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新型茶叶理条机控制及传热机理研究

新型茶叶理条机控制及传热机理研究

作者：冯仓杭州电子科技大学

学位级别：硕士

我国茶叶种植历史悠久,种类繁多,加工工艺各有不同。其中理条杀青作为所有茶叶加工流程中必不可少的一道流程,对茶叶形状的塑造以及品质保证起着重要的影响作用。目前我国茶叶理条机种类较少,传动结构创新性不足,作业过程振动大、能源... 详细信息

我国茶叶种植历史悠久,种类繁多,加工工艺各有不同。其中理条杀青作为所有茶叶加工流程中必不可少的一道流程,对茶叶形状的塑造以及品质保证起着重要的影响作用。目前我国茶叶理条机种类较少,传动结构创新性不足,作业过程振动大、能源利用率较低、噪音大很难保证工人良好的工作环境。同时理条机的智能化、自动化水平较低,难以保证茶叶标准化生产,导致不同茶叶加工过程中存在适应性差,品质参差不齐的现象。因此,本文从现有理条机的发展现状出发,通过驱动方案分析,设计了一种基于电磁驱动的新型茶叶理条机。对茶叶理条机的控制系统与传热机理通过理论研究与数值仿真结合的方式进行设计分析,提高理条时的作业效率与能源转化效率,提高茶叶理条机智能化、自动化水准,促进茶叶标准化生产。首先,从驱动方案上提出创新性的设计,确定了电磁驱动代替以往纯电机与曲柄连杆驱动的方案。对电磁驱动方案进行了原理性的分析与研究,包括对电磁驱动理论展开计算,并根据相关计算结果,完成电磁驱动式元件的选型分析,根据主要部件,完成新型茶叶理条机整体的模型构建。其次,通过对茶叶理条机需满足的功能进行分析,完成该理条机的控制系统设计,包括运动控制与传热控制。通过作业要求分析,对PID控制算法、PI控制算法进行分析研究,确定最终的控制方案。通过对控制器等主要硬件的选型与电路设计,搭建了整个控制系统,满足理条作业需求。然后,对茶叶理条过程中的传热机理进行理论分析,包括对热传递基本理论与传热方式的分析研究。对茶叶进行离散元建模,对理条机运行速度进行了相关数值模拟。通过对茶叶理条机的热源排布方式与理条机锅槽表面温度变化的仿真分析,确定了最优的分布方案。最后,根据整体设计方案成功搭建样机,并展开基础性测试。验证了电磁驱动方案在茶叶理条作业中的可行性,不仅可以满足生产需求,还显著提高理条作业效率,极大减小能源的损耗。

关键词：茶叶理条机电磁驱动控制系统传热机理样机测试

融合模型求解与深度学习的可见光通信非线性均衡器

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兵工学报 2024年第2期45卷 466-473页

作者：田大明苗圃青岛大学电子信息学院山东青岛266071

沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学... 详细信息

沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学习近似消息传递(Learned Threshold Approximate Message Passing,LTAMP)网络的非线性均衡器。修正样本观测矩阵以克服其列高度相关的缺陷;在改进近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)算法迭代的基础上,将算法每一次迭代的计算过程映射为一层特殊的神经网络,经逐层展开后构建出完整的LTAMP均衡器。所提方法融合了模型求解和深度学习的优势,可从样本中学习最佳的AMP参数,以克服其对噪声敏感且输出不稳定的缺陷,进而提升内核求解稳定性与计算精度。仿真结果表明,与稳固阈值AMP算法相比,所提方法在误码率为1×10^(-3)时能取得2 dB的信噪比增益,且对样本噪声具有较强的自适应性,展现出优异的非线性失真补偿能力。

关键词：沃尔特拉非线性后均衡器可见光通信近似消息传递算法深度学习

分子体系自由能地貌图的变分分析及AI算法实现

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物理学报 2024年第6期73卷 82-94页

作者：杜泊船田圃吉林大学生命科学学院长春130012 吉林大学人工智能学院长春130012

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开... 详细信息

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开,且跨越路径有可能不止一条.另外很多体系涉及非线性行为,这使得理论解析和直接使用分子模拟都有很大困难.针对这些挑战,多年来研究者们发展了多种多样的增强采样方法,但往往需要很多经验选择和操作,从而一方面使得研究进程较为缓慢,另一方面也让误差控制成为困难.变分虽然在物理、统计和工程中已经被广泛应用并取得巨大成功,但在复杂分子体系中的应用却随着神经网络的发展刚刚开始.本文将对这些探索性工作的主要方向、进展和局限进行简要总结,也对将来的可能发展给出展望,希望能够激发更多对基于变分的分子体系自由能地貌图人工智能算法的关注和努力,促进大分子药物、分子生物机器等实践应用的发展.

