车载智能土壤采样系统设计与试验

针对传统土壤样本采集操作复杂、劳动强度大、采集精度低和缺乏信息化管理的问题，设计了一种车载智能土壤采样系统。该系统安装于无人驾驶采样车上，系统包括土壤样本自动采集装置和电气控制系统。对系统整个工作过程进行分析，确定了各关键机构及控制硬件的主要工作参数。电气控制系统以运动控制器为控制核心，土壤样本自动采集装置对不同深度范围的土样进行采集，并按地理位置信息分类收集，通过RFID读写器将GPS系统定位所解算的目标采样点的经纬度地理信息和采样深度等信息写入收集土样采样筒底部的电子标签中。性能试验表明，安装于无人驾驶采样车的车载智能土壤采样系统工作运行稳定、可靠，能够对农耕层0~200mm任意深度范围的土壤进行自动分层采样，效率高、精度高、全程自动化，能够按照位置信息进行分类管理，较好地满足了智能化高质量采集土样的需求。     

Cotton Image Segmentation Algorithm Based on Fusion Method of Markov Random Field and Quantum Particle Swarm Cluster

[Objective] The aim of this study was to improve the cotton image segmentation accuracy in a picking robot image processing system. [Method] An image segmentation algorithm based on a fusion method of Markov random field and quantum particle swarm optimization clustering was proposed. The process of the proposed algorithm is as follows: first, transform the RGB (red, green, blue) images into grayscale; second, use it to segment these images; finally, the threshold of the connected area is set on the basis of the segmented image to obtain the target area. Then, the cotton front image and the cotton side image are selected from the images collected from different angles. The segmentation experiment was carried out by using this algorithm, and compared with the Otsu algorithm, the fuzzy C-means algorithm, the quantum particle swarm image segmentation algorithm and the Markov random field image segmentation algorithm. [Result] The results showed that the segmentation accuracy and peak signal to noise ratio of the proposed algorithm were 98.94% and 77.48 dB. When compared with the Otsu algorithm, fuzzy C-means algorithm, quantum particle swarm optimization algorithm and Markov random field algorithm, the average segmentation accuracy and peak signal to noise ratio of the proposed algorithm increased by 2.47%–4.56%, and 9.81–13.11 dB, respectively. [Conclusion] The proposed algorithm had higher segmentation accuracy and higher peak signal to noise ratio than the other algorithms tested.     

基于MODIS TVDI和模糊数学方法的藏北地区旱情等级遥感监测

为了实现对藏北区域范围内春夏旱情的动态连续监测,基于温度植被干旱指数(TVDI)和模糊数学方法建立了遥感干旱的划分标准,研究时段为1980-2017年。首先利用MODIS产品数据计算TVDI,然后根据气象干旱等级监测结果,采用模糊数学法建立基于MODIS TVDI的干旱等级划分标准,并对监测结果进行精度验证,最后分析了近年来藏北地区旱情的时空变化特征。得到的主要结论:①基于归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)计算得到的温度植被干旱指数TVDIN和TVDIE,均与20 cm实测土壤水分含量在0.05的水平达到显著相关,TVDIE的决定系数更高;②基于TVDIE将旱情划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级,其中,据此标准获得的藏北地区旱情等级与气象干旱等级监测结果大体一致;③近年来藏北地区旱情整体不太严重,且总体趋缓,其中,2009年最严重,发生中旱及以上旱情的区域面积达24%,年内旱情在6月最严重。就旱情的空间分布特征而言,研究区西南部和中部干旱比较严重,北部和东南部相对较轻。研究成果可为藏北地区干旱监测提供数据支撑,遥感干旱等级的划分方法可为其他地区的干旱研究提供参考。     

全银杏粉饮料配方的模糊数学法优化及其稳定性研究

为解决泰州大佛指银杏加工季节限制，获得一款口感宜人、稳定性良好的保健型饮料，以全银杏粉为主要原料，通过模糊数学法结合正交试验优化全银杏粉饮料的最佳配方，采用功效系数法结合正交试验优化全银杏粉饮料稳定剂的最佳复配比，以均质压力和均质温度对全银杏粉饮料稳定性的影响确定最佳均质条件。结果表明，全银杏粉饮料的最佳配方为：全银杏粉初汁添加量80%，低聚果糖添加量10%，柠檬酸添加量0.10%，蜂蜜添加量0.10%；稳定剂最佳复配比为：微晶纤维素（MCC）0.15%，卡拉胶0.20%，海藻酸丙二醇酯（PGA）0.20%；最佳均质条件为：均质压力40 MPa，均质温度60 ℃。     

