轮式车辆动力传动系自激振动研究(Ⅲ)——自激振动系统的稳定性分析

该文建立了整车振动系统（包括整车垂直振动系统、整车纵向振动系统和动力传动系统）的力学模型，对整车振动的非线性运动微分方程在平衡点附近线性化，根据当量线性化系统在状态空间中的特征值判断系统的稳定性，并作出了影响系统在外界参数空间的临界稳定曲面，为研究抑制自激振动的措施提供理论依据     

基于精确反馈线性化的单相并联APF电流滑模控制

有源电力滤波器(active power filter,APF)作为一种谐波和无功补偿装置,能够实时动态地跟踪并补偿电网中的谐波。该文针对单极性调制的单相并联APF进行了分析和数学建模;基于精确反馈线性化理论,重新构造了单相APF仿射非线性系统的输出函数;在此基础上通过非线性坐标变换将原系统转化为完全能控的线性系统,并在映射的微分同胚系统中设计了一个相对阶为r(r=2)的滑模控制器实现了对补偿电流的精确控制。所提方法在实现对APF输出电流精确控制的同时,简化了控制系统的总体设计。在Matlab仿真试验中,通过与传统PI控制的单相APF的补偿效果进行对比:采用传统PI控制和该文所提控制方法的单相APF补偿后的电流总谐波失真(total harmonic distortion,THD)分别为3.83%和1.18%,后者的动态性能也优于前者,验证了基于精确反馈线性化的滑模控制方式的优越性。最后,搭建试验平台佐证了该文所研究控制方法具有良好的动态响应、稳态性能以及鲁棒性。该研究可为今后单相APF和三相APF的控制方式改进提供参考。     

管道式喷灌系统水力解析的改进前进(EFSM)算法

分析了图解法、解析法和数解法等水力解析方法各自的特点,并着重比较了有限元法和Hathoot前进法等数解法的优点和局限性。根据前进法的基本思路,提出了管道式喷灌系统水力解析新方法——改进前进法(EFSM)。应用伯努力能量方程和达西－韦斯巴赫摩擦损失方程依次对干管和支管建立方程,通过逐步迭代将非线性方程线性化,并提出了针对梳齿形和干管单向布置的丰字形喷灌系统的水力解析步骤。     

阀控非对称缸电液伺服系统的线性鲁棒观测器设计

为了更为有效地诊断电液伺服控制系统的故障,设计良好的状态观测器是至关重要的前提。针对阀控非对称缸电液伺服系统,提出一种线性鲁棒观测器的设计方法。在考虑建模误差、参数变化、外力干扰、过程噪声以及测量噪声等影响因素的前提下,将系统非线性模型进行线性化,并据此设计系统的线性鲁棒观测器。仿真结果表明：小负荷情况下,该文设计的线性观测器具有一定的鲁棒性。     

变区间线性化方法及淤地坝系库容,建坝时序的同步优化

该文提出的变区间线性化方法是对现有线性化方法的改进，应用于淤地坝系的优化规划效果很好。该方法与常用的非线性规划相比具有如下优点：计算结果更为稳定、可靠、计算时间大为缩短；对非线性规划无力求解的复杂问题也能求出最优解。文中的实例说明变区间线性化方法有能力将拦泥库容（坝高）、滞洪库容（坝高）、建坝时序进行同步优化。     

气体射流冲击干燥含水率在线监控系统设计

针对气体射流冲击干燥过程中自动称量受风速、设备运行振动、干燥温度等因素影响的问题,设计了新型干燥设备监控系统,实现了干燥过程中物料质量及含水率的自动获取、即时查看及数据显示和存储。系统通过"停机-稳定-称量-启动"自动称量流程及分温度段分载荷区间线性化校准等方案,有效保证了自动称量精度,通过将从机控制器的运行状态纳入到系统运行逻辑判断中,保证了系统长期运行的可靠性和安全性。系统称量量程0~2 000 g,最小分度值1 g。试验表明:自动称量系统相对误差小于0.7%,含水率(湿基)分析误差在±0.9%范围内,满足了干燥过程中在线物料质量及含水率监测需要。该系统为多种物料的干燥进程判断及产品质量保证提供了自动化监控平台。     

