群体增长的离散分枝过程及母函数法

在研究带有离散状态空间的随机过程时,母函数变换方法是一个非常重要的工具。因为它比较简单,在整值随机变量场合使用它能把事情大为简化。因此,本文介绍籍助于母函数这个有效的工具,应用 Markov 链对群体生长现象进行定量研究,建立群体随代增长的一个随机离散的动态模型——离散的分枝过程(一维过程)。     

龙脑型阴香可蒸生物量预测模型研究

龙脑型阴香（Cinnamomum burmannii chvar. borneol）矮林经营中,企业和农户需预估可蒸 生物量,以便根据加工能力合理安排采收面积。研究以 3~5 年生龙脑型阴香矮林为对象,按照企业收 购标准,统一以 120 cm 为截顶高度、下部枝条全部保留的方法开展采收测定,在同一试验林中,分 别在 3.5 a 生林龄生长期为 1 a 时和 5.5 a 生林龄生长期为 2 a 时测定树高、胸径、冠幅、分枝数和可蒸 生物量 5 个性状。以线性和非线性的方法拟合单株可蒸生物量模型,用 R2、RMSE、AIC、BIC 等指 标评价并筛选出最佳模型,筛选结果是 2 a 生长期最优线性和非线性模型分别 DB=0.625H+0.076HDD, DB=0.091HDD+0.000 017 8HDD2 ,1 a 生长期的分别是 DB=-1.646H-2.734D+4.134C+1.252HD,DB=-1.356 H+0.907H2。4 个模型在实际应用中估算的相对误差分别是 16.680%、14.107%、2.036% 和 20.543%。企业 可依模型估算可蒸生物量,合理安排采收面积。     

立木生物量方程的优度评价和精度分析

以建立东北落叶松和南方马尾松立木生物量模型为例,对模型的优度评价和精度分析进行专题研究。首先,在综合分析各种常用模型评价指标的基础上,提出6项基本评价指标,并通过对2个树种的生物量模型进行评价,证明是可行和有效的;然后,基于线性回归估计的基本假设及其置信区间计算公式,提出适合立木生物量模型预估的条件均值和单一预估值置信区间的估计方法,并确定2个树种生物量模型的置信区间;最后,通过蒙特卡罗模拟进行随机再抽样试验,结果表明采用检验样本进行适用性检验的做法不可取,应该利用全部样本(不分建模样本和检验样本)来建立模型,它能充分利用样本信息,使模型的预估误差最小。     

八种乔木滞尘效益及其与叶表面特征关系

以青岛市城阳区道路绿地8种乔木为试验材料,采用洗脱法和质量差值法研究8种乔木的滞尘能力,采用扫描电子显微镜(JEOL7500F)、扫描探针显微镜(SPI3800-SPA-400,Seiko Instruments Inc.)和Image J观察叶表面结构并测定叶表面粗糙度、叶毛数量、气孔大小和气孔密度,分析了8种乔木的滞尘能力与叶表面特征的关系。结果表明:8种乔木的季节滞尘量总体上表现为秋季>春季>夏季。紫叶李、悬铃木和毛白杨单位叶面积滞尘量较大,洋白蜡、绦柳单位叶面积滞尘量较小,紫叶李的单位叶面积滞尘量最大,平均达到2.044 7 g·m^-2,最小的绦柳为0.574 7 g·m^-2,前者是后者的3.6倍左右。通过分析叶表面结构与滞尘量的关系得出,具明显网状结构、叶表面粗糙且具明显褶皱、叶表面具沟槽或绒毛,气孔较多且开口大等特征的植物滞尘能力较强。8种乔木叶片粗糙度、叶毛数量、气孔大小和气孔密度与单位叶面积滞尘量之间具有显著正相关关系,表明叶片粗糙度、气孔大小和气孔密度越大,叶毛数量越多,叶片滞尘量越大。     

利用红外光谱研究‘凤丹白’牡丹花瓣伸展过程中物质变化

为了明确花瓣的伸展机制,以‘凤丹白’牡丹(Paeonia ostii)为研究对象,借助傅里叶变换红外光谱(Fourier Transformation Infrared Spectroscopy,FTIR)及高斯多峰拟合,分析蕾期、初开期和盛开期花瓣的波谱特征及蛋白质二级结构的差异性。主要结果如下:随着花朵开放花瓣伸展,777、1 105、1 155、1 243、1 447、1 651、1 740、2 853和2 926 cm~(-1)处的振动峰振动依次增强,表明磷脂质、核酸、脂类和蛋白质等代谢物质随花瓣的伸展逐渐增强;且蕾期1 030 cm~(-1)处的振动峰在花开后移至1 060 cm~(-1),表明蕾期花瓣细胞壁多糖以甘露聚糖为主,花朵开放后则以阿拉伯糖为主。蛋白质中甲基基团含量(A2 951 cm~(-1)/A 2 858 cm~(-1))出现平稳下降的趋势,初开期比蕾期减少7.97%,盛开期减少13.38%;糖蛋白的变化(A 1 083 cm~(-1)/A 1 547 cm~(-1))也呈现下降趋势,推测‘凤丹白’牡丹是通过蛋白质糖基化作用调控花瓣的伸展过程。对氨基Ⅰ区域(1 600~1 700 cm~(-1))高斯多峰拟合数据显示,各阶段花瓣中均含有果胶相连的β–折叠、β–折叠、无规卷曲、α–螺旋及环与转角;α–螺旋、β–折叠及无规卷曲所占比例在花瓣伸展过程中呈现增长趋势,表明蕾期花瓣通过降低α–螺旋应对缺水造成的生理胁迫,并可以利用ATP合成花瓣生长发育所需的物质;花瓣通过形成更多功能域较多的蛋白质,有效调控花瓣伸展时复杂的生物化学过程。     

