质量是影响模型准确度的重要因素,其中土壤数据作为流域模型的重要输入数据之一,对模型的产流过程有重要的影响。然而,以往的研究多集中于土壤数据精度对水量和水文过程的影响,对水质的研究还比较欠缺。【目的】为丰富该领域建模的先验知识,为流域模型建立过程中的数据选择提供帮助。【方法】采用SWAT（soil & water assessment tool）模型,利用不同精度（1:5万、1:50万和1:100万）的土壤数据进行建模,对凤羽河流域的水量、泥沙、总氮和总磷含量进行了模拟。并采用SWAT-CUP软件进行参数的率定,得到基于3种不同土壤数据的最佳模拟结果。在此基础上,研究不同精度土壤数据对水文响应单元划分、模型参数、水质和水量模拟的影响。【结果】（1）土壤数据对水文响应单元（HRU,hydrologic response unit）的划分数量有明显影响,HRU划分数量的敏感性与划分阈值及土壤图详细程度有关;（2）进行参数率定后模型的表现效果有明显的提高,不同精度的土壤数据对于不同指标（流量、泥沙、总氮和总磷）的模拟效果存在差异,但并非土壤数据精度越高模拟效果越好;（3）随着子流域面积的增大,不同土壤数据提取的土壤属性的平均值趋于一致,且校准过程会对面积较小的子流域产生较大的影响。【结论】因此,在实际的模型模拟中应根据流域的大小和模拟的指标选择土壤数据的精度,同时在模型校准过程中要注意空间尺度的影响。     

利用响应面法优化椰子风味发酵乳加工工艺

本文以脱脂乳和椰浆为原料进行风味发酵乳的制备。以感官评定为指标,在单因素试验的基础上,选取UHT椰浆添加量、发酵温度和发酵时间进行试验,利用响应面法对椰子风味发酵乳的最佳配方进行优化。结果表明,对风味发酵乳的影响程度最大的因子是UHT椰浆添加量,其次为发酵时间。椰浆发酵乳的最佳配方为椰浆添加量16.5%,发酵温度45℃,发酵时间8h。以此配方制成的椰浆发酵乳,感官评分为45.56,产品颜色均匀,口感顺滑细腻,有浓郁的奶香、椰香风味和滋味。     

有机肥配施生物质炭对土壤肥力性状与蔬菜生长的影响

为探讨科学施用生物质炭的方法，该研究采用盆栽方法比较了施用等质量生物质炭、有机肥和生物质炭与有机肥配合对土壤肥力性状和蔬菜生长的影响,试验设对照(不施有机肥和生物质炭)、单施生物质炭、生物质炭与有机肥配合施用及单施有机肥等4个处理。结果表明,与对照相比,单施生物质炭对增加土壤有机碳的固定和降低土壤酸度的作用大于生物质炭与有机肥配合施用,生物质炭与有机肥配合施用对增加土壤水稳定性团聚体、CEC、总氮、矿物氮、有效铁、有效锰、有效钼、易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳含量,及改善土壤微生物区系与土壤酶活性要优于单施生物质炭的处理；在影响土壤容重、有效钾、有效磷、有效钙、有效硅、有效镁、有效锌和有效铜等肥力性状方面二者基本相似。生物质炭与有机肥配合施用的蔬菜产量略高于单施生物质炭的处理。总体上,生物质炭与有机肥配合施用对改善土壤肥力性状与促进蔬菜生长的效果好于单施生物质炭。     

不同预处理方式对红枣环磷酸腺苷提取率的影响

环磷酸腺苷(cAMP)是机体内一种重要的生理活性物质,能调节机体细胞的多种功能活动,开发利用前景广阔。以新疆地区红枣为原料,采用超微粉碎法和真空冷冻干燥法对红枣进行预处理,通过响应面法建立了水浴提取环磷酸腺苷的二次多项数学模型,优化提取工艺参数,通过比较2种不同的预处理方式,得到的结果如下:超微粉碎法处理后cAMP提取率为318.31μg/g,真空冷冻干燥处理后cAMP提取率为239.35μg/g。     

蓝莓采摘机风力分选系统仿真研究

风机和振动分选板配合使用,振动分选板安装呈α倾斜角,风选机产生的气流给振动分选板上的枝叶一个向上的气流,使得枝叶离开板面向上,蓝莓果呈圆球形,易滚动,受风机气流影响较小,在分选板上受振动的作用向下滚动,从而得以分离出来.经ADAMS软件仿真验证,证明该设计方案具有可行性.所选用的多翼式离心风机,经试验对比,证明该风机内部气流的稳定性与风机叶轮直径大小、叶轮叶片数量、出口位置和大小有关,可根据生产需要进行选择.