全球植物科学领域发展态势分析

基于农业科技创新的发展需求,为农业科技资源的有效配置提供支撑,从文献计量角度对全球植物科学领域研究现状及态势进行分析。利用定性、定量相结合的方法构建检索策略,基于Web of Science数据库及文献计量分析工具,对文献发表量、文献主要贡献国家、机构、期刊及发文量较高的作者H指数进行统计分析。结果表明,1995—2018年植物科学领域的文章发表量整体上呈现稳定增长趋势,学科呈现蓬勃发展的整体势头。美国和中国是文献主要贡献国家,文献量和总被引频次显著高于其他国家,但美国及欧洲国家的篇均被引数量高于中国。从全球来看,中国科研机构在发文数量占有绝对优势,而德国马克思普朗克的文章篇均被引数量高,达到10以上。对2016—2018年的高被引文献(Top10)进行内容分析,并通过高频词共现主题聚类可视化分析。从论文影响力及主题词规模2个维度表征领域内研究方向。结果表明,“植物应对生物及非生物胁迫”、“基因编辑技术”、“基因组学分析”、“植物生殖发育调控”是近年来植物科学的高关注度研究方向,主题内容与前期的需求调研相符,初步预测这些研究方向将对农业创新发展起到重要推动作用。     

松口蘑的研究热点

揭开松口蘑与松科植物的共生关系，开发松口蘑的人工栽培技术已成为国际性的松口蘑研究课题。近年来，日本、瑞典、美国、韩国和新西兰等国的研究人员为鉴别松口蘑及其近缘种提供了有效的分子生物学手段，从形态解剖学、生理学上验证了松口蘑是典型的外生菌根菌的理论，同时也提出了松口蘑-宿主是一个动态的共生关系。松口蘑快速人工菌根的合成体系已经建立，为松口蘑人工子实体的诱导奠定了不可缺少的基础。这一领域的研究必将与植物学、菌物学和土壤学的研究紧密地结合起来，以共同开发松口蘑的人工栽培技术。     

崎岖山地环境履带机器人降维变系数控制方法研究

针对崎岖山地环境下自走式履带机器人自走姿态波动大、跟踪精度低等问题,研究了三维崎岖路面履带机器人控制方法。通过分析机器人在二维平整路面与三维崎岖路面的运动学模型,建立了降维运动学几何模型;设计了一种基于降维变系数的滑模控制方法,实现三维崎岖路面履带机器人的运动控制,并进行了平整路面与崎岖路面的路径跟踪仿真与试验。仿真结果表明,平整路面仿真中,行驶方向误差逐渐减小并趋近于0,侧向位置误差在±0. 2 m内波动,并可在1 s内完成姿态调整;崎岖路面仿真中,三轴位置误差均控制在±0. 1 m范围内,同样可在1 s内完成姿态调整。路径跟踪田间试验结果表明,平整路面和崎岖路面机器人跟踪稳定后的横向误差分别为-2. 9～8. 8 cm、-14. 3～21. 5 cm,姿态误差分别控制在±2°、±5°内,能够满足实际跟踪需求。     

液压控制履带自走式温室三七收获机设计与试验

针对温室三七收获机械化程度低、收获效率低、破损率高等问题,设计一种液压控制履带自走式温室三七收获机。在满足农艺要求的基础上,使用履带式行走底盘,并对其进行运动学分析,利用RecurDyn对整机直线行走特性进行仿真分析,单侧牵引动力为1357N,质心波动平稳;建立了根土混合物运动学模型,并确定挖掘部分最优结构参数。利用FluidSIM软件和GX Developer软件开发平台分别设计了本地操作系统和远程控制系统,使整机具有行走、传动和升降功能。田间试验表明：在不同控制模式下,整机能顺利完成直行、转弯和挖掘装置升降等功能,液压控制系统和机械部分工作顺畅,直线行走稳定,行走偏移量为0.49%,液压缸前进、后退速度均为0.22m/s,误差满足要求;平均伤根率为1.77%,平均损失率为1.48%,无明显埋根现象,满足三七收获机性能要求。     

