内蒙古河套灌区节水工程改造效果分析与评估

以内蒙古河套灌区1982—2012年长系列农业净引水量和年降水量资料为基础,运用均值分析、方差分析、相关分析、时间序列分析和生存分析等数理统计学方法,并结合内蒙古河套灌区农业种植发展进程,分析了河套灌区多年农业净引水量变化趋势与影响因素,得出年降水量(超过211.76 mm时,即丰水年)和节水工程改造分别独立地与农业净引水量呈明显负相关关系的结论。运用时间序列法预测了2013、2014和2015年河套灌区的农业净引水量分别为44.5、44.18和43.86亿m3;同时运用生存分析法预测了在灌区现有节水改造规模条件下,河套灌区农业净引水量区间为35~55亿m3,平均为45亿m3。     

基于高斯过程建模的物联网数据不确定性度量与预测

物联网已经成为农业大数据最重要的数据源之一,自动观测数据的质量控制对农业生产分析以及基础科研数据应用非常重要。针对农业物联网观测的一类非平稳时间序列数据中的数据缺失、野值剔除、感知故障预警和长时间预测等问题,采用光滑弱假设高斯先验,构建了基于高斯过程的自回归模型表征的动态系统,并通过样本集学习,形成能考虑噪声干扰的传感变化规律建模,并可提供预测误差带用于预测数据的不确定性度量。针对原始数据的缺失和野值问题,采用基于高斯过程的短期预测,可补齐缺失数据,利用其不确定性度量可甄别数据野值,进行野值剔除与替换,并在此基础上判断感知故障;给出了基于输入数据不确定性传播的多步迭代预测方法,使长期预测仍可以跟踪农业数据的动态轨迹,并可为其预测值提供不确定性度量;将温室采集的真实传感数据用于分析试验,验证了高斯过程用于服务器端的农业时间序列数据采集质量控制的可行性。     

点对点和集总帧通信下网络化CNC系统的位置同步控制

为了提高网络化数控系统协同运动的同步控制性能,提出了一种将点对点通信模式和集总帧通信模式结合应用在环形网络的周期通信规划,以使主节点能及时获取所有轴的反馈信息。提出了相应的位置同步算法和运动消息预估算法,并对根据算法设计的位置同步控制器进行了稳定性证明。实验表明,该通信规划相应的位置同步控制器具有良好的同步性能。     

玉米中耕除草复合导航系统设计与试验

为了实现玉米中耕除草过程中的自动导航作业,提高自动除草的效率和准确性,设计了一种玉米中耕除草复合导航系统。系统由基于GNSS的农机自动导航部分和基于机器视觉的农具自动导航部分组成,可通过GNSS位置信息进行农机自动导航,同时根据摄像头获取的玉米作物行信息控制农具铲刀进行行间除草。对农机的转向控制部分和前轮转角检测部分进行了机械改装,以PLC和步进电机驱动器为基础设计了农机转向控制电路和农具液压控制电路;以横向偏差和横向偏差变化率作为模糊控制的输入变量设计了自适应模糊控制方法;采用摄像头获取玉米作物行,通过扫描滤波方法进行作物行检测。农机独立导航除草试验和农机具复合导航试验结果表明：在车速为0.6 m/s时,农机自动导航最大横向偏差为10.04 cm,平均偏差为4.62 cm;农机具复合导航时的最大偏差为6.35 cm,平均偏差为2.73 cm;农机具复合导航系统能较好地满足玉米中耕除草的要求。     

基于改进遗传算法的水轮机PID调速器参数优化

水轮机调速器的参数整定对水轮发电机组安全、可靠地运行具有重要的作用，并直接影响着电力系统向用户供电的质量及可靠性。针对当前比较流行的PID调节，利用改进遗传算法对其中的参数KP、KI、KD，进行优化，并将改进遗传算法与标准遗传算法的计算结果进行比较，得出了改进遗传算法优于标准遗传算法的结论。     

不同生物预处理方式对污泥厌氧消化过程性能的影响

利用微生物处理技术对经聚丙烯酰胺脱水后的污泥进行不同方式微生物预处理,研究进料总固体(TS)质量分数为3%、发酵温度为35℃时厌氧消化过程中累积产气量与产甲烷含量、p H值、氨氮和化学需氧量(TCOD)等参数的变化趋势,探索真菌宛氏拟青霉不同预处理方式对脱水污泥厌氧消化过程特性的影响。试验结果表明:微生物预处理脱水污泥厌氧消化技术具有较好的可行性。直接添加宛氏拟青霉和添加宛氏拟青霉预处理2 d的污泥进行厌氧消化反应能够有效提高产气量和产甲烷量,加快水解速率,促进污泥中有机物的有效降解,使产甲烷过程顺利进行。直接添加宛氏拟青霉处理的产甲烷效果最优,其净累积产气量和产甲烷量较纯污泥分别提高85.79%和42.76%,且1 kg污泥可产甲烷12.69 L,较纯污泥提高42.74%。     

格尔木水电一分厂微机监测与故障诊断

简介了全分布式控制网络构成的水电厂微机监测系统的结构、功能和故障诊断系统。它不仅能实时监测机组运行参数，且可对事故做出快速反应，大大提高了水电厂安全运行水平。由于网络采用总线拓扑结构和真正的全分布方式，因而在老电厂的技术改造中，不仅运行可靠、抗干扰能力强，且布置安装简便，投资省。     

海子水库灌区节水型灌溉制度的制定

本文介绍了中日双方专家团在海子水库灌区现场调查中,实测土壤水分特征值的方法,土壤水分曲线的制定和应用,负压计观测值的应用,计算节水型灌溉用水量和灌水间隔日数的方法,并用节水型频繁灌溉法制定了各作物的节水型灌溉制度,用这种方法制定的节水型灌溉制度要比我国过去用的常规法节水40%以上。     

自走式喷雾机自动控制系统的研制

根据小型自走式喷雾机在田间固定轨道完成自动行走以及自动喷雾的作业要求，成功研制了基于单片机的喷雾机自动控制系统，利用线性霍尔器件，成功设计了可以远距离检测到磁标志的位置传感器，解决了田间喷雾机移动位置的信号传感问题。该控制系统可以实现自走式喷雾机的运动及喷雾控制。     

柴油机曲轴有限元分析及结构优化设计

对一车用柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,采用有限元法对其进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态,并对其在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。同时对曲轴结构参数,圆角形状优化和圆角应力分布等相关问题进行了探讨。最后对曲轴进行了模态分析。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。