关键词：变分神经网络复杂分子体系自由能地貌图

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投喂水平对稻田养殖中华鳖摄食生态的影响

华南农业大学学报 2024年

作者：吴本丽黄龙吴仓仓陈静陈夏君梅耀萍何吉祥水产增养殖安徽省重点实验室/安徽省农业科学院水产研究所

【目的】调查不同投喂水平条件下中华鳖Pelodiscus sinensis在稻田中摄食天然饵料种类和强度，探索稻鳖共作模式中华鳖的摄食生态，为优化稻田综合种养投喂策略、揭示生态效益形成过程和机制提供依据。【方法】以稻鳖共作为研究对象，... 详细信息

【目的】调查不同投喂水平条件下中华鳖Pelodiscus sinensis在稻田中摄食天然饵料种类和强度，探索稻鳖共作模式中华鳖的摄食生态，为优化稻田综合种养投喂策略、揭示生态效益形成过程和机制提供依据。【方法】以稻鳖共作为研究对象，在大田试验中设置0.7%、1.4%和2.1%（w）3个投喂水平，运用胃含物形态学分析和环境DNA高通量测序分析方法，获得各组间中华鳖对天然饵料和人工饲料的摄食习性，分析不同饵料在不同处理组中的相对重要性指数等。【结果】中华鳖摄食率随投喂水平的提高有所上升。胃含物形态学分析中共识别出鱼类8种，虾类2种，软体动物2种，昆虫、轮虫等9种，出现率较高的物种包括棒花鱼、麦穗鱼、日本沼虾、中华圆田螺、多肢轮虫、摇蚊幼虫和水丝蚓等。随着投喂水平的上升，胃含物中饲料出现率和相对重要性指数占比（IRIP）均显著上升，天然饵料重要性指数占比下降，当投喂水平为2.1%时，饲料IRIP高达91.97%，天然饵料IRIP之和仅8.03%。环境DNA高通量测序分析结果显示，在某一或多个样本中相对丰度大于0.5%的鱼类有16种，其中短吻银鱼、张氏?、泥鳅、大鳞副泥鳅、棒花鱼、麦穗鱼、中华鳑鲏和鲫与胃含物形态学分析结果吻合；共注释大型水生物脊椎动物36种，胃含物中DNA丰度大于1%的物种主要包括寄蝇、秀丽白虾、中国圆田螺、摇蚊幼虫、水丝蚓、轮虫等。【结论】中华鳖在稻田种摄食的天然饵料主要包括小型鱼类、软体动物、节肢动物以及轮虫等。高投喂水平导致天然饵料的摄食率和IRIP更低，可能进而降低稻田共作的生态效益。

关键词：稻鳖共作投喂水平摄食生态胃含物环境DNA

1978-2016年青藏高原湖冰物候时空变化特征及其影响因素分析

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长江流域资源与环境 2024年第5期33卷 1089-1098页

作者：张克新赵莉汪田归曹立国彭娇婷杜建雄纪燕贵州财经大学管理科学与工程学院贵州贵阳550025 陕西师范大学地理科学与旅游学院陕西西安710119 贵州财经大学科研处贵州贵阳550025

湖冰物候是反映气候变化的灵敏指示器。基于青藏高原126个湖泊1978~2016年湖冰物候数据集和气象数据,对青藏高原湖泊湖冰物候的时空变化特征及其影响因素进行分析。结果表明:(1)在全球变暖背景下,青藏高原1978~2016年湖冰物候指数的变... 详细信息

