种子重力分选机预分层喂料系统设计与试验

为了提高种子重力分选机分选性能,降低设备使用调节难度,提出了种子进入分选台面的预分层工艺,设计了配套的分层喂料系统,计算确定了结构参数。在SolidWorks中建立了系统模型,采用SolidWorks-Simulation对模型工作应力和位移进行分析。采用SolidWorks-Flow Simulation对流场进行仿真和系统结构参数优化。在5TZX-50型重力分选机上进行试验,利用Design Expert 软件进行Box-Behnken响应面分析,建立了性能指标与影响因素的数学回归模型,选出了气流速度为3.40m/s、振动频率为9.75Hz、导流板倾角为29.65°的最佳组合,该组合下除轻杂率和除重杂率试验值为95.12%和96.37%。试验表明,除杂率与目标优化预测值的误差不大于1.36%,分层喂料系统满足设计要求。     

基于自适应滤波算法的树木年轮测量方法

为提高树木年轮测量仪的测量精度,提出了一种自适应低通滤波算法对年轮测量仪的直流电机电流信号进行滤波处理。普通低通滤波算法滤波系数固定,当树木年轮宽度发生变化时,既可能保留了部分噪声信号,又可能滤去部分有效的树木年轮信号,因此降低了年轮测量仪的测量精度。自适应低通滤波算法的滤波系数可随滤波器输入值和输出值的变化自动进行调整,提高了噪声滤除效果,减少了有效信号损失。使用自主研发的年轮测量仪测量了大、中、小3种径阶的60个落叶松圆盘,记录直流电机原始电流信号,分别采用自适应低通滤波算法和普通低通滤波算法对原始电流进行滤波处理,根据滤波后的电流波形图,预估圆盘年龄,并计算2种滤波算法的年轮识别正确率。结果表明,自适应低通滤波器年轮识别正确率的平均值为89. 66%,普通低通滤波器年轮识别正确率的平均值为75. 84%;当平均年轮宽度变窄时,自适应低通滤波器的年轮识别正确率从95. 61%下降到82. 02%,下降了13. 59个百分点,而普通低通滤波器的年轮识别正确率从86. 37%下降到62. 30%,下降了24. 07个百分点。表明自适应低通滤波器年轮识别正确率高,自适应能力强,年轮识别精度稳定。     

农田平地机导航侧滑估计与自适应控制方法

针对农田平地机在无人驾驶作业时因受地面侧滑影响而导致路径追踪控制精度降低的问题,提出一种基于牵引式农田平地机的导航侧滑估计与自适应控制方法。根据路径追踪时平地铲与拖拉机的位置关系,建立了牵引式农田平地机的运动学模型;基于运动学模型,提出了一种侧滑估计器,用来预测导航控制中车轮因侧滑产生的侧滑角,并计算出拖拉机的前轮转角控制率;采用改进的非线性函数构造方法对PID控制器的参数KP、KI、KD进行实时整定,实现了农田平地机自适应导航控制。田间试验表明,该方法使平地铲路径追踪的平均绝对偏差减小了6.78 cm,标准偏差减小了10.1 cm。与无侧滑估计和参数自适应的导航控制相比,本文方法提高了农田平地机的路径追踪精度,增强了导航控制系统对平地机的适应性和鲁棒性。     

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。     

基于核自适应滤波的无线传感网络定位算法研究

针对动态室内环境的变化及时变的接收信号强度(Received signal strength,RSS)对定位精度的影响,提出了一类基于核自适应滤波算法的农业无线传感器网络室内定位方法。核自适应滤波算法具体包括量化核最小均方(Quantized kernel least mean square,QKLMS)算法及固定预算(Fixed-budget,FB)核递推最小二乘(Kernel recursive least-squares,KRLS)算法。QKLMS算法基于一种简单在线矢量量化方法替代稀疏化,抑制核自适应滤波中径向基函数结构的增长。FB-KRLS算法是一种固定内存预算的在线学习方法,与以往的"滑窗"技术不同,每次时间更新时并不"修剪"最旧的数据,而是旨在"修剪"最无用的数据,从而抑制核矩阵的不断增长。通过构建RSS指纹信息与物理位置之间的非线性映射关系,核自适应滤波算法实现WSN的室内定位,将所提出的算法应用于仿真与物理环境下的不同实例中,在同等条件下,还与其他核学习算法、极限学习机(Extreme learning machine,ELM)等定位算法进行比较。仿真实验中2种算法在3种情形下的平均定位误差分别为0.746、0.443 m,物理实验中2种算法在2种情形下的平均定位误差分别为0.547、0.282 m。实验结果表明,所提出的核自适应滤波算法均能提高定位精度,其在线学习能力使得所提出的定位算法能自适应环境动态的变化。     