联合收获机单神经元PID导航控制器设计与试验

针对联合收获机在田间直线跟踪作业中在维持高割幅率条件下易产生漏割的问题,设计了一种基于单神经元PID(Proportion Integration Differentiation)的联合收获机导航控制器。以轮式联合收获机为平台,通过对原有液压转向机构进行电控液压改装,搭载相关传感器构建了导航硬件系统。开展了常规PID控制和单神经元PID控制的仿真以及实地对比试验,仿真结果表明单神经元PID控制具有超调小和进入稳态快等特点;路面试验表明,当收获机速度为0.7 m/s时,单神经元PID控制最大跟踪偏差为6.10 cm,平均绝对偏差为1.21 cm;田间试验表明,收获机速度为0.7 m/s时,单神经元PID控制田间收获最大跟踪偏差为8.14 cm,平均绝对偏差为3.20 cm。试验表明所设计的联合收获机导航控制器能够满足自动导航收获作业要求,为收获作业自动导航提供了技术参考。     

基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向系统研究

针对农机装备电控液压自动转向系统生产成本高及电动方向盘自动转向系统中控制力矩小、存在自由行程的问题,设计了基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向机构及其电控系统,该系统主要包括自动转向执行机构、自动转向控制器和液压转向机构等。自动转向执行机构与原车液压转向机构连接实现自动转向功能,考虑了底盘阿克曼角的自动转向控制器实现车轮转向的精确控制,通过在转向驱动电机输出轴安装电磁离合器和转向柱扭矩传感器实现人工驾驶模式和自动驾驶模式的自动切换。试验结果表明,车轮转角响应平均稳态误差小于0.1°,最大稳态误差为0.158°,±20°阶跃信号最快响应时间达1.2 s,超调量小于1%,可以满足对各种轮式农机的自动导航辅助驾驶转向系统性能的要求。     

模糊综合评判在板材气味评价中的应用

【目的】室内空气质量对人体健康影响巨大,家具板材是否环保至关重要。【方法】通过对板材气味综合评价,指导消费者对家具板材进行科学选取。以三聚氰胺贴面刨花板与中纤板及其素板为研究对象,用微池萃取仪采集气体,通过GC-MC-O嗅闻气味化合物种类及强度并分析其浓度,将模糊综合评判法应用于以上板材的气味评价。【结果】三聚氰胺贴面刨花板的模糊综合指数为2.885 0,各等级下的隶属度分别为0.208 7、0.225 6、0.207 4、0.188 6、0.169 7。刨花板素板的模糊综合指数为3.058 0,各等级下的隶属度为0.162 0、0.210 5、0.226 1、0.210 3、0.191 1。三聚氰胺贴面刨花板与三聚氰胺贴面中纤板气味评价等级为二级,质量良好,刨花板素板与中纤板素板气味评价等级为三级,质量合格。【结论】两种素板的模糊综合指数均偏高,其中含有危害性物质的释放,对板材进行贴面处理能够降低板材的危害性。本实验选用的中纤板的模糊综合指数稍高于刨花板。模糊综合评判法用科学的定量手段刻画板材气味评价中定性问题,使定性与定量分析融合。模糊综合评判在板材气味评价中考虑了多个气味化合物对板材的综合影响和各种气味化合物的毒性,它引导人们从另一角度客观评价板材质量,是一种可借鉴的好方法。     

南方三省(区)南洋楹气候区划的研究

选择纬度、经度以及16个与水热状况有关的气象因子进行R型主成分分析,用前5个主成分坐标值进行模糊ISODATA聚类分析,将研究区划分为3类;用逐步判别分析建立了各类的判别函数式,回判准确率为91.81%;结合模糊相似优先比的结果,将研究区区划为南洋楹适宜发展区、南洋次适宜发展和南洋楹控制发展区3个气候区.     

南方五省（区）火炬松气候适宜性的研究

本文选取纬度、年平均气温和年均降水量３个与火炬松生长发育密切相关的因子，用模糊相似优先比的方法对研究区火炬松的气候适宜性进行研究，进而将研究区区划为火炬松气候适宜区、火炬松气候次适宜区和火炬松气候不适宜区３个气候生态区．     

机械加工工艺方案的多级模糊综合评价

应用多级模糊评价方法对机械加工工艺方案进行评优.采用层次分析法,创建评价指标体系,确定各项指标的权重.建立了定量指标模糊隶属度的数学表达式.通过计算综合评价值,从而确定出最优方案.