基于光电子信息处理的智能灌溉监控系统研究

为了提高农业灌溉效率,降低灌溉成本,基于光电子处理技术设计了智能灌溉监控系统。系统主要由数据采集模块、中央控制中心、光伏电池、用户界面模块和执行模块组成,通过光电子技术将光能转化为电能,为系统运行提供能量,并采用非均匀间隔的Huffman算法传输数据。为验证系统的性能,对系统进行试验,结果表明:系统的光伏电池能够为灌溉和监控系统提供稳定的电压,监控系统能够实现对灌溉系统的实时监控,运行稳定,性能良好。     

运用Sentinel-1A时序数据和动态时间规整算法提取稻虾田空间分布信息

针对稻虾田水稻移植期的不确定性给稻虾田空间分布信息提取带来的困难,运用SAR VH极化年时序数据、VV极化年时序数据以及调查区稻虾田各自极化的年时序数据通过标准化处理后,进行TWDTW方法(time-weighted dynamic time warping)计算,得到二波段(VH极化、VV极化)与调查区稻虾田年时序数据相似度空间分布栅格数据,再利用最大似然法进行监督分类,得到2016—2018年3年的监利县稻虾田空间分布栅格数据,分类结果与4块区域(龚场镇、福田寺镇、红城乡、白螺镇,面积分别是373.33、2 200.00、126.67、240.00 hm~2)稻虾田实际分布图比较,其Kappa系数分别是0.79、0.80、0.75、0.90,介于0.75～0.90之间,说明运用Sentinel-1A时序数据和动态时间规整算法的提取方法是准确的。由于SAR传感器具有全天侯以及不受云层影响等特点,能定期获取研究区上空数据,相比光学传感器获得无云或者少云数据的不确定性,此方法能在实际操作中运用。     

基于粒子群算法的混联机构神经网络自适应反演控制

针对含有不匹配干扰的混联机构轨迹跟踪控制问题，提出了一种极限学习机与自适应反演控制相结合的控制策略。在对干扰进行分析的基础上，分别采用两个极限学习机网络对系统中的匹配和不匹配干扰进行逼近和补偿。基于Lyapunov函数稳定性设计了混联机构的控制律与自适应律，实现混联机构的轨迹跟踪控制。由于控制器可调参数较多，采用粒子群算法进行控制器参数的寻优整定。仿真结果表明，所提出的控制方法具有良好的轨迹跟踪精度和鲁棒性。     

农业机械设备液压元件故障诊断系统设计与应用

为进一步提升农业机械设备液压元件的故障识别与诊断水平,通过理解多功能收获机的液压元件故障机理,将故障机理的理论模型与BP核心算法相融合,从硬件平台和软件运行控制两大方面进行故障诊断系统设计。测试试验表明:设置正确的故障编码并给出较为涵盖齐全的故障系统知识库,通过液压元件的故障现象,可得知该元件的故障名称及故障处理方案,在完善多功能收获机液压元件故障诊断手段的同时,可为农机设备维修人员迅速准确找出故障位置提供便利。该设计可作为故障专家开发系统的有效组成部分,具有一定的推广价值。     

基于PSO-SVR模型的河南省小麦产量预测方法

小麦生产是河南省农业生产中的重要环节，在维持粮食供应和安全方面发挥着重要作用。对小麦产量进行准确预测可以为农业经济调控、政策制定提供重要性信息。为提高小麦产量预测精度，综合考虑影响小麦产量的相关因素，基于皮尔逊相关系数分析特征变量与产量之间的相关性。选取支持向量回归(support vector regression, SVR)模型解决小麦估产中的复杂性、非线性及小样本等问题。引入粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)对SVR模型的惩罚因子(c)和核参数(g)进行优化，提高SVR模型的预测精度。以河南省1978—2019年小麦产量数据及其特征变量数据构建数据集，并与BP、Elman等神经网络模型及优化模型进行对比仿真试验。结果表明，PSO对SVR模型的优化效果明显高于传统的神经网络，PSO-SVR模型预测结果的4项评价指标均优于其他模型。其中，PSO-SVR模型的平均绝对百分比误差MAPE为0.87%,与SVR模型相比误差降低了57.4%、与PSO-BP模型相比误差降低了64.8%。PSO-SVR模型能够提高小麦产量预测精度，稳定性好，可为小麦产...     