丘陵山区农用自适应调平底盘设计与试验

丘陵山区地形复杂,地面凹凸不平,针对农用车辆行驶稳定性较差、车体倾斜等问题,提出一种自适应调平方法,并根据丘陵山区农用动力底盘作业要求,设计一种自适应调平悬架及应用该悬架的自适应调平底盘。建立虚拟样机三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS中进行仿真分析,将底盘仿真过程中的侧倾角和俯仰角与四轮刚性底盘在同等条件下仿真得到的侧倾角和俯仰角对比,自适应调平底盘参考某种作业环境在幅值和波长特定的波形地面上行走作业时,侧倾角和俯仰角之和可降低60%左右。通过对样机土槽试验结果分析,证明自适应调平方法的可行性和仿真分析的正确性。     

春甘蓝田小菜蛾种群动态研究

在田间系统调查的基础上,采用模糊聚类分析和时间动态空间生态位宽度与种群密度关系分析方法,研究了合肥地区春甘蓝田小菜蛾的种群动态,旨在为小菜蛾的科学治理提供依据。研究结果表明,春甘蓝田小菜蛾种群动态可分为3 个发展阶段——点片发生阶段（低密度、高聚块）、扩张发生阶段（中密度、低聚块）和猖獗发生阶段（高密度、低聚块）。小菜蛾对春甘蓝的为害情况比较复杂,种群密度较低时主要为害甘蓝心叶;随着甘蓝的生长和小菜蛾种群密度的上升逐渐向内层叶和外层叶扩展,最终导致甘蓝全株受害。小菜蛾种群处于点片发生阶段时是春甘蓝田小菜蛾防治的关键时期。     

普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定

以不同来源的普通菜豆品种为材料,采用盆栽法,设正常供水和反复干旱2种处理,测定11项生理指标,采用灰色关联度理论进行苗期抗旱性指标筛选,通过加权抗旱指数(weighted drought-resistance index,WDI值)和抗旱度量值D(drought resistance comprehensive evaluation values,D值)对供试材料进行抗旱性综合评价并通过聚类分析划分抗旱等级。结果表明,不同指标与综合抗旱指数的关联度大小依次为叶片相对含水量(0.7726)、PSII最大量子产量(0.7607)、叶绿素含量(0.7435)、反复干旱存活率(0.7341)、生物量(0.7329)、茎叶干重(0.7314)、根干重(0.7192)、气孔导度(0.7159)、根冠比(0.7092)、株高(0.7086)、叶面积(0.6910)。基于加权抗旱指数和抗旱度量值D的评价结果存在一定差异,但不同材料的抗旱性排序大体一致。根据抗旱度量值D将供试材料分为高抗、中抗、敏感和高敏感4个级别,各占总数的10%、6%、58%和26%。综上所述,叶片相对含水量、PSII最大量子产量和叶绿素含量等10项指标可用于普通菜豆苗期抗旱性综合评价;加权抗旱指数与抗旱度量值D两种综合指标相结合能够提高鉴定结果的可靠性;50个参试普通菜豆品种中,白金德利豆、跃进豆、兔子腿、圆白菜豆和260205抗旱性强。     

Suitability of mapped sequence tagged microsatellite site markers for establishing distinctness, uniformity and stability in aromatic rice

At present, testing for distinctness, uniformity and stability (DUS) of crop varieties relies on a set of morphological characters. These characters suffer fromthe limitations of number, interaction with the environment in which the variety grows and subjectivity in decision-making. The potential of DNA-based markers such as sequence tagged microsatellite site (STMS), for establishing DUS merits investigation. In the present study, a set of 55 mapped STMS markers, selected from 12 linkage groups of rice genome, was used to examine distinctness of 23 aromatic rice genotypes including the commercially important Basmati varieties. Forty-one of these markers (74.5%) showed polymorphism between the varieties. The number of alleles per locus ranged from 2–4 with an average of 2.3. The polymorphism information content (PIC) of the markers varied from 0.083 to 0.665 with an average of 0.338. All the varieties could be differentiated from each other at a low probability (0.07×10^-13) of identical match by chance. The marker-based clustering of the varieties corresponded with the known phenotypic classification, thereby providing confidence in the distinctness established by the mapped STMS markers. The utility of these markers to study uniformity and stability was analysed using a commercially important crossbred Basmati rice variety Pusa Basmati 1(IET-10364) that contributes about 40–50% of Basmati rice export from India. Genotyping of twenty individual plants, grown from the nucleus, breeder, foundation, certified and farmer's saved seed samples using all the 55 markers revealed no variation among the plants. These observations suggested that the set of mapped markers employed in this study could be further used for establishing distinctness of aromatic rice varieties and for studying DUS of the important commercial variety Pusa Basmati 1. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

利用聚类分析筛选玉米杂交种SSR指纹库中鉴别能力强的标记

作物DNA指纹库构建后,如何有效应用是亟待解决的问题.本研究首先设定品种间某(些)分子标记位点遗传距离大于零者为某(些)分子标记可鉴别的品种,分析DNA分子标记鉴别品种的能力;在此基础上,设定品种间某(些)分子标记位点最小遗传距离大者为优,筛选出鉴定参试品种所需的最少标记数.然后利用聚美分析,从20个SSR标记构建的48个玉米杂交种的指纹库中,可以筛选出鉴别能力最强的标记和鉴据别效果最优的标记组合.结果表明,该方法直观、易行、快速、高效,可为指纹图谱库的高效应用提供参考.