基于自适应趋近律的采摘机器人关节滑模控制研究

利用离散趋近律设计的滑模控制可有效抑制滑模控制中的抖动现象,但其抑制抖动的效果与离散趋近律的设计参数及系统的采样时间有着密切的关系。为此,在分析指数趋近律抖动的基础上,提出了一种自适应滑模控制器,Mat LAB能够进一步的提高基于趋近律的滑模控制器的抖动抑制能力。为了验证本文所提出方法的有效性,在Mat LAB中实现了该算法,并利用其来控制采摘机器人关节的伺服电机。仿真结果表明:本文所提的算法具有较好的位置跟踪能力,进一步地抑制了指数趋近律滑模控制中存在的抖动现象,提高了系统的性能。     

U型渠掘进衬砌一体机螺旋输送设计与仿真

以U型渠掘进衬砌一体机的施工土壤性质为条件,设计了螺旋输送机的叶片直径,通过经验公式确定了螺旋输土机构的转速.分析了螺旋输送机的物料运动学简图,得出螺旋输送机的最佳螺距.探讨了螺旋输送装置的倾角影响因素,最后确定最佳倾角为11°.计算了螺旋输送机构的驱动功率.利用EDEM离散元软件,模拟了螺旋输送装置工作过程,对螺旋输送装置的设计提供了建议.     

办公建筑中空调形式对室内外PM2.5浓度相关性的影响

室外PM2.5可通过新风及围护结构缝隙渗透至室内,室外PM2.5较高时尤为明显,结果导致室内空气中的PM2.5浓度上升。为了研究空调形式对室内外PM2.5浓度相关性的影响,在2015年夏季对重庆某办公建筑中采用不同空调形式的室内外PM2.5浓度进行了实测。实测结果发现：集中式空调、分体式空调和非空调房间室内外PM2.5浓度比变化范围分别为0.59～0.76、0.47～0.76、0.71～0.91。室内外PM2.5浓度相关性系数的排序为：集中式空调环境（0.94）> 非空调环境（0.92）> 分体式空调环境（0.77）,研究结果表明,办公建筑的空调形式,对室内外PM2.5浓度的相关性有影响。     

基于叶片形态的毛竹单叶叶面积模型

【目的】毛竹叶片小、易卷曲的特点增加了叶面积测量的难度和测量误差,本研究旨在建立快速、便捷、准确测量毛竹叶片面积的模型。【方法】采集7个省份的毛竹叶片,对毛竹叶片形态进行分类,利用叶长、叶宽数据和扫描所得实际叶面积进行建模,并采用均方根误差、卡方、赤池信息量准则和预测精度检验模型的精度,同时与叶面积仪测定结果进行精度比较。【结果】1)根据长宽比,毛竹叶片可以分为3类,分别是类三角形叶片(长宽比≤7.2)、长椭圆叶片(7.2长宽比≤8.3)和细长条叶片(长宽比8.3); 2)对毛竹叶面积和叶形态学指标的相关分析显示,叶片长度与宽度的积对叶面积影响最大,相关系数为0.993; 3)建立以叶片长宽积为自变量的叶形分类拟合模型,其决定系数为0.990 1、均方根误差为0.159 6、卡方值为10.368 1、赤池信息量准则为-6 317.10、预测精度为97.73%,其预测结果最佳,优于叶形不分类的整体拟合和叶面积仪测量结果。【结论】基于叶片形态分类的毛竹叶面积拟合模型仅需测定叶片的长和宽,便可准确预测叶片面积,其精度不但优于叶面积仪与整体拟合结果,而且测量过程快速、便捷。该模型可解决长期困扰的毛竹叶片面积测量难题。     

苜蓿秸秆压缩仿真离散元模型参数标定

为了提高苜蓿秸秆压缩过程中离散元仿真研究所用参数的准确度,该研究采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,以接触参数物理试验结果为仿真参数选择依据,利用Plackett-Burman试验对初始参数进行显著性筛选,方差分析结果表明,苜蓿秸秆-苜蓿秸秆静摩擦系数、苜蓿秸秆-苜蓿秸秆滚动摩擦系数、苜蓿秸秆-45钢静摩擦系数对仿真休止角影响显著。进一步以休止角的相对误差值为评价指标,对3个显著性参数进行最陡爬坡试验,优化显著性参数取值范围,并基于Box-Behnken试验建立休止角与显著性参数的二阶回归模型,以物理试验得到的38.88°休止角为目标值,对显著性参数进行寻优,得到最优组合:苜蓿秸秆-苜蓿秸秆静摩擦系数为0.45、苜蓿秸秆-苜蓿秸秆滚动摩擦系数为0.08、苜蓿秸秆-45钢的静摩擦系数为0.54。最后利用T检验得到P0.05,表明仿真休止角与物理试验值无显著性差异,验证了最优参数组合的可靠性。研究结果表明,应用上述各优化试验来标定离散元仿真参数是可行的,同时标定的参数可为苜蓿秸秆的其它仿真试验提供参考。