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玉米作物系数无人机遥感协同地面水分监测估算方法研究 预览
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作者 张瑜 张立元 +3 位作者 Zhang Huihui 宋朝阳 蔺广花 韩文霆 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期83-89,共7页
该文研究不同水分胁迫条件下无人机遥感与地面传感器协同估算玉米作物系数的可行性。利用自主研发的六旋翼无人机遥感平台搭载多光谱传感器获取内蒙古达拉特旗昭君镇试验站不同水分胁迫下大田玉米冠层光谱影像,计算植被指数,采用经气象... 该文研究不同水分胁迫条件下无人机遥感与地面传感器协同估算玉米作物系数的可行性。利用自主研发的六旋翼无人机遥感平台搭载多光谱传感器获取内蒙古达拉特旗昭君镇试验站不同水分胁迫下大田玉米冠层光谱影像,计算植被指数,采用经气象因子和作物覆盖度校正后的FAO-56双作物系数法计算玉米的作物系数,研究作物系数与简单比值植被指数(simple ratio index,SR)、叶面积指数(leaf area index,LAI)和表层土壤含水率(surface soil moisture,SM)的相关关系,结果表明,作物系数与SR、LAI和SM的相关程度与水分胁迫程度有关,但均呈现出显著或极显著的线性关系,说明了基于这些指标建立作物系数估算模型的可能性。利用逐步回归分析方法建立了作物系数的估算模型,其估算模型,修正的决定系数、均方根误差和归一化的均方根误差分别为0.63、0.21、25.16%。经验证,模型决定系数、均方根误差和归一化的均方根误差分别为0.60、0.21、23.35%。研究结果可为利用无人机多光谱遥感平台进行作物系数估算提供技术参考。 展开更多
关键词 土壤水分 胁迫 无人机 作物系数 比值植被指数 叶面积指数
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黑小豆超微全粉对面团流变学特性及馒头品质的影响
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作者 王军 程晶晶 +3 位作者 王周利 袁亚宏 郭康权 岳田利 《中国食品学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期103-110,共8页
以不同比例的黑小豆超微全粉替代小麦粉,研究黑小豆超微全粉对配粉糊化特性、面团流变学特性及馒头品质的影响。结果表明,随着黑小豆全粉添加量的增加,配粉各项黏度值和峰值时间均显著降低,糊化温度升高。配粉的吸水率增加,面团形成时... 以不同比例的黑小豆超微全粉替代小麦粉,研究黑小豆超微全粉对配粉糊化特性、面团流变学特性及馒头品质的影响。结果表明,随着黑小豆全粉添加量的增加,配粉各项黏度值和峰值时间均显著降低,糊化温度升高。配粉的吸水率增加,面团形成时间、稳定时间和粉质指数先增加后降低。面团拉伸曲线面积和拉伸阻力先增加后降低,延伸度显著降低。试验中拉伸比例在1.2~1.3比较合适。添加黑小豆全粉使馒头的外观、组织结构、色泽和弹韧性得分均降低,比容、黏性及气味和滋味差异不显著。馒头的硬度和咀嚼性显著增加,黏附性先降低后增加,内聚性、弹性和回复性均无显著变化。图像分析指标除气孔延长度外均差异显著。图像分析法可定量描述馒头的内部气孔结构,对馒头品质的评价更加准确、客观。黑小豆全粉的添加量以5%~10%为宜。 展开更多
关键词 黑小豆 超微全粉 流变学特性 馒头 图像分析
LED蓝光对辣椒采后色泽及品质的影响
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作者 王晓芬 郜海燕 +4 位作者 吴伟杰 徐非非 王绍金 陈杭君 寇莉萍 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期112-119,共8页
为探究LED蓝光处理对辣椒采后贮藏过程中品质的影响,采用强度为14μmol·m^-2·s^-1的LED蓝光(470 nm),在温度25℃、相对湿度80%条件下,对采后新鲜绿辣椒和红辣椒分别进行蓝光照射、避光处理(对照组),测定贮藏过程中辣椒色泽、... 为探究LED蓝光处理对辣椒采后贮藏过程中品质的影响,采用强度为14μmol·m^-2·s^-1的LED蓝光(470 nm),在温度25℃、相对湿度80%条件下,对采后新鲜绿辣椒和红辣椒分别进行蓝光照射、避光处理(对照组),测定贮藏过程中辣椒色泽、叶绿素含量、辣椒红素含量、辣椒碱含量、维生素C(Vc)含量和Ccs基因表达量等的变化。