乡村振兴背景下农村区域发展专业课程体系研究

<正>从2004年开始,党中央、国务院连续19年发布以解决“三农”问题为主题的中央一号文件,可见党中央对“三农”问题的重视,这也促进了农村区域发展专业教育的快速发展。2022年,全国33所高等院校开设农村区域发展专业,其中公办高校28所、民办高校5所。2017年党的十九大报告提出“乡村振兴战略”,明确地指出,要培养造就一支懂农业、爱农村、爱农民的“三农”工作队伍。     

改进AOA模式的大田农机无人驾驶导航参数检测系统设计

卫星导航、视觉导航和雷达导航的成本昂贵、系统构成复杂和适用作业场景有限,在生产特征呈现区域化、适度小规模和分布零散的国内南方水田难以实现便捷跨区域作业和无法适用多农业场景。针对上述问题,该研究以大田环境下无人驾驶农机的牛耕式往复作业路径模式为背景,提出了改进AOA(信号到达角度,Angle-of-Arrival)模式的农业机械无人驾驶导航参数检测系统。该系统采用UWB(超宽带通信,Ultra Wide Band)基站-标签作为检测传感器,设计了TBZ(田边双基站-车身纵向双标签)和TBH(田边双基站-车身横向双标签)2种传感器布置方式,实现农业机械无人驾驶过程中导航参数的快速精准检测。静态试验结果表明:对于2种传感器布置方式,在固定的基站间距和标签间距下,随着标签间距或基站间距的增大导航参数检测精度均有所提高,横向偏差检测误差≤8 cm,航向偏差趋近于0,但不大于1°,并通过正交组合试验方差分析明确了2种传感器布置方式的关键参数对横向偏差和航向偏差检测精度影响的显著性,确定了主次因素和较优参数组合。动态试验结果表明:随着车速增大,横向偏差和航向偏差的检测精度有所降低,横向偏差误差均不超过10 cm,航向偏差的检测误差均小于3°,变异系数均小于10%,说明动态环境下自主导航参数检测系统仍具有较高的检测精度,可满足农机大田自主导航作业需求。研究结果可为研制低成本、高精度和便捷的无人驾驶系统提供参考。     

基于双闭环PID模糊算法的玉米精量排种控制系统设计

黄淮海麦玉轮作区秸秆全量还田模式下,小麦秸秆韧性好、粉碎还田效果差以及土壤较为黏重,传统被动式地轮驱动易秸秆缠绕、拥堵及黏土量较大,播种作业易断条。为有效解决这些问题,该文以勺轮式玉米排种器为研究对象,设计一种主动式玉米电控精量排种系统。该系统作业时,通过USART HMI四线制触控串口屏人机界面向控制器输入理论期望株距,由GPS测速传感器采集机具作业速度,结合旋转编码器实时采集排种器作业转速,基于双闭环模糊算法对PID参数进行自整定,得到排种器目标转速,通过控制器调节相应PWM占空比,以实现通过机具作业速度实时控制电机转速,实现精密排种。台架试验结果表明:理论排种转速6~54 r/min时,实际转速的变异系数均小于10.0%,实际转速在理论转速附近波动范围小,符合控制要求;在设定株距值下,车速为3~5 km/h时,株距合格指数94.0%,漏播指数3.0%;车速为6~8 km/h时,株距合格指数≥90.0%,漏播指数≤4.5%。田间验证结果表明该玉米排种控制系统作业时,株距合格指数≥87.75%,平均值为90.89%,漏播指数均小于4%,平均值为2.54%,与市场上常见的勺轮式玉米排种器相比合格指数提高2.12个百分点、漏播指数降低4.32个百分点,播种性能良好,满足玉米农艺种植要求。该文研究的玉米电控精量排种系统可有效提高排种质量并可为研制高速精量主动排种控制系统提供参考。     

水库移民安置中水土资源优化配置与生态补偿

水库建设所产生的移民安置问题影响着工程进展、库区与移民安置区的稳定发展,在库区移民实物指标调查与多源数据集成应用基础上对水库移民安置中水土资源进行优化配置与生态补偿,促进库区和移民安置区可持续发展。采用现代信息技术对移民实物指标进行采集、处理与集成应用,建立面向水库移民安置的移民信息系统,为水库淹没影响范围的确定与移民安置实施提供辅助决策支持方法,对库区和移民安置区的水土资源与生态进行综合考虑,以此指导水土资源的优化配置和生态补偿。以陕西省引汉济渭调水工程三河口水库移民安置为应用实例,对采集的三河口水库移民实物指标进行统计分析,通过移民信息系统对实物指标进行空间展示,采用问卷调查确定移民安置方式和移民安置区,提出移民安置区水土资源优化配置与生态补偿措施。在水库移民安置过程中对水资源、土地资源和生态环境进行综合考虑有助于移民安置的科学有序进行,库区和移民安置区后期的稳定与可持续发展,在同类工程中具有一定的指导意义。     

不同配肥方案对塿土酶活性和小麦产量的影响

以塿土为研究对象,探讨不同有机无机肥料配比对土壤酶活性和作物产量的影响。结果表明,不同有机无机肥料配比条件下,蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的动态变化特征没有明显改变;但对蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的影响显著,显著影响小麦干物质量和子粒产量。2/3CN+3/5OM处理蔗糖酶活性最高,达29.51 mg/g,分别比3/3CN、3/3CN+1/5OM、1/3CN+5/5OM和5/5OM处理提高33%、32%、89%和146%;2/3CN+3/5OM处理脲酶活性最高为0.75 mg/g,与其余处理差异达显著水平。2/3CN+3/5OM处理碱性磷酸酶活性则与其它处理差异不显著;但小麦子粒产量为5.7 t/hm2,比其它处理分别提高22%、18%、27%和45%。     

