自适应模糊PID算法仔猪床温度控制系统研究

为解决北方冬季仔猪床温度低的弊端,采用低温热水辐射式采暖为供热方式,通过控制仔猪床内部循环水的流速,达到控制仔猪床温度的目的。针对系统迟滞性大、响应慢等特点,设计基于自适应模糊PID算法的控制器,实现对PID控制规则中的k_p、k_i和k_d参数实时修正,以达到改善控制系统性能的目的。通过在MATLAB中进行建模仿真和对比试验研究,表明该方法比传统的PID算法具有更好的稳态精度和自适应能力,实际温度与目标设定温度最大偏差为0.5℃,超调量为1.2%,能够满足系统性能指标的要求。     

仔猪自动精细饲喂系统设计与试验

针对目前仔猪养殖成本高、自动化程度低的问题,设计了仔猪自动精细饲喂系统。系统包括机械本体和控制系统两部分,机械本体主要由下料电动机及下料螺旋装置、搅拌电动机及搅拌刀片和供水系统组成;控制系统主要由移动控制终端、控制器控制面板及控制器组成。系统控制部分可根据液位传感器、光电传感器和电动机编码器信号对自动精细饲喂装置的下料电动机、搅拌电动机和上水水泵进行实时控制,实现仔猪饲喂过程中的配料、搅拌、喂料、冲洗料桶和食槽的自动化。系统测试结果表明:系统运行稳定可靠,能够实现干湿料的精细混合和均匀搅拌;以电动机转速为150 r/min为例进行试验,自动精细饲喂系统的落料量与电动机的运行时间成正比关系(r~2=0.999 4),实际落料量与理论计算的落料量一致,其误差小于5%;测量饲喂系统螺旋装置转速分别为50、100、150、200、250 r/min时的下料量,结果表明下料量不随旋转输送装置转速的增加而无限增加,在转速为200 r/min时达到最大值,为0.133 t/h;该自动精细饲喂系统现场试验表明第2周与第3周喂养仔猪平均日增长量约为人工喂养的2倍。     

挤奶机自动清洗控制器系统的设计

设计了以80C552单片机为核心的挤奶机自动清洗控制器系统,详细介绍了键盘扩展、数据显示、温度采集以及控制部分硬件电路的设计,给出了系统软件和功能软件模块的流程图。该系统经奶牛场调试,系统运行良好,取得了预想的效果。     

基于传感器的夏季公交车站自动喷淋降温系统的控制

为了增加乘客在夏季高温天气等公交车的舒适度,笔者研究了适合应用在公交车站台的喷淋降温系统。该控制系统根据人体的舒适度,把主控参数温度、湿度和时间控制参数相结合,制定了定时控制喷淋降温模式,能使公交车站的环境得到改善,增加乘客的舒适度。该控制系统主要是利用单片机和传感器来控制喷淋降温设备,光线传感器判断当前光线的强弱,实现白天自动开启,夜间自动关闭,温度传感器判断当前环境温度,当温度达到30℃时单片机驱动降温系统喷淋,通过设计的外围电路及编写的功能程序实现喷淋模式中降温设备的交替运行功能,从而对喷淋降温设备进行控制。     

水稻浸种催芽种箱温度和水位控制系统的设计

针对如何检测和控制水稻浸种催芽种箱内温度和水位的问题,设计了基于单片机C8051F023的控制系统。该控制器设计了8路温度采集电路,以及高水位、低水位和空水位的检测电路,通过对温度、水位的检测,实现了种箱内温度的灵活控制、注水泵和排水泵的自动启停。实验测试表明:利用该控制器能够自动完成种箱内温度、水位的检测和控制,硬件电路结构简单、系统运行可靠,调试灵活,易于掌握。     

RWCK-I型日光温室温度自动控制器

为实现日光温室大棚温度自动调节与控制,研制了RWCK-I型日光温室温度自动控制器,阐述了设计该控制器所依据的基本原理以及系统的主要特点,介绍了温控系统的主要组成部分和工作过程.     

基于ARM的花椒烘房温度自动控制系统设计

针对目前我国农村花椒烘房内温度的自动检测与控制问题,克服传统人工控制、PID控制方式的不足,提出了一种基于ARM技术的花椒烘房温度控制系统.该系统采用先进的模糊控制技术和ARM技术,在干燥过程中,使烘房内的温度按照系统内预存的最优控制曲线变化,整个控制过程由系统自动完成,无需人为干涉.实验结果表明:该系统具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,节约能源,安全性高,控制精度和花椒烘干品质好,具有广泛的应用前景.     