结果表明,与对照组相比,LED蓝光处理会加速绿辣椒退绿,使其叶绿素含量在第8天时降为初始值(0 d)的17%(P<0.01);LED蓝光处理可有效提高辣椒中辣椒红素的含量,红、绿辣椒中的辣椒红素含量在第8天时分别是对照组的1.60倍和5.59倍(P<0.01);LED蓝光处理可显著增加辣椒中辣椒碱含量,处理第8天时红、绿辣椒中的辣椒碱含量分别是对照组的1.53倍和1.85倍(P<0.01),Ccs基因的表达量分别为对照组的1.35倍和4.01倍(P<0.01)。此外,LED蓝光可促使辣椒中Vc含量显著升高,处理第8天时,红、绿辣椒中Vc含量分别为对照组的1.25倍和1.58倍(P<0.01)。综上,在采后贮藏过程中,LED蓝光照射可以加速绿辣椒退绿,并促使红、绿辣椒变红,显著提高辣椒红素、辣椒碱和Vc含量。本研究结果为LED蓝光在辣椒采后贮藏过程中品质保持,尤其是增加辣椒红素含量及改善辣椒色泽提供了新思路。 展开更多
关键词 LED蓝光 辣椒 叶绿素 辣椒红素 辣椒碱
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风扇组对气流速度场影响的CFD仿真及验证 预览
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作者 徐奕蒙 李守藏 +2 位作者 刘志杰 张智韬 胡耀华 《农机化研究》 北大核心 2019年第10期7-14,共8页
针对密植苹果园农药喷施不均匀、药液难以进入冠层内部的问题,结合密植苹果园的种植特点,提出了一种组合风扇的风送式喷雾结构,并通过CFD模拟探究该组合风扇出风口速度和倾角对气流速度场的影响规律。结果表明:随着组合风扇入口气流速... 针对密植苹果园农药喷施不均匀、药液难以进入冠层内部的问题,结合密植苹果园的种植特点,提出了一种组合风扇的风送式喷雾结构,并通过CFD模拟探究该组合风扇出风口速度和倾角对气流速度场的影响规律。结果表明:随着组合风扇入口气流速度的增大,风送距离随之增大,但气流场分布特性基本一致;随着上下位风扇倾角的增大,3个风扇的相互影响越来越明显,3个风扇气流场的交汇扩大了组合风扇气流场的作用范围,侧位风扇倾角越大,X轴正向气流速度越大且越容易穿入厚厚的冠层内部;在入口风速为9m/s时,上下位风扇最佳倾角为35°~50°,侧位风扇倾角可根据果园植株幅宽特性进行调整;舍去两端误差较大的采样点,各倾角下采样点的相对误差基本分布在11.00%~30.00%之间,标准差介于0.50~7.50之间,模拟值与实验值的符合性较好。在距风扇安装位置0.5~1.5m之间的垂面上,气流场分布总体趋势为:中部流速最大,由中部向两侧逐渐递减。 展开更多
关键词 密植苹果园 气流速度场 CFD模拟 风扇组
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基于热红外遥感影像的作物冠层温度提取 预览
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作者 张宏鸣 王佳佳 +3 位作者 韩文霆 李书琴 王红艳 付振宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期203-210,共8页
热红外影像较难直接提取作物冠层区域,因而无法获得较精准的作物冠层温度。本文以拔节期的玉米为研究对象,利用六旋翼无人机搭载热红外成像仪和大疆精灵四Pro无人机,获得热红外影像及正射影像。基于高分辨率正射影像,采用改进的Canny边... 热红外影像较难直接提取作物冠层区域,因而无法获得较精准的作物冠层温度。本文以拔节期的玉米为研究对象,利用六旋翼无人机搭载热红外成像仪和大疆精灵四Pro无人机,获得热红外影像及正射影像。基于高分辨率正射影像,采用改进的Canny边缘检测算子、支持向量机(Support vector machine,SVM)和小波变换3种方法提取玉米冠层区域,将提取结果进行二值化处理后,在热红外影像中以此生成掩膜并提取玉米冠层温度。应用提取的矢量面分析提取效果并对3种提取算法的精度进行评价。实验结果表明,改进的Canny边缘检测算子提取效果最优、SVM算法次之、小波变换最差,提取精度分别为87.3%、74.5%、68.2%。同时,将手持测温仪测得的玉米冠层温度与提取的冠层温度进行误差分析,结果表明,基于改进的Canny边缘检测算子提取的玉米冠层温度与地面实测值相关性最高,决定系数 R 2 =0.929 5,SVM算法决定系数 R^2 =0.895 7,小波变换决定系数 R^2=0.876 0。改进的Canny边缘检测算子能够更好地提取玉米冠层区域,获取更加精确的玉米冠层温度,从而能够更有效地监测玉米生理状况,进行旱情预测,制定合理的灌溉、施肥措施以提高玉米产量。 展开更多
关键词 冠层温度 热红外影像 正射影像 改进的Canny SVM 小波变换
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基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布研究 预览
