检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2021年第18期37卷 232-243页

作者：刘宁赵国刘刚中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 南京农业大学人工智能学院南京210031

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点,被广泛应用于检测土壤重金属含量,但在检测土壤重金属时,溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上,从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方... 详细信息

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点,被广泛应用于检测土壤重金属含量,但在检测土壤重金属时,溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上,从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方面阐述溶出伏安法检测土壤Pb^(2+)和Cd^(2+)为的影响因素,解析各因素的影响机理,归纳影响削弱方法的研究进展。研究结论为:方波脉冲阳极溶出伏安法最常用于检测土壤Pb^(2+)和Cd^(2+),伏安参数包括脉冲幅值、电压增量和脉冲频率,试验条件包括沉积时间、沉积电压和支持电解质种类及其pH值,土壤成分主要干扰因素包括非目标重金属和有机质。针对伏安参数和试验条件的影响,可以设计优化试验进行有效削弱。针对非目标重金属和有机质的干扰影响,目前研究还没有提出有效的削弱方法。最后,展望了溶出伏安法检测土壤重金属的未来发展方向。

关键词：农业环境重金属溶出伏安试验条件土壤成分干扰研究电化学

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基于多层感知机模型的稻麦双变量精准施肥机排肥策略

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农业工程学报 2025年

作者：施印炎辛亚鹏汪小旵郑恩来沈成张昭南京农业大学工学院农业农村部南京农业机械化研究所中国农业大学信息与电气工程学院

变量施肥是实施精准农业的重要技术途径，转速、开度双重调节的外槽轮式变量施肥方式是稻麦轮作区作物施肥的典型方式。针对目前变量施肥机控制系统响应速度慢、预测模型不准确，引起排肥量误差大、成效不显著的问题，该研究基于自主研... 详细信息

变量施肥是实施精准农业的重要技术途径，转速、开度双重调节的外槽轮式变量施肥方式是稻麦轮作区作物施肥的典型方式。针对目前变量施肥机控制系统响应速度慢、预测模型不准确，引起排肥量误差大、成效不显著的问题，该研究基于自主研制的稻麦双变量精准施肥机，运用数理统计和机器学习方法，提出一种基于多层感知人工神经网络的排肥量预测模型，并对其有效性和适用性进行验证。通过分析莱维飞行算法(levy flight algorithm, LFA)、粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)和多层感知器神经网络模型(multilayer perceptron, MLP)的算法机理，结合开度-转速双变量排肥方法，构建LFA-PSO-MLP排肥量预测模型；引入开度-转速-排肥量关系模型，利用归一化、正则化等方式改善算法结构，开展参数优化和模型训练，并对比MLP和PSO-MLP模型，得到LFA-PSO-MLP排肥量最优预测模型；构建inverse LFA-PSO-MLP(ILMP)预测模型作为施肥机的神经网络模型，根据目标排肥量快速计算所需开度和转速。试验结果表明：LFA-PSO-MLP模型在拟合50次左右收敛，拟合500次后的R2值为0.999，平均相对误差(MAPE)为1.83%，均优于其他两种模型。LMP验证集验证试验中，预测值和验证值比的平均相对误差为2.47%，田间试验的预测值和实测值比的平均相对误差为3.49%;ILMP验证试验中，转速预测的平均相对误差为1.82%，目标排肥量与实际排肥量比的最大相对误差为7.22%，平均排肥精度达到93.92%，施肥机排肥效果较好。所提模型能够在保证排肥量预测精度的同时提升运算效率，实现快速、精准、高效的变量施肥，改善生态效益和经济效益。

关键词：算法粒子群莱维飞行多层感知器神经网络双变量排肥策略

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不同工作制下电机传热特性虚拟仿真实验研究

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实验技术与管理 2025年

作者：朱高嘉陈泓江李龙女王有政石博雅朱建国梅云辉天津工业大学电气工程学院悉尼大学电气与信息工程学院

温升分析是“电机设计”课程的核心教学内容之一，其中电机工作制的影响机理涉及复杂的动态热传递，难以直观呈现，已成为关键难点。针对传统教学方式在抽象概念呈现和动态过程展示上的局限，设计并搭建了电机动态传热仿真实验平台，对... 详细信息

