基于干扰观测器的直播机路径跟踪快速终端滑模控制

针对农田中存在不确定性干扰时,会导致建立的无人水稻直播机运动学模型精确度不高,从而使路径跟踪收敛时间长,跟踪效果较差等问题,提出由直播机运动学模型建立相应的非线性干扰观测器从而实现对不确定性复合干扰的精确观测。将观测到的干扰值补偿到运动学模型中以提高模型的精度,降低滑模控制的抖振。为了控制直播机沿指定路径作业并提高路径跟踪收敛时间,设计了一种快速终端滑模控制算法。基于李雅普诺夫判据检验了算法闭环系统的稳定性。使用Matlab/Simulink建立了农机运动学仿真模型,仿真结果表明,非线性干扰观测器能精确观测出系统的不确定性干扰。与不带干扰观测器的滑模控制算法相比,本文控制算法可有效减少收敛时间,抑制干扰带来的抖振。无人直播机水田作业实验表明,采用本文所提出的算法以1.2m/s的速度高效作业时,横向平均绝对偏差为0.0247m,均方差为0.0311m。并且转弯收敛速度快,无超调,路径跟踪精度满足实际作业要求。     

柑橘黄龙病远红外热处理温度场分布特性试验研究

针对柑橘黄龙病热空气处理存在能耗高、加热设备笨重、传热较慢等问题,提出了柑橘黄龙病远红外热处理方法。为解决远红外加热时柑橘树温差过大的问题,搭建了柑橘黄龙病热空气快速处理温度场分布特性试验平台,研究了远红外灯管组数量、单根灯管功率、加热时间、远红外灯与支架顶部距离对柑橘树温度场分布的影响,并对远红外加热影响因素进行优化。研究结果表明:远红外灯管组数量、单根灯管功率以及加热时间对柑橘树叶和枝干的温度场分布均有显著影响,远红外灯与支架顶部距离对树叶的温度场分布影响显著。试验优化后的参数为:远红外灯管组数量为3,单根灯管功率为1 k W,加热时间为3 min,远红外灯与支架顶部距离为10 cm。在此条件下,树叶温度平均值为58. 1℃,枝干温度平均值为43. 1℃,整体温度平均值为52. 3℃。在此参数下对柑橘黄龙病进行远红外热处理田间试验,病菌浓度平均降低34. 4%。研究结果可为柑橘黄龙病规模化远红外热处理设备的优化设计提供参考。     

基于深度学习的大豆生长期叶片缺素症状检测方法

为了检测作物叶片缺素,提出了一种基于神经网络的大豆叶片缺素视觉检测方法。在对大豆缺素叶片进行特征分析后,采用深度学习技术,利用Mask R-CNN模型对固定摄像头采集的叶片图像进行分割,以去除背景特征,并利用VGG16模型进行缺素分类。首先通过摄像头采集水培大豆叶片图像,对大豆叶片图像进行人工标记,建立大豆叶片图像分割任务的训练集和测试集,通过预训练确定模型的初始参数,并使用较低的学习率训练Mask RCNN模型,训练后的模型在测试集上对背景遮挡的大豆单叶片和多叶片分割的马修斯相关系数分别达到了0.847和0.788。通过预训练确定模型的初始参数,使用训练全连接层的方法训练VGG16模型,训练的模型在测试集上的分类准确率为89.42%。通过将特征明显的叶片归类为两类缺氮特征和4类缺磷特征,分析讨论了模型的不足之处。本文算法检测一幅100万像素的图像平均运行时间为0.8 s,且对复杂背景下大豆叶片缺素分类有较好的检测效果,可为农业自动化生产中植株缺素情况估计提供技术支持。     

水泵水轮机泵工况轴向力特性分析与改善

水泵水轮机是抽水蓄能电站的核心部件,水泵水轮机的轴向力特性对其运行稳定性与安全性具有主要影响。作为一种典型的立式机组,为防止抬机事故的发生,机组转轮部分需要具有向下的轴向力,但在泵工况下,该轴向力容易过大,并可能引起机组下沉。采用计算流体动力学方法,研究分析抽水蓄能水泵水轮机泵工况不同流量与活动导叶开度下的轴向力特性。研究结果表明,在泵小流量、小导叶开度、高扬程的工况下,向下的轴向力较大;采用对称布置的均压管路连接转轮上冠腔体与尾水管,轴向力变为轻微向上,扬程与水力效率无显著变化,有效解决了机组泵工况向下轴向力较大的问题,机组运行的安全性与稳定性得到了显著提高。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