基于可编程逻辑控制器与触摸屏的挤奶机自动清洗控制系统的设计

根据目前市场上挤奶机自动清洗控制器清洗控制参数不可调,以及没有与上位机通讯功能的情况,设计出功能齐全的自动清洗控制器。该系统采用可编程控制器作为控制核心,硬件电路主要有：可编程控制器（PLC）、触摸屏、工业控制计算机、温度采集与控制以及串口通讯等部分组成;软件部分的编写采用FPWIN和组态王。该系统通过试验,证明了本系统的可靠性。     

锅炉控制系统的设计

本设计实现锅炉系统的自动化控制,对炉内液位、压力和温度数据进行不间断监测,控制系统自动调节使锅炉状态趋于稳定,通过液晶显示当前状态。同时设置保护装置增加系统的安全性。     

集装箱植物工厂自动控制系统建立

针对集装箱植物工厂体积小、可控性强的特征,利用最适化控制原理,针对控制成本低、控制效果好的营养液管理、人工补光、箱内环境温度3个因子,基于可编程控制器建立了一套自动控制系统。该系统将人机交互触摸屏作为上位机,采用开关量控制原理进行营养液循环和LED周期补光的管理;利用闭环PID控制原理,进行箱内温度的调节,可实时监测集装箱内部温度和营养液特征变化过程。同时,采用人机友好的工作方式,通过调用管理者输入的各类参数,自动进行控制决策并执行控制程序。试验验证表明:该系统能够根据人工设定的控制参数,实现营养液分层循环、定时供液;能够按照设定时间自动控制LED光源的闭合/断开,实现不同光照周期的转换;能够实时监测温度,并根据目标温度调节制冷/供暖机构,使集装箱内温度持续保持在适宜作物生长的范围内。参照系统在集装箱植物工厂内使用情况,可以确定本系统成本低、运行稳定,能够满足集装箱植物工厂中农作物管理需求。     

仔猪保温箱温度集中自动监控系统的研究

科学养猪要求对初生仔猪的环境温度进行必要的控制。目前,虽然对仔猪保温箱有很多的取暖和加热措施,但对大型养猪场由于不同时间所生产的仔猪较多,所以在对各保温箱的温度进行单独控制时,显得十分不便。为了提高养猪技术的管理水平及减轻养猪工人的劳动强度,提出了将原猪舍内的各单独的仔猪保温箱温度分散控制,实现为集中自动控制。结果表明:实现集中控制可使哺乳仔猪成活率大大提高。     

不同温度下仔猪群体特征行为检测方法研究

针对无应激条件下哺乳仔猪群体生活环境的舒适度检测问题,分别采集低温、适温、高温条件下的哺乳仔猪特征图像,分别对其进行预处理,提取出哺乳仔猪群体目标区域。同时,提出一种基于形态学操作和Radon变换的被测目标区域与其最小包围矩形面积比的计算方法,采用最大类间方差聚类法确定3种特征行为的双阈值,以其作为检测哺乳仔猪特征行为的有效手段,实现了无应激条件下哺乳仔猪群体生活环境的舒适度检测。通过对150张特征行为图片进行实验分析,结果显示:该方法的综合识别率高于87%,为智能监控软件在猪舍温度调控方面提供了数据参考。     

温室太阳辐射调节系统降温效果的研究

为克服温室效应给夏季温度带来的影响,进行了温室太阳辐射质－量调节系数降温效果的研究。研究表明,该系统能使室内气温降低７￣９℃,植物上层叶表面温度降低８￣１０℃,从而可以消除温室过热现象,延长温室使用寿命,提高温室全年使用效益。     

砼电杆蒸养工艺过程的温控技术改进及应用

介绍了一套砼电杆制造过程中蒸养温度的自动控制系统，此控制系统利用企业现有的库存设备，对原蒸养工艺过程的温控方法的弊病进行了改进，给出了新蒸养工艺过程的温控方案及蒸养池内温度自动控制的电气原理图，预计改进后的系统可提高产品质量，大幅度降低废品率，并能节约人力，降低人工的投入，还可为销售提供良好条件，增加经济效益。     

覆膜滴灌对玉米田间水热传输及耗水的影响

基于充分滴灌条件下,定量分析了东北典型区玉米膜下滴灌与不覆膜滴灌下太阳净辐射、土壤热通量、土壤温度和作物耗水量的差异.结果表明:在晴天覆膜使得净辐射峰值时间滞后约1 h,在阴天覆膜处理土壤热通量能够为玉米生长提供更多的能量;全生育覆膜与不覆膜处理,冠层上方获得净辐射分别为133.25和135.42 W/m²,覆膜处理获得的可供能量低于不覆膜处理的,但在玉米生长中后期,覆膜处理提高了2%的净辐射;全生育期覆膜提高了0~80 cm土层平均地温1.13 ℃和土壤积温149.68 ℃;覆膜滴灌下玉米生长初期和后期的耗水量显著低于不覆膜滴灌处理下的,全生育期耗水量显著减少10.21%,生育期内平均作物系数K_c显著降低7.42%.     

