基于广义回归神经网络的灌溉系统首部多用户配水快速PID控制

针对多用户配水状态下灌区流量、压力需求变化范围大,传统流量、压力控制响应速度慢等问题,建立适用于多用户灌区配水的灌溉系统首部控制技术。该研究通过分析供水系统流量、压力调节方式,提出了流量、压力PID(Proportion Integration Differentiation)耦合调节方法,建立以电动阀开度为流量控制量、变频器频率为压力控制量对流量和压力进行调控的灌溉首部控制系统。为了减少系统的调节时间,提高系统的运行效率,采用广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)建立流量、压力和电动阀控制模拟量、变频器控制模拟量间的预测模型,形成神经网络PID控制模型(GRNN_PID),并进行模型精度和控制精度验证。GRNN训练结果显示,变频器控制模拟量的相对误差为0.11%～3.86%,电动阀控制模拟量相对误差为0.09%～5.74%,模型精度较高。使用3个调节过程模拟3个用户的需水行为对模型进行验证,结果表明,GRNN_PID模型3个过程的调节时间分别为11.6、10.7和7.2 s,PID模型3个过程的调节时间分别为31.7、29.6和16.9 s,GRNN_PID模型大幅减少了系统的调节时间,提高了系统的运行效率;分别计算了2种模型的控制精度,GRNN_PID调节方法和传统PID调节方法的稳态流量和压力误差都在1%以内,最大超调量为8%,控制精度较高但相差不大,表明GRNN是从策略上加速系统调节速度,其本身并没有对PID的参数进行调整,因此对系统的控制精度影响不大。研究可为灌溉系统流量压力快速控制提供参考。     

林下人参叶片光合作用日变化的研究

测定了自然林下人参叶片的光合有效辐射与净光合速率的目变化,并在人为控制叶室的条件下,测定了林下参叶片的光饱和点和光补偿点.结果表明:林内的光照强度是限制林下参生长的主要因子.在强光和匀光处,林下参叶片的光合有效辐射(PAR)和净光合速率(Pn)的日变化表现为早晚低、中午高的规律性,并且,在此条件下两者的变化呈极显著正相关,强光下相关性决定系数为0.942 3,匀光下相关性决定系数为0.903 4;在弱光处,两者的变化具有不规律性,相关性决定系数仅为0.480 2.林下的气温(Ta)、叶温(Tl)和相对湿度(RH)的变化较小,Ta一般为23.7-25.8℃,11一般比Ta高1℃;RH约为80%(早晚高、中午低);林下参叶片的蒸腾速率(Tr)为0～0.4 mmol/(m2·s),气孔导度(Gs)为0～85 mmol(m2·s),两者的变化呈极显著正相关,相关性决定系数为O.970 5.林下参叶片的光饱和点为80～150 μmol/(m2·s),光补偿点为3～6μmol/(m2·s).     

Remote real-time monitoring soil water potential system based on GSM

Aiming at the limitation of traditional measuring soil water potential, the paper presents an information system based GSM to real-time monitor data coming from multiple data sources. The monitoring system, which consisted of monitoring center, GSM transmission channel and data detection terminal, was given. The detection terminal included the measuring station and TS-2 negative pressure meter, which was applied to measure soil water potential. Nowadays the system has been successfully applied to drip irrigation in the cotton field on farm in Xinjiang region. The system provides a feasible technology frame-work for collecting and processing wide geographical distribution data in farmland.     

超临界水氧化压力条件对剩余污泥处理效果的影响

在不同压力条件下,采用超临界水氧化法处理剩余污泥。对化学需氧量(COD)、总氮、氨氮的去除效果及总磷、正磷酸盐的变化规律进行了研究,并对处理后的固体产物进行了分析。结果表明,随着反应压力增大,反应后出水水质较好,COD去除效果提高,COD去除率最高为95.80%;随反应压力增大,总氮去除效果提高,总氮去除率最高为85.27%;总氮主要以游离氨和铵离子形式存在,氨氮去除率最高为50.81%。反应压力在27 MPa时,液相中正磷酸盐的转化率达到97.23%。反应后污泥中的磷元素主要以磷酸盐形式存在于污泥残渣中。处理后残渣主要还包含O、Si、Al、Fe,P,S和Ca。超临界水氧化技术处理剩余污泥具有较好的无害化和减量化效果。     

矿物药超高压射流粉碎可行性研究

利用超高压射流技术对自然铜、滑石、龙骨、龙齿进行粉碎,测定超细粉平均粒径、比表面积、分布宽度(SPAN)、分散稳定性、休止角及松密度。与常规粉比较发现超细粉平均粒径减小了89.15%～93.72%,松密度减小了28.57%～40.40%,比表面积增大了4.282～11.160倍,休止角增大了0.072～0.458倍,滑石超细粉在羧甲基纤维素钠(CMC-Na)中的分散性较好。利用超高压射流技术粉碎矿物药是可行的,为该技术在粉碎领域的应用提供了依据。     

一种具有谐波抑制和无功补偿功能的新型整流变换器

研究了一种具有谐波抑制和无功补偿功能的新型PWM整流变换器,详细地讨论了整流器谐波与无功参考电流的提取和整流器输出电压的控制．采用基于瞬时无功理论的廿iq电流检测算法分别给定谐波和无功参考电流．为了有效地补偿电网中的谐波及无功电流,提出了一种电流和电压双闭环控制策略,其中,直流侧电压的调节采用模糊PI混合控制．最后,基于PSIM的仿真实验验证了不同工作模式下该方法具有良好的电压调节特性和谐波与无功补偿效果．     

我国生态补偿研究综述

在对我国生态补偿的概念、理论基础、发展阶段、研究内容等进行系统回顾的基础上,总结国内研究的现状,分析了现有研究中存在的问题,对新的研究趋势提出见解。     

湖北省生态系统服务价值及补偿标准概算

为了实现精准补偿,确立生态补偿标准,需要了解生态提供地区生态产品的服务价值。依据生态服务价值理论,从湖北省不同生态服务产品现状出发,测算生态系统服务价值,以期为生态补偿提供指导。结果表明,生态系统服务价值的评估结果可作为生态补偿的上限值,在测算实际补偿标准时,还需考虑生态产品服务地区的支付意愿和分摊机制。湖北省要积极探索完善市场机制与政策手段和社会治理手段相结合的路径,构建"分类、分区、分级"的生态补偿运行机制,解决好生态补偿实践中的补偿标准概算,提升生态补偿的精准度。     

作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2～100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。     

灯泡贯流式水轮机增减负荷动态特性分析

水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡过程的动态特性进行分析。研究结果表明：由于增负荷和减负荷过渡过程的起始工况导致起始流动状态不同,因此在相同出力时,机组内的流动分布不同,减负荷过程尾水管内的涡流面积及强度明显小于增负荷工况,且尾水管涡带尺度也明显小于增负荷过程;相比于增负荷过程,减负荷过程中转轮叶片大范围的低压区极易引发空化;机组内的水压力脉动主要以尾水管涡带引起的0.1fn(fn为转频)低频压力脉动和转轮的旋转引起3fn的高频压力脉动为主,增负荷过程的压力脉动幅值明显大于减负荷过程,两种压力脉动共同作用,使得贯流式水轮机主要振动区域集中于转轮。研究结果对贯流式水轮机的设计与运行具有一定的指导意义。