小型方捆机草捆动态称量系统信号分析与处理

为实现小型方捆机草捆动态称量系统的准确测量,降低地面颠簸和机械传动引起的振动对草捆质量测量精度的影响,分析了打捆机作业速度、拖拉机PTO启停对草捆动态称量系统压力和角度噪声信号的作用机理。当系统采样频率为40Hz时,压力噪声信号频率主要在0.1~16Hz;角度噪声信号频率主要在3~4Hz和16~17Hz;打捆机作业速度与噪声信号强度呈正相关。在信号分析基础上,研究了信号处理方法。为提高滤波精度,首先采用基于3σ准则的双阈值动态滤波方法对信号进行预处理,消除奇异值影响,再利用分段线性插值补充空缺点,最后设计一种巴特沃斯带阻滤波器对噪声信号进行消除。田间试验结果表明,采用该方法对信号进行处理后,草捆质量预测相对误差为-4.15%~4.17%,优于均值滤波得到的结果,且该滤波方法适应性更好,更符合实际生产需要。     

谷物联合收获机自动测产系统产量模型

为了提高谷物联合收获机自动测产系统的测产精度,在研究了谷物联合收获机田间工作状态和升运器速度变异的基础上,通过分析谷物的运动学原理及其对冲量传感器作用的力学原理,建立了电压/升运器速度产量模型。为进一步消除收获机作业时的噪声干扰,在测产原始数据预处理时,先采用回归差分法降低振动噪声,然后采用双阈值滤波以及阈值取代法、前值取代法2种插值方法以消除差分电压中的奇异值,结果显示前值取代法效果较佳。此外,还提出了升运器速度归一化方法和冲量电压标准化方法以消除量纲影响并简化计算。田间测产试验结果表明,提出的电压/升运器速度模型比传统的质量-电压模型更能准确表征谷物运动实际情况,测产精度高,验证均方根误差为2.03%。     

基于IMM UKF的冲量式测产系统研究

为适应精准农业的发展趋势,提高测产计量系统的精度,开发一套基于IMM UKF算法的冲量式测产系统。该系统由冲量传感器模块、北斗定位模块、DTU传输模块和上位机等组成。系统通过传感器模块进行信号的采集和处理,采用CAN通信方式将处理后的数据发送至上位机。上位机使用IMM UKF滤波算法对传感器上传的数据进行滤波,最终根据标定曲线得到谷物产量。通过车辆空载试验,采用IMM UKF算法与KF和UKF算法进行对比验证,结果表明IMM UKF算法的滤波效果更好,均方差为0.000 42 N。通过传感器标定试验,确定传感器的检测值与实际谷物重量的关系。通过大田测产试验,得出每个地块的产量分布图,试验结果表明该测产系统的平均误差达到3.911%。     

台架负载模拟控制方法研究

动态载荷负载模拟是室内台架测试的核心技术之一,也是评估试验台架综合性能重要途径。针对某一混动式汽车台架,以型号为C8051F120单片机所能达到的转速脉冲信号的测频精度为基础开展动态加载技术研究。在Matlab/Simulink中建立整车传动系动力学模型和台架系统模型;设计逆向模型控制的负载模拟方案和PI自适应卡尔曼滤波算法,并搭建相应的控制器模型来分析不同采样频率和测频精度对负载模拟的影响。仿真结果表明：低速段在采样频率100 Hz、测频精度0.001%未滤波下,电机最大加载扭矩误差为10%;高速段在采样频率100 Hz、测频精度0.001%滤波下,系统响应时间0.11 s,电机加载扭矩误差15%;加载系统能够平稳运行且可以达到动态加载目的,验证负载模拟算法的正确性。在得到正确的仿真结果后可轻松实现代码生成,从而为台架硬件在环试验提供参考。     

基于AT89C51单片机等精度数字频率相位计的设计

等精度频率、相位数字测量仪采用当今电子设计领域流行的EDA技术,以FPGA为核心,配合AT89C51单片机,采用多周期同步测频原理,实现了0.1 Hz～100 MHz信号频率的等精度频率测量。     

双板差分冲量式谷物流量传感器性能试验

对双板差分冲量式谷物流量传感器的静态受力特性进行检测,结果表明传感器的输出信号与静态力作用点的位置无关,即传感器的线性度满足使用要求。室内标定试验和田间测产试验得到谷物流量在0～2.0kg/s范围内信号与传感器输出电压信号的关系和标定系数K。田间水稻测产试验检测测产精度误差小于     

双板差分冲量式谷物流量传感器性能试验

对双板差分冲量式谷物流量传感器的静态受力特性进行检测,结果表明传感器的输出信号与静态力作用点的位置无关,即传感器的线性度满足使用要求.室内标定试验和田间测产试验得到谷物流量在0～2.0 kg/s范围内信号与传感器输出电压信号的关系和标定系数K.田间水稻测产试验检测测产精度误差小于3.8%.     

