检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2023年第11期38卷 3048-3056页

作者：闫李马佳慧柴旭朝岳彩通于坤杰梁静瞿博阳中原工学院电子信息学院郑州453000 郑州大学电气工程学院郑州453000

为充分利用问题求解过程知识,提升动态多模态优化算法的计算资源利用效率,提出一种基于知识引导的自适应动态多模态差分进化算法.首先,利用自组织映射神经网络实现种群自聚类,形成稳定的小生境;然后,通过对种群全局知识和个体邻域知识... 详细信息

为充分利用问题求解过程知识,提升动态多模态优化算法的计算资源利用效率,提出一种基于知识引导的自适应动态多模态差分进化算法.首先,利用自组织映射神经网络实现种群自聚类,形成稳定的小生境;然后,通过对种群全局知识和个体邻域知识的综合学习,设计一种基于知识引导的自适应差分进化算法,在对种群进化状态进行实时监测和分析的基础上,逐层递进地引导不同种群个体自适应地选择最符合当前进化需求的变异方式,提升种群搜索效率,平衡种群多样性与收敛性;最后,针对问题动态特性,设计一种基于历史动态过程知识引导的自适应动态响应机制,通过对历史寻优经验的自适应学习,预测生成新环境下的潜在精英个体,引导种群实现精准快速的多峰定位.实验结果表明,所提出算法能够有效解决动态多模态优化问题,且在不同动态环境设置下其求解性能均优于对比算法.

关键词：多模态优化动态优化差分算法知识引导

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子连接有源可重构智能表面辅助的宽带无蜂窝网络能效优化

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通信学报 2024年第2期45卷 127-136页

作者：孙钢灿王硕宁冰郝万明郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 中原工学院电子信息学院河南郑州450007

面对无蜂窝网络中超密集基站部署产生的高功耗问题,提出了一种基于子连接有源可重构智能表面辅助的宽带无蜂窝网络系统。考虑有源智能超表面最大功率约束、放大因子约束和基站端最大功率约束,构建了一个联合基站和可重构智能表面波束优... 详细信息

面对无蜂窝网络中超密集基站部署产生的高功耗问题,提出了一种基于子连接有源可重构智能表面辅助的宽带无蜂窝网络系统。考虑有源智能超表面最大功率约束、放大因子约束和基站端最大功率约束,构建了一个联合基站和可重构智能表面波束优化的能效最大化问题。由于所形成的优化问题非凸,提出了一种交替优化方案将原问题转化为多个子问题,进而利用块坐标下降、拉格朗日对偶变换、多维复二次变换等方法将每个子问题转化为凸优化问题,通过交替求解每个子问题最终获得原问题的解。仿真结果验证了所提方案的有效性。

关键词：有源可重构智能表面子连接架构无蜂窝网络宽带能效

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基于电子病历多模态数据的作物病害多元场景处方推荐方法研究

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农业机械学报 2025年第1期56卷 25-36,46页

作者：张领先丁俊琦陈菲菲李宜滨张一丁中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学工学院北京100083

针对作物品种及病害种类繁杂、样本数据严重不平衡、处方类别多样及数据多模态等特点和难点,本文基于电子病历多模态数据整合,开展面向多样化、可拓展和多模态3种应用场景需求的作物病害处方推荐方法研究。针对常见病害多样化处方推荐... 详细信息

针对作物品种及病害种类繁杂、样本数据严重不平衡、处方类别多样及数据多模态等特点和难点,本文基于电子病历多模态数据整合,开展面向多样化、可拓展和多模态3种应用场景需求的作物病害处方推荐方法研究。针对常见病害多样化处方推荐应用场景,基于CdsBERT-RCNN和诊断推理构建了作物病害多样化处方推荐模型,提升了面向32种常见病害的诊断准确度及处方推荐的多样化水平;针对未训练少见病害和新添处方应用场景,基于MC-SEM和语义检索构建了作物病害可拓展处方推荐模型,提升了语义匹配准确性和案例库检索速度,实现对未训练病害的处方推荐功能;针对多种模态信息采集和输入应用场景,基于BATNet多层特征融合构建了多模态作物病害处方推荐模型,提升了多模态数据输入的处方推荐性能。实验结果表明,CdsBERT-RCNN模型对32种常见病害的诊断准确率达到85.65%,F1值达到85.63%;不同完整性输入测试中,仅输入症状信息即可达到81.19%的准确率,而添加环境信息和作物信息分别使准确率进一步提高1.65、3.61个百分点;MC-SEM模型对电子病历语义匹配任务达到皮尔森相关系数86.34%和斯皮尔曼相关系数77.67%;封闭集和开放集上处方推荐准确率分别达到88.20%和82.04%,验证了模型对未训练病害的推荐能力;BATNet对于多模态输入处方推荐任务的准确率和F1值达到98.88%和98.83%;应用场景分析和测试验证了模型在不完整模态(纯文本或纯图像)和不完整信息输入(作物、环境、症状)情况下泛化能力。该研究为数字化赋能作物病害防治决策提供了新的思路。