温升分析是“电机设计”课程的核心教学内容之一，其中电机工作制的影响机理涉及复杂的动态热传递，难以直观呈现，已成为关键难点。针对传统教学方式在抽象概念呈现和动态过程展示上的局限，设计并搭建了电机动态传热仿真实验平台，对典型工作制下电机动态热特性进行系统仿真分析。基于虚拟仿真结果，剖析工作制对电机温升的影响规律，构建理论-实践相结合的教学模式。实践表明，该虚拟仿真平台能够直观呈现电机温升动态过程，帮助学生理解复杂传热机理，提升学生对知识难点的掌握程度。同时，该教学方法激发学生对电机设计理论的学习兴趣，培养创新思维与工程实践能力，为“电机设计”课程的教学改革提供了新思路。

关键词：电机工作制温升动态传热虚拟仿真实验

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一种对作物Mg2+活体检测的全固态微针型传感器制备及应用

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农业工程学报 2025年第9期 29-36页

作者：王志豪樊成孝王焯黄岚王忠义中国农业大学信息与电气工程学院现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室农业农村部农业信息获取技术重点实验室

镁元素对作物的生长发育至关重要，通过监测作物体内镁离子的浓度变化，即可监测作物的生长状态。为实现作物茎杆Mg2+快速准确原位活体检测，研制了一款微针型全固态离子选择性电极（all-solid-state ion-selective electrodes,ASS-ISE... 详细信息

镁元素对作物的生长发育至关重要，通过监测作物体内镁离子的浓度变化，即可监测作物的生长状态。为实现作物茎杆Mg2+快速准确原位活体检测，研制了一款微针型全固态离子选择性电极（all-solid-state ion-selective electrodes,ASS-ISEs）。该传感器以不锈钢微针为导电基底材料，在其尖端构建石墨烯-聚（3,4-乙烯二氧噻吩）/聚（苯乙烯磺酸盐）(PEDOT)固态转接层，并在固态转接层表面涂附离子选择性敏感膜（ion selective membrane,ISM）。首先，对传感器进行电位校准；然后，通过扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）测试、水层测试、电化学阻抗谱（electrochemical impedance spectroscopy,EIS）测试等传感器性能表征方法，对针-石墨烯-PEDOT-ISM型和针-ISM型两种传感器进行对比测试；最后，将传感器应用于小麦苗茎秆Mg2+原位活体检测，并设置对照试验。结果表明，传感器响应时间为7.0 s，检测限低至1.0×10-7mol/L、能斯特斜率为27.04 mV/dec，寿命可达30 d以上；两种传感器的水层测试及EIS测试结果表明，石墨烯-PEDOT固态转接层结构，可以显著增加离子选择性薄膜和不锈钢基底之间的低频电容，有效抑制水层的形成，降低传感器表面的电荷转移电阻，减少信号漂移，提高响应电位的稳定性。小麦苗茎杆Mg2+原位活体检测结果及纯琼脂和去离子水对照试验结果表明，该传感器可以有效检测其茎杆中Mg2+浓度变化，变化范围为10-3.42～10-3.03mol/L，检测结果可靠。综上所述，该传感器检测限低、电位响应稳定，可用于作物茎秆Mg2+浓度变化原位活体检测，应用前景广泛。

关键词：传感器作物Mg2+检测石墨烯电位校准

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极端天气下的新能源电力系统电力电量平衡体系

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电力系统自动化 2025年第4期49卷 2-18页

作者：叶林裴铭杨建宾宋旭日罗雅迪张振宇於益军汤涌中国农业大学信息与电气工程学院北京市100083 电网安全全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市100192 国家电网有限公司国家电力调度控制中心北京市100031

极端天气频发给新能源电力系统的电力电量平衡带来了巨大挑战,极端天气引发的系统安全风险逐渐加剧。从极端天气对新能源电力系统源-网-荷的影响出发,文中在资源-气象-环境-电网多源数据融合、新能源资源评估、极端天气下新能源功率预... 详细信息

极端天气频发给新能源电力系统的电力电量平衡带来了巨大挑战,极端天气引发的系统安全风险逐渐加剧。从极端天气对新能源电力系统源-网-荷的影响出发,文中在资源-气象-环境-电网多源数据融合、新能源资源评估、极端天气下新能源功率预测、电力平衡、电量平衡以及优化调度等方面对极端天气下电力电量平衡体系进行了分析讨论。首先,揭示了资源-气象-环境-电网数据在时间-空间上的交互影响机理,提出极端天气下小样本扩充方法,建立极端天气下新能源资源评估模型;基于此,构建极端天气下多时间尺度源-荷组合预测理论体系,提出预测误差矢量评价方法,为新能源电力系统电力电量平衡优化提供决策支撑;在预测的基础上,以频率安全为主要因素提出了极端天气下电力系统电力平衡的方法和策略,剖析了不同时间尺度下极端天气事件对电量平衡的影响,从发电侧、电网侧和负荷侧等多角度保障电量平衡,并提出了极端天气下新能源电力系统优化调度框架。最后,展望了未来极端天气下新能源电力系统在保障电力电量平衡方面应研究的方向。