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作者 张晶 师翊 +3 位作者 胡少军 张志毅 刘斌 耿楠 《农机化研究》 北大核心 2019年第1期26-33,共8页
针对植株冠层光照模型精度不高、采集效率低的问题,提出了一种基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布计算方法。首先,通过Kinect 2.0获取两种盆栽植株的三维点云,对其进行预处理和三维重建;其次,通过改进的光线跟踪技术模拟植株冠层光... 针对植株冠层光照模型精度不高、采集效率低的问题,提出了一种基于Ray Tracing的数字植株冠层光照分布计算方法。首先,通过Kinect 2.0获取两种盆栽植株的三维点云,对其进行预处理和三维重建;其次,通过改进的光线跟踪技术模拟植株冠层光照分布;然后,分析了不同时刻模拟植株累计光强与真实植株实际光照强度之间的关系。实验结果表明:两种植株的模拟光强与真实光强的RMSE分别为0.1872和0.1185,因此该方法具有实时性和可行性,可以为植株提供较为科学合理的整形和修剪参考。 展开更多
关键词 植株冠层 点云获取 点云重建 光线跟踪 光照分布
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小麦倒伏信息无人机多时相遥感提取方法 预览
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作者 李广 张立元 +3 位作者 宋朝阳 彭曼曼 张瑜 韩文霆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期211-220,共10页
采用两期无人机可见光遥感图像,对灌浆期冬小麦倒伏图像特征及倒伏信息提取方法进行研究。从增强图像空间域方面,对图像进行二次低通滤波,获取地物散点图,以散点存在明显分界线为判定标准,选出小麦倒伏信息提取的单特征,对两单特征线性... 采用两期无人机可见光遥感图像,对灌浆期冬小麦倒伏图像特征及倒伏信息提取方法进行研究。从增强图像空间域方面,对图像进行二次低通滤波,获取地物散点图,以散点存在明显分界线为判定标准,选出小麦倒伏信息提取的单特征,对两单特征线性拟合构建倒伏小麦两时期提取特征参数 F 1 和 F 2 ,再以两特征参数相似性构建综合特征参数 F 3 。将特征参数结合K-means算法提取冬小麦倒伏信息,整体精度(OA)达86.44%以上,Kappa系数达0.73以上,倒伏信息提取精度( F )为81.07%以上,因此综合特征参数可作为两个时期冬小麦倒伏信息提取特征参数。分别用本文方法、支持向量机、神经网络法和最大似然法提取验证区域倒伏小麦信息,经验证,本文方法提取小麦倒伏信息整体精度(OA)达86.29%以上,Kappa系数达0.71以上,倒伏信息提取精度( F )达80.60%以上;其他3种常用方法提取的整体精度( OA)为69.68%~87.44%,Kappa系数为0.49~0.72,倒伏信息提取精度( F )为65.33%~ 79.76%。结果表明,本文方法整体精度和倒伏信息提取精度均高于目前常用分类方法。因此,综合特征参数与K-means算法对冬小麦在灌浆期倒伏信息提取具有一定的准确性和适用性。 展开更多
关键词 冬小麦 倒伏 无人机遥感 图像处理 多时相 K-MEANS
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基于动态规划算法的刀具轨迹优化及实验验证 预览
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作者 周峰 张紫旭 +2 位作者 刘昊天 田鑫 刘雨鑫 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第2期120-122,130共4页
针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例... 针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例,创建机床MVR40的仿真模型,在虚拟加工平台上完成利用算法优化后轨迹的验证,通过对优化前后路径走刀时间的对比,缩短了整体加工时间;通过对优化后数控加工程序现场测试,验证了轨迹优化可以提高总体加工效率,为提升大型多加工面工件的加工效率提供了参考与借鉴。 展开更多
关键词 构架数控加工 动态规划算法 刀具轨迹优化 仿真分析
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基于特征LED光源的苹果多品质参数无损检测装置研究 预览
