现代物理农业技术在生态循环农业发展中的应用

随着物理技术在应用方面的创新和不断进步,农业生产的发展模式逐渐发生转变。通过对国内外现有生态循环农业发展模式进行分析、比较,探索出在生态化农业生产中应用现代物理农业技术的优势;以相关技术应用于实践所产生的数据和结果为基础进行分析,验证现代物理农业技术在生态化农业生产方面的先进性和可适用性。      

论农作物秸秆机械化综合利用技术在循环农业中的应用

农作物秸秆作为农业生产中最主要的副产品,年产出量大,但整体利用率低,浪费严重,并且成为了目前农业和农村生态环境主要污染源之一。为此,按照循环经济理念发展机械化秸秆综合利用技术,提高农作物秸秆的利用价值和效率,不仅对提高耕地质量,改善生态环境意义重大,而且对新型能源及配套机械的开发,促进现代农业的发展,增加农民收入具有深远的影响。     

常温自循环沼气池的研究及管理要点

为适应养猪、养鸡专业户和畜牧场发展沼气的需要,我们对单一粪便处理进行了《常温自循环沼气池》的研究。在常温发酵技术的研究方面,各地针对当前农村沼气存在的产气低,出料难,管理繁杂等问题进行了工艺和池型结构的研究,取得了一定的成效,研究出一批新池型新工     

遗传算法在函数优化中的应用研究

遗传算法是一种借鉴生物界进化规律,进行优胜劣汰的遗传机制的运用,演化出来的搜索方法。这种方法具有随机性,符合进化规律,能够借鉴生物界的适者生存法则,可以将群体中的个体作为算法的对象。因此在函数优化应用中,尤其是在人工智业大变革过程中得到广泛应用。     

基于EMD方法的土壤入渗空间异质性及其影响因素研究

利用经典统计学方法和经验模态分解方法(EMD),分析了杨凌区、武功县和乾县临平镇一带0~40cm土层土壤物理性质(初始含水率、体积质量、有机质、颗粒组成)和入渗性能(90min累积入渗量、初始入渗率、稳定入渗率)的空间变异性,研究了EMD分量对变异的贡献率,并进一步对多尺度下土壤入渗性能与土壤物理性质进行了相关性分析。结果表明:1土壤物理特性空间序列中,除土壤体积质量变异系数为0.08、表现为弱变异外,含水率、颗粒组成及有机质均表现为中等变异,变异系数为0.11~0.35;2对于土壤入渗特性,稳定入渗率、90min累积入渗量和初始入渗率均表现为中等变异,且三者变异程度依次减弱;3EMD分解研究发现:小尺度分量对土壤入渗性能总变异的贡献率比大尺度分量高;不同的土壤物理性质对土壤入渗性能的影响随尺度变化。     

沼气发酵装置在循环农业园区中的应用

本文着重从预处理进料、搅拌、喷淋、集气、太阳能增温、沼气净化利用和沼液沼渣利用系统等方面介绍了一种微动力连续高浓度沼气发酵装置（HMC沼气发酵装置）,并结合2处示范园区工程建设案例,分析了该装置在循环农业园区中的应用。经分析比较得出,HMC沼气发酵装置具有设计科学、构造简单、投资较省、管理方便和产气稳定等优点,可广泛应用于不同规模、种养结合的循环农业示范园区。      

基于EMD和Multi-fractal spectrum的BP水机故障诊断

为了准确判断水轮机组的故障,提高水轮机组诊断的精确性,建立了EMD-Multi-fractal spectrum和改进BP神经网络相结合的机组振动故障诊断模型.选取水轮发电机组不同工况下的轴系正常、轴承油膜涡动、转子部件不平衡、转子不对中等状态,采集各状态下的振动信号.经过经验模态分解得到振动信号波各种故障信号的EMD分量,根据信号波形趋势图由EMD系数提取出波形样本,再由多重分形谱算法提取波形样本的特征值alpha(q), f(q),将该特征向量作为BP神经网络的输入进行分类识别.将训练好的神经网络应用于全部样本,得到测试正确率为100%.该模型用波形提取信号特征代替了传统的频谱特性,并结合先进的多重分形谱进行诊断识别,为水轮发电机组故障诊断提供了一种新的思路.应用信号采集于水电厂运行的水轮机,根据诊断的结果对轴系各个部件进行局部校正,通过检测发现振动和摆度都大大减弱.该方法提高了检测精度,增强了人机交互性,具有重要的理论意义和实用价值.     

EMD在路面不平度信号趋势项中的应用

为准确计算路面不平度功率谱估计,需要提取信号中的趋势项。提出一种基于相关系数矩阵判断准则的经验模态分解去除趋势项的方法。利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)将信号分解为一系列固有模态分量及余项,通过分析余项和趋势项的差别,依据相关系数矩阵判断某一固有模态分量是否属于趋势项。仿真信号和实测路面不平度信号处理结果证明,基于相关系数矩阵判断准则的经验模态分解去除趋势项方法具有更高的精度和可靠性。     