关键词：极端天气新能源有功功率预测电力平衡电量平衡新能源消纳主动控制优化调度

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果园自主移动机器人研究现状及发展趋势

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中国农机化学报 2025年第6期46卷 120-127页

作者：刘希光马保建王超超张静张红梅魏丹新疆工程学院工程技能实训学院乌鲁木齐市830023 新疆理工学院机械电气工程学院新疆阿克苏843100 浙江曼托瓦尼机械有限公司浙江绍兴312300 河南农业大学机电工程学院郑州市450002 农业农村部农产品产地处理装备重点实验室杭州市310058

我国水果种植面积大、种类多,果园自主移动机器人正以一种精细且智慧化的方式推动着果业生产和管理模式的革新。首先,综述国内外果园自主移动巡检、运输、除草及采摘机器人领域的研究进展,指出国外果园自主移动机器人在先进性和智慧化... 详细信息

我国水果种植面积大、种类多,果园自主移动机器人正以一种精细且智慧化的方式推动着果业生产和管理模式的革新。首先,综述国内外果园自主移动巡检、运输、除草及采摘机器人领域的研究进展,指出国外果园自主移动机器人在先进性和智慧化程度上表现出显著优势,而国内则在巡检与采摘机器人方面表现出显著优势。然后,分别从自主导航与定位技术、智慧化管理系统、智能化农药喷洒系统、智能化灌溉与施肥系统、智能机械手与末端执行器研究、模块化高性能机器人、多机器人协作系统以及安全系统与融合农艺8个方面深入阐述果园自主移动机器人的发展趋势。最后,总结指出果园自主移动机器人的研究聚焦于多个关键技术领域,尤其在多机械臂采摘技术、智慧管理决策系统及多机器人协作机制等方面,仍面临较高的技术壁垒和研发力量依旧薄弱的困境,但在国家发展政策的重视与支持下,智能机械手和末端执行器、安全智慧管理系统及可靠性方面的研发投入逐渐加大,果园自主移动机器人的市场发展前景广阔。

关键词：农业机器人果园自主移动智慧管理

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利用图像分析和深度学习预测油菜籽中总酚含量

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食品安全质量检测学报 2023年第19期14卷 29-36页

作者：黄晓琛张凯利肖华明刘元杰赵志聪陈洪魏芳中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料加工重点实验室/湖北省油料脂质化学与营养重点实验室/油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室武汉430062 中国农业大学信息与电气工程学院/中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉430070

目的建立了一种结合图像分析和深度学习的油菜籽中总酚含量的快速预测方法。方法利用VGG19网络进行油菜籽图像籽粒特征的提取,通过多个卷积层来学习油菜籽图像的特征,并建立了回归模型用于预测油菜籽的总酚含量。共收集了100种油菜籽样... 详细信息

目的建立了一种结合图像分析和深度学习的油菜籽中总酚含量的快速预测方法。方法利用VGG19网络进行油菜籽图像籽粒特征的提取,通过多个卷积层来学习油菜籽图像的特征,并建立了回归模型用于预测油菜籽的总酚含量。共收集了100种油菜籽样本,将油菜籽样本按照3:1的比例划分为训练集和测试集,利用均方损失函数(MSELoss)和决定系数(r^(2))评估模型预测准确性。结果测试集MSELoss=0.0085、r^(2)=0.9914,表明该预测模型具有一定的准确性和实用性。结论本研究提出了一种快速、准确的评估油菜籽总酚含量的方法,为油菜籽的总酚测定提供一种快速、准确的智能化检测方法。

关键词：油菜籽图像分析总酚含量深度学习

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林果园有机肥双参联控系统设计与试验

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农业工程学报 2025年

作者：谭好超沈聪聪马俊龙杨怀诚徐丽明马帅中国农业大学工学院

针对林果园传统排肥装置难以实时调节施肥量的问题，该研究设计了链式开沟施肥机，提出一种双参联控排肥方案，并设计了控制系统。该系统融合北斗导航技术实现拖拉机自动驾驶，通过卫星报文获取经纬度坐标，依据该坐标下的施肥量和前进... 详细信息

