基于GWO-MPC的联合收获机喂入量控制方法与仿真实验

收获机作为农业生产的重要生产工具,其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式,建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统,以小麦作为实验对象,在我国华北地区开展田间实验,验证系统喂入量监测精度并同步采集产量、含水率和作业速度等参数,系统喂入量监测平均相对误差为8.55%。以收获机在割台高度不变条件下保持额定喂入量为控制目标状态,收获机作业速度作为控制量,采用模型预测的方法对收获机喂入量进行仿真控制。采用灰狼优化算法优化二次规划的权值矩阵,仿真结果表明,权值矩阵优化后,喂入量控制平均绝对误差小于0.1 kg/s,平均降低38.1%。喂入量控制误差与收获区域的产量成反比,与含水率成正比。在相邻时域内产量、含水率变化较小的收获区域效果更好。     

基于逐步回归模型的连作植烟土壤化学性状和酶活性关系分析

[目的]探讨不同连作年限植烟土壤化学性状和酶活性的变化规律及其相互关系,为探明烤烟连作障碍机理及制定调控措施提供理论依据.[方法]以同一植烟区域不同连作年限(4、6、8、14和16年)的土壤为研究对象,在相关性分析的基础上,利用逐步回归模型对植烟土壤的化学性状和酶活性进行测定分析.[结果]随连作年限增加,土壤pH、有机质和全钾含量逐渐降低,全磷、全钾、水解性氮和有效磷含量呈先升高后降低的变化趋势,而有效钾含量呈增加趋势;过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性均表现为先升高后降低的变化趋势,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性峰值出现在连作8年处理,脲酶和蔗糖酶活性峰值出现在连作6年处理.逐步回归分析结果表明,全磷、全钾和速效钾含量分别受酸性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性的抑制,过氧化氢酶和蔗糖酶活性均受全钾含量的抑制,酸性磷酸酶活性受速效钾含量的抑制.[结论]随连作年限的增加,植烟土壤环境恶化,养分失衡,酶活性呈先升高后降低趋势;部分化学性状指标与酶活性间存在密切的相互影响关系.     

基于模糊神经算法的区域地下水盐分动态预测

为探讨前馈型人工神经网络BP-ANN(back propagation artificial neural network)和模糊神经NF(neuro-fuzzy)2种神经网络算法在区域地下水盐分动态预测中的应用过程与效果,首先通过经典统计分析确定区域地下水盐分动态的主要驱动因子以及可用的模型输入因子组合,采用"试错法"确定神经网络模型的最优结构,进而开展地下水盐分中长期动态的有效模拟预测。结果表明,在长江河口寅阳和大兴地区以降水动态为单输入的NF(5-gbellmf-160)和以降水与内河水盐分动态为双输入的NF(4-gaussmf-100)为最优预测模型。研究表明神经网络模型对地下水盐分动态的预测精度优于常规线性模型,其中,NF、BP-ANN、线性模型在寅阳测点的预测相关系数分别为0.565、0.445、0.261,在大兴测点的预测相关系数分别为0.886、0.784、0.543。与BP-ANN、线性模型相比,基于模糊神经算法的NF模型具有更好的误差纠错和仿真能力,在寅阳和大兴测点的预测误差分别降低了30%以上和50%以上。相关研究结果在区域水盐动态科学预警研究领域有较好地应用前景。     

基于智能检测的发酵过程测控系统集成及应用

发酵测控系统是发酵过程参数智能检测与优化调控的基础,直接影响着发酵过程的控制性能。该文针对L-乳酸发酵过程的智能检测,提出了一种基于智能检测的发酵过程测控系统集成方法,给出了系统的体系结构及实现方法,集成了基于虚拟仪器技术的PXI总线发酵过程智能测控系统,给出了系统的软、硬件设计。该系统通过建立软测量模型,有效地实现了发酵过程不易测量参量的在线估计与控制,为发酵过程提供了一种新的测控系统。试验研究表明,将该系统应用到L-乳酸发酵过程中,通过在线估计葡萄糖液消耗量,实现了L-乳酸发酵过程补料优化控制,乳酸产量提高23%,提高了发酵产物得率。     

