大田秸秆生物反应堆技术可行性分析及配套机具研究

秸秆生物反应堆技术是农作物秸秆利用的有效途径之一。概述秸秆生物反应堆技术的原理、作用及应用情况。提出将该技术应用于大田作物生产的设想,分析技术要点,探讨技术实施所需作业机具的设计方案,以期为今后的进一步研究提供依据。     

改进暗管排水结构型式对排水性能的影响

提出一种占用耕地少、排水流量较常规暗排大且环境友好的改进暗排。基于室内土柱试验,分析改进暗排在地表积水、土体饱和条件下的排水除涝性能及其机理,提出地表积水土体饱和入渗条件下改进暗排排水流量的理论计算公式。结果表明,改进暗排可以有效提高暗管排水能力,试验条件下,反滤体宽度为2~6 cm的改进暗排在自由出流条件下的排水流量为常规暗排排水流量的2~3倍;积水层深度相同时,改进暗排排水性能随反滤体宽度的增加而增大,但增幅逐渐减小;土体介质和反滤体的渗透系数差别越大,改进暗排的排水作用越明显。理论方法计算结果与试验结果相吻合,证明提出的理论计算公式是合理可行的。     

高压共轨柴油机喷油控制策略研究

通过对高压共轨柴油机喷油控制的需求分析,发现在转速突变时进气系统具有明显的迟滞性,这种迟滞性表现为进气增量跟不上喷油增量,所设计的转速变化主喷油量修正算法能够重新修正原喷油量,以获得合理的空燃比,改善燃烧过程。多次喷射会造成轨压波动,经过多次喷射轨压波动油量修正算法对喷油量脉宽进行预修正,可以提高喷油执行精度。利用ETAS公司的ASCET建模软件工具和自主开发的ECU电路板,在YN33CR型高压共轨柴油机上进行了台架试验。试验结果表明:该喷油控制策略符合预期效果,能够有效改善喷油控制。     

基于MS-IMMIKF的MEMS陀螺输出信号消噪处理

陀螺用于感知稳定平台相对于惯性空间的角速率,进而得到稳定平台在惯性空间的姿态,通过反馈稳定平台伺服控制机构相应的控制量来实现对稳定平台的稳定控制。通过分析陀螺随机误差对稳定平台精度影响,提出了一种新的陀螺随机漂移处理方法。首先针对机动跟踪领域的Singer模型中人为设定机动频率α的不合理性,对机动频率α进行在线估计,提出基于Modified Singer(MS)模型直接对陀螺输出进行建模的方法;在此基础上建立基于交互式多模型(IMM)的改进卡尔曼滤波算法(MS-IMMIKF)对陀螺输出随机误差进行处理,并对交互式多模型的改进卡尔曼滤波(IKF)进行理论分析和推导;通过数值仿真分析和稳定平台中某型号陀螺试验验证和仿真计算得出,静态滤波后均方根误差达到0.022 7°/s,证明了该方法对陀螺漂移处理的有效性与可行性;最后通过稳定平台动静态稳定试验表明,MS-IMMIKF滤波算法对提高稳定平台精度有效且实用。     

基于显著性检测的黄瓜叶部病害图像分割算法

针对复杂背景下黄瓜叶部病害分割精度不高的问题,提出了一种基于显著性检测的黄瓜叶部病害图像分割算法。首先利用超像素将黄瓜图像分块,获取黄瓜叶片的边缘,并提出了一种超像素间权重计算方法和显著种子选取方法;然后通过流形排序计算显著图,对得到的显著图进行阈值分割,得到二值图像;再将二值图像与原图像进行掩码运算,得到黄瓜病害叶片;最后利用超绿特征和数学形态学对病害叶片进行分割得到病斑。对常见的黄瓜病害(白粉病、褐斑病、霜霉病、炭疽病)图像进行测试,结果表明该算法与Otsu算法和k-means算法相比,有效解决了冗余分割问题,错分率均在5%以内,算法平均执行时间均小于4 000 ms,分割效果更加精确,为后续构建黄瓜病害自动识别系统奠定了基础。     

斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置结构参数优化

为满足我国现阶段高产水稻的收获要求,对自行研制的履带式斜置切纵流联合收获机进行了结构改进,构建了载荷测试系统,并在田间开展了三因素三水平的正交试验,分析了切纵流滚筒转速、切流滚筒凹板筛结构形式、斜置纵轴流螺旋喂入头与导流罩径向间隙等因素对脱粒分离性能的影响,使用极差分析法对斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置的结构参数进行了优化。优化结果表明:切流滚筒转速和纵轴流滚筒转速分别为862、806 r/min,切流凹板筛过渡段为导向、分离孔式,螺旋喂入头与导流罩径向间隙为50 mm时,整机的脱粒分离性能较优。脱粒分离总损失率为0.62%,脱粒分离总功耗为40.42 k W。     