关键词：作物病害处方推荐自然语言处理语义检索多模态融合电子病历

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小麦小区条播机电控排种系统设计与试验

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农业机械学报 2023年第1期54卷 75-83页

作者：俞传阳陈状陈黎卿安徽农业大学工学院合肥230036 安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601

针对小麦小区条播机排种系统智能化水平低的问题,本文基于差分定位原理设计了一套小麦小区条播机电控排种系统。该系统主要由北斗差分定位系统、STM32F4主控系统、锥体格盘驱动系统、离心分种驱动系统和人机交互系统等组成,主控系统采... 详细信息

针对小麦小区条播机排种系统智能化水平低的问题,本文基于差分定位原理设计了一套小麦小区条播机电控排种系统。该系统主要由北斗差分定位系统、STM32F4主控系统、锥体格盘驱动系统、离心分种驱动系统和人机交互系统等组成,主控系统采集北斗差分定位信息计算锥体格盘匹配转速,控制格盘电机和分种电机运转,并显示作业信息。通过正交试验法优选了离心分种器结构参数,建立了播种机车速和锥体格盘转速控制模型。试验结果表明:各行排量一致性变异系数为5.69%,均匀性变异系数为20.77%,验证了本电控排种系统的可行性。

关键词：小麦小区条播机电控系统离心分种差分定位

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土壤水分-基质势-温度复合传感器研制

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农业工程学报 2023年第6期39卷 35-43页

作者：林昱槟程强向梓薇颜小飞北京林业大学工学院北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

土壤水分、基质势是描述土壤持水特性的重要参数,不同类型土壤的水分特征曲线存在明显差异。目前在野外环境下通常采用传感器分离测量法测定土壤水分特征曲线,但因土壤的空间异质性导致较大的测量误差。为此,该研究设计了一种可同步测... 详细信息

土壤水分、基质势是描述土壤持水特性的重要参数,不同类型土壤的水分特征曲线存在明显差异。目前在野外环境下通常采用传感器分离测量法测定土壤水分特征曲线,但因土壤的空间异质性导致较大的测量误差。为此,该研究设计了一种可同步测量土壤水分、基质势和温度的复合传感器,主要组成部分包括32位MCU主控芯片、继电器切换模块、介电水分/基质势测量模块和温度测量模块,主控芯片通过控制继电器切换实现土壤水分、基质势和温度的同步测定,同时进行温度校正。采用森林土壤、农田壤土和砂土对复合传感器进行性能测试、标定和观测试验,并与商业化仪器的测量结果进行对比。结果表明:在干燥至近饱和范围内,复合传感器测定的土壤水分和基质势均具有良好的单调性,决定系数R2均大于0.98,土壤体积含水率和基质势的测量范围分别为0%~40%和-1 500~-15 kPa,水分和基质势的响应时间分别为450 ms和150 s。采用商业化仪器分离测量方法与本文复合传感器分别同步测定森林土壤、农田壤土和砂土的水分特征曲线,2种方法测得的土壤水分特征曲线的皮尔逊相关系数均大于0.96。本文研制的复合传感器可以实现不同类型土壤水分特征曲线的准确测定,为农业生产和环境监测等领域提供可靠的技术支持。

关键词：传感器温度土壤基质势特征曲线

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基于改进YOLOv7的果园行间导航线检测

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农业工程学报 2023年第16期39卷 131-138页

作者：彭书博陈兵旗李景彬范鹏宣刘翔业房鑫邓红涛张雄楚中国农业大学工学院北京100083 石河子大学机械电气工程学院石河子832003

在复杂果园环境中,传统机器视觉算法难以处理光影变化、遮挡、杂草等因素的干扰,导致导航道路分割不准确。针对此问题,该研究提出了一种改进YOLOv7的果园内导航线检测方法。将注意力机制模块(convolutional block attention module,CBAM... 详细信息