针对林果园传统排肥装置难以实时调节施肥量的问题，该研究设计了链式开沟施肥机，提出一种双参联控排肥方案，并设计了控制系统。该系统融合北斗导航技术实现拖拉机自动驾驶，通过卫星报文获取经纬度坐标，依据该坐标下的施肥量和前进速度查表得到排肥口高度和排肥转速双参调节信息。使用步进电机并配合位移传感器对排肥口高度进行调节；采用位置式PID(proportional integral derivative)控制比例调速阀开度，实现液压马达转速的实时调节。通过AMESim与Matlab/Simulink联合仿真整定PID参数。静态标定试验，得到马达转速与占空比的对应关系。通过转速调节试验对仿真结果进行校验和修正，并在低、中、高三种转速下进行测试，结果表明，三种转速均能实现较快响应，超调量分别为16、2.28和2.3 r/min，达到稳态时间分别为5.5、2.0和1.5 s，稳态误差均较小。排肥试验表明，排肥口高度和排肥转速均能实时调节，在目标施肥量分别为2.75和3.61 kg/m的施肥小区中，平均排肥量分别为2.824和3.810 kg/m，与目标排肥量的相对误差分别为4.590%和5.546%，排肥变异系数分别为7.487%和4.720%，满足排肥准确性要求。研究结果可为有机肥变量施用提供参考。

关键词：施肥机 PID 有机肥双参联控仿真

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拖拉机自动导航变曲度路径跟踪控制

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农业工程学报 2022年第21期38卷 1-7页

作者：吴才聪吴思贤文龙陈智博杨卫中翟卫欣中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业农村部农机作业监测与大数据应用重点实验室北京100083

针对当前拖拉机自动导航曲线跟踪控制精度不能满足生产需要的问题,该研究提出一种基于前轮转角前馈补偿策略的变曲度路径跟踪控制方法。综合考虑农机作业速度和目标路径曲度对前视距离的影响,通过调整前视区域和计算预瞄点,动态调整前... 详细信息

针对当前拖拉机自动导航曲线跟踪控制精度不能满足生产需要的问题,该研究提出一种基于前轮转角前馈补偿策略的变曲度路径跟踪控制方法。综合考虑农机作业速度和目标路径曲度对前视距离的影响,通过调整前视区域和计算预瞄点,动态调整前视距离和前轮转角前馈量,在追踪预瞄点的过程中,利用农机与目标路径偏差设计变曲度路径跟踪模糊控制器,通过实时调整拖拉机前轮转角补偿量减小稳态误差。以DF2204无级变速拖拉机为试验平台,设计并研发了自动导航系统,开展21组变曲度路径跟踪控制试验。试验结果表明,拖拉机以1.0、1.5、2.0和3.0 m/s速度行驶时的平均绝对误差的平均值分别为2.7、2.7、3.3和4.0 cm,均方根误差的平均值分别为3.4、3.7、4.6和5.0 cm,满足农业生产需求。所提方法可有效提高农机曲线路径跟踪精度,减少漏耕,提高农田利用率。

关键词：拖拉机自动导航路径跟踪变曲度前视距离模糊控制

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基于计算机视觉的奶牛生理参数监测与疾病诊断研究进展及挑战

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智慧农业（中英文） 2022年第2期4卷 1-18页

作者：康熙刘刚初梦苑李前王彦超中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室北京100083 浙大宁波理工学院计算机与数据工程学院浙江宁波315200

利用先进的信息技术推动智能养殖业发展已经成为奶牛养殖研究领域的重要目标和任务。计算机视觉技术具有非接触、免应激、低成本及高通量等优点,在畜牧生产中应用前景广阔。本文在阐述了计算机视觉技术在智能化养殖业发展中重要性的基础... 详细信息

利用先进的信息技术推动智能养殖业发展已经成为奶牛养殖研究领域的重要目标和任务。计算机视觉技术具有非接触、免应激、低成本及高通量等优点,在畜牧生产中应用前景广阔。本文在阐述了计算机视觉技术在智能化养殖业发展中重要性的基础上,首先介绍了基于计算机视觉的奶牛生理参数监测进展,包括体尺、体温、体重的前沿监测设备、技术和模型参数。然后阐述了奶牛跛行及乳腺炎等疾病诊断的前沿技术发展过程和研究现状。目前,相关技术研究和应用推广存在检测准确性不高,受环境因素影响较大,非标准化养殖场结构制约检测系统普及,以及检测系统成本较高等问题和挑战。最后,本文结合中国养殖业发展现状,针对保证检测准确性、减少环境干扰等问题,就如何提高计算机视觉技术在智能化养殖业中的准确性和普适性提出了相关建议,旨在为中国奶牛养殖业的科学管理和现代化生产提供新方法和新思路。

关键词：疾病诊断计算机视觉技术体尺奶牛养殖乳腺炎检测系统信息技术环境干扰

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