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作者 赵娟 全朋坤 +3 位作者 张猛胜 田世杰 张海辉 任小林 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期326-332,共7页
为了实现对优质果品的快速无损筛选,设计了便携式苹果多品质一体化无损检测装置。利用可见/近红外光谱检测平台,获取苹果样本的漫反射光谱信息,采用随机蛙跳算法提取了可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的特征波长,优选出3个参... 为了实现对优质果品的快速无损筛选,设计了便携式苹果多品质一体化无损检测装置。利用可见/近红外光谱检测平台,获取苹果样本的漫反射光谱信息,采用随机蛙跳算法提取了可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的特征波长,优选出3个参数的10个共享特征波长。在此基础上,采用特征窄带LED光源与光电二极管相结合的检测方式,设计了漫反射检测光路、窄带LED环形光源、检测探头及控制电路等硬件系统。选取144个苹果样本,通过检测装置获取漫反射特征电压强度,由传感器感光系数计算出对应的光强,建立了苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的多元线性回归模型,预测集相关系数分别为0.8129、0.8073和0.7736,均方根误差为0.6036毅Brix、0.0636%和1.7325N。基于QT和Python3开发工具,采用Python语言开发了装置的实时控制与分析软件,植入苹果多品质参数预测模型,实现了多品质参数的同时检测与分析。为测试该装置的检测精度和稳定性,另选取46个样本,每个样本重复检测8次,预测苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的相关系数分别为0.8096、0.7962和0.7589,均方根误差0.6973毅Brix、0.0703%和1.8323N,装置重复采样最大变异系数分别为0.0106、0.0116和0.0062。结果表明:基于多特征窄带LED光源研发的低成本、便携式无损检测装置可实现对苹果多品质参数的实时无损检测,可满足农户田间生产及电商销售优质果筛选要求。 展开更多
关键词 苹果 多品质参数 无损检测装置 特征波长 窄带LED光源
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农用车柔性底盘姿态切换参数对切换精度与时间的影响及其优化 预览
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作者 李翊宁 郭康权 +2 位作者 陈文强 瞿济伟 高华 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期51-61,共11页
为了研究农用车柔性底盘的姿态切换运行特性,该文进行了柔性底盘姿态切换分析和基于二代样机在硬化路面上的姿态切换试验,建立了姿态切换状态模型,并通过层次分析法和遗传算法优化了切换参数,研究了不同平移角度、电机转速、切换角度、... 为了研究农用车柔性底盘的姿态切换运行特性,该文进行了柔性底盘姿态切换分析和基于二代样机在硬化路面上的姿态切换试验,建立了姿态切换状态模型,并通过层次分析法和遗传算法优化了切换参数,研究了不同平移角度、电机转速、切换角度、平移速度和回转速度条件下的切换精度和切换时间,得到各因素及其交互作用对农用车柔性底盘姿态切换的影响和不同切换参数的相互配合关系。结果表明:影响准备与恢复精度的主次因素为电机转速>平移角度,影响准备与恢复时间的主次因素为平移角度>电机转速;横行姿态的平移速度对其横行精度和时间都有极显著的影响,任意平移角度下,横行姿态的电机最优转速为5.4r/min,最优平移速度为3.45m/s;影响原地回转姿态的回转精度主次因素为:切换角度>回转速度;影响原地回转姿态的回转时间主次因素为:切换角度>回转速度>交互作用;任意平移角度下,原地回转姿态的最优电机转速为5.4r/min,当切换角度?r为0~85°时,最优回转速度为(0.0033βr+0.5068)rad/s,当切换角度大于等于85°时,最优回转速度为0.78rad/s。优化参数对比结果表明:横行姿态中,优化参数组的试验结果在综合精度方面与精度优先组持平并高出时间优先组4.16%,在综合时间方面与时间优先组持平并少于精度优先组17110ms;原地回转姿态中,优化参数组的试验结果在综合精度方面与精度优先组持平并高出时间优先组5.15%,在综合时间方面分别少于时间优先组和精度优先组646和996ms。优化后的姿态切换参数能够保证柔性底盘在略微损失姿态切换精度的情况下,以较快的姿态切换效率完成其姿态切换过程。 展开更多
