异步电动机调速系统自适应辨识的CMAC-ADRC算法

针对异步电动机调速系统快速响应时启动超调量大的问题,提出了一种基于自适应参数辨识的小脑模型神经网络复合自抗扰控制(CMAC-ADRC)的控制算法。将CMAC与ADRC各自的优点相结合,利用CMAC神经网络实现前馈控制,通过在线学习来抑制系统的超调量,增强系统的鲁棒性能,提高系统的快速性能,利用ADRC技术实现反馈控制,进一步增强系统的抗干扰能力。利用参考模型自适应参数辨识技术对转动惯量进行辨识,优化自抗扰补偿系数。以变频器结合异步电动机为控制对象,进行仿真,基于自适应参数辨识的CMAC-ADRC控制算法的干扰响应幅度是一阶优化自抗扰控制下干扰响应幅度的44.57%,是小脑模型神经网络复合比例-微分(CMACPD)控制下干扰响应幅度的17.69%,干扰恢复时间是一阶优化自抗扰控制下干扰恢复时间的50%,是CMAC-PD控制下恢复时间的60%。搭建MCU-CPLD-DSP控制平台进行了实验,基于自适应参数辨识的CMAC-ADRC控制算法的超调量是一阶优化自抗扰控制的45.49%,上升时间是一阶优化自抗扰控制的53.33%,干扰响应幅度是一阶优化自抗扰控制干扰响应幅度的71%,干扰恢复时间是一阶优化自抗扰控制干扰恢复时间的76.47%。     

国内外草地改良技术与机具研究进展

我国草地资源丰富,但退化情况严重,对退化草地实施改良是我国畜牧业持续发展的迫切要求。国外对退化草地多采取松土、免耕补播等方式进行改良,注重水肥综合利用。所使用的机具以减少土壤扰动、增加土壤透气、透水性以及大型化为主要特点。我国"十一五"期间研发了几种新型草地改良机械,研发的机具既满足了改良的工艺与农艺要求,也融入了保护性改良的先进理念。为此,通过总结国内外最新草地改良技术与机具的发展状况,指出改良过程中保护土壤和脆弱的草地植被系统,是我国未来草地改良技术及机械的发展趋势。     

非结构环境中扰动葡萄采摘点的视觉定位技术

非结构环境下采摘机器人对扰动葡萄采摘点的视觉识别定位有实际应用价值。首先基于"挠性杆-铰链-刚性杆-质量球"模型对葡萄串形态进行分析,将其扰动状态分解为XOY和YOZ 2个平面的类单摆运动,对扰动葡萄进行视频拍摄,通过对视频中多帧葡萄图像进行Otsu阈值分割得到果实和果梗,并计算出各帧图像中葡萄串的质心;对各帧图像的葡萄串质心进行曲线拟合,计算出葡萄类单摆运动的周期与摆角,从而确定当前扰动葡萄是否适合视觉定位;对可实现视觉定位的扰动葡萄,选取类单摆中间位置质心点对应的葡萄图像,对葡萄串上方矩形区域进行Canny边缘检测,再利用霍夫直线拟合结合角度约束法实现扰动葡萄采摘点的定位。视觉定位试验结果表明:自然环境中不同光照下扰动葡萄采摘点的视觉定位准确率达80%以上,为采摘机器人应用于实际生产提供了理论基础。     

基于离散元法的板结草地破土切根刀优化设计与试验

不同结构形式的破土切根刀作业性能差异较大,为更好的打破草地土壤板结结构,对破土切根刀进行了结构设计与参数优化。应用离散元法构建土壤模型,并通过直剪试验对该模型进行参数标定;以破土切根刀的刃口角、滑切角及切齿角为试验因素,以耕作阻力、土壤扰动失效面积及比阻为目标参数,进行单因素试验和三因素五水平二次正交旋转中心组合设计试验,得到最优结构参数组合并加工优化破土切根刀进行草地试验。参数优化试验结果显示,当刃口角为37.8°、滑切角为33.6°、切齿角为51.8°时,破土切根刀作业效果最佳;草地试验表明,与三角形破土切根刀相比,优化破土切根刀在不同坚实度草地土壤的减阻率分别为11.8%和12.8%,作业后地表平整度更小且未出现明显翻垡,更符合草地作业农艺要求。研究结果可为破土切根刀的标准化设计提供理论依据。     

五台山南台山地草甸种群对旅游干扰的生态响应

以五台山南台为例,利用生态位的宽度指数,研究了草甸种群对旅游干扰的生态响应。结果表明:(1)紫羊茅、珠芽蓼和北方嵩草的生态位宽度较大,是群落的建群种。随着距离的增加,旅游干扰减小,不仅物种的数量越来越多,而且其生态优势也趋于增强,说明旅游干扰限制了种群对其周围资源的利用。其中,紫羊茅的相对优势在下降,而北方嵩草的相对优势却不断增强。(2)两种划分方法表明,北方嵩草、雪白委陵菜、零零香、歪头菜、小红菊和兰花棘豆是增长型的种类;扁蓄是衰退型的种类;地榆是波动型的种类。     