基于视频分析的犊牛基本行为识别

针对接触式获取动物行为信息的局限性,研究并提出基于视频分析的犊牛基本行为识别方法。首先对目标检测方法进行改进,提出基于最大连通区域的目标循环搜索环境建模、目标检测算法,以高效提取复杂自然环境下的犊牛目标;在提取犊牛的质心、轮廓等时序特征的基础上,采用基于结构相似的犊牛行为序列快速聚类算法,对犊牛基本行为进行识别。试验结果表明,环境建模、目标检测算法目标正负样本检测正确率分别达90.94%和98.98%,比背景相减法分别提高4.59和8.32个百分点;犊牛躺、站、走和跑跳的正确识别率分别为100%、96.17%、95.85%和97.26%,能快速对犊牛基本行为进行准确分类,为大型动物高级行为识别及理解奠定了基础。     

两段收获花生螺杆弯齿式轴流摘果装置设计与试验

针对现有花生摘果装置普遍存在的摘果损伤率高且易缠绕、堵塞和排秧困难等问题,以及满足我国两段式花生收获的捡拾联合收获机摘果装置研究需要,在研究两段式花生收获方式下花生植株性状与特点基础上,设计了一种螺杆弯齿式轴流全喂入花生摘果装置,摘果作业时,花生植株受螺杆、弯齿和凹板筛共同作用使花生荚果从花生茎秆上脱离,因螺杆有螺旋角、弯齿有倾角,花生植株沿摘果滚筒圆周运动的同时,受轴向分力作用排出机外,在保证高摘净率和低损伤率的同时避免植株在滚筒中缠绕和堵塞;对关键部件(螺杆、弯齿和凹板筛等)进行了设计与计算。以晾晒3~5 d的辽宁主栽花生品种"花育30"为试验材料,以弯齿与滚筒母线夹角、弯齿弯角和螺杆与滚筒母线夹角为试验因素,以摘净率和破碎率为试验指标,运用回归正交旋转试验方法,对样机进行了两段收获条件下的摘果性能试验;建立试验因素与试验指标之间的数学模型并进行响应面优化试验分析,结果表明:在弯齿与滚筒母线夹角为33°、弯齿弯角为60°和螺杆与滚筒母线夹角为23°时,花生摘果综合指标最优,花生摘净率为98.96%,花生破碎率为0.88%,均优于行业标准,满足实际生产要求。     

基于LVDS传输线延时检测技术的土壤含水率传感器

为实现土壤含水率的快速准确监测,设计了一种基于LVDS差分传输线延时检测技术的土壤含水率传感器。该传感器将高频振荡信号分路为两通道LVDS差分信号,一个通道用于测试土壤含水率,另一个通道用于提供参考信号。由于土壤中水分的变化改变土壤介电常数,从而导致测试通道LVDS差分总线上信号传输延时的变化,则传感器检测该通道信号的传输延时就可以确定土壤含水率。为了获得LVDS总线设计线宽和线间距的最优值,以LVDS总线阻抗值均方误差最小化为目标,构建了线宽和线间距的最优化计算模型,并通过遗传算法求解出了最优线宽为0.178 9 mm和最优线间距为0.223 8 mm。试验表明,根据该参数设计的传感器在50 MHz频率时,对体积含水率8.31%以上的砖红壤土和黄壤土的预测模型为线性模型,决定系数R2为0.964 2,绝对预测误差在2.45%以内。     

大豆疫霉根腐病菌毒素处理抗感不同大豆品种后苯丙氨酸解氨酶活性的变化

对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的变化规律进行了初步研究,结果表明：适宜浓度的毒素（稀释100倍,浓度为0．0897mg／mL）处理抗病大豆品种的根、茎和叶中苯丙氨酸解氨酶活性在病程的大部分阶段与对照相比都升高,而感病品种在整个病程中虽然在某些阶段较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其他阶段苯丙氨酸解氨酶下降幅度远大于升高幅度。而浓度相对较高的毒素（稀释50倍,浓度为0．1794mg／mL）处理后抗感品种根、茎和叶中苯丙氨酸解氨酶活性的变化较稀释100倍浓度毒素幅度小。