在复杂果园环境中,传统机器视觉算法难以处理光影变化、遮挡、杂草等因素的干扰,导致导航道路分割不准确。针对此问题,该研究提出了一种改进YOLOv7的果园内导航线检测方法。将注意力机制模块(convolutional block attention module,CBAM)引入到原始YOLOv7模型的检测头网络中,增强果树目标特征,削弱背景干扰;在ELANH(efficient layer aggregation networks-head,ELAN-H)模块和Repconv(re-parameterization convolution,Repconv)模块之间引入SPD-Conv(space-to-depth,non-strided convolution,SPD-Conv)模块,提高模型对低分辨率图像或小尺寸目标的检测能力。以树干根部中点作为导航定位基点,利用改进YOLOv7模型得到两侧果树行线的定位参照点,然后利用最小二乘法拟合两侧果树行线和导航线。试验结果表明,改进YOLOv7模型检测精度为95.21%,检测速度为42.07帧/s,相比于原始YOLOv7模型分别提升了2.31个百分点和4.85帧/s,能够较为准确地识别出树干,且对树干较密的枣园图像也能达到较好的检测效果;提取到的定位参照点与人工标记树干中点的平均误差为8.85 cm,拟合导航线与人工观测导航线的平均偏差为4.90 cm,处理1帧图像平均耗时为0.044 s,能够满足果园内导航需求。

关键词：图像处理目标检测 YOLOv7 行间导航线注意力机制果园

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多传感器作物表型时间同步采集方法

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农业机械学报 2025年第3期56卷 58-66页

作者：赵燕东刘浩宇宋润泽盛文溢张漫北京林业大学工学院北京100083 城乡生态环境北京实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

在作物多源信息同步采集方面,集成多源传感器实现作物表型信息的同步采集,已成为当前作物表型获取的趋势。本文针对非结构化环境下动态同步采集关键难题,为精确同步地捕捉作物在特定时刻的多维表型特征数据,设计基于深度相机、双目相机... 详细信息

在作物多源信息同步采集方面,集成多源传感器实现作物表型信息的同步采集,已成为当前作物表型获取的趋势。本文针对非结构化环境下动态同步采集关键难题,为精确同步地捕捉作物在特定时刻的多维表型特征数据,设计基于深度相机、双目相机、热红外相机、多光谱相机的固定式多表型性状的成像单元装置,开展基于精准时间协议(Precision time protocol,PTP)下传感器数据的时间同步采集研究,突破多源异构传感器时间同步并行采集技术,实现非结构化环境作物表型多维成像特征的时间同步采集。针对系统的时间同步性和稳定性,进行了连续72 h的测试,各传感器所属的授时板系统时钟(从时钟)与授时板1-PTP时钟(主时钟)之间的时间同步误差均方根均在132 ns以内,长期抖动均在286 ns以内。这一结果表明,时间同步误差符合技术指标要求;对农作物进行高强度的连续采样,进行了100次试验以评估系统的稳定性和可靠性,结果表明系统在整个试验过程中表现出良好的稳定性能,能够稳定地完成连续采集任务;在时间同步的条件下,各传感器通过授时板实现同步触发,采集时间误差控制在1 ms以内。该系统在稳定性和动态性能方面均符合农业生产的实际使用需求。

关键词： PTP 作物表型时间同步多传感器

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制氢电源多脉波整流技术与谐波抑制优化

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电源学报 2025年

作者：梁国壮于昕冉魏雨璇刘浩然田涵雷河北科技大学电气工程学院东南大学电气学院香港科技大学工学院

为满足制氢电解槽高效运行对电源低电流纹波、高输出电流和低输出电压的电能需求，提出一种基于多脉波整流技术与谐波抑制优化方法的电源结构。该电源将锯齿形变压器原边绕圈与包含两个IGBT的三相推挽变换器拓扑相级联，比传统工频移相... 详细信息

