摘要：针对果园巡检机器人长臂因抖动而严重制约图像采集效率的问题,该研究提出基于臂体上3个部位的仰角构建单一反馈量进行抖动抑制的方法。首先基于臂体外伸段的有限元模态分析结果,通过固有频率和静变形的等效,建立三杆两扭簧等效机构的动力学模型。并基于微分平坦理论将3个倾角传感器读数合成为一个系统输出量,以平坦输出量作为被控量,采用PID控制器进行抑振试验,再利用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)思想中对广义扰动的处理方法,将被控模型等效为二阶系统形式,并将模型信息代入到扩张状态观测器中进行对比试验。试验结果表明,基于本文构建的方法均能起到快速抑制长臂抖动的作用。在冲击作用致使末端产生10°幅值的抖动情况下,PID控制器实现了7 s内抑制大幅抖动,自抗扰控制器实现了8 s内快速抑制大幅抖动的效果。PID控制器的输出出现3次饱和现象且小幅较高频率抖动不易消除,而自抗扰控制器仅出现一次饱和,具有抖动抑制过程平滑的优点。本文的控制算法简洁适于在单片机等微型计算机系统中应用,系统结构简单成本低,可为现代农业装备研发与应用中解决长臂类结构抖动的主动抑制问题提供理论参考。

摘要：本试验旨在研究热应激环境下饲粮中添加脂肪粉和诱食剂对干奶牛生理状态、血清生化指标及产后产奶量的影响,以期为生产中通过营养调控缓解干奶牛热应激提供理论依据。选择40头处于干奶期的荷斯坦奶牛[妊娠天数(239±5)d、胎次(1.95±0.30)胎],随机分为4组,每组10头。采用2×2双因素试验设计,设2个诱食剂添加水平[0和2 g/(d•头)]和2个脂肪粉添加水平[0和60 g/(d•头)]。试验期97 d,其中预产期前40-20 d按上述处理进行补饲,所有试验牛在预产期前19 d至分娩当日、分娩后第1天至产后21 d、产后22-56 d统一管理,分别饲喂围产前期、围产后期和泌乳期饲粮,自由饮水。结果显示:1)脂肪粉、诱食剂及二者的交互作用对干奶牛的呼吸频率均无显著影响(P>0.05),但添加脂肪粉可显著降低直肠温度(P0.05)。3)补饲诱食剂组干奶牛预产期前28 d的血清碱性磷酸酶活性显著高于其他3组(P0.05)。5)不同处理对犊牛初生重无显著影响(P>0.05)。6)补饲诱食剂组第3周产奶量显著高于其他3组(P0.05)。综上所述,在热应激环境下,在干奶牛饲粮中添加脂肪粉和诱食剂,虽然对干物质采食量无显著影响,但可以提高奶牛产后血清葡萄糖含量,其中单独添加诱食剂可提高产后第3周的产奶量。

摘要：针对果园多风道喷雾机内部气流分布不均导致由出风口吹出的气流紊乱、影响使雾滴在果树冠层上均匀沉积的问题,对多风道喷雾机内部导流板长度参数进行了优化。应用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术,基于Star-CCM+软件对喷雾机送风系统内部气流进行了模拟分析,得到出风口1~6的风速在不同导流板长度的标准差分别为0.7468、0.6776、1.4441、5.1305、4.5768和0.8209。对风速标准差较大的出风口3、出风口4、出风口5进行响应面分析,最终确定导流板1长度200.00 mm、导流板2长度60.00 mm、导流板3长度50.00 mm为最优参数组合。在最优组合参数下,计算得到对称出风口3和出风口6的风速值分别为39.135和41.320 m/s,相对偏差为5.58%;出风口4和出风口5的风速值分别为33.022和34.328 m/s,相对偏差为3.95%,符合设计要求。室内风速试验结果表明,在距离喷雾机出风口1.25 m处,风场风速由上层到下层逐渐增大,实现风场按果树冠层形状分布,喷雾机左右两侧风场对称分布,气流分布均匀。果园多风道喷雾机设计满足要求,可为同类设计提供参考。

摘要：为解决目前缫丝行业中人工捻鞘带来的不同绪间质量不统一且效率低等问题,在缫丝机上设计并安装茧丝自动集聚装置,通过单因素实验方案优化工艺参数。结果表明,茧丝自动集聚装置在丝条交叉次数为1次、摩擦轮材质为尼龙的条件下所缫制生丝的表面形态、断裂伸长率、丝片回潮率等物理性能指标与常规缫制的生丝基本一致,而断裂强度、抱合优于常规缫制的生丝。该优化后的工艺条件可为替代丝鞘的相关研究提供参考。