关键词 农业机械 车辆 柔性底盘 姿态切换 参数优化 层次分析法 遗传算法
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木醋酸-沼液耦合喷施对苹果树病虫害的防治效果 预览
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作者 席新明 邱凌 +2 位作者 邱洪臣 刘哲 杨选民 《江苏农业科学》 2019年第4期101-103,共3页
利用木醋酸与沼液及生物农药耦合喷施苹果树,研究其对苹果树病虫害的防治,以及生物农药减量增效作用的影响。结果表明,木醋酸与沼液及生物农药耦配施用对白粉病、蚜虫和红蜘蛛的防治效果分别为86.7%、90.4%、96.7%,比对照生物农药与沼... 利用木醋酸与沼液及生物农药耦合喷施苹果树,研究其对苹果树病虫害的防治,以及生物农药减量增效作用的影响。结果表明,木醋酸与沼液及生物农药耦配施用对白粉病、蚜虫和红蜘蛛的防治效果分别为86.7%、90.4%、96.7%,比对照生物农药与沼液混施的防治效果提高18.8%、7.9%、20.5%;木醋酸与生物农药耦配施用的防治效果分别为84.9%、96.5%、89.7%,比对照生物农药单施提高34.5%、7.0%、24.4%;木醋酸与生物农药(半量)耦配施用的防治效果分别为81.6%、96.2%、88.2%,略低于木醋酸与生物农药常量耦配施用的防治效果,但差异不显著,且与防治效果最高值比较也差异不显著,说明减施50%仍能达到高水平防治效果。证实木醋酸及其与沼液及生物农药耦配施用,具有较好的果树病虫害防治效果,与生物农药耦合施用具有较好的协同增效作用。 展开更多
关键词 木醋酸 沼液 生物农药 耦合喷施 果树病虫害
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尾座式无人机续航时间估算模型 预览
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作者 刘文帅 姚小敏 +2 位作者 师志强 淡煦珈 韩文霆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期80-90,共11页
为研究尾座式无人机翼展长、翼根弦长、翼梢弦长、机翼后掠角、小翼翼梢长、小翼展长、小翼高、小翼后掠角、小翼厚度和小翼脚长等10个结构参数对无人机续航时间的影响,利用CATIA和ANSYS建立了尾座式无人机及其外流场的三维实体模型,采... 为研究尾座式无人机翼展长、翼根弦长、翼梢弦长、机翼后掠角、小翼翼梢长、小翼展长、小翼高、小翼后掠角、小翼厚度和小翼脚长等10个结构参数对无人机续航时间的影响,利用CATIA和ANSYS建立了尾座式无人机及其外流场的三维实体模型,采用SSTk-ω模型在ANSYSCFX中模拟无人机在130种不同结构参数组合下的气动特性,利用方差分析确定气动系数的特征因子为翼展长、后掠角、小翼厚度和小翼脚长,建立了4个特征因子与气动系数的多元回归模型;结合质量系数方程,最终建立了结构参数与续航时间的关系模型,精度达0.97。采用风洞试验的方法对数值模拟结果进行验证,测量4架样机在巡航状态下的气动系数,相对误差小于14%,数值模拟方法可靠。采用定高定点盘旋的方法进行样机试飞试验,对续航时间模型进行验证,连续记录不同剩余电量时的飞行时间,结果相对误差小于15%,模型可靠。 展开更多
关键词 尾座式无人机 气动特性 垂直起降 续航时间
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有机物料还田对土壤导水导气性的综合影响 预览
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作者 赵丽丽 李陆生 +2 位作者 蔡焕杰 石小虎 薛少平 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1045-1057,共13页
【目的】综合分析不同有机物料还田对土壤透水通气能力的影响,对改善作物根区土壤水分和空气环境,提高土壤生产力具有重要意义。【方法】本研究在陕西关中平原?土上开展了2年(2014年6月至2016年6月)田间小区定位试验,以单施化肥为对照,... 【目的】综合分析不同有机物料还田对土壤透水通气能力的影响,对改善作物根区土壤水分和空气环境,提高土壤生产力具有重要意义。【方法】本研究在陕西关中平原?土上开展了2年(2014年6月至2016年6月)田间小区定位试验,以单施化肥为对照,分析不同有机物料(麦秆、麦壳、土粪和生物肥)配施化肥对0—30 cm土层土壤孔隙性、导水性和导气性的影响,并运用主成分分析综合评价土壤导水导气性。【结果】有机物料还田可改善土壤孔隙性,促进土壤已有孔隙向较大孔隙发育,尤其在0—10 cm和20—30 cm土层,土壤大孔隙较对照显著(P<0.05)增加12.3%—136.4%;而在10—20 cm土层仅增施麦秆2年后土壤大孔隙显著(P<0.05)增加。