多脉冲远距离激光测距系统研究

激光测距是一种非接触式的精密测量技术,其具有测量距离远、方向性强、实时性高、精度高等优势,是测量领域不可或缺的一部分。由于远距离传输,部分微弱的脉冲信号提取存在困难,笔者采用AD高速采样,以1 GHz作为采样频率,并对高速采集后的回波信号进行数字化处理。根据噪声的非相关性,采用多脉冲互相关累加均值算法进行改进,能够较好地提升信号的强度,改善信号的信噪比。同时,采用小波奇异值滤波的方法,将累积信号的奇异点滤掉,能更精准地捕捉信号的上升沿,时钟计时更精准,降低误码率,提高测量精度,测量精度可保证在±20 cm以内,测量范围可达3 km。通过FPGA等硬件电路实现控制系统,提高测量精度和系统稳定性。该多脉冲远距离激光测距系统可广泛应用于工程和军事领域。     

基于小波神经网络的收割机测产系统振动信号分析

通过分析收割机传感器输出信号,发现输出信号中掺杂着大量无用噪声信号,使测产的精度产生了很大误差。一般的噪声信号处理使用一些简单的数字滤波方式可以起到滤波的作用,但收割机在田间行驶过程中车辆振动及田间沟壑等对传感器产生的不规则和随机的振动会造成称量结果的误差大和不稳定。为此,提出了一种小波分析结合神经网络的算法对传感器输出信号进行降噪处理的方法。通过实验仿真得出,采用小波神经网络算法处理后的测量信号比传统滤波去噪方法更接近实际测量结果,测量相对平均误差可减小到2.14%。     

联合收割机车载动态旋转秤系统研究

精细农业是实现农业可持续发展的技术支持,测产系统在推动精细农业发展的过程中占有十分重要的地位。本系统设计的电子车载动态旋转秤应用于联合收割机上,能够实现在其作业时实时测量产量,并将数据上传到测产上位机。机械部分采用新颖的旋转结构;电子系统主要由信号检测、A/D采样、旋转装置测速、单片机系统和CAN通信等几部分组成。经试验验证,系统硬件可靠,算法滤波能够减少振动干扰;静态测量精度可以达到±3%以内,动态测量可达到±5%以内,基本上满足了联合收割机测产的要求。     

花生联合收获机智能测产系统研究

为解决花生收获过程中产量监测问题,结合4HBLZ-2型自走式花生联合收获机设计了一种智能测产系统。硬件部分包括北斗导航车载接收系统、单片微处理器及重量传感器、德国麦希欧接触式在线水分传感器,通过CAN总线接口与上位机连接。将定量称重与网格细分技术相结合应用于收获机测产领域,相较于冲量式测产系统,极大地降低了收获机振动引起的产量累积误差。软件采用跨平台应用程序Qt完成了各传感器数据的实时接收、存储,以及对任意划定地块产量数据的查询,并且能够实现查询产量数据的平面及3D立体渐变色显示。在5种不同工况下对该测产系统进行试验,测试花生收获机工作状态下测产系统的稳定性。在发动机大油门、开动夹持输送装置工况下,产量相对误差绝对值小于2%,在田间试验情况下产量相对误差绝对值小于5%。     

Economic analysis of navel orange cv. ‘Lane late’ grown on two different drought-tolerant rootstocks under deficit irrigation in South-eastern Spain

During a three-year period, we evaluated the profitability of a deficit-irrigation (DI) treatment in mature ‘Lane late’ navel orange (Citrus sinensis (L.) Osb.) trees grafted on two different drought-tolerant rootstocks, ‘Cleopatra’ mandarin (Citrus reshni Hort. ex Tanaka) and ‘Carrizo’ citrange (C. sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata L. Raf.). The irrigation strategies for each rootstock were a control treatment, irrigated at 100% crop evapotranspiration (ETc) during the entire season, and a DI, irrigated at 100% ETc except during phase I (fruit set) and phase III (fruit maturation) of fruit growth, when complete irrigation cut-off was applied. The main difference found was between rootstocks, orchards of ‘Carrizo’ being 39% more profitable than those of ‘Cleopatra’ due to the greater yield and fruit size and higher price (0.02 € kg⁻¹) for trees on ‘Carrizo’. The application of the DI treatment increased the profit for ‘Carrizo’ since the decrease in pruning costs was greater than the reduction of incomes. The profit of ‘Cleopatra’ under DI decreased due to yield reduction. The variable and fixed operating costs during the growth cycle were decreased by the DI treatment, with a reduction of fertiliser (40%), water applied (30%) and electricity consumed (30%) compared with the control. In addition, in ‘Carrizo’, DI decreased the pruning (16%), machinery (11%) and phytosanitary products (9%) costs as a result of the reduction of the canopy growth. From these results, we conclude that, with similar crop management, orchards of ‘Lane late’ navel orange on ‘Carrizo’ rootstock were more profitable than those on ‘Cleopatra’ under deficit-irrigation conditions.     

