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.     

延迟收获对长江中游春玉米农艺性状及机收质量的影响

为探明长江中游玉米籽粒机械直收适宜品种与配套农艺措施，2018—2019年选用不同玉米品种，测定不同机收时间下玉米关键农艺性状、产量及机收质量指标。结果表明，收获时间对春玉米机收产量与机收质量均有显著影响。延迟1周收获后籽粒容重显著增加，机收产量显著提高，2年平均提高9.72%；而延迟2周收获则有降低机收产量的趋势。2年收获时杂质率总体≤3%，而机收籽粒破碎率与损失率均>5%，是该区域春玉米籽粒机收面临的主要问题。籽粒厚度、籽粒含水率和百粒重是影响机收籽粒破碎率的关键性状，三者与机收籽粒破碎率均呈显著的倒二次曲线关系；玉米的倒伏率、穗位高和重心高度是影响机收损失率的关键性状，倒伏率与机收损失率呈显著正相关，而穗位高和重心高度与机收损失率均呈显著的二次曲线关系。延迟收获能显著降低籽粒含水量，从而降低籽粒破碎率，但继续延迟收获有增加倒伏的风险。综上，长江中游春玉米成熟后适时延迟7~10 d收获，可有效降低籽粒含水量与机收籽粒破碎率，提高玉米籽粒机收产量。     

考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

【目的】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度,在满足流量要求的条件下节约电能。【方法】提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型,该模型利用分水口开关0,1状态作为自变量,从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型,在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解,并给出了编码方案。【结果】在分水口等间隔布置时,轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小,优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。【结论】本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化,也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。     

秸秆坯块成型工艺参数及保水性试验研究

为探究玉米秸秆、豆粕和聚丙烯酸钠混合制备农用保水剂的生产工艺,以最大压缩力、混料水分、压缩速度、豆粕质量分数和聚丙烯酸钠质量分数为试验因素,以成型坯块的松弛密度为评价指标进行二次回归旋转组合试验,优化工艺参数组合并试验验证,在松弛密度的最优范围内分析其对坯块保水性能的影响。试验结果表明:坯块的松弛密度为460～540 kg/m3的条件下,得出最大压缩力为16～20.59 kN,混料水分为8.84%～12.96%,压缩速度为95.56～155.51 mm/min,豆粕质量分数为16.08%～24.02%,聚丙烯酸钠质量分数为4.91%～7.15%的最佳成型工艺参数;坯块的保水效果随松弛密度的增大而逐渐增强,有砂土时释水量随时间变化符合对数模型,无砂土时则符合线性模型,拟合方程的回归系数均大于0.9,成型坯块保水性的分析可靠,可为复合型农用保水剂的应用提供参考。     

叶片角度对输水泵站泵装置水力性能影响分析

为研究输水泵站泵装置水力性能受叶片角度变化的影响,采用CFD方法模拟全流道泵装置水力性能,分析设计流量工况下叶片角度变化对进水流道、出水流道流动及叶轮内部流动特性和水力性能的影响.结果表明:在设计流量工况下,叶片角度偏离设计工况角度,叶轮进口近轮毂区存在回流、脱流;叶片角度偏离设计工况角度越大,进水流道、出水流道内水流流态越差,水力损失越大.当叶片角度调节为-8°工况时,与叶片角度-0°工况比较,进水流道和出水流道水力损失相对值最大,分别为1.28和2.89.即叶片同等偏离角度下,出水流道水力损失增大幅度较进水流道更加明显.对比数值模拟结果与模型试验结果得出,在设计流量工况,叶片角度为0°时,扬程相对误差为1.2%,效率相对误差为2.1%,两者吻合较好.     

不同苗龄楸树叶片营养成分的季节性变化

以楸树优良无性系杂楸1号和杂楸3号的1年生、 2年生和3年生苗龄的幼苗作为供试对象,测定不同季节叶片含水率、维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、氨基酸以及次生代谢物黄酮、蒽醌类化合物的含量,对不同苗龄楸树在不同季节叶片营养成分进行综合评价.结果表明:8月的2年生和3年生杂楸1号、 8月的3年生杂楸3号和10月的2年生杂楸3号具有高产量、高含糖量、富含维生素C等优点,综合评价最高,可进行饲用营养研究.建议采摘2年生和3年生苗龄的楸树叶片,采摘时间为8月前后.     