果园钢索牵引货运系统负载纵向稳定性控制

为有效抑制果园钢索牵引悬挂式货运系统吊重的纵向偏摆,该文采用根轨迹校正法设计了系统纵向运行稳定性控制器。在忽略侧向运动影响的前提下,利用拉格朗日方程建立了线性化的纵向动力学模型。通过在左半复平面添加2个零点,对系统的根轨迹进行了校正。仿真和试验结果表明:所提出的只考虑吊重在纵向平面内运动的数学模型能够表述原系统运动特性,设计的控制器可快速衰减纵向偏摆,抑制吊重纵向摆动角度在±1.5°以内,将摆角角速度幅度极值减小至10%。该研究为悬挂货运系统的纵向稳定性控制提供了参考依据。     

基于良序集和垄行结构的农机视觉导航参数提取算法

根据田间作物垄行间杂草离散的特点,基于图像矩阵,运用像素子集的良序性,结合垄宽先验知识得到垄行轨迹中心。同时,系统选择图像的绿色成分为目标特征空间,滤掉了非绿色的背景噪声,为寻找垄行子集奠定了基础。在摄像头参数结构的可线性化映射区(图像中间约1/3区域),考虑移动平台的速度和系统图像采样间隔,在系统处理速度大于平台移动速率条件下,建立了单目视觉导航系统的动态方程。试验结果表明：航向角和位置参数平均误差分别约为1°和1 mm。该算法设计简洁,实现容易,可有效避免杂草等噪声的影响,对光照也有一定的适应性。     

滴灌树状管网水力计算的有限元法

大型滴灌系统的水力计算必须借助计算机用管网分析技术来解决,若使用普通微机,占用的内存的数目可能成为主要的障碍。本文提出一种节省内存,计算方法简便的有限元法,使3000～6500高阶矩阵问题能在普通个人计算机上求解。作者对有限元法中的单元离散、非线性问题的线性化、总体方程构造、元素储存以及求解等一系列问题都提出了新的见解。     

土壤温湿度测量仪的研制

为快速测量大田土壤温湿度,而设计的仪器,湿度测量采用电容法。非电量经A/D转换后,通过EPROM制表的方法,实现了数据线性化。温度传感器采用AD590。     

辽西半干旱区玉米大豆间作对作物产量及水分利用的影响

为探明玉米大豆间作的作物增产、土地生产力提升和水分高效利用机理,优化辽西半干旱区适宜的玉米大豆间作模式,于2018−2019年在国家农业环境阜新观测实验站,采用田间定位试验方法,设置了玉米大豆间作2行﹕2行（M2S2）、4行﹕4行（M4S4）、6行﹕6行（M6S6）,玉米单作（M）和大豆单作（S）5种种植模式,研究玉米大豆间作对作物产量、土地生产力、土壤水分空间分布及水分利用效率的影响。结果表明,5种单、间作模式作物总产量表现为M＞M6S6＞M4S4＞M2S2＞S,间作模式中作物对总产量的贡献率表现为玉米＞大豆,玉米贡献率为79.0%～87.3%,大豆贡献率为12.7%～21.0%;M6S6和M4S4间作模式土地当量比（LER）分别为1.13～1.19和1.06～1.07,均具有间作产量优势,其中M6S6间作优势最强;M2S2间作模式土地当量比（LER）小于1,表现为间作劣势;土壤水分空间分布结果表明,0−50cm土层间作玉米与大豆存在水分竞争,60−100cm土层玉米和大豆存在水分互补;3种间作模式均提高了单位面积的玉米水分利用效率,除M6S6间作模式外,M4S4和M2S2间作模式均降低了大豆水分利用效率;M6S6和M4S4间作模式水分当量比（WER）分别为1.18～1.21和1.05～1.06,水分生产力提高5%～21%,均具有间作水分利用优势,其中M6S6间作优势最强,M2S2间作模式水分当量比（WER）为0.99～1.01,间作水分利用优势不显著。综合分析认为,玉米大豆间作模式中M6S6间作产量优势和水分利用优势最强,能够显著提高农田土地生产力和水分利用效率,在辽西半干旱区农业生产中具有更好的应用价值。     

基于MODIS数据的雪水当量监测模型研究

依据对MODIS数据36个波段波谱值的研究,选择对雪深信息最敏感的两个波段(第1波段,第3波段),采用“度日法”及积雪消融过程中的实测资料,建立了雪水当量统计模型.通过实测数据的进一步验证,该雪水当量监测模型的精度达到了0.86,可以为融雪径流计算、融雪洪水预测预警等工作提供重要的参数,为相关部门提供决策支持.     

