动态称重模型及其系统校正

针对采用简单闭环控制方案的动态称重系统没有考虑其动态特性而导致一般校正方法不适用的问题,根据系统数学模型中参数与质量的关系,给出提高动态称重系统快速性和准确性的动态校正方法。     

基于气象-生理的夏玉米作物系数及蒸散估算

准确估算作物系数对预测作物实际蒸散量和制定精准的灌溉计划至关重要。为反映作物逐日作物系数变化,综合考虑气象和生物因子对作物生长的共同影响,采用五道沟水文实验站大型蒸渗仪夏玉米实测蒸散及气象数据,基于地温及叶面积指数建立了气象-生理双函数乘法模型,并结合梯度下降法对模型进行了精度优化。结果表明,在整个玉米生长期中,作物系数实测值和计算值平均绝对误差为0.12,均方根误差为0.15,相关性为0.91,蒸散量实测值与计算值平均绝对误差为1.0 mm/d,均方根误差为4.5 mm/d,相关性为0.75。该模型计算的全生育期蒸散量准确率(误差在2～3 mm/d以内)相比使用联合国粮农组织(FAO)推荐的作物系数计算所得准确率提高了3倍以上,可更精确用于作物系数及蒸散量计算。     

夏玉米日蒸发蒸腾量计算方法的试验研究

根据实测资料，对波文比计算的蒸发蒸腾量和蒸渗仪实测的蒸发蒸腾量日变化进行比较及分析。结果表明，波文比所测蒸发蒸腾量与太阳净辐射的相关性比较好，薰渗仪所测值与太阳净辐射的相关性不明显。蒸发蒸腾量的日变化曲线呈单峰型，早晚小，中午大，夜间为负值。蒸渗仪受自身因素影响，变化比较敏感。两种方法计算平均值比较接近。波文比的计算值比蒸渗仪的测量值更能精确地反应短时段作物的蒸发蒸腾规律。     

肉牛自动化无应激动态称重系统的设计与试验

【目的】牛只体重数据是衡量牛体健康生长发育的重要指标,定期对牛只称重对实施精细化养殖有重要意义。【方法】采用带围栏的地磅称重、月龄推算、体尺估算测量以及采用保定架等方法对肉牛进行静态称重。【结果】可以实现肉牛全程无障碍通过,在肉牛自然行走状态下监测出肉牛体重信息,有效避免了肉牛产生应激反应;称重效率高,系统锁定肉牛有效体重数据在2~4 s。平均每头牛从进入通道排队到称重结束,时间在10 s之内。肉牛速度较快通过称重平台时,误差在0.5%以下;肉牛在行走—停顿运动状态和平稳行走运动状态下,误差在0.2%以下。【结论】肉牛无应激自动化动态称重系统,主要由主体机械结构框架、RFID无线射频识别系统、供电系统、称重系统、数据传输5部分组成。     

参考蒸发蒸腾仪的研制及其应用研

根据植物的蒸腾机理与土壤的蒸发机制，利用生物膜技术，研制了参考蒸发蒸腾仪。该仪器可很好地模拟土壤蒸发与植物蒸腾的自然物理过程。从理论上对仪器直接测定法与Penman-Monteith法、蒸发皿法进行了对比分析。在应用试验上，利用蒸渗仪值对三种方法进行了校核，结果表明：仪器直接测定法的精度稍差于Penman-Monteith法，但较蒸发皿法有很大提高。仪器使用方便、维护简单、价格低廉，易为我国普遍存在的经济与文化水平不高的农民用户所接受，将有良好的商品化开发及广阔的市场应用前景。     

Development and practical test of a weighable groundwater lysimeter for floodplain sites

Presently, the soil water balance of flood‐influenced soils in fluvial plains is insufficiently described. The new development of a weighable groundwater lysimeter is the basis for recording the water‐balance components precipitation, evapotranspiration, groundwater recharge, capillary rise, and interaction with the water course. Soil‐hydrologic measuring setups at two floodplain sites of the Elbe river serve for direct comparability of lysimeter measurements with data obtained on site. A groundwater control was designed for lysimeters that automatically adjusts the current groundwater level at the floodplain measuring setups and quantifies inflow into or outflow from the lysimeter. It turned out that the lysimeter developed is capable of identifying the individual water‐balance quantities at high accuracy. Contrary to previous assumptions, it was possible to prove groundwater recharge for the floodplain sites.     