摘要：为明确新疆棉花蚜虫-寄生蜂的食物网结构,通过设计新疆棉花蚜虫和寄生蜂的特异性引物,建立并优化可以在物种水平上开展棉花蚜虫-寄生蜂食物网结构分析的分子检测方法,该方法包括3个多重PCR检测体系(cMP1、cPriMP2和cHypMP3)和1个单一PCR(cSP1)检测体系,并应用建立的方法对采自库尔勒、阿克苏、昌吉的2383头僵蚜样品进行分子检测。结果表明,4个体系的灵敏度均较高,其中蚜虫cMP1体系的检出限为500 DNA拷贝数,初级寄生蜂cPriMP2体系的检出限为5000 DNA拷贝数,重寄生蜂cHypMP3和cSP1体系的DNA检出限分别为500拷贝数和100拷贝数。该方法能够快速且准确地鉴定4种棉花蚜虫、4种初级寄生蜂和7种重寄生蜂,特异性良好。使用该方法对供试僵蚜样品进行检测并成功绘制出新疆棉花蚜虫-初级寄生蜂-重寄生蜂食物网,定量分析了不同初级寄生蜂对蚜虫的寄生作用及重寄生蜂与初级寄生蜂之间形成的食物网络关系。表明所建立的分子检测方法可以用于评估不同种类寄生蜂在新疆棉花蚜虫种群控制中的生态功能,解析物种间的食物网关系。

摘要：为了筛选出适宜赤峰市巴林右旗种植的全株青贮玉米(Zea mays L.)品种,试验选取了24个青贮玉米品种,均于2017年4月20日进行播种,采取随机区组设计,种植密度为4200株/666.67 m^(2),每个品种种植10行,种植面积为666.67 m^(2),设置3个重复,行距为0.5 m,株距为0.4 m。在供试品种进入乳熟期时,测定农艺性状和鲜草产量并调制青贮。采用聚乙烯小包装模拟青贮方法进行青贮饲料调制,每个品种5个重复。厌氧发酵60 d后,测定其营养成分和发酵品质。通过比较农艺性状、营养成分和发酵品质,运用方差分析、聚类分析和灰色关联度法对不同青贮玉米品种的品质进行综合评价并筛选出优良品种。结果表明:单株重、茎秆重、果穗重、叶片重与产量呈极显著相关关系(P0.05)。聚类分析将供试品种分为4类:第1类为蒙农青饲1号、金岭青贮367及钧凯青贮909,它们的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量低且粗脂肪(EE)含量较高;第2类为吉农大青饲一号、文玉3号、金岭青贮357、英国红、金饲10号、宏博2160,它们的NDF较低且乳酸(LA)含量较高;第3类为金岭青贮377、金岭青贮10、金饲13号、金岭青贮37,它们不仅产量高,粗蛋白(CP)、LA含量也较高;第4类为佰青131、豫青贮23号、青贮808、金岭青贮17、金岭青贮67、西蒙919、大京九26号、金岭青贮410、京科青贮516、北农大青贮208、佰青161,它们的产量、可溶性碳水化合物(WSC)和LA含量较高。利用灰色关联度法对24个全株玉米品种的产量和青贮品质进行了综合评价,等权关联度和加权关联度最高的品种均为西蒙919,综合品质最好,为最优品种,然后依次为金岭青贮377、金岭青贮17、佰青131和青贮808。说明在赤峰市巴林右旗种植西蒙919、金岭青贮377、金岭青贮17、佰青131、青贮808制作青贮饲料效果较好。

摘要：樱桃番茄串生长姿态多样、果实成熟度不一,采摘机器人进行“粒收”作业时,常面临果梗干涉末端执行器、成熟度判断错误等问题,导致采摘效率低下、难以有效实现分级采收。针对上述问题,该研究提出一种级联视觉检测流程,包括采收目标检测、目标果实特性判别、果实与果梗位置关系判断3个关键环节。首先根据农艺要求按成熟度将番茄果实分为4个等级,引入YOLOv5目标检测模型对番茄串和番茄果实进行检测并输出成熟度等级,实现分期采收。然后对果实与果梗的相对位置进行判断,利用MobileNetv3网络模型对膨胀包围盒进行果实与果梗相对位置关系判断,实现末端执行器采摘位姿控制。日光温室实际测试结果表明,本文提出的级联检测系统平均推理用时22ms,在IOU(intersection over union)阈值为0.5的情况下,樱桃番茄串与果实的平均检测精度达到89.9%,满足采摘机器人的视觉检测精度和实时性要求,相比末端执行器以固定角度靠近待采目标的方法,本文方法采收效率提升28.7个百分点。研究结果可为各类果蔬采摘机器人研究提供参考。