黄金梨和鸭梨叶片光合作用的光抑制及其恢复的比较研究

 以黄金梨和鸭梨的连体和离体叶片为研究材料, 在自然光强和模拟光强下测定光合作用和叶绿素荧光参数。结果表明: 黄金梨和鸭梨连体叶片经午间强光处理后, 净光合速率( P_n) 、表观量子效率(AQY) 和光系统Ⅱ ( PSⅡ) 的光化学效率(F_v /F_m ) 降低, 初始荧光( F_o ) 升高, 且其降低或升高的幅度随着光强的增强而加大, 说明强光胁迫使叶片发生了光抑制; 黄金梨和鸭梨离体叶片的光抑制程度均随着强光照射时间的延长而加重, 但是在光强减弱或在弱光下恢复2～4 h, 均可基本恢复到正常值, 说明仅强光引起的光抑制是可逆的; 对DTT处理的叶片进行强光处理, 其F_v/F_m比未吸入DTT的叶片低, F_o比对照高, 说明依靠叶黄素循环进行热耗散是梨树叶片防御强光破坏光合机构的重要途径之一; 黄金梨对强光胁迫的忍耐能力和恢复能力较鸭梨弱, 说明梨树光抑制程度品种间有差异。     

新疆野苹果群体遗传结构和遗传多样性的SRAP分析

 采用SRAP标记,对中国新疆野苹果4个种下居群的群体遗传结构和遗传多样性进行了研究。结果表明：10对SRAP引物总共扩增了209条带,其中206条是多态性带（98.56%）。巩留群体、新源群体、霍城群体和裕民群体分别扩增了180、169、178和165条多态性带,巩留群体的随机交配杂合度（hs = 0.3037 ± 0.0058）最高,其次为霍城群体。UPGMA聚类分析和群体间遗传分化系数显示,巩留群体和新源群体之间,以及霍城群体和裕民群体之间,遗传关系最近,群体间遗传变异最低。新疆野苹果群体内遗传变异高于群体间,占总变异的87.9%,主坐标轴分析显示4个群体是相对独立,其中巩留群体和新源群体,霍城群体和裕民群体之间,有较高的基因交流。所有参数分析表明,巩留群体遗传多样性最丰富,故在制定新疆野苹果原地和异地种质保护计划时应优先考虑巩留群体。     

霍山石斛类原球茎诱导及其发育过程研究

 以霍山石斛试管苗带节茎段为材料, 诱导产生类原球茎, 并研究类原球茎发育过程。结果表 明, 霍山石斛类原球茎诱导的适宜培养基为Knudson + 2, 4-D 0.1 mg·L ^{- 1} + KT 0.05 mg·L ^{- 1} , 诱导率为25.50%。以固体静置、固液双层静置、液体静置、液体振荡4种不同培养方式进行增殖培养, 其中液体振荡培养方式更适于类原球茎快速增殖。类原球茎通过胚状体发生途径形成, 类似于合子胚的发育, 即经历原胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶胚, 最后发育为成熟胚。类原球茎发育进程大致可分为类原球茎形成期、类原球茎肥大期、茎叶分化期、茎叶形成期以及茎叶伸长期等阶段。     

南亚热带李新品种‘华蜜大蜜李’

 ‘华蜜大蜜李’是从‘三华李’中选育出来的优良新品种, 果实近圆形, 平均单果质量51.5 g, 可溶性固形物含量9%～11% , 酸甜味浓, 肉质软溶, 丰产稳产, 是‘三华李’中的大果品种, 适合于南亚热带山区栽培。在广东6月中下旬果实红熟。     

13-MTD induces apoptosis of MCF-7 breast cancer cells by activating MAPK pathway and inhibiting Akt signaling

［ABSTRACT］AIM: To study the effect of 13-methyltetradecanoic acid (13-MTD), a saturated branched-chain fatty acid, on apoptotic induction in breast carcinoma cell line MCF-7 and its underlying mechanisms. METHODS: Breast carcinoma cell line MCF-7 and normal breast epithelial cells MaEC were treated with solvent or 13-MTD at concentration of 140 mg/L. Apoptosis was analyzed by flow cytometry. Phosphorylation of JNK, p38, FADD and Akt after treated with 13-MTD were detected by Western blotting. RESULTS: 13-MTD effectively induced apoptosis of breast carcinoma cell line MCF-7 and no influence to normal breast epithelial cells MaEC, which were confirmed by flow cytometry analysis, was observed. The results of Western blotting showed that obvious increase in p38 and JNK phosphorylation. No significant difference of FADD phosphorylation was observed. However, evidently decrease in Akt phosphorylation was found after treated with 13-MTD. CONCLUSION: 13-MTD was a new safe, effective chemotherapeutic drug. Its underlying mechanisms are through activating MAPK pathway and inhibiting Akt pathway to induce the cancer cells apoptosis.