中国北方地区蒙古韭潜在适生区分析

当前,气候变化正在威胁全球生物多样性。蒙古韭(Allium mongolicum)是干旱半干旱地区中重要的牧草以及群落稳定物种,目前其自然分布区域正逐渐缩减并面临濒危处境。为探究未来蒙古韭自然群体演化过程,本研究结合物种分布数据与22个环境变量数据,应用MaxEnt生态位模型对蒙古韭在近代以及未来3种气候情景下(SSP126可持续发展路径、SSP245中度发展路径、SSP585化石燃料常规发展路径)在我国北方地区的潜在分布格局进行了预测。结果表明：模型预测结果精度均大于0.8,模拟效果良好;影响蒙古韭分布的主导环境因子为年平均温度、最暖季平均温度、年均降水量和最暖季平均降水量;不同气候情景下未来蒙古韭潜在适生区面积均有所缩减,受降雨和温度影响,高适生区向蒙古高原地区收缩;未来蒙古韭核心适生区总体向东南方向迁移后再向西南方向迁移;蒙古韭未来潜在适生区缩减主要集中在黑龙江省、吉林省西北部和内蒙古东部。     

基于SWAT模型的北江流域气候变化的水文响应

[目的]建立SWAT分布式水文模型,模拟分析气候变化对北江流域径流的影响。[方法]以北江流域为研究对象,运用分布式水文模型SWAT对流域径流进行模拟,以流域出口石角站1961～1980年月流量数据对模型参数进行率定,用1981～1990年月流量数据对模型参数进行了验证。设置15种气候变化情景,利用率定好的SWAT模型模拟了未来气候变化对北江流域径流的影响。[结果]SWAT模型模拟精度较高,可用于北江流域径流模拟。在降水量不变的情况下,温度升高将会使蒸发量增大,径流深减小;气温保持不变时,降水量增加会使蒸发量和径流深有所增加。[结论]该研究可为北江流域水资源管理提供参考依据。     

黄旗海水环境质量现状评价

在对黄旗海1999年、2000年和2001年水质监测的基础上,选用LogisticCurve(L-C)水环境质量综合评价模型,以等级评价标准和均匀随机数产生建模样本和验证样本,利用实码加速遗传算法求解评价模型,对黄旗海水环境质量的富营养化进行了现状评价,确定了1999年、2000年和2001年黄旗海的富营养化等级。结果表明:黄旗海1999年、2000年和2001年水质的富营养化程度都处于4级富营养和5级极富营养之间,富营养化等级大小依次为:1999年>2001年>2000年。     

特色农业产业动力模型构建及我国蓝莓产业发展研究

基于波特的“钻石模型”,结合特色农业产业特征,以生产要素、基地建设、各类型企业、国内外需求作为基本要素,销区机会和产区政府作为辅助要素,建构特色农业产业成长动力模型,在分析我国蓝莓产业现状和成长轨迹基础上,指导中国蓝莓产业发展。     

利用体外培养法建立饲料营养成分与瘤胃丙酸产量的回归模型

根据美国康乃尔净碳水化合物和蛋白质体系 (CNCPS) ,分析测定了 4类 2 4种饲料的营养成分 ,利用体外批次培养技术测定了它们在体外培养一定时间后的丙酸产量 ,并由此建立了饲料中产丙酸的营养成分和瘤胃丙酸产量的回归方程     

基于热红外成像与骨架树模型的奶牛眼温自动检测

针对现有方法无法实现奶牛热红外图像中眼温信息自动获取的问题,为实现奶牛眼温无接触、自动、高精确检测,提出了一种基于热红外成像技术与骨架树模型的奶牛眼温自动检测方法.首先,在获得奶牛侧面热红外图像的基础上,利用基于差距度量的阈值分割方法提取奶牛目标,对奶牛骨架进行精确提取,并构建了奶牛骨架树模型,在该模型上对奶牛头部区域...