湖冰物候是反映气候变化的灵敏指示器。基于青藏高原126个湖泊1978~2016年湖冰物候数据集和气象数据,对青藏高原湖泊湖冰物候的时空变化特征及其影响因素进行分析。结果表明:(1)在全球变暖背景下,青藏高原1978~2016年湖冰物候指数的变化特征呈现出结冰时间显著推迟、融化时间显著提前、冰期显著缩短的变化趋势。(2)青藏高原湖冰物候指数变化趋势的空间差异较为显著,其中大多数湖泊的结冰时间、融化时间和冰期持续时间呈现出显著提前、推后和缩短趋势,仅有少数湖泊的湖冰物候指数变化趋势不显著。(3)青藏高原湖冰物候指数空间分布差异显著,从南到北呈现出湖泊结冰日期提前、融冰日期推迟、冰期持续时间延长的分布模式。(4)温度是影响湖冰物候指数的关键因素;降水、纬度和湖泊面积则对开始日结冰日和完全结冰日具有显著影响;开始融化日和完全融化日则主要受到风速、纬度和海拔的共同作用;而冰期和完全结冰期的长短则主要受到风速、降水、纬度和海拔的影响。因此,青藏高原湖冰物候的变化是气候变化和湖泊自身因素相互作用所导致的。

关键词：湖冰物候时空变化影响因素青藏高原

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生物聚合物改良露天矿黏土抗裂性能研究

煤炭科学技术 2024年

作者：齐翔周伟王知乐李蕊田涯涂立啸张志远董志龙杨虎雄中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室露天矿山高新技术研究中心新疆天池能源有限责任公司

边坡稳定性在露天矿等工程中具有重要意义，而在雨水的作用下边坡裂隙的形成和扩大可能导致边坡的失稳和破坏，而生物聚合物的引入可能对黏土边坡的干缩开裂性能产生显著影响。为探究生物聚合物在改善黏土边坡干缩开裂性能方面的效用，... 详细信息

边坡稳定性在露天矿等工程中具有重要意义，而在雨水的作用下边坡裂隙的形成和扩大可能导致边坡的失稳和破坏，而生物聚合物的引入可能对黏土边坡的干缩开裂性能产生显著影响。为探究生物聚合物在改善黏土边坡干缩开裂性能方面的效用，选取小龙潭露天煤矿的黏土作为研究对象，引入生物聚合物沙蒿胶和黄原胶进行改性处理。为评估不同掺量生物聚合物的抗裂效果和耐久性，开展了一系列干湿循环试验并记录含水率变化，通过PCAS软件处理对裂隙率、概率熵等指标进行定量分析。结果表明，生物聚合物的掺入会使裂隙显现时间提前，影响试样最终含水率，其中1%掺量的沙蒿胶能够提升黏土体53.5%的最终持水能力；生物聚合物的掺入显著降低黏土的裂隙率，但对概率熵的影响并不明显，首次干湿循环中1%掺量沙蒿胶和1%掺量黄原胶分别可使黏土裂隙率降低11.83%和16.39%，随干湿循环次数的增高，沙蒿胶试样抗裂能力逐渐降低，而黄原胶展现出一定的耐久性。基于实验结果利用XRD和SEM技术讨论生物聚合物影响黏土体抗裂性能的机理，发现生物聚合物的掺入并没有改变黏土组分，但生物聚合物能够通过静电键合与氢键键合与黏土矿物形成稳定联结，同时通过与水混合形成凝胶，微观层面上凝胶包裹和连接了土体颗粒，并填补了孔隙空间，有效地抵抗了黏土失水引起的抗裂张力。以抵抗黏土失水抗裂的张力。本研究综合分析了沙蒿胶和黄原胶两种生物聚合物改良黏土抗裂性能的特点，为露天矿黏土边坡开裂问题的治理提供了借鉴和参考。

关键词：生物聚合物 PCAS 抗裂沙蒿胶黄原胶裂隙率

先行示范区研究生政治素养现状及培育路径建构

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大学（教学与教育） 2024年第8期 144-147页

作者：陈南坤周彬户保田张钰哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)教务部广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院广东深圳518055

文章通过对先行示范区研究生政治素养进行问卷调查、差异性对比和深入分析得知,先行示范区研究生政治素养较高,政治面貌及学生干部经历对政治素养影响较大,学生党员和干部的政治素养高于其他同学。对于存在的政治情感坚定性与矛盾性并... 详细信息

文章通过对先行示范区研究生政治素养进行问卷调查、差异性对比和深入分析得知,先行示范区研究生政治素养较高,政治面貌及学生干部经历对政治素养影响较大,学生党员和干部的政治素养高于其他同学。对于存在的政治情感坚定性与矛盾性并存、政治倾向受影响风险大、政治活动参与度有待提高等问题,可以通过丰富思想政治理论课体系、增强社会主义意识形态引导、优化培育与自我培育机制来建构先行示范区研究生政治素养培育途径,提升培育实效。