秸秆覆盖对夏玉米田棵间蒸发和土壤温度的影响

华北平原高产农区冬小麦和夏玉米实行1年二作的种植制度,夏玉米生长在雨热同期的6～9月,降雨能满足夏玉米50%左右的需求,需灌溉1～2水。研究表明,夏玉米田全生育期土壤的无效蒸发占其总蒸散的1/3左右。实施秸秆覆盖可以有效地保墒土壤、降低土壤蒸发,大大提高夏玉米的水分利用效率。试验结果表明,秸秆覆盖对土壤蒸发的抑制率3年平均为58%,前期由于LAI小,土壤裸露,秸秆覆盖的效果更明显。秸秆覆盖可以有效地平抑地温的变化,降低地温的日振幅,缓和昼夜温差,避免了地温的剧烈变化,能有效地缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。由于秸秆覆盖改善了土壤的水热变化,有利于作物的生长和产量和水分利用效率的提高。11年的覆盖试验结果表明,在不同的年型,秸秆覆盖处理平均增产4.35%,水分利用效率平均提高12.26%,耗水系数平均降低9.75%。     

汽车覆盖件拉深模具结构设计模板化CAD系统

传统的汽车覆盖件模具设计与制造周期长,工艺设计效率低。为此引进了参数化、标准化、模板化的设计思想,在UG平台的基础上开发了覆盖件模具结构设计的模板化CAD系统。该设计方法提高了设计效率,简化了设计过程,加强了模具设计标准化程度。对后地板左右连接板专用模具实体模具结构模板化设计进行试验,模具设计时间由原来的20d缩短为6d。     

数据融合技术在温室环境监控系统中的应用

多传感器数据融合技术是一门新兴前沿技术。针对目前温室环境监控的需求,提出了一种基于D-S证据理论和农业专家系统相结合的数据融合方法。实验结果表明,这种方法提高了温室环境参数测控的决策准确性,可显著改善温室环境的控制效果。     

滴灌水温对土壤入渗和土壤温度的影响

为了解水温对滴灌土壤入渗特征和土壤温度的影响,研制一套恒温试验装置,可使水温变化控制在±0.5 ℃范围内,选择5,20,35 ℃作为试验水温,进行不同水温室内滴灌入渗试验,分析各水温下土壤水分入渗和土壤温度变化特征.结果表明:在相同时段内,随滴灌水温升高,水平和垂直湿润锋运移距离增大,垂直湿润锋运移速率增大.分别建立水平、垂直湿润锋运移距离与入渗时间和滴灌水温的关系模型,决定系数R²均大于0.99.湿润土体平均含水量与入渗时间关系不大,但随入渗水温的升高而减小.土壤水分扩散率与水温成正比;水温升高,饱和导水率随之增大,二者呈指数函数关系;土壤吸持水分的能力随温度的升高而降低.不同灌溉水温改变了土体中的温度分布,随着距滴头距离的增加,由水温引起的土壤温度的变化量逐渐减小.结论可为指导大田和温室滴灌技术提供理论依据.     

宁夏引黄灌区单种玉米的水分利用效率研究

针对宁夏引黄灌区严峻的缺水问题，利用玉米的宽窄行种植方式。结合起垄、覆膜、中耕等节水措施，探讨了4种单种玉米种植方式的节水效果和玉米前期推迟灌水的可行性及后期水分胁迫条件下的保水效果。结果表明：垄作沟灌和隔行沟灌可节水34％～35％；覆膜具有较好的增温保水效果。增产幅度在25．4％左右。收支相减，仍有增产效果；隔行沟灌较常规栽培增产幅度在11．8％左右。达到了既增产又节水的目的。在控水条件下，分析了垄背与垄沟、膜内与膜外、宽沟与窄沟的土壤水分差异，提出了玉米推迟灌头水的土壤水分指标，并阐述了后期控水对单种玉米产量及土壤水分的影响。