Intercepted radiation by apple canopy can be used as a basis for irrigation scheduling

Improved approaches for irrigation scheduling require specific protocols for adaptation to different growing conditions. We assessed crop intercepted radiation as the main factor for decision on irrigation scheduling. Over two growing seasons (2007-2008), apple trees growing in a large weighing lysimeter were used to measure daily canopy transpiration (T_d). Seasonal patterns of daily canopy intercepted photosynthetically active radiation (IPAR_d) and midday stem water potential were also measured. In 2007, irrigation was withheld in two different times to study T_d responses to midday stem water potential. Before harvest, under full irrigation, T_d increased linearly with IPAR_d (R² = 0.81 in 2007 and 0.84 in 2008). With the two year data combined, R² increased from 0.74 to 0.80 when VPD was considered as a second variable. When irrigation was withheld in 2007 the ratio between T_d and IPAR_d, which is defined here as transpiratory radiation use efficiency (TRUE), decreased linearly (R² = 0.49) as midday stem water potential decreased. Due to the highly significant effect of IPAR_d and VPD on T_d, TRUE showed potential applications in estimating the amount of irrigation water.     

基于改进强跟踪无迹卡尔曼滤波的饵料动态称重算法

投饵是虾塘养殖中的重要环节,获取剩余饵料重量是实现精准投饵的关键。为解决在投饵过程中由环境、系统自身等因素引起的剩余饵料称重不准确问题,提出了一种适用于投饵船饵料动态称重的自适应强跟踪无迹卡尔曼滤波算法(SHFL-ASTUKF)。首先,建立称重系统的二阶模型,并对量测结果进行滤波。然后,在渐消因子快速引入的基础上,使用奇异值分解替换Cholesky分解处理误差协方差问题。同时,结合模糊控制算法和Sage-Husa自适应滤波,自适应更新量测噪声协方差和系统噪声协方差,从而抑制滤波过程中的发散情况。对SHFL-ASTUKF进行实例数据仿真和实验验证,结果表明,与强跟踪无迹卡尔曼滤波相比,实例数据仿真中,RMSE提高了14.9%,投饵船剩余饵料称重实验中RMSE平均提高了15.15%,MAE提高17.27%,所提出的算法具有更高的动态测量精度和更好的降噪效果。     

基于称重式蒸渗仪的喷灌条件下冬小麦和糯玉米作物系数估算方法

利用位于北京的称重式蒸渗仪,对喷灌条件下的冬小麦和糯玉米需水规律进行了测定,进而计算了两种作物的作物系数。结果表明,冬小麦和糯玉米的作物系数与播种后天数之间的关系均可以用四次多项式来表征。根据FAO-56推荐的作物系数计算方法,计算了两种作物的分段单值作物系数和双作物系数,发现华北平原喷灌条件下冬小麦和糯玉米的作物系数在生育期内的变化可以用FAO-56推荐的模式来描述,但实测值一般大于FAO-56的建议值。为了能利用FAO-56推荐的模式较好地描述喷灌作物系数变化规律,依据实测资料对FAO-56建议的单值作物系数和基础作物系数进行调整后,模拟了两种作物需水量的变化,模拟的作物阶段需水量与实测值吻合良好。     

活鱼近距离转运称重计量系统设计及应用

装运、称重是水产品交易过程中一个重要环节,设计了活鱼近距离转运称重计量系统,分析和叙述了系统总体结构设计和工作原理。该系统由电动提升装置、气动装卸装置和自动称重计量装置、控制装置组成。控制部分以可编程逻辑控制器(PLC)为核心,驱动电动卷扬机和气缸分别进行活鱼提升和装卸,并依靠鱼体自重沿倾斜主滑槽输送至岸上运输车,转运至目的地。软件部分基于LabVIEW可视化平台设计了转运系统显示界面,界面具有系统通讯和数据存储操作等功能。系统应用效果表明,活鱼近距离转运称重计量系统单次传输量300kg,转运量2t/h ,提高了活鱼转运效率,减少了大量人力,降低了活鱼的机械损伤率,提升了渔业生产机械化水平。