基于模型预测控制的农机主从跟随作业控制方法

针对实际环境中由于农业机械（简称农机）作业过程的作业量以及土壤条件的变化等不确定性因素的影响,导致协同作业跟随农机的行驶工况不稳定、跟随协同作业响应慢、控制困难等问题,在综合考虑不确定性以及响应性能的基础上,提出了一种农机跟随分层控制架构,搭建农机田间作业下的纵向跟随动力学模型,并以间距保持、速度跟随、燃油经济性、加速度跟随性能为目标,进行基于模型预测控制（MPC）算法的上层控制器推导,基于前馈以及PI反馈的控制器作为下层控制,以上层控制器获得的控制加速度为目标,进行力矩（电流）跟踪,在保证抗不确定性以及干扰噪声的同时,提高跟随农机的响应能力。通过Matlab/Simulink仿真和田间试验验证,结果表明,该控制方法可以有效解决农机作业的跟随控制问题,与滑模变结构控制器相比,能够实现稳定跟随行驶,且速度误差和加速度误差更小,速度误差控制在-0.29132~0.18001m/s,加速度误差控制在-0.05678~0.05628m/s2,稳定跟随距离误差为±0.45m,具有良好的跟随效果。     

基于RBF网络的联合收获机脱粒滚筒恒速控制

对联合收获机行走、收割、脱粒系统进行分析,提出了系统数学模型的基本形式.针对该模型的高阶次、非线性和难以准确获得具体参数等问题,将模型差分方程的基本形式分解为与控制信号无关和有关的2个部分,利用RBF神经网络技术分别对2个部分进行在线辨识,控制器根据辨识结果进行控制,构建了自适应控制.利用该系统进行了不同条件下的仿真和试验,试验证明利用RBF网络可快速有效地拟合被控对象.当对象参数发生变化时,系统可实现跟踪适应,达到较好的控制效果.     

直接接触式换热器传热性能优化

建立了以容积换热系数为目标函数,工质流率U₀、喷头喷孔直径d_i、导热油液位高度Z为决策变量的直接接触式换热器性能优化模型,同时进一步将液滴群行为与传热协同关系作为约束条件引入优化模型中,重点分析该约束条件对优化过程及结果的影响。运用遗传算法对原模型和补充模型进行了优化分析,结果表明：原模型优化后的容积换热系数达到了初始值的6.7倍;而补充模型最优值的迭代次数比原模型减小了约55%,同时最优值比原模型提高了0.3%。所以该约束条件不仅提高了迭代速率,还提高了寻求全局最优值的概率,使得最优解更逼近全局最优值。     

农村区域配电网优化模型和算法的研究

针对城镇配电网中按电压等级选择同一截面导线的不合理性,基本算法的罚函数处理约束稳定性不强和寻优运算差等问题,利用经济电流密度概念、多目标规划理论和遗传算法,研究实数编码并行优化、动态罚函数约束、配电网路径与潮流自识别解码等方法,提出了配电网络多目标经济性优化模型及其算法。通过10kV配电网实例验证表明,该方法提高解的搜索精度,实现规划线路长度和导线截面策略因子并行优化,得到最小投资费用的优化方案。     

基于径向基神经网络的叶轮轴面投影图优化

为了提高余热排出泵的效率,采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟,得到设计工况下的效率,应用径向基神经网络建立效率与轴面投影图的4个几何变量之间的近似模型,最后采用遗传算法对近似模型进行极值寻优,获得最优的轴面投影图几何参数组合。研究结果表明:对比原始泵的数值模拟性能曲线和试验外特性能曲线,两者吻合较好;径向基神经网络能较好地预测泵设计点效率;优化的轴面投影图使得余热排出泵的水力效率提高了6.18个百分点,改善了叶轮内流场特性。因此,叶轮轴面投影图的优化设计方法是可行的。     

唐山市沙流河镇水资源供需平衡优化分析

运用系统论和线性目标规划法,结合唐山市沙流河镇实证研究,构建小城镇水资源供需平衡优化数学模型,剖析该镇水资源供需矛盾,提出水资源供需平衡优化方案。结果显示,沙流河镇水资源补给总量为1490.55万m³·a^-1,若对水资源利用量不加约束,2001、2005和2010年沙流河镇用水总量分别达到2352.73万m³、2429.73万m³和2491.72万m³;水资源超采量分别达到862.18万m³、939.18万m³和1001.17万m³;其中农业用水量最大,占90%以上。鉴于农业用水比重大、利用效率低,提出沙流河镇实施、推广节水灌溉技术和积极退耕还林等节水措施。经过逐年逼近平衡的办法,到2010年沙流河镇水资源量可以节余63.32万m³,基本实现全镇水资源供需平衡。     

ABA， H2O2与NO对木枣果实成熟生理的影响

在木枣白熟期分别用ABA、H2O2与NO供体硝普纳（SNP）喷洒果实,对其调控木枣果实成熟的生理基础进行了研究。结果显示用不同浓度的ABA,H2O2与SNP处理,枣果实中丙二醛（MDA）的含量明显升高,其中100 mg?L-1浓度时MDA含量为最高;Ca、Vc和β-胡萝卜素含量呈现先降低后升高再下降的趋势,其中75 mg?L-1浓度时Vc和β-胡萝卜素含量最高,50 mg?L-1时Ca含量最高;CAT和APX活性的变化呈现先升高后降低的趋势,75 mg?L-1时CAT和APX活性均最大;DNA含量的变化呈现先缓慢降低后升高再下降的趋势,ABA比H2O2、SNP处理对DNA含量影响更明显,100 mg?L-1时DNA含量最高。结论：ABA、H2O2与SNP对木枣果实发育成熟的影响效果较为明显,其生理效果在多方面表现基本一致,有加快木枣果实成熟衰老的作用。     

农业信息化的现状及发展对策

本文介绍了农业信息化的概念及发达国家农业信息化的现状、未来发展趋势。结合我国农业信息化的实际情况,从农业信息网络基础、资源建设、精准农业、人才培养、“最后一公里”障碍及其它制约因素等六个方面对我国农业信息化提出了建议。     

论有机农业目标体系的整体性

本文从农业生产中人与人之间的关系、人与自然的关系,以及人与自身的关系角度,对农业效益的目标体系进行了全新的诠释,同时,建立起农业中不同利益主体目标的关联.有机农业通过政府粮食安全目标、生产者生计安全目标和消费者食品安全目标的有机整合,最大限度地实现农业经济效益、生态效益和社会效益相互间的均衡,是农业可持续发展的必然选择.     

农民协会的建立与完善

建立农民协会不仅受宪法保障,而且是实行民主政治、建立有限政府、构建农村市民社会、发展农村社会主义市场经济的需要。应通过准确定位,完善相关法律法规,加强自身建设等途径,推动农民协会的建立与完善。