基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断

利用LabVIEW构建了基于EMD与神经网络的内燃机气门间隙故障诊断系统。用490BPG型发动机在转速为1200r/min、无负荷时进行了试验研究,采用经验模式分解EMD方法对气门振动信号进行分解,对分解得到的前4个固有模态函数IMF分别求其关联维数,将IMF1-IMF4的关联维数作为神经网络的输入向量,用4种工况的80组样本训练了内燃机气门故障诊断系统的网络模型。试验结果表明,20组测试样本的测试结果均与实际状况相一致,诊断准确率为100%,该系统能快速准确地识别内燃机气门间隙故障。     

基于EMD的黄河下游利津站年水沙量变化的多时间尺度特征

运用经验模态分解方法对黄河下游利津站1952~2009年的年水沙量的时间序列资料分别进行多时间尺度的分析,得到各自具有不同周期的波动分量以及趋势分量。研究结果表明：利津站年水沙量的变化过程具有复杂的多时间尺度特性,是各种波动成分共同作用的结果;年水量和年沙量变化过程均存在三个波动周期,且趋势项呈递减降低的态势,而各分量的波动周期大致相近;两者相同尺度下的分量之间具有显著的相关性,而不同尺度下的分量之间基本无相关性,揭示了水沙变化过程内在多时间尺度振荡结构和特征。     

基于环对称掺气的液体射流泵试验研究

为改善液体射流泵性能,提出了在喉管处环对称掺气的方法.通过射流泵水力试验,研究了不同掺气条件下各流量比工况的基本性能及空化特征.试验表明：喉管适量掺气后,未达到极限流量比工况时压力比总体略有提升,效率变化率增值为0.3%～4.9%,接近极限流量比时增效最为明显;极限工况时掺气可以改善空化性能,实测喉管及扩散管的压力脉动明显减弱,且射流泵极限流量比有所增加、正常工作范围变大;较优的掺气率(空气与混合液的体积流量比)为2.0%～3.0%.研究表明：与水相比,空气的黏度系数较小,少量空气被液体携带贴着管壁流动,可降低近壁面水流阻力、减小沿程水头损失,有利于提高射流泵传能效率.在极限工况时空气自然吸入可提升喉管内压力、减免射流泵空化、改善运行性能.环对称掺气的研究成果,可为液体射流泵的性能优化提供一定的参考依据.     

山东省耕地多功能耦合协调度时空格局分析

以山东省132个县区为研究单元,构建耕地多功能评价指标体系,评价各县区耕地多功能时空差异,并运用耦合协调度及空间自相关模型对耕地功能耦合作用的时空特征进行分析.研究表明,2005-2015年,山东省耕地各单项功能时空格局变化差异明显,综合功能持续增长,以中值水平为主,农业生产和社会保障功能对耕地综合功能增长有较强的推动...     

希尔伯特-黄变换在农业机械故障诊断中的应用

在对农业机械故障发生的原因及征象进行分析的同时应用希尔伯特—黄变换方法对农业机械的故障点进行了观测和诊断。由于这类系统故障点冲击引起的信号突变十分微弱,在噪声环境中更难于识别,因此首先通过EMD分解分离噪声,然后从希尔伯特谱中分析出故障振动信号的时频分布情况,从而确定故障发生的时间以及故障前后信号频率和幅值随时间变化的各种信息,以达到提取较为完整的故障特征的目的,实现对这类系统的某些特殊故障的诊断。     

循环应力历史对堆石料变形特性影响规律试验研究

为深入研究循环应力历史对堆石料变形特性的影响规律,采用大型多功能静动三轴试验机,对堆石料进行了一系列不同应力路径下的动力变形试验研究,重点探讨了循环应力历史对堆石料体应变和偏应变的影响规律.试验结果表明:堆石料经历初次循环荷载作用后,再次经受循环荷载作用时的抵抗变形能力有所提高;通过对比试验结果发现,应力路径对抵抗变形能力变化幅值的影响较小,试验时所施加的围压、固结应力比、动应力的大小等因素的影响也可忽略不计,主要与前后两次动应力大小的比值(即循环应力历史系数)有关.分析其原因,在初次循环荷载的作用下,堆石料颗粒之间发生相对滑移、旋转以及颗粒破碎等现象,导致颗粒之间的接触点增多及接触面增大,颗粒之间的咬合能力增强,形成较为稳定的骨架结构;再次施加循环荷载作用时,颗粒之间的稳定结构调整难度加大,所以导致堆石料的变形量减小,抵抗变形的能力有所提高.     

温室番茄循环曝气地下滴灌土壤水分动态及耗水特性

为探求循环曝气地下滴灌对温室番茄土壤水分及耗水特性的影响规律,采用正交试验,研究了不同滴灌带埋深、曝气水平及灌水量对温室番茄土壤含水率、耗水量、产量及水分利用效率的影响.整个生育期内番茄耗水量呈先增大后减小的趋势,曝气处理番茄耗水量显著高于不曝气处理.相比于不曝气处理,曝气滴灌处理番茄产量提高10%.15 cm滴灌带埋深、溶氧值30 mg/L以及K_P为0.75灌水量处理的番茄产量和水分利用效率达到最大值,分别为64 951.3 kg/hm²和23.26 kg/(hm²·mm).结果表明,曝气处理对番茄产量、水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.05).曝气对于土壤含水率有一定影响,且曝气处理有助于番茄对水分的吸收.滴灌带埋深和灌水量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.05),滴灌带埋深和曝气量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.01),灌水量与滴灌带埋深、灌水量与曝气水平交互作用分别对番茄水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.01).