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Design of variable-rate liquid fertilization control system and its stability analysis

International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2018年第1期11卷 109-114页

作者： Jicheng Zhang Shouyin Hou runtao wang Wenyi Ji Ping Zheng Shi Wei College of Electrical and Information Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China Engineering College Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China College of Agriculture Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China

Variable-rate technology(VRT)has been paid more attentions by farmers in an attempt to match inputs to local growing conditions *** in every country are highly encouraged to adopt this practice rather than uniform-rate application(URA).However,the standard methods and design used to quantify application accuracy for VRT remain ***,a variable-rate liquid fertilization control system was designed to meet accurate fertilization *** designed control system could enable the real-time proportion and mixture of three kinds of liquid fertilizers,namely,N,P and K,in accordance with decision support *** task controller reads related information and sends such data to the control system,which is responsible for fertilization *** controller could realize liquid fertilizer adjusting through the electromagnetic flow control valves.A high-precision flow meter could measure the fertilization amount,which is sent as feedback to the controller to form a closed-loop control system based on the improved proportional-integral-derivative(PID)control algorithm that could enhance the stability and accuracy of precision variable-rate liquid fertilization control *** between the actual and planned application rates indicated good performance for both static and field experimental *** models and transfer functions for some functional modules were then constructed by classical theories to derive a system characteristic *** verify the static and dynamic performances,the control system was simulated using the Simulink module on *** showed that the variable-rate fertilization was in accordance with the planned data and that the signal trace effect was *** error was less than 5%for fertilization amount and fertilizer proportion,respectively,and the control response time was 6 s.

关键词： fertilization control system variable-rate technology precision fertilization closed-loop control system improved PID control algorithm Simulink

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Assessment of dairy cow feed intake based on BP neural network with polynomial decay learning rate

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Information Processing in Agriculture 2022年第2期9卷 266-275页

作者： Weizheng Shen Gen Li Xiaoli Wei Qiang Fu Yonggen Zhang Tengyu Qu Congcong Chen runtao wang College of Electric and Information Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China College of Animal Science and Technology Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China

To overcome the shortcomings of traditional dairy cow feed intake assessment model andBP neural network, this paper proposes a method of optimizing BP neural network usingpolynomial decay learning rate, taking the cow’s body weight, lying duration, lying times,walking steps, foraging duration and concentrate-roughage ratio as input variables andtaking the actual feed intake is the output variable to establish a dairy cow feed intakeassessment model, and the model is trained and verified by experimental data collectedon site. For the sake of comparative study, feed intake is simultaneously assessed by SVRmodel, KNN logistic regression model, traditional BP neural network model, and multilayerBP neural network model. The results show that the established BP model using the polynomial decay learning rate has the highest assessment accuracy, the MSPE, RMSE, MAE,MAPE and R2 are 0.043 kg2/d and 0.208 kg/d, 0.173 kg/d, 1.37% and 0.94 respectively. Compared with SVR model and KNN mode, the RMSE value reduced by 43.9% and 26.5%, it isalso found that the model designed in this paper has many advantages in comparison withthe BP model and multilayer BP model in terms of precision and generalization. Therefore,this method is ready to be applied for accurately evaluating the dairy cow feed intake, andit can provide theoretical guidance and technical support for the precise-feeding and canalso be of high significance in the improvement of dairy precise-breeding.

关键词： Cow Feed intake assessment BP neural network Polynomial decay learning rate

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A prediction model of NH3 concentration for swine house in cold region based on Empirical Mode Decomposition and Elman neural network

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Information Processing in Agriculture 2019年第2期6卷 297-305页

作者： Weizheng Shen Xiao Fu runtao wang Yanling Yin Yan Zhang Udaybeer Singh Bilegtsaikhan Lkhagva Jian Sun College of Electrical and Information Northeast Agricultural UniversityHarbin 150030China Key Laboratory of Pig Breeding Facilities Engineering Ministry of AgricultureHarbin 150030China College of Ling Nan Normal University Zhanjiang 524048China