基于SOA的水轮机调速系统PID参数优化

针对现有优化方法复杂、易陷入局部最优等问题,为水轮机调速系统提出了一种基于人群搜索算法的比例-积分-微分控制参数优化方法.为验证该算法的可行性,建立了水轮机调速系统非线性模型,选取水轮发电机组转速偏差的积分时间绝对误差指标作为目标函数进行优化.为验证优化结果的有效性,将人群搜索算法的控制效果与参考文献中粒子群算法的控制效果进行了对比分析.仿真结果表明,在5%频率扰动下,人群搜索算法自第29次迭代起已收敛,经其优化的系统能在8秒内趋于稳定,此时系统的超调量为1.6%;在10%负荷扰动下,人群搜索算法自第25次迭代起已收敛,其优化效果与粒子群算法优化效果基本相同,两者均在10秒内让系统趋于稳定,但人群搜索算法优化的积分时间绝对误差指标比粒子群算法优化的积分时间绝对误差指标小,表明人群搜索算法具有更好的搜索功能,在一定程度上改善了孤网运行条件下机组的动态性能.     

基于三维识别的中国干旱事件演变特征分析北大核心CSCD

中国是世界上受干旱影响最严重的国家之一,干旱频发给我国经济社会发展和生态环境造成严重影响。为分析近40 a干旱事件的时空特征,本文结合三维聚类算法,从干旱事件时空联动的本质出发,识别中国1981—2020年间干旱事件并定量分析干旱事件的时空动态演变过程。主要结论如下:三维聚类算法能有效识别干旱事件及其动态变化过程。中国1981—2020年间发生持续2个月及以上的干旱事件102场,空间上,干旱事件空间轨迹倾向于自东向西发展;时间上,干旱事件时间重叠度较高,长历时干旱多具有多峰特点。此外,覆盖范围广且严重度高的干旱事件集中发生于2005—2010年。本文结论有助于发现中国干旱事件的时空演化规律,为我国干旱监测和干旱风险管理提供科学参考。     

基于DEM自动提取山脊线、山谷线方法研究

从数字高程模型中自动提取山脊线和山谷线的技术在测绘、工程设计等方面有着重要的意义。传统依靠二维等高线形态分析方法提取的山脊线和山谷线很难得到理想效果。本文设计出了一种基于水文地貌关系正确的DEM中自动提取山脊线和山谷线方法,同时采用单流向(D8)算法和多流向(Dinf)算法分别对提取山脊线和山谷线结果进行对比分析,得出采用多流向算法提取山脊线和山谷线时,结果与实际地形相符。     

基于脾脏转录组筛选北京油鸡和广明白鸡抗热应激相关功能基因

旨在通过对北京油鸡(BY)和“广明2号”白羽肉鸡B系(广明白鸡,GM)在热应激和正常饲养条件下的脾脏转录组进行分析,鉴定两鸡种在应对热应激时的差异表达基因和信号通路,解析不同鸡种耐热性能差异的分子调控机制。试验动物采用相同饲养条件下的25日龄北京油鸡和广明白鸡,测定异嗜性粒细胞与淋巴细胞的比值(H/L)、超氧化物歧化酶(SOD)和总抗氧化能力(T-AOC)等表型数据,采集脾脏组织进行转录组测序(RNA-Seq)。基于RNA-Seq数据,结合表型进行加权基因共表达网络分析(WGCNA),筛选出与性状相关性较高的模块与基因。脾脏转录组测序结果表明,热应激组相比于对照组,北京油鸡中共鉴定到313个差异表达基因,其中169个上调表达,144个下调表达;广明白鸡中鉴定到235个差异表达基因,其中152个上调表达,83个下调表达。利用WGCNA分析,在北京油鸡中筛选出2个与H/L相关性较高的模块,在广明白鸡中筛选出4个与H/L和T-AOC强相关的模块。通过筛选模块中的Hub基因,发现两品种中均存在TRIM29基因,说明该基因可能在抗热应激方面发挥重要作用。本研究通过转录组分析,揭示了不同鸡种在热应...