谷物联合收获机智能测产系统设计和应用

对谷物联合收获机智能测产系统基本组成、主要工作过程、主要传感器进行了分析；利用单位时间小区谷物产量计算模型和专用产量图生成软件绘制了一块小麦产量数据点图、栅格图和等值线图。     

基于SMS的冬小麦产量分布图生成技术

研究了美国CASE IH公司AFS谷物测产系统的基本组成,对Ag Leader公司SMSbasic 3．0农田空间管理系统的主要功能进行分析和介绍,其基本功能有：数据处理,文件输入、输出,产量图绘制,文档图表显示等。对AFS系统使用过程中的设置与标定作了描述,并利用SMS生成了一块具有空间分布的冬小麦产量图、含水率分布图和地块高程图。     

谷物联合收获机测产系统性能试验

引进Ag Leader谷物测产系统,在国产中小型谷物联合收获机平台上开展了测产系统性能试验.谷物测产系统主要由包括流量传感器等在内的多路传感装置、终端显示及控制平台和GPS系统构成.首先进行了系统传感器的标定试验,然后进行了田间小麦的收获试验.将试验获得的产量数据进一步进行了处理,通过产量数据点的空间自相关性分析发现,产量值采样点在20 m范围内的的相互依赖程度较高;半方差分析表明,测产区域的产量分布空间变异明显,呈现空间聚集分布的特点.克里格插值后的产量分布图呈现斑状分布的趋势,也直观反映了聚集分布的特征,可以为精细农业的实施提供必要的理论依据.     

基于树冠图像特征的苹果园神经网络估产模型

针对树上苹果产量的早期估测问题,提出了一种利用果树图像树冠树叶与果实的信息,通过BP(Back propagation)神经网络建立模型进行苹果估产的方法。首先在苹果园内分别获取果树在苹果半熟期、成熟期的数字图像,并在苹果收获时将每棵树上的苹果称量,得到实际产量;采用图像处理方法识别出树冠上的果实及树叶;提取果实区域及树叶区域与产量相关的信息为输入,以果树实际产量为输出,建立基于BP神经网络的半熟期与成熟期估产模型,拟合度R分别达到0.928 7、0.980 4。将模型用于待估产样本,得到半熟期样本估测产量与实际产量拟合度R为0.876 6,成熟期样本估测产量与实际产量拟合度R为0.960 6。结果表明该模型具有较好的预测精度与鲁棒性。     

咸水灌溉对土壤水热盐变化及棉花产量和品质的影响

为了充分利用咸水资源,采用田间对比试验,研究了1、3、5、7 g/L等4个矿化度咸水(分别用S1、S2、S3、S4表示)灌溉对棉田土壤水热盐变化特征及棉花长势、产量和纤维品质的影响。结果表明,棉花生育期内各处理0~40 cm土层土壤含水率及地下5 cm处土壤温度总体上都随着灌溉水矿化度的增加而增大,但差异不大;处理间土壤电导率差异明显,灌溉水矿化度愈高,土壤电导率愈大,棉花生育期结束后,降雨对各处理盐分的淋洗率介于29.40%~40.40%。土壤水分和盐分剖面分布受制于土壤质地、降雨和棉花蒸发蒸腾耗水;干旱时期,土壤干燥,盐分表聚,湿润时期与之相反。棉花成苗率、株高、单株最大叶面积和霜前花率均随着灌溉水矿化度的增加而降低,籽棉产量从大到小依次为S2、S1、S3和S4,其中,S4与S1处理间的差异达显著水平。咸水灌溉通过改变马克隆值对纤维品质产生了负面影响,尤其是S4处理。研究结果可为丰富棉花咸水灌溉技术体系提供理论支撑。     

大农机助推大农业产量效益双跨越——黑龙江农垦852分公司创新农机管理模式解析

近年来通过加速提升农机装备水平、创新管理方式,黑龙江农垦852分公司的综合实力得以迅速提升。该文通过对852分公司近几年变化的分析,总结出适合当地发展的道路,实现了产量效益双跨越。     

高压静电场对水培番茄生理指标与产量的影响

为探讨高压静电场对水培番茄生理生化指标与产量的影响规律,阐明影响机理,将番茄幼苗放入平行板电极的2个极板间并施加2.00、2.25、2.50 k V/cm 3种不同强度的高压静电场8 h,然后将电场处理后的幼苗在温室采用无机基质和营养液模式培养,同时对茎粗、鲜质量、叶绿素含量、根系形态特征、生长期、膜透性、离子浓度变化和果实最终产量进行测试分析,结果表明:与不加电场的对照相比,营养液栽培高压静电场处理改变了番茄的生长特性,且强度为2.25 k V/cm的电场对茎粗、鲜质量、叶绿素含量、根系形态的促进效果最优,基质栽培中2.25 k V/cm的电场处理后产量提高了23%。