不同采收时期对香椿饲用品质的影响

[目的]对不同采收时期所得香椿复叶的粗蛋白、类黄酮、总硝酸盐含量及其抗氧化活性进行分析比较,确定饲用香椿复叶的最佳采收时期。[方法]以5月15日至11月1日逐月采收的香椿复叶为材料,测定其粗蛋白、类黄酮及总硝酸盐含量,并利用ORAC、DPPH、FRAP法测定其抗氧化活性,综合营养及保健活性分析,筛选最适饲用采收时期。[结果]不同采收期,香椿复叶粗蛋白、类黄酮、硝酸盐含量及抗氧化活性差异显著(P0.05)。其中,复叶粗蛋白含量(全采收期13.17%～22.65%)随其成熟度增加而呈下降趋势,除10月中旬后的样品外,其余采收期复叶粗蛋白含量均大于15%,远高于常规粮食饲料,具有高蛋白的饲用优势;类黄酮含量突出(全采收期均值15.87 mg·g~(-1)),远高于蓝莓等常见果蔬,且随复叶成熟而持续积累,并于10月达到最高27.02 mg·g~(-1);ORAC、DPPH、FRAP法测定结果均表明香椿复叶具有突出的抗氧化活性,且随复叶成熟而持续增加,并与其类黄酮含量呈极显著正相关(P0.01);香椿复叶大量富集硝酸盐(全采收期2 306.39～7 346.80 mg·kg~(-1)),且随其叶片成熟呈"V"形积累,7—8月中旬采收的香椿复叶硝酸盐含量处峰谷阶段,此间均值为2 603.78 mg·kg~(-1),相对适于进行饲用采收。[结论]不同采收期香椿复叶的饲用品质差异显著,综合考虑其营养价值及保健功效, 7—8月中旬是对香椿复叶进行饲用采收的最适采收时期。     

基于含水率与温度补偿的土壤pH值在线实时检测系统

针对目前常用土壤pH值传感器在测量过程中受土壤含水率和温度影响较大的问题,设计了带有温度、含水率补偿模型的锑电极土壤pH值在线实时检测系统。利用最小二乘法对pH值和测量结果进行线性分析,补偿土壤pH值测量误差。试验结果表明,经过补偿之后,由温度和含水率变化导致的pH值测量误差至少可降低84. 5%,pH值测量值随温度和含水率的变化幅度不超过±0. 1。与市场产品ZD-18型土壤酸度计、HYSWR-ARC-12V型土壤含水率传感器、水银温度计对比研究得出,3项指标线性拟合决定系数均达到0. 99以上。为了确保自然环境下土壤pH值测量的适用性,探索了系统在使用过程中土壤含水率的阈值与测量精度,表明在土壤体积含水率大于5%的情况下均可有效测量。试验表明,在pH值3. 06～10. 36范围之内,本系统可有效测量,检测误差为-1. 53%～3. 51%,满足土壤pH值实时在线测量要求。     

不同种植方式对大跨度外覆盖大棚番茄群体微环境及植株生长与产量和品质的影响

以番茄品种罗拉为试材,设置5个处理,分别为:CK,定植密度33 300株·hm~(-2),留6穗果;T1,49 500株·hm~(-2),留4穗果;T2,66 000株·hm~(-2),留3穗果;T3,49 500株·hm~(-2),单株留2穗果与留6穗果相间;T4,66 000株·hm~(~(-2)),单株留2穗果与留4穗果相间,研究不同种植密度和留果方式对外保温覆盖大棚内番茄植株生长、产量、品质、群体微环境的影响。结果表明:T2和T1处理生育期平均温度、温度适宜度较高;T1和T3处理摘心前的叶片SPAD值显著高于对照;T1、T2处理的前期产量和总产量均显著高于对照;VC、可滴定酸、可溶性糖、番茄红素等果实品质以T1处理最优。综合产量、品质以及大棚内的温湿度和光照适宜度,T1处理种植风险较小,是外保温覆盖大棚中较为合适的种植方式。     

玉米开花期相关的Indeterminate domain(IDD)蛋白家族基因的鉴定

开花期是影响玉米产量的重要因子之一。Indeterminate1 (ID1)编码玉米Indeterminate domain (IDD)家族蛋白,是玉米开花期的重要调控因子。然而,其他玉米IDD蛋白家族基因及其生物学功能有待深入研究。本文利用生物信息学技术在玉米基因组中鉴定并分离了37个IDD家族基因,记作ZmIDD。表达分析发现这些ZmIDD基因在8个玉米组织中显示出多种表达模式。为进一步探讨ZmIDD基因在调控玉米开花期上的作用,检测了37个ZmIDD在172个自交系中的遗传多样性,发现35个ZmIDD基因在自交系间具有多态性,平均每个基因具有37.8个多态性位点。关联分析鉴定到包含ID1在内的7个ZmIDD基因在多个环境下与开花期性状显著关联。对Zm00001d020683基因2 kb的启动子区和600 bp编码区重测序,共鉴定到64个多态性位点。候选基因关联分析鉴定到2个启动子区的插入缺失(In/Del)位点与开花期显著关联,其中2个位点分别插入3 bp和2 bp的单倍型为一种提早开花的基因型。研究结果为玉米开花期相关基因的分离和利用研究提供了候选基因和选择靶点。