摘要：为实现微型垄全膜覆盖种床机械化高性能构建,通过融合旱地全膜覆盖微垄膜面种植农艺技术要求,设计了微垄式覆膜覆土联合作业机,该机可实现起垄、覆膜、覆土一体化作业。对样机传动系统、覆土系统及垄体整形镇压装置等关键作业部件进行设计,结合相关作业性能要求,完成了覆膜种床覆土量、刮板式提土装置线速度等工作参数分析,确定了试验因素及其取值范围。以联合作业机前进速度、刮板式提土装置线速度和覆土装置倾角为自变量,种床构建合格率为响应值,建立了各试验因素与种床构建合格率的数学模型,得到各因素对种床构建合格率影响的主次顺序,获得微垄式覆膜覆土联合作业机最优工作参数为:联合作业机前进速度0.71 m/s、刮板式提土装置线速度0.50 m/s、覆土装置倾角68°。田间验证试验表明,联合作业机种床构建合格率均值为95.6%,较优化前有明显提升。应用离散单元法进行微垄式覆膜覆土联合作业机在最优工作参数下的“提土输土覆土”动态作业过程模拟,仿真结果与田间试验结果基本一致,说明联合作业机工作参数优化准确、可靠。

摘要：以红心火龙果和红糖为研究对象,采用5 ℃低温静置渗透方式制备非热式火龙果红糖膏。通过单因素试验考察糖液中红糖与火龙果物料比、红糖目数和火龙果果球直径3个因素对可溶性固形物含量、红糖完全溶解时间及果肉渗透前后硬度比的影响。在此基础上运用Box-Behnken响应面法设计3因素3水平试验,建立回归方程,运用期望函数优化多重响应分析。期望函数D=0.75时,得到最佳渗透条件为物料比1:0.9、果球直径2.0 cm和红糖目数20~40目,此时糖液中可溶性固形物含量为60.20%,红糖粉完全溶解时间240.10 h,硬度比0.22,与预测值的相对误差值分别为0.86%、0.63%、4.80%。所建立的回归模型及相关参数之间相关性较好,试验拟合度高,满足可溶性固形物含量较大、完全溶解时间短、硬度比相对较小的要求。最优条件得到产品的菌落总数、霉菌和酵母菌数均符合卫生标准,渗透过程中可能存在蔗糖缓慢转化为果糖、葡萄糖的现象。

摘要：为实现柑橘可溶性固形物含量(SSC)快速无损检测,基于可见/近红外技术开发了低功耗手持式柑橘可溶性固形物含量无损检测系统。以宽谱LED光源结合特征窄带微型光谱仪为核心,设计了手持式柑橘可溶性固形物含量无损检测终端。开发了基于物联网技术的水果光谱仪云端数据系统,该系统主要包括用户库、设备库、检测数据库和模型库,通过通讯模块与手持式无损检测终端相连接,可以实现光谱采集参数修改、云端数据上传与下载、云模型的调用等功能。利用该检测系统获取的光谱数据,建立一维卷积神经网络(1D-CNN)模型用于预测柑橘的可溶性固形物含量。该网络包含输入层、卷积层、池化层、全连接层和输出层等7层结构。主机采集柑橘的光谱数据并建立1D-CNN柑橘可溶性固形物含量预测模型,并用该模型与多种传统回归方法进行对比。1D-CNN模型的预测相关系数和预测均方根误差分别为0.812,0.488,优于偏最小二乘法(PLS),人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)。采用基于模型的迁移学习方法,基于主机的1D-CNN模型对从机进行模型传递,研究了从机标准样本数量对模型传递的影响。发现使用少量从机光谱样本即可取得较好的效果,从机预测集均方根误差为0.531。研究结果表明,研发的柑橘SSC云模型的手持式可见近红外无损检测系统具有检测快速、低成本、操作简便等优点,基于该检测系统的1D-CNN网络可以有效提取柑橘光谱的有效特征并进行回归分析。借助迁移学习算法,可以实现1D-CNN模型在不同装置间的有效传递,满足柑橘可溶性固形物含量无损检测的需求。为手持式水果内部品质无损检测系统的开发与应用提供了借鉴和参考。