基于改进的BP神经网络集成的作物精准施肥模型

作物最优施肥量与土壤养分含量、产量之间存在复杂的非线性关系。为更加准确地模拟这种关系,提出一种改进的的BP神经网络集成方法。该方法采用K-均值聚类优选神经网络个体,采用拉格朗日乘子方法计算待集成的神经网络个体的权值。然后,基于农田肥料效应试验数据,以土壤养分含量和施肥量作为神经网络的输入,以产量作为神经网络的输出,建立了作物精准施肥模型。该模型通过求解一个非线性规划问题,能同时获得最大产量和最优施肥量。试验结果表明,在施肥模型的拟合精度方面,改进的神经网络集成方法（其均方根误差为64.54）明显优于单个神经网络方法（其均方根误差为169.74）。而且,作为一种定量模型,基于改进的神经网络集成的施肥模型优于传统施肥模型,能有效地指导精准施肥。     

直流电机驱动农用履带机器人轨迹跟踪自适应滑模控制

为了提高农用履带机器人轨迹跟踪控制的性能,将履带机器人模型视为由电机驱动方程和运动方程组成的级联系统,在考虑了履带机器人运动学模型和电机驱动模型动态特性的基础上,构建了一种变倾斜参数的自适应积分滑模切换函数,基于这个函数设计了由等效控制和切换控制组成的自适应滑模控制,将机器人的位姿误差以及在线辨识的驱动电机时变不确定参数反馈至控制器中,计算出左右轮驱动电机的期望角速度,控制履带机器人运行。田间试验结果表明,当机器人分别以1,3,4 m/s速度运行时,在运动方向距离误差、侧向距离误差和航向角的误差分别在-0.04~0.04 m,-0.09~0.07 m和-0.03~0.05 rad范围内。因此,基于电机驱动的机器人自适应滑模控制具有良好的控制精度,能够满足田间实际作业的要求。     

基于线性规划的耕作层土壤剥离利用空间配置方法研究

以广西壮族自治区宾阳县为例,以待剥离土壤空间分布及回覆利用优先级分析为基础,以村庄为单位划定供需圈,探讨基于线性规划的耕作层土壤剥离利用空间配置方法。结果表明,宾阳县理论可剥离耕作层土壤2.40×106m3,整治需求1.85×107m3,耕作层土壤供给远小于需求,并且在空间上分布不均衡;依据覆土效益优先的原则,确定回覆区优先级,提出剥离耕作层土壤空间配置方案,即城乡建设用地增减挂钩利用5.235 2×104m3、土地开发复垦利用1.446 637×106m3、旱改水利用3.327 38×105m3、高标准基本农田建设利用1.042 804×106m3;利用供需圈及线性规划模型将宾阳县划分为7个供需圈,剥离土壤按回覆优先级从高到低逐步利用,加权平均运距为5 369 m,回覆效益良好,经济成本可接受。以村为单位划定供需圈、线性规划优化土壤剥离利用空间配置的方法,可以优化利用方式、缩短运输距离,进而提高效益与效率,可为其他区域实施耕作层剥离利用工作提供方法借鉴。     

基于区间线性规划理论的水稻土重金属Cd形态限量标准研究

应用生态环境效应法,借助区间线性规划理论,以稻谷Cd与活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)Cd含量间的线性回归模拟方程为目标函数,以稻谷Cd限量卫生标准为限制条件,筛选各约束条件下的最大最优值为各活性形态Cd含量的限量标准,为成都平原土壤重金属污染控制提供参考,为深入研究基于生物有效性的土壤重金属限量标准的制定提供科学依据。结果表明,土壤Cd活性形态限量标准分别为:可交换态Cd≤0.0865 mg/kg,碳酸盐结合态Cd≤0.2641 mg/kg,铁锰氧化物结合态Cd≤0.2461 mg/kg,有机物结合态Cd≤0.0760 mg/kg。     