有机物料还田显著(P<0.05)提高了0—10 cm和10—20 cm土壤导水性,增加土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率、90 min累积入渗量和饱和导水率,其中增施麦秆在0—10 cm土层增幅最大,较对照增加5.3—8.8倍,增施生物肥在10—20 cm土层增幅最大,较对照增加2.0—4.5倍;增施生物肥也显著改善了20—30 cm土层土壤导水性。在土壤导气性方面,增施麦秆和麦壳较对照显著(P<0.05)提高0—10 cm土层土壤孔隙连通性进而增加土壤导气率;而增施生物肥较对照显著(P<0.05)提高了10—20 cm和20—30 cm土层的土壤导气率。通过主成分分析综合评价0—30 cm土层土壤导水导气性,结果表明0—10 cm土层增施麦秆最优;10—20 cm和20—30 cm土层增施生物肥最优。【结论】综合考虑,增施生物肥是关中平原相对较好的有机物料还田方式,对10—30 cm土层导水导气性的综合改善效果最优,可有效缓解?土亚表层紧实化,改善根区土壤的透水通气效能。 展开更多
关键词 有机物料 孔隙性 入渗性能 饱和导水率 导气率 主成分分析
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超声电机驱动的SGCMG框架速度控制研究 预览
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作者 潘松 牛子杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期73-79,88共8页
超声电机直接驱动的控制力矩陀螺框架伺服系统集成度高,响应速度快,并且具备断电断定的特性。该伺服系统要求在低速大的速度带宽范围内实现高精度的速度跟踪。在系统建模和分析的基础上,设计了经典控制和模式推理控制相融合的控制算法;... 超声电机直接驱动的控制力矩陀螺框架伺服系统集成度高,响应速度快,并且具备断电断定的特性。该伺服系统要求在低速大的速度带宽范围内实现高精度的速度跟踪。在系统建模和分析的基础上,设计了经典控制和模式推理控制相融合的控制算法;采用嵌入式微控制器实现了所提出的控制算法,设计了嵌入式控制系统;在系统仿真校验的基础上进行了实际框架速度跟踪控制实验,实验结果显示在0.01~0.2(°)/s速度范围内框架闭环速度跟踪误差小于0.01(°)/s,在0.2~72(°)/s的速度范围内闭环速度跟踪误差下小于5%,控制结果满足系统所需要的性能指标要求。 展开更多
关键词 超声电机 控制力矩陀螺 模式推理 框架速度控制
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气象信息获取装备与物联网智能服务平台开发 预览
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作者 李皓 张海辉 邓一飞 《数码世界》 2019年第4期12-13,共2页
气象环境条件是农业生产最为核心的影响因素,由于气象灾害或气象环境突变带来了巨大的经济损失,虽然我国气象部门已经建成了数量可观、覆盖全国的气象信息观测网络,但是受限于气象部门、农艺专家、普通农户之间存在的信息壁垒,普通的天... 气象环境条件是农业生产最为核心的影响因素,由于气象灾害或气象环境突变带来了巨大的经济损失,虽然我国气象部门已经建成了数量可观、覆盖全国的气象信息观测网络,但是受限于气象部门、农艺专家、普通农户之间存在的信息壁垒,普通的天气预报无法精准指导农业生产促进提质增效;农艺专家在作物生产需求模型研究中无法与气象数据资源有效结合;气象为农服务产品匮乏,农业生产者无法获取具有实时性、针对性的气象灾害预警、生产指导服务。因此,本文针对上述问题基于物联网、实时感知信息及全国综合气象信息数据共享平台(CIMISS)研究气象信息获取方法、获取装备、作物生育期知识库与主动推送服务模式,研制农业小环境气象信息获取装备、研究开发融合气象信息的物联网智能服务平台,构建面向农户个性化需求的主动预警、生产指导服务系统,并应用于赣州市气象局,为农业生产高效栽培、精准管理、个性服务提供技术支撑。 展开更多
关键词 气象 物联网 气象信息获取装备 智能服务
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运用响应面分析法优化激光诱导土壤等离子体测试参数 预览
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作者 余克强 赵艳茹 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期577-583,共7页