向日葵和马铃薯间作模式的生产力及水分利用

本研究通过对不同间作模式中作物水分吸收和利用的分析比较,探讨间作提高产量的机理,提出适合当地生态环境的最优间作模式,并提供一定理论依据。于2009年和2010年在内蒙古武川进行了大田试验,研究马铃薯/向日葵不同间作模式水分吸收和利用,结果表明,马铃薯/向日葵2种间作模式:2行马铃薯:2行向日葵(2P:2S)和4行马铃薯:4行向日葵(4P:4S)的土地当量比LER为1.2～1.3,都具有较强的间作产量优势。其中,4P:4S间作体系2年平均的LER为1.26,间作优势最大。4P:4S间作马铃薯的农田蒸散量ET与单作马铃薯的ET相比差异不显著。单作向日葵和间作向日葵的农田蒸散量ET无显著差异。虽然,2P:2S间作模式和4P:4S间作模式的马铃薯水分利用效率WUE比单作分别降低了81%和66%,但2种间作模式下向日葵的水分利用效率与单作相当。因此,在马铃薯和向日葵间作模式中,整体的水分利用效率提高了,水分当量比WER在1.2～1.3,其中4P:4S间作系统的水分当量比2a均为1.3,说明该体系具有显著的水分利用优势。综合分析认为,马铃薯/向日葵间作特别是4P:4S间作模式有利于提高土地生产力和农田水分的利用效率,在可持续雨养农业发展中具有很好的应用价值。     

基于降水平均等待时间指数的西北绿洲干旱时空变化研究

根据西北绿洲1960-2011年86个气象站点的日降水资料,基于降水平均等待时间指数(AWTP)转化而来的相当干期(EDP),利用线性回归和反距离插值(IDW)等统计方法分析了西北绿洲的干旱时空变化。结果表明,西北绿洲的相当干期年变化总体呈下降趋势,其倾向率为-1.109/10 a。在52 a中,1991年的相当干期最大,达到了108.9 d。西北绿洲相当干期季节变化均呈降低趋势,春季减小最明显。突变分析表明,1976和1996年为相当干期的突变年。周期分析表明,西北绿洲的5个分区分别存在13,12,9,13,10 a的主周期。西北绿洲相当干期呈以塔里木盆地的西北部和新疆地区吐鲁番盆地-塔里木盆地的东南部以及柴达木盆地西部组成的区域为两个中心向四周呈减小的半环状分布特征。     

河北省曲周县设施农业资源利用程度评价

近年来设施农业得到了迅速发展,大大提高了农业资源利用效率。该文借鉴土地当量比概念,以露地为对比从产量、产值和纯收益3个方面建立了设施农业资源利用程度评价的指标：产量当量比、产值当量比和纯收益当量比以及它们的计算模型,并以河北省曲周县为例进行实证分析。通过对曲周县塑料大棚为主的设施农业资源利用程度评价表明：曲周县设施农业资源利用程度大部分都处于较低水平,设施农业资源利用效率的提高仍有较大的空间。     

Sea salmon sludge as fertilizer: effects on a volcanic soil and annual ryegrass yield and quality

Abstract. To evaluate the effect of sea salmon sludge on soil and ryegrass yield and quality, five treatments were tested (30, 60 and 90 t ha⁻¹ of sludge, inorganic fertilizer and control). The sludge contained 16% dry matter (DM), 0.13% total N and 1.6% P. The sludge increased ryegrass DM yield, P and Na content, but decreased K concentrations in soil and plants. Sludge can be applied successfully on to land, but its addition should be complemented with inorganic nutrients (N, K). The high Na content of the sludge may limit repeated application, but the main benefit is its P content.     