基于区间两阶段鲁棒优化模型的灌区水资源优化配置

为避免由灌区水资源配置系统存在的诸多不确定因素导致的配水过程风险性,在区间两阶段随机规划方法的基础上加入了鲁棒优化方法,构建区间两阶段鲁棒优化模型,引入鲁棒系数表示系统风险,将系统风险体现在模型中,克服了系统风险不可控的不足。以三江平原牡丹江灌区为例,对灌区水资源进行优化配置,得到灌区多水源、多作物、不同鲁棒系数下的配水目标。结果表明:随着鲁棒系数增大,导致缺水量增加,系统稳定性增强,但成本也随之增加,系统经济性降低;当鲁棒系数为3时,缺水量不再增加,系统达到稳定的状态,此时系统的成本在[1. 903 27×10~9,2. 634 75×10~9]元之间变化。优化结果可为决策者提供决策空间,为农业水资源的合理配置提供技术支持。     

AR凸函数的Hermite-Hadamard型不等式

建立AR凸函数的积分不等式,特别是Hermite-Hadamard型不等式.利用通常凸函数与AR凸函数的关系,证明了AR凸函数的单侧导数的存在性和单调性,并通过不等式建立了AR凸函数与其单侧导数的关系.从AR凸函数的定义出发,得到了AR凸函数的Hermite-Hadamard型不等式.利用AR凸函数与其单侧导数的关系,使用数学分析的方法,研究了由AR凸函数的Hermite-Hadamard型不等式生成的差值.利用AR凸函数与其单侧导数的关系,构造了与AR凸函数有关的单调函数,从而给出AR凸函数的定积分的上界和下界.另外,利用AR凸函数与其单侧导数的关系,还建立了AR凸函数的其他的积分不等式.     

带借贷利率和干扰的双Poisson-Geometric风险过程模型

考虑了带借贷利率及干扰的双复合Poisson-Geometric风险过程,借助全期望公式、微分和伊藤积分等知识,并综合引起破产的原因得到无限时破产概率积分微分方程和有限时破产概率的积分偏微分方程.     

山湖水库“一库两站”联合运行优化调度方法

针对特殊干旱年山湖水库水资源优化调度问题,提出了单座年调节水库与补库泵站、调水泵站联合运行的“一库两站”系统水资源优化调度模型.模型以年内各阶段受水区缺水量平方和最小为目标函数,各阶段水库的供水量与外调水量为决策变量,水库年可供水量、调水泵站年提水量、库站联合运行调度准则为约束条件,采用动态规划逐次逼近法求解,获得了水库最优的供水量过程和弃水量过程、补库泵站最优的补水量过程以及调水泵站最优的提水量过程.结果表明：山湖水库“一库两站”系统水资源优化调度可将系统缺水量从16万m3减小至8.6万m3,而水库弃水量从84.1万m3减小至0,泵站补水量从2 190万m3减小至2 140万m3,外调水量从380万m3增加至390万m3.该成果可为采用类似“一库两站”系统供水灌区的运行管理提供借鉴和参考.     

Potassium carryover dynamics and optimal application policies in cotton production

Information about soil nutrient carryover dynamics can assist cotton producers with the optimal management of potassium (K) fertilizer. Optimal K management promotes cotton plant health, may decrease input costs, and increases cotton lint yields. A dynamic programming model was developed to determine optimal K application rates and economic returns under different soil information scenarios based on cotton yield response to K fertilizer and fertilizer carryover estimates from a multi-year field trial. A Monte Carlo analysis was conducted to simulate the impact of stochastic input and lint prices and cotton yield on K management over a five-period planning horizon. Results suggest that soil test data could provide important information about K carryover potential, which may lead to more efficient fertilizer use and higher profit margins for cotton producers.     

液压进给型数控钻床排孔钻削研究

针对主轴为液压进给型的数控平面钻床不能调用系统自带的排孔钻削循环(G81、G83)的问题,通过编制宏程序,解决了排孔钻削难题。同时,结合钢结构产品中连接板的加工特点,通过引入参数化编程和内置坐标变换指令,使钻孔零件仅需给机床系统参数赋值后,执行预存的宏程序,即可完成零件的钻孔加工。