为满足制氢电解槽高效运行对电源低电流纹波、高输出电流和低输出电压的电能需求，提出一种基于多脉波整流技术与谐波抑制优化方法的电源结构。该电源将锯齿形变压器原边绕圈与包含两个IGBT的三相推挽变换器拓扑相级联，比传统工频移相变压器体积减少3倍，拥有高功率密度。引入有源和无源元件对多抽头平衡电抗器进行优化，通过对MOSFET的开环控制，实现由传统12脉波到48脉波的扩展，提高了系统电能质量。分析所提拓扑的工作模态，设计最佳抽头匝比，进一步降低电源中的谐波含量。最后，通过仿真验证所提出电源结构具备大电流输出能力，低谐波干扰，适用于制氢场景。

关键词：制氢电源多脉波整流器谐波抑制输出电流纹波

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基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法

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农业工程学报 2025年第4期41卷 193-200页

作者：姜涵朱玉帆颜小飞程强中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京林业大学工学院北京100083 农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083

为检测果树苗茎杆冻融状态,该研究提出了一种基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法,设计了具有16个信号数据采集电极的电阻抗系统,系统软件主要包括基于C#开发的Windows平台上位机,以及用于解决成像正问题和逆问题的开源套件... 详细信息

为检测果树苗茎杆冻融状态,该研究提出了一种基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法,设计了具有16个信号数据采集电极的电阻抗系统,系统软件主要包括基于C#开发的Windows平台上位机,以及用于解决成像正问题和逆问题的开源套件EIDORS。对该系统的性能进行了多种测试,测试包括恒流源输出阻抗测试、通道一致性测试、温度校正测试、成像效果测试、系统测量范围测试。系统测试表明:1)恒流源的仿真输出阻抗在MΩ级别,实际输出在低频时接近MΩ;2)16个电极的输出幅值较好的一致性;3)温度对系统输出有影响,在进行温度校正后,输出幅值标准差有明显下降;4)系统对3D打印模型成像结果符合预期,相比于6和9 cm,系统对直径3 cm的模拟石膏茎杆水分整体分布有着较好的成像效果,冻融试验对象定为3 cm以下的小茎杆。在实验室环境下进行了果树苗茎杆冻融试验,试验对象为直径3 cm的苹果树苗茎杆,试验结果表明:1)温度与电阻抗成像系统(electrical impedance tomography,EIT)测量的平均电导率变化趋势一致;2)从系统时差成像的2D水分分布可以观测出茎杆冻融过程。系统对直径3 cm的茎杆冻融状态具有较好的辨识结果,能够初步反应其冰水含量及其分布,可为茎杆冻融状态辨识提供思路和检测方法。

关键词：电阻抗成像茎杆冻融果树状态辨识

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基于频域介电法的农田土壤剖面水分特征曲线原位测定方法

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农业工程学报 2025年第6期41卷 89-97页

作者：赵阳吴消同颜小飞程强中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京林业大学工学院北京100083 农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083

土壤水分特征曲线是研究土壤水动力学性质和指导灌溉的重要参数。该研究针对目前土壤水分特征曲线较难在田间原位测量以及只能定点测量的现状,设计了一种基于频域介电法的土壤剖面多深度水信息原位扫描监测系统,通过利用该系统获取不同... 详细信息

土壤水分特征曲线是研究土壤水动力学性质和指导灌溉的重要参数。该研究针对目前土壤水分特征曲线较难在田间原位测量以及只能定点测量的现状,设计了一种基于频域介电法的土壤剖面多深度水信息原位扫描监测系统,通过利用该系统获取不同深度土壤体积含水率和基质势数据,得到土壤剖面水分特征曲线。该扫描监测系统组成包括:介电管式传感器模块(包含2个传感器模块、水分和水势测量管)、主控模块、4 G模块、太阳能供电模块和阿里云平台监测模块。主控模块控制2个介电管式传感器分别在水分和水势测量管中按照设定参数进行上下扫描,监测不同深度下的(5~60 cm,间隔5 cm)土壤含水率和基质势值。测量的数据存储于SD卡中,并同步上传至云平台,实现数据的远程监测与采集。系统工作1 h的耗电量为0.68 W·h,通过太阳能电池板进行供电可以实现野外长期监测。该系统含水率和基质势标定曲线的决定系数均大于0.98,在测量范围内具有较好的一致性。农田环境下的观测结果表明:该系统不仅能够监测冬小麦根区土壤剖面体积含水率和基质势的动态变化,而且能够实现原位检测土壤剖面水分特征曲线,为观测作物根区土壤水分变化、持水能力和指导智能节水灌溉提供重要依据和技术支持。

关键词：土壤农田传感器水分特征曲线剖面原位检测

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