关键词：先行示范区研究生政治素养培育与自我培育机制

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烟苗移栽机用浇水装置的设计与试验

农机化研究 2024年第2期46卷 16-22页

作者：赵国林杨闽刘建新杨腾赵仓圆刘剑雄昆明理工大学机电工程学院昆明650500 北京航空航天大学云南创新研究院昆明650504

针对现有烟苗移栽机用浇水装置水资源利用率不高、浇水时会对幼苗和土壤造成强烈冲击以及不能够与移栽作业保持同步运行等问题,提出了一种新的烟苗移栽机用浇水装置。通过建立该装置的三维模型并对其中的倒水组件进行了理论研究和ADAMS... 详细信息

针对现有烟苗移栽机用浇水装置水资源利用率不高、浇水时会对幼苗和土壤造成强烈冲击以及不能够与移栽作业保持同步运行等问题,提出了一种新的烟苗移栽机用浇水装置。通过建立该装置的三维模型并对其中的倒水组件进行了理论研究和ADAMS仿真,得到了其运动特性及运动曲线图。首先,以时间作为试验指标,通过浇水组件对不同体积的水进行浇灌试验,测量所需的倒水时间和总时间,并对其进行一元线性回归拟合得到拟合方程;其次,采用相同体积的水,利用不同出水口口径的导流器进行浇灌试验并进行单因素方差分析。结果表明:导流器出水口口径的大小是影响浇水时间的重要因素,口径越大,导流速度越快,浇水所需时间越短。将装置设置于移栽机上,可与移栽作业保持同步。研究为移栽机用浇水装置提供了一种新的设计思路和理论依据。

关键词：烟苗移栽机浇水装置

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国内外啤酒大麦品种酿造品质比较分析

植物遗传资源学报 2024年

作者：保殷荣宫雪窦婷语李姗姗赵梦薇郭爱奎佟恩杰孟亚雄马燕玲甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部粮食作物基因资源评价利用重点实验室/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程中粮麦芽(大连)有限公司

全球不同大麦产区的环境差异以及啤酒大麦育种方向的不同，导致了啤酒大麦酿造品质差异。为比较国内外啤酒大麦的品质差异，本研究对44个来自北美、欧洲、澳洲以及我国的常用啤酒大麦品种进行了酿造品质（包括麦芽品质和籽粒品质）的分... 详细信息

全球不同大麦产区的环境差异以及啤酒大麦育种方向的不同，导致了啤酒大麦酿造品质差异。为比较国内外啤酒大麦的品质差异，本研究对44个来自北美、欧洲、澳洲以及我国的常用啤酒大麦品种进行了酿造品质（包括麦芽品质和籽粒品质）的分析，主要研究结果表明：在麦芽品质方面，国内各大产区主栽品种均有可对标的国外啤酒大麦品种，即东北产区的龙啤麦14和龙啤麦18号的麦芽品质可对标欧洲进口啤酒大麦，南方产区的苏啤系列和西北产区的甘啤系列可对标澳洲进口啤酒大麦，中啤麦1号和北方产区的蒙啤3号麦芽品质与北美进口啤酒大麦为同一类型；国外进口啤酒大麦麦芽品质性状较中国啤酒大麦主要表现为β-葡聚糖含量低，浸出率高；在国内种植的国外引进啤酒大麦较在原产区种植时，糖化力、库值和β-葡聚糖含量均受到影响，而北美产区的大部分品种较适应中国种植条件，麦芽品质性状较原产区未出现明显变化；麦芽品质的糖化力和浸出率指标与籽粒中蛋白质含量和总淀粉含量以及支链淀粉含量显著相关，鉴于籽粒品质和麦芽品质性状相关性以及籽粒品质性状测定的易操作性，籽粒蛋白质、总淀粉含量和支链淀粉含量性状可以作为啤酒大麦育种的初筛性状。本研究为国内不同产区内啤酒大麦的培育改良提供了品种参考和改良方向，对提高国内啤酒大麦的生产利用效率具有参考价值。

关键词：品质鉴定麦芽品质籽粒品质啤酒大麦