静液压—机械驱动桥式履带底盘分段跟随转向控制研究

为提高静液压-机械驱动桥式履带底盘转向的可操作性及安全性,设计了一种分段跟随控制策略及利用转向盘输入的转向电控系统。根据打滑条件下履带底盘转向分析结果,求解出理论转向轨迹,并根据机械驱动桥响应复位时间进行分段处理。实际履带底盘转向轨迹根据控制策略中所划分的行驶方向角度与位置偏离限控制每一分段时间内驱动桥的离合制动器作用状态,实时跟随理论轨迹。建立了控制策略的评价方法,并进行了算法仿真和电控系统设计及实车试验。仿真结果表明控制算法履带底盘转向相对误差为5.9%~10%,执行器作用平均频率为2.5~6.6 Hz。实车试验表明,利用转向盘输入的电控转向系统可满足静液压-机械驱动式履带底盘的转向需求,能够实现驾驶人员转向意图,转向过程平稳。同时,电控系统能够有效减少履带底盘转向过程中的原地滑转,从而减小对地面和农作物的损伤。     

基于协程模型的分布式爬虫框架

网络爬虫主要受到网络延迟和本地运行效率的限制,传统的基于多线程的网络爬虫架构主要为了消除网络延迟而没有考虑到本地运行效率。在高并发的条件下,多线程架构爬虫由于上下文切换开销增大而导致本地运行效率降低,同时使得网络利用率下降,如何能够在最大化利用网络资源的情况下减小系统本地开销是一个需要研究的问题。针对以上问题,本文提出基于协程的分布式网络爬虫框架来解决,从开销、资源利用率、网络利用率上对协程框架和多线程框架进行了分析,并基于协程实现了一个分布式网络爬虫。实验表明该框架无论从开销、资源利用率和网络利用率上相对于多线程框架有比较明显的优势。     

基于QBP-PID的履带式作业机全向调平控制研究

针对丘陵山区农业机械作业时的机身倾角变化大、工作品质和作业安全性差等问题,以履带式作业机为研究对象,设计了一种基于“3层车架”的液压全向调平系统,并提出了复合Q学习-BP神经网络-PID(QBP-PID)的全向调平控制策略。首先,给出了全向调平整机结构方案和工作原理,在此基础上,建立了包含全向调平系统的履带式作业机整机动力学模型。然后,针对PID控制参数难以整定的问题,通过BP神经网络对PID控制参数进行实时更新,并引入Q学习算法对神经网络连接权值进行在线更新,建立了全向调平复合QBP-PID控制器。仿真结果表明,QBP-PID控制下,20°横向调平时间为2.8 s, 25°纵向调平时间为3.2 s,相较于PID与BP-PID控制,减小了调平时间,并且未出现超调量。最后,进行横坡路面和纵坡路面的整机试验,与仿真结果相比,横向和纵向调平时间误差为0.6 s和0.4 s,且平地路面机身倾角小于1.5°,满足丘陵山区农业机械调平性能需求。     

跨式油茶果收获机履带底盘行走液压系统设计与试验

跨式油茶果收获机在丘陵山地作业时需要较大的牵引力,且要求行走平稳。本文基于机液联合仿真技术对跨式油茶果收获机底盘行走液压系统进行设计,以达到动力匹配及行走性能较优的目的。在RecurDyn软件中建立了跨式收获机履带底盘虚拟样机模型,采用谐波叠加法构建了B级路面谱,仿真分析了跨式履带底盘直线行驶和差速转向的动力学特性。通过AMESim与RecurDyn软件对收获机行走系统进行机液联合仿真,研究底盘在直线行驶与差速转向工况时行走马达液压特性。研制了全液压驱动的跨式油茶果收获机,进行了地面直线行驶与差速转向测试,结果表明：底盘直线行驶偏移率为1.7%;直线行驶时,行走马达流量稳定在23 L/min,压力稳定在1.5 MPa;差速转向时,行走马达流量稳定在22 L/min,压力在2～12 MPa范围内波动,验证了跨式履带底盘行走液压系统的稳定性。     

4J-1型自走式中药材捡拾机的设计与试验

针对根茎类中药材收获时需要大量人工配套捡拾的问题,本文设计了一种自走式中药材捡拾机。该机主要由收获捡拾铲刀、喂入器、限深轮、多级输送链、多级输送液压总成、行走驾驶位、集装箱、履带行走总成、机架等重要部件组成。对铲刀进行静力学分析,确定关键部件设计参数。经过对样机多次下地试验,机具损失率＜5%,破损率＜5% ,试验结果表明该机各项试验指标达到设计要求,能满足苦参、党参、黄芩、黄芪、丹参等根茎类中药材捡拾收获作业要求。     

QUY50A履带起重机提升制动器控制系统改进

QUY50A液压履带起重机在进行吊装作业时，不踩脚踏制动器（简称脚闸）则重物有慢速下降的现象。对该机提升制动器控制系统进行具体分析后提出了改进措施，取得满意成敢。