测试参数的选择和优化是进行激光诱导击穿光谱(LIBS)试验的重要步骤之一,合适的测试参数能够保障所得光谱数据的准确性。本研究运用LIBS技术,以土壤中主要元素(硅、铁、镁、钙、铝、钠、钾等)为载体,研究LIBS不同测试参数对元素谱线特... 测试参数的选择和优化是进行激光诱导击穿光谱(LIBS)试验的重要步骤之一,合适的测试参数能够保障所得光谱数据的准确性。本研究运用LIBS技术,以土壤中主要元素(硅、铁、镁、钙、铝、钠、钾等)为载体,研究LIBS不同测试参数对元素谱线特性影响,优化得到普适的土壤测试条件。设计了以LIBS系统中激光脉冲能量(LE)、延迟时间(DT)和聚焦透镜到样品的距离(LTSD)三因素的二次中心组合的试验,以土壤中主要元素的特征谱线组合信背比(SBR)YSBR为目标函数,分析了三因素之间交互作用对YSBR的影响。结果表明:因素DT对YSBR的线性效果显著,而LE和LTSD对YSBR的线性效果均不显著;三者的交互影响对YSBR的交互效果都不显著;对于二次项LE2,DT2和LTSD2对YSBR的曲面效应均显著。优化得到最佳的试验条件是:激光能量LE为103.09mJ,延迟时间为2.92μs,透镜到样品的距离LTSD为97.69mm,得到最大组合信背比YSBR为198.602。这些测试参数是后期LIBS数据准确分析的前提,为田间实地土壤LIBS检测参数的选择提供重要的借鉴。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 测试参数 响应面 信背比
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融合叶位光合差异的设施黄瓜立体光环境优化调控模型 预览
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作者 张海辉 张盼 +3 位作者 胡瑾 来海斌 高攀 李斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期266-272,314共8页
黄瓜整株光合积累不仅与温度、CO2浓度、光照强度有关,而且与不同叶位的光合特性显著相关,实现不同叶位需光参数动态获取,是设施黄瓜立体光环境优化调控亟待解决的问题。本文提出了融合多智能算法的黄瓜立体光环境优化调控模型,设计了... 黄瓜整株光合积累不仅与温度、CO2浓度、光照强度有关,而且与不同叶位的光合特性显著相关,实现不同叶位需光参数动态获取,是设施黄瓜立体光环境优化调控亟待解决的问题。本文提出了融合多智能算法的黄瓜立体光环境优化调控模型,设计了多因素嵌套实验获取多维样本数据,构建耦合叶位、温度、光照强度、CO2浓度的回归型支持向量机光合速率预测模型;基于粒子群算法进行光饱和点寻优,获取不同环境条件下不同叶位的目标光照强度;采用回归型支持向量机算法,针对目标光照强度构建立体光环境优化调控模型。结果表明,本文所提方法可动态计算作物整株不同叶位不同环境因子作用下的目标光照强度,模型决定系数为0.999 3,均方根误差为2.349μmol/(m^2·s),进一步分析不同叶位叶绿素含量与光合特性关系,证明两者具有强关联性,研究对提高设施藤蔓类作物立体光环境调控效率具有重要意义。 展开更多
关键词 黄瓜 光合作用 不同叶位 立体 模型
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脉宽调制变量控制喷头雾化性能及风洞环境雾滴沉积特性 预览
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作者 张瑞瑞 李龙龙 +4 位作者 付旺 陈立平 伊铜川 唐青 Andrew J Hewitt 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期42-51,共10页
脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术是实现变量喷雾的重要手段,其工作参数与环境条件决定着施药的精准性。为探究PWM变量喷头雾化及风洞环境沉积特性,该文研制了脉宽调制变量喷雾系统,以农业施药常用空心圆锥雾化喷头喷雾的雾化... 脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术是实现变量喷雾的重要手段,其工作参数与环境条件决定着施药的精准性。为探究PWM变量喷头雾化及风洞环境沉积特性,该文研制了脉宽调制变量喷雾系统,以农业施药常用空心圆锥雾化喷头喷雾的雾化、沉积特性为研究对象,在IEA-II型常规风速风洞内,通过点阵式放置电容式雾滴沉积传感器测定计算雾滴沉积与沉积评价指数(deposition evaluation index,DEIX),并利用Spraytec雾滴粒径仪测试其雾滴体积中径(volume median diameter,VMD)和雾滴相对分布跨度(relative span,RS)。