汾河上游植被修复模式试验初报

在山西省宁武县汾河上游左岸的校场流域,以自然恢复为主,人工适度干预加速恢复自然景观,建立具有较好的水土保持功能和稳定性的防护植被。研究生态修复后生物产量、群落空间结构、林地土壤水分养分动态变化等林分演化机理,为区域水土保持生态工程建设提供科学依据。     

基于Ecotect的不同墙体材料猪舍光热环境和热性能分析

北方地区冬季寒冷漫长,为探究北方冬季养猪的采光及保温问题,该文基于Ecotect软件,以吉林省内某大型猪场的典型猪舍为对象,等比例建模仿真,研究猪舍的光热环境及猪场生产区光环境,探究猪舍内不同高度的采光系数及猪场生产区采光情况,分析4种形式不同墙体材料猪舍的保温性能。结果表明,试验猪舍各研究高度采光系数均高于2%,满足绿色建筑标准;猪场生产区采光良好,在大寒日的太阳辐射量可达5.38 MJ/(m2·d),日照充足无遮挡;通过对比4种形式不同墙体材料猪舍的逐月能耗值,计算出4种形式猪舍中黏土多孔砖猪舍、泡沫混凝土猪舍、酚醛夹芯板彩钢猪舍和低密度聚乙烯薄膜温室大棚猪舍的保温性能最好,考虑成本后更推荐炉渣砖砌体猪舍、粉煤灰加气砌块猪舍、聚苯夹芯板彩钢猪舍和低密度聚乙烯薄膜温室大棚猪舍;通过将试验实测值与软件模拟值进行数据对比,计算得出相对误差范围为0.74%～8.62%,验证了模型的可靠性。该文可以为探究北方猪舍的光热环境提供理论依据,为建筑设计师在方案实施前提供更多优化设计方案的思路。     

探入式番茄钵苗移栽机构设计与试验

为了避免移栽机构在夹取秧苗过程中对秧苗茎秆造成损伤,针对夹取土钵的取苗方式,提出了一种探入式番茄钵苗移栽机构。依据结构特性和工作原理,建立了机构运动学理论模型,根据设定的优化目标开发了移栽机构优化设计软件,通过优化得到一组符合番茄钵苗移栽要求的结构参数。对栽植臂绝对转角和移栽机构绝对运动轨迹进行分析,验证了机构的合理性和可行性。建立了探入式番茄钵苗移栽机构的三维模型并虚拟仿真,对物理样机进行了高速摄影试验验证,通过对移栽机构实际工作轨迹与理论及仿真轨迹进行对比分析,验证了机构设计的正确性。对机构进行性能台架试验,取苗成功率为92. 8%,移栽成功率为89. 7%,栽植合格率为86. 4%,栽植优良率为59. 4%,符合移栽要求,验证了机构的实用性。     

大型喷杆喷雾机钟摆式主被动悬架自适应鲁棒控制研究

针对大型喷雾机喷杆钟摆式主被动悬架系统存在的参数不确定性和随机干扰导致控制精度低、稳定性差的问题,对基于模型补偿的自适应鲁棒控制算法进行研究。建立了钟摆式主被动悬架的非线性动力学模型和调节机构几何方程,基于模型设计了自适应鲁棒控制器,综合悬架系统和电液位置伺服系统模型中存在的参数不确定性,同时兼顾系统未补偿的摩擦力和外部扰动等不确定非线性因素,通过理论分析和试验证明,在同时存在模型参数不确定和不确定非线性的情况下,设计的控制器可以保证系统输出跟踪控制的暂态性能和稳态精度。以单出杆液压作动器驱动的28m大型喷杆主被动悬架为例,借助建立的大型喷杆悬架半实物仿真平台进行了控制算法的试验验证,并使用Stewart六自由度运动平台模拟底盘的运动干扰,与反馈线性化控制器、鲁棒反馈控制器、PID控制器进行了试验对比,结果表明,设计的基于模型补偿的自适应鲁棒控制器最大跟踪误差0.148°,而反馈线性化控制器最大跟踪误差0.201°,鲁棒反馈控制器最大跟踪误差0.51°,PID控制器最大跟踪误差0.48°。设计的控制器在同时存在参数不确定性和扰动的情况下,使用较小的反馈增益能够保证渐进跟踪性能和稳态跟踪精度。     

智能化排种器性能检测试验台研制

针对目前排种器性能检测试验台存在的成本高、检测精度差和检测不全面等问题,设计了可移动智能化排种器性能检测试验台。该试验台由直流电机驱动、msp430单片机控制、红外传感器检测及编码器测速等系统组成,液晶显示屏实时显示排种器的播种量、漏播率及重播率等性能参数,可实现排种器检测指标的在线、精准检测。利用指夹式排种器对该试验台的工作性能和传统带式试验台进行了检测对比试验,结果表明:播种量统计检测的误差值小于1.4%,漏播率的检测结果相对误差小于2.6%,重播率检测结果相对误差小于2.0%。对比试验表明,试验台具有很好的可靠性和准确性,为其使用与推广提供了保障。