基于状态空间建模的智能农机模型辨识与柔化控制

农机行驶速度切变通常会导致自动导航系统控制精度和稳定性下降、导向轮摆动幅度增大、影响作业效果等问题。本文从建模和控制的角度对上述问题进行了研究改进,设计了智能控制器、转角传感器、RTK基准站等关键设备,建立包含横摆动力学的状态空间模型,实现了能够适应较大速度变化的状态反馈控制器。并以东风DF1004-2型轮式拖拉机为实验平台,进行了智能化改装和实验验证。智能农机路径跟踪控制一般假设速度为常数,基于运动学模型设计反馈控制或者追踪控制,由于没有对横摆角速率状态加以利用,偏差纠正收敛较慢,偏差较大,且速度发生切变时,导向轮调整幅度变大,精度和稳定性均会下降。通过对农机进行系统辨识,建立农机横摆运动的动力学模型,然后运用辨识出的动力学模型设计基于LQR算法的柔化反馈控制,较好地解决了上述问题。在农田中实验结果表明,农机自主导航系统在无速度切变时控制精度达到0.03m,速度发生切变时为0.05m,未发生失稳现象,能够满足农机日常生产工作需求。     

禽源多杀性巴氏杆菌毒力基因多重PCR检测方法的建立

为建立多重PCR方法用于禽源多杀性巴氏杆菌中毒力基因的检测,对禽源多杀性巴氏杆菌分离株MD-1的9个毒力基因进行PCR扩增及敏感性测定,然后通过多个基因的组合得到5种多重PCR体系,并从中筛选合适的多重PCR体系,测定其特异性、敏感性和重复性。结果显示,分离株MD-1中的9个毒力基因均可扩增出目的片段,敏感性测定结果表明,有的基因可检测至1.81×10~4 copies/μL的核酸。筛选出的4种多重PCR体系1、3或4、5均可用于其中6个毒力基因(pfhA、nanB、ompH、oma87、sodA、sodC)的检测,并且特异性较强,均能够扩增禽源多杀性巴氏杆菌分离株HN-1和CZ-6,而大肠埃希菌和沙门菌分离株均无扩增条带。多重PCR体系1、3、4可检测多杀性巴氏杆菌核酸的敏感性为1.81×10~6 copies/μL,多重PCR体系5甚至可检测至1.81×10~5 copies/μL,同时这4种多重PCR体系与单个毒力基因PCR检测的敏感性均一致。说明建立的禽源多杀性巴氏杆菌毒力基因的多重PCR检测方法对多杀性巴氏杆菌毒力基因的快速检测有参考价值。     

抗冷冻蛋白Ⅲ对玻璃化冷冻小鼠卵母细胞线粒体的影响

【目的】探索抗冷冻蛋白Ⅲ(antifreeze proteinⅢ,AFPⅢ)对玻璃化冷冻小鼠卵母细胞线粒体的保护作用。【方法】以5～8周龄昆明雌性小鼠为试验材料,将收集的小鼠MⅡ期卵母细胞随机分为空白对照组、冷冻对照组(经过玻璃化冷冻-解冻过程)和AFPⅢ添加组(在冷冻平衡液及冷冻液中均添加500 ng/mL AFPⅢ),利用线粒体绿色荧光探针(Mito-Tracker green, MTG)检测线粒体分布及含量,JC-1荧光染色检测线粒体膜电位,溶酶体红色荧光探针(Lyso-Tracker red, LTR)检测线粒体与溶酶体共定位,二氯荧光素二乙酸(DCFH-DA)检测活性氧(ROS)水平,ATP Assay Kit检测线粒体ATP含量。【结果】与空白对照组相比,玻璃化冷冻后小鼠卵母细胞的线粒体含量显著降低,部分线粒体呈现异常的散点状分布,且线粒体-溶酶体共定位情况明显增多,线粒体膜电位显著降低(P<0.05);同冷冻对照组相比,AFPⅢ添加组的小鼠卵母细胞线粒体含量显著升高,异常分布的线粒体和线粒体-溶酶体共定位情况减少,线粒体膜电位显著升高(P<0.05)。与空白对...     

