基于小波变换和BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演

自然农田生态系统中,农作物的各种生化参数受重金属污染胁迫后虽表现异常,但其特征往往极为微弱,极不稳定。利用处理非稳定信号方法中常用的信号处理方法——小波分析法(Db-5),对水稻的光谱反射率数据进行处理,有效提取光谱信号中受重金属污染胁迫而潜藏的一些"突变"弱信息。利用Db-5小波基进行小波变换,从中选取具有异常光谱特征的奇异点,利用奇异点对应波段(716、745、766 nm)的光谱反射率构建反向传播(BP)神经网络模型,对水稻冠层4种重金属含量进行反演。将利用模型得到的预测值与实测值进行相关性分析,结果表明,基于BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演模型对于实验区镉、铅、汞、砷4种重金属胁迫,具有良好的反演效果。     

具有解析式位置正解的2T1R并联机构运动性能分析

求解具有解析式位置正解且部分运动解耦的并联机构,有利于后续的误差分析、动力学分析、运动轨迹规划与控制等。基于方位特征方程(POC)的并联机构设计理论与方法,设计了两种具有解析式位置正解且部分运动解耦的2T1R并联机构,并对这两种机构进行了方位特征、自由度及耦合度等主要拓扑性能分析;提出基于拓扑特征的运动学建模与求解方法,并据此求解了两种机构的解析式位置正解;基于导出的位置反解,分析了两种机构工作空间、奇异位形、动平台的速度与加速度变化规律。最后比较了两种机构的运动性能,选择了优选机型。为优选机型的动力学分析与样机研制提供了理论基础。     

四川盆地丘陵区土壤水分垂直变异特征研究

根据四川盆地丘陵区重庆市璧山县青杠墒情站点土壤水分每天的动态监测资料,用小波分析的谱相分析方法研究了土壤水分的垂直异质性。结果表明:土壤水分变化是个随机平稳的波动序列;就时间变异来看,其变异有一定的隐周期,大致可分为3~5月的次波动期、7~9月的剧烈波动期、10~2月的相对稳定期。就土壤的垂向变化来看,站点的0~10 cm的变异高于10~20、20~40 cm层变异;各层变异之间存在一定的因果关系,可用互谱密度系数表示,但受降水、蒸发、作物利用等多种因素的制约,并未表现出完全的同步响应关系。     

PEG胁迫对西伯利亚冰草种子萌发及幼苗生理特性的影响

以PEG-6000模拟干旱胁迫,分析西伯利亚冰草种子发芽率、发芽势、胚根和胚芽长及三叶期幼苗相对电导率、丙二醛和游离脯氨酸含量的动态变化规律.结果表明:1)高渗透势PEG溶液(-0.2,-0.4 MPa)能够促进种子萌发,在-0.4 MPa时,发芽率和发芽势均达到峰值.2)高渗透势PEG溶液(-0.2,-0.4,-0.6 MPa)对胚根伸长具有一定的促进作用,-0.4 MPa最大,但对胚芽表现出一定的抑制作用.3)随着渗透势的降低,发芽率、发芽势、胚根长和胚芽长不断下降,胚根/胚芽的比值持续上升.4)3叶期幼苗相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量随胁迫强度的增加,胁迫时间的延长持续增加,相对电导率、丙二醛含量除了-0.4 MPa,1d处理外,其他处理均极显著(p＜0.01)高于对照,脯氨酸含量各处理均极显著(p＜0.01)高于对照,相对电导率、丙二醛和脯氨酸这3个指标均可作为抗旱性评价指标.     

循环曝气灌溉条件下小白菜生长及水分与养分利用

研究循环曝气灌溉对不同土壤作物水分及养分利用影响的规律可为循环曝气灌溉技术在不同土壤中的应用提供理论指导。以河南省3种典型土壤(郑州黏土、洛阳粉壤土和驻马店砂壤土)为供试对象,小白菜为供试作物,设置常规地下滴灌为对照组(CK)、循环曝气灌溉为试验组(CAI)开展盆栽试验,研究了循环曝气灌溉对作物生长生理指标及水分与养分利用的影响。结果表明,与CK相比,CAI可促进根系生长,其中郑州黏土和洛阳粉壤土CAI根系活力分别显著增大46.36%和16.79%(P0.05),根干质量分别显著增大35.33%和26.22%(P0.05)。CAI处理净光合速率较CK有显著提高(P0.05),其中郑州黏土、洛阳粉壤土、驻马店砂壤土依次增大了17.69%、12.41%和21.43%。循环曝气处理有效提高了作物氮、磷、钾的吸收效率,其中,郑州黏土和洛阳粉壤土氮素吸收量较CK分别显著提高23.68%和27.72%(P0.05);3种土壤CAI作物磷、钾吸收效率均有显著提高(P0.05),其中郑州黏土分别增加了27.54%和62.81%,洛阳粉壤土增加了25.20%和63.26%,驻马店砂壤土增加了26.86%和23.97%。循环曝气灌溉能显著提高小白菜产量和水分利用效率,其中,郑州黏土和洛阳粉壤土小白菜地上部鲜质量较CK分别提高了58.42%和62.03%,水分利用效率分别提高了27.86%和16.47%。综合比较小白菜生长指标、产量、水分利用及养分吸收效率,郑州黏土循环曝气灌溉处理具有最为显著的改善作用。     