温度滴定法测定复合肥中钾离子浓度的研究

复合肥中钾元素的检测可有效控制复合肥产品的质量。本研究选取合适的前处理方法,并应用温度滴定法对复合肥中的钾离子进行了定量研究。该法测定复合肥中的钾离子以四苯硼钠与钾离子生成沉淀反应为基础,由于反应是放热反应,当滴定到等当点时,反应室的温度变化率最大,指示终点的到达。该方法具有操作简便、快速、灵敏度高等优点,非常适合对复合肥中钾离子含量的监控。研究结果表明,使用温度滴定法和离子色谱法及四苯硼酸钾重量法测得的复合肥中钾离子含量一致,该方法准确度高,重现性好,回收率可达97%以上。     

基于角度指数的油菜叶片等效水厚度估算研究

叶片等效水厚度(EWT)是评估油菜生长状态的一个重要参数。为快速准确估算油菜叶片EWT,选择9个常用的植被水分指数(WI、PRI、NDVI、NDII、NDWI、MSI、PWI、GVMI、NDMI),在6个已有角度指数(β_SWIR1、SANI、SASI、ANIR、NANI、NASI)基础上,提出2种角度比值指数(SARI、NARI),并根据油菜叶片水吸收谷峰高光谱特征,提出基于水吸收谷1 450 nm和1 930 nm的8种改进型角度指数,利用以上25种角度指数估算不同施氮水平下苗期、蕾薹期以及不区分苗期、蕾薹期情况下的油菜叶片EWT。结果表明,苗期ANI₁₄₅₀、ASI₁₄₅₀、MSI、GVMI、NDII估算效果较好,R^2均达到0.81以上;蕾薹期ANI₁₉₃₀、ASI₁₉₃₀、NASI、SANI、GVMI、SARI效果最好,R^2均达到0.71以上;在不区分苗期、蕾薹期的情况下,改进型角度指数ANI₁₄₅₀、ASI₁₄₅₀效果最好,R^2均达到0.832,可以在不区分苗期、蕾薹期情况下对油菜叶片EWT进行估算,适用性更广。本研究提出的改进型角度指数不仅丰富了已有角度指数,且提高了其反演油菜叶片EWT的精度,为快速精确估计油菜叶片EWT提供了新的研究思路。     

利用电学阻抗技术检测巴氏杀菌乳的物理特性

阻抗特性作为宏观的电学参数可以实现对牛乳的理化性质评估。在20 Hz～12 MHz频率区间采用带螺旋测微仪的平行板测量系统连接阻抗分析仪研究了3类巴氏杀菌的全脂乳、低脂乳和脱脂乳在不同稀释比例及开封后室温储藏时的阻抗特性。提出巴氏杀菌乳的RC等效电路并采用ZSimpWin软件拟合得到了乳样的电学元件参数,发现低脂乳的稀释比例和其等效电阻呈指数关系,决定系数为0.8337(P<0.05)。各类巴氏杀菌乳的阻抗幅值随频率的提高而降低,相位角则呈现先减少后增加的趋势,其阻抗特性与脂肪含量无明显规律性,但与稀释比例存在显著性关系,20 Hz和1033 Hz时的全脂乳和脱脂乳的相位角与稀释比例具有良好的指数回归关系,决定系数为0.9887和0.9493(P<0.01),而低脂乳于11.4 kHz下相位角与稀释比例呈线性回归,决定系数为0.9846(P<0.01)。室温下开封储藏的乳品内部发生复杂的生化反应且伴随有机物分解,全脂乳和脱脂乳存放时间与其阻抗特性无显著性关系,但低脂乳在207 Hz的激发电场频率下的相位角与储藏时间呈现对数回归关系,决定系数为0.889(P<0.05)。该研究为实现生产中巴氏杀菌乳的浓度和储藏时间分析评估提供了快速而可靠的方法。     

热风干燥对果蔬薄壁组织细胞结构的影响

为了研究热风干燥过程对果蔬微观结构的影响,该文选择马铃薯、苹果、胡萝卜3种物料,运用组织石蜡制片、显微成像及图像处理技术,获得了3种物料在热风干燥过程中不同含水率下的薄壁组织细胞结构图像及各细胞结构参数的分布曲线,并分析了热风干燥对微观结构参数(细胞横截面积、周长、当量直径和圆度)的影响,建立了微观结构参数与宏观干燥参数(水分比)的拟合方程。结果表明,各细胞结构参数比与水分比之间具有线性相关性,可以用数学模型预测在热风干燥过程中苹果、马铃薯和胡萝卜的薄壁组织细胞结构随含水率的变化情况,研究结果可为控制果蔬在热风干燥条件下的品质及建立干燥过程数学模型提供理论依据。