坝上草原退耕地植被不同恢复处理土壤种子库研究

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究坝上草原退耕地土壤种子库的物种组成、密度和物种多样性等特征.结果表明:自然恢复、浅耕处理和深耕处理3种不同恢复措施下,土壤种子库物种丰富度(种)大小为浅耕处理(18)>自然恢复(15)>深耕处理(14);自然恢复处理、浅耕处理和深耕处理土壤种子库密度分别为23 949粒·m-2、15746粒·m-2和10600粒·m-2,浅耕处理和深耕处理分别比自然恢复处理减少34.3%和55.7%;不同恢复方式下土壤种子库与地上植被的物种密度的对应关系可用三次曲线来表示.土壤种子库间有较高的相似系数,但随着干扰程度的增加而减少.     

Conversion of a tropical forest into agroforest alters the fine root-related carbon flux to the soil

Large areas of remaining tropical forests are affected by anthropogenic disturbances of various intensities. These disturbances alter the structure of the forest ecosystem and consequently its carbon budget. We analysed the role of fine root dynamics in the soil carbon budget of tropical moist forests in South-east Asia along a gradient of increasing disturbance intensity. Fine root production, fine root turnover, and the associated carbon fluxes from the fine root system to the soil were estimated with three different approaches in five stands ranging from an old growth forest with negligible anthropogenic disturbance to a cacao agroforestry system with planted shade trees. Annual fine root production and mortality in three natural forest sites with increasing canopy openness decreased continuously with increasing forest disturbance, with a reduction of more than 45% between the undisturbed forest and the forest with large timber extraction. Cacao agroforestry stands had higher fine root production and mortality rates than forest with large timber extraction but less than undisturbed forest. The amount of carbon annually transferred to the soil carbon pool through fine root mortality was highest in the undisturbed forest and generally decreased with increasing forest use intensity. However, root-related C flux was also relatively high in the plantation with planted shading trees. In contrast, the relative importance of C transfer from root death in the total above- and below-ground C input to the soil increased with increasing forest use intensity and was even similar to the C input via leaf litter fall in the more intensively managed agroforest. We conclude that moderate to heavy disturbance in South-east Asian tropical moist forests has a profound impact on fine root turnover and the related carbon transfer to the soil.     

日本冲绳岛琉球松林台风干扰后的群落特点

为阐述亚热带地区琉球松林受到干扰后的演替规律,就日本冲绳地区琉球松人工林在强台风干扰后,林分结构和树种组成特点进行了调查分析。结果表明,琉球松林经台风干扰后演替形成两种群落类型,即琉球松-峨嵋木荷群落和琉球松-峨嵋木荷-蕨类群落;两者在林分结构和树种组成特点方面差异明显。琉球松-峨嵋木荷群落中,出现乔灌树种26种(DBH≥3．0cm),树种多样性指数为2．55,林下植被特别是草本层盖度低,没有蕨类植物分布。而琉球松-峨嵋木荷-蕨类群落中,出现乔灌树种33种,树种多样性指数为3．51,林下植被特别是草本层发育较好,并有大量蕨类植物分布,其盖度达55％。此外,经受干扰的琉球松林出现了大量的较耐荫的常绿阔叶树种,尤其是山茶科和樟科的树种,而没有出现本地天然常绿阔叶林的优势树种壳斗科的栲类(Castanopsis spp.)。充分说明强台风干扰促进了琉球松林向常绿阔叶林演替。     

不同强度人为干扰对马尾松生长的影响

不同强度人为干扰15a后,经解析木分析表明,轻度干扰林分中马尾松的胸径、树高、材积均保持良好的生长趋势,总生长量比中度干扰和重度干扰林分高,连年生长量和平均生长量在幼龄期也高于后二者,重度干扰林分的各要素生长量均增长缓慢。这些结果表明超过一定限度的人为干扰阻碍了林木的生长发育。     

林隙微生境及更新研究进展

系统评述了国内外关于林隙干扰及更新的最新研究进展.林隙是一种经常发生的小规模干扰,是森林群落时空格局变化的驱动力.不同的林隙干扰状况导致了林隙内光照的差异,进一步造成林隙内温度、湿度、土壤理化性质的变化,形成了微生境的时空异质性.林隙干扰通过改变微生境而对幼苗的出土、存活、定居和生长产生重要影响.林隙内种子库的物种丰富度变化很大,是幼苗分布格局的重要影响因子.更新幼苗的存活率和生长量受林隙大小及幼苗在林隙中位置的影响.指出了这一领域今后的研究方向.