去势和热应激对筠连黄牛生产性能、瘤胃发酵和血液生化指标的影响

为研究去势和热应激对筠连黄牛生产性能、瘤胃发酵和血液生化指标的影响,本研究选用18头16月龄、体重相近((292.35±28.71) kg)的不同去势程度筠连黄牛(全去势FCG、半去势HCG、假手术SOG),分为3组,每组6个重复,每个重复1头牛,根据试验期间牛舍温湿度指数(THI),分为热应激期(7、8月)和非热应激期(9月),分析去势和热应激对黄牛各指标的影响。结果表明：1)与非热应激期相比,热应激期牛舍THI、肉牛呼吸频率和直肠温度均显著提高(P<0.05)。2)去势和热应激均显著提高血清热休克蛋白70、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)和雌二醇浓度(P<0.05),而睾酮、甲状腺素(T4)、胰岛素和游离脂肪酸浓度显著降低(P<0.05),且除血清葡萄糖、T4和LDL-C外,去势和热应激对其他血清指标存在显著互作效应(P<0.05)。3)全去势和热应激均显著降低肉牛平均日增重(ADG),且存在显著互作效应(P<0.05)。4)热应激期,去势显著降低粗蛋白、酸性洗涤纤维和钙表观消化率以及血清总抗氧化能力(T-AOC)(P<0....     

基于平稳小波变换的冬小麦覆盖度高光谱监测

在2010与2011年度冬小麦生长季,通过大田小区试验,实测了冬小麦冠层的高光谱反射率与覆盖度。分析了不同覆盖度下的冬小麦冠层光谱特征以及不同生育期冬小麦冠层光谱反射率与覆盖度的相关性,建立了基于归一化植被指数(NDVI)与比值植被指数(RVI)、小波能量系数的不同生育期冬小麦覆盖度估算模型。结果表明:覆盖度越大,冬小麦光谱反射率在可见光波段越小,在近红外波段越大。在可见光波段,光谱反射率与覆盖度负相关,在"红边"处,由负相关变成正相关。在返青期、拔节期,NDVI估算效果好(R2为0.835 9、0.805 7);在抽穗期、灌浆期,RVI估算效果好(R2为0.803 1、0.829 4)。在返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期,以高频、低频小波能量系数为自变量的冬小麦覆盖度估算模型的R2分别达到0.911 2、0.895 4、0.880 2、0.927 5。     

并联机器人可操作度分析的蒙特卡罗方法

对蒙特卡罗法生成的并联机器人工作空间上的随机点分布不均匀性进行了研究,基于多维随机变量函数的分布密度公式,推导出蒙特卡罗法生成的并联机器人工作空间点概率密度与雅可比行列式的关系式,建立了输出空间概率密度与并联机器入可操作度之间的关系.以平面两自由度5R并联机器人为研究对象,采用蒙特卡罗法分析了其工作空间上的可操作度,并根据工作模式将输入空间划分成4个子空间,指出了子空间交界处的逆向奇异性.仿真结果表明,蒙特卡罗法是分析并联机器人可操作度和逆向奇异的一种有效方法.     

电子鼻鉴别白酒信号小波去漂移方法

为提高电子鼻长期鉴别的稳健性,提出了一种基于小波分析的电子鼻信号去漂移方法。对含漂移信号的电子鼻数据进行小波分解,获得分解系数;构造一种相对偏差阈值滤波函数对小波逼近系数进行阈值处理,获得修正的小波系数;运用小波逆变换对修正后的小波系数进行重构,得到去除漂移或少漂移的电子鼻信号。对6种白酒样本随机生成的5组样本训练集与对应的测试集进行去漂移处理与信号重构,提取去漂移处理前后的电子鼻信号积分值特征,并运用Fisher判别分析(FDA)和BP神经网络分别对5组数据集进行鉴别分析。FDA鉴别结果显示,无论是训练集还是测试集,5组样本的鉴别正确率由去漂移前的最高值45%提升至去漂移后的100%。BP神经网络鉴别结果显示,5组样本的鉴别正确率由去漂移前的最高值31.7%提升至去漂移后的98.3%。这说明所给出的去漂移方法在白酒电子鼻的鉴别中是稳健有效的。同时,也为电子鼻鉴别其他物品提供了一种可借鉴的去漂移方法。     

小波分析在拖拉机齿轮箱故障诊断中的应用

在分析了采用傅立叶变换对拖拉机齿轮箱故障诊断进行信号分析技术所存在的不足的基础上，提出了采用小波变换对该信号进行分析处理时，基小波选取的方法。同时在对拖拉机齿轮箱故障诊断的实际应用中，用齿轮箱振动的加速度信号对傅立叶变换和小波变换的结果进行了比较，证明了应用小波变换能准确反映齿轮箱故障的结果，并提出用小波变换可以建立故障自动诊断系统。