智能农机GNSS/INS组合导航系统设计

为提高自动导航农机的定位精度和可靠性,该研究设计了基于全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatellite System, GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)的智能农机组合导航系统,该系统根据来自INS的三轴姿态角速度、加速度信息以及高精度定位板卡的三轴位置、速度信息,采用松耦合模式,通过卡尔曼滤波对INS误差实时校正,解算出农机的精准位置、速度和姿态信息。为实现该组合导航系统,设计和制作了智能农机控制板,集成GNSS高精度解析板卡和惯性测量模块,并在控制板上实现组合导航算法。搭建了东风DF1004-2智能农机试验平台,并在试验田中分别进行静止和直线行驶状态下的试验和单独GNSS导航与组合导航效果的对比。试验结果表明,在农机静止状态,两者性能接近,定位误差均在1 cm以内,姿态角误差均在0.1°以内;在农机以2 m/s的速度按照预设直线行驶时,单独GNSS导航位置误差在6 cm以内,姿态角误差在1°以内,GNSS/INS组合导航位置误差在3 cm以内,姿态角误差在0.5°以内,GNSS/INS组合导航精度明显的提升,可为高精度农机自动导航控制提供技术支持。     

玻璃化冷冻对猪MⅡ期卵母细胞及其DNA的影响

研究旨在筛选最适合猪MⅡ期卵母细胞玻璃化冷冻的冷冻液,并探究玻璃化冷冻对猪MⅡ期卵母细胞DNA的影响。选取目前应用最多的7种冷冻液（分别为1、2、3、4、5、6、7组）,将MⅡ期卵母细胞随机分为8组,其中对照组直接进行孤雌激活,其余7组分别进行7种冷冻液处理后不经液氮冷冻直接于解冻液中解冻,解冻后进行孤雌激活,通过卵裂率、囊胚率和囊胚细胞数的统计结果筛选出最适冷冻液;应用筛选的3种冷冻液,进行猪MⅡ期卵母细胞玻璃化冷冻,解冻后恢复2 h,统计卵母细胞形态正常率,孤雌激活44~48 h统计卵裂率;应用透射电子显微镜观察正常MⅡ期卵母细胞与玻璃化冷冻-复苏后的MⅡ期卵母细胞超微结构的变化;将猪MⅡ期卵母细胞随机分成对照组、冷冻液处理组和冷冻组,应用彗星电泳技术检测玻璃化冷冻对卵母细胞DNA的损伤。结果发现,与对照组相比,除5组卵裂率、1组囊胚率显著降低（P<0.05）外,其余各组卵裂率、囊胚率均差异不显著（P>0.05）;各组间囊胚细胞数均低于对照组,但差异均不显著（P>0.05）,3、6、7组卵裂率和囊胚率较高;玻璃化冷冻-解冻后,7组卵母细胞的形态正常率、卵裂率均显著低于3、6组（P<0.05）,6组卵裂率高于3组;MⅡ期卵母细胞移入预处理液中后可见明显的皱缩,移入冷冻液中迅速脱水,解冻后可见卵母细胞透明带断裂,胞质皱缩、分布不均;透射电子显微镜下,冷冻后猪MⅡ期卵母细胞透明带及细胞膜损伤,微绒毛严重损伤甚至消失,皮质颗粒排列在质膜下且数量减少,脂滴形态破坏、形成空泡,内质网与脂滴的联系损坏,线粒体肿胀、嵴不明显;彗星电泳发现,与对照组相比,冷冻液处理组头部DNA、尾部DNA和Olive尾矩值均差异不显著（P>0.05）,有彗星拖尾现象;冷冻组头部DNA损伤、尾部DNA损伤与Olive尾矩值均显著高于冷冻液处理组和对照组（P<0.05）,有明显彗星拖尾现象。结果表明,以二甲基亚砜（DMSO）和乙二醇（EG）为主要成分的冷冻液适于猪MⅡ期卵母细胞玻璃化冷冻;玻璃化冷冻对猪MⅡ期卵母细胞超微结构及其DNA存在一定损伤作用,其损伤机制有待进一步研究。