试验结果表明:占空比在10%~40%间,随占空比增大,雾滴体积中径呈减小趋势,与占空比10%时相比,占空比40%时的雾滴体积中径下降了7.9%;PWM占空比60%时分布跨度最小,较占空比20%时雾滴分布跨度下降9.52%,雾滴谱最窄,获得的雾滴粒径分布最集中。雾滴沉积方面,风速1m/s条件下,雾滴主要沉积在距喷头3.3 m内,此范围内沉积量占总沉积量的95.7%,当风速超过3 m/s时,在气流作用下,雾滴沉降距离增大,导致雾滴运动偏离施药靶标区域。PWM占空比增加,雾滴沉积评价指数DEIX值降低,雾滴的飘移率增大;相同工况下,风速及喷头高度越大,DEIX越小,施药雾滴越易飘移。该研究可为农业田间实际生产中脉宽调制变量施药技术应用及其工况参数的选择提供依据,为PWM变量调节装置的进一步优化提供研究基础。 展开更多
关键词 脉宽调制 喷雾 试验 体积中径 雾滴沉积评价指数 风洞
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基于GNSS与视觉融合的山地果园无人机航迹控制 预览
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作者 王东 范叶满 +3 位作者 薛金儒 袁端 沈楷程 张海辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期20-28,共9页
为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业,以四旋翼无人机为载体,设计了基于 GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统。该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成。其中,无人机平台由四旋翼无人机... 为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业,以四旋翼无人机为载体,设计了基于 GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统。该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成。其中,无人机平台由四旋翼无人机、内环飞控、GNSS 移动站、RGB 相机、无线视频发射模块和电子罗盘组成;控制站由GNSS基站、飞行控制模块、便携式计算机、无线视频接收模块和视频采集模块组成。基于Python语言,结合OpenCV 库,设计了果树行识别算法。采用线性组合算法提取目标行作业区域,利用最小二乘法对作业区域中心点进行拟合,得到果树行趋势线,进而计算出偏航角,以实现无人机作业航迹控制。山地苹果园的导航控制试验结果表明,当无人机飞行速度为2m/s,距离果树冠层高度约2m,相机倾角为46°,视觉导航控制率为2次/s时,该系统航迹控制误差范围为-47~42cm,平均误差为-9cm,系统控制精度较高,可满足无人机对山地果园植保作业的要求。 展开更多
关键词 山地果园 航空植保 无人机 航迹控制 机器视觉 GNSS导航
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水培生菜整株低损收获装置设计与试验 预览
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作者 马义东 徐灿 +3 位作者 崔永杰 傅隆生 刘浩洲 杨晨 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期162-169,共8页
为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,... 为解决水培生菜收获品质低、人工收获劳动力成本高等问题,设计了一种整株低损收获装置。通过夹持杆对菜叶的低损聚拢、割刀对生菜茎部的精准切割,实现单株水培生菜的整株低损收获。设计了各关键部件结构参数,分析了影响菜叶损伤的因素,利用图像处理方法测量了菜叶损伤面积;采用正交试验,研究了聚拢速度、聚拢角、聚拢高度、压菜速度对菜叶损伤面积的影响;通过力学分析和高速摄影,分析了聚拢角、聚拢高度对菜叶损伤面积的影响。正交试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为聚拢角、聚拢高度、压菜速度、聚拢速度;最优组合参数为聚拢速度100mm/s、聚拢角15°、聚拢高度70mm、压菜速度100mm/s。验证试验表明:最优组合下生菜均为整株收获,菜叶损伤面积平均值为432mm^2,损伤程度平均值为0.13%,优化效果明显。 展开更多
关键词 水培生菜 整株收获 正交试验
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