In order to improve the accuracy and reliability of ammonia(NH3)concentration prediction,which can provides a support to the ventilation control strategy,so as to reduce the impact of NH3 on the health and productivity of swine,this paper proposed an NH3 concentration prediction method based on Empirical Mode Decomposition(EMD)and Elman neural network *** NH3 concentration and other four environmental parameters including temperature,humidity,carbon dioxide and light intensity were decomposed into several different time-scale intrinsic mode functions(IMFs).Then,the Elman neural network prediction model was used to predict each *** predicted NH3 was obtained by reconstructing all the IMFs by *** results show that for the proposed method,the determination coefficient between the predicted and real measured value is 0.9856,the Mean Absolute Error is 0.7088 ppm,the Root Mean Square Error is 0.9096 ppm,and the Mean Absolute Percentage Error is 0.41%.Compared with the Elman neural network,the proposed method has a good improvement in the accuracy,and provide effective parameters for the environmental monitoring of the swine house and the regulation of the NH3 concentration.

关键词： Cold region’swine house Elman neural network Empirical Mode Decomposition NH3 concentration prediction Environmental monitoring

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生物油蒸馏残渣与废弃塑料催化共热解协同作用的研究

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化工学报 2022年第11期73卷 5088-5097页

作者：王润涛罗泽军王储朱锡锋中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230026

利用热重分析仪和两段式固定床研究了生物油蒸馏残渣(DR)与废弃塑料(MS)的共热解特性,探索了DR与MS混合比、无催化、原位催化及异位催化对产物分布及液相产物化学组分的影响,以及共热解产物的相对选择性与协同作用。结果表明:随着混合... 详细信息

利用热重分析仪和两段式固定床研究了生物油蒸馏残渣(DR)与废弃塑料(MS)的共热解特性,探索了DR与MS混合比、无催化、原位催化及异位催化对产物分布及液相产物化学组分的影响,以及共热解产物的相对选择性与协同作用。结果表明:随着混合比的增加,液相产率呈现增长趋势;相比于无催化,原位催化、异位催化下液相产物中芳烃相对含量增高、含氧化合物相对含量降低。在原位催化下,DR与MS在脂肪族化合物与含氧化合物上表现出的协同作用与异位催化、无催化相反。对于单环芳烃,DR与MS的协同作用参数值大小关系为:无催化>异位催化>原位催化;对于脂肪烃,在DR∶MS=1∶1时,无催化、原位与异位催化下的协同作用参数最大,分别为-20.7%、25.2%、-41.2%;对于脂环烃,在DR∶MS=2∶1时,无催化、原位与异位催化下的协同作用参数最大,分别为184.2%、132.5%、50.0%;对于多环芳烃,DR与MS在不同催化方式下均表现为负协同作用。

关键词：生物油蒸馏残渣废弃塑料固定床共热解催化协同作用

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基于虚拟仪器的番茄水胁迫中心频率的研究

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东北农业大学学报 2009年第5期40卷 108-111页

作者：王润涛杨方东北农业大学工程学院哈尔滨150030

选择番茄作为研究对象,采用多学科基础理论与虚拟仪器实验相结合,分析受不同程度水胁迫时,番茄的声发射检测频率波动范围,从而获取中心频率并确定与之相对应的频率幅度。结果表明,对中心频率的分析可以用来确定番茄植株受水胁迫的程度,... 详细信息

选择番茄作为研究对象,采用多学科基础理论与虚拟仪器实验相结合,分析受不同程度水胁迫时,番茄的声发射检测频率波动范围,从而获取中心频率并确定与之相对应的频率幅度。结果表明,对中心频率的分析可以用来确定番茄植株受水胁迫的程度,并从无损检测角度为实施精准灌溉提供了理论依据。

关键词：水胁迫中心频率虚拟仪器

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基于模糊控制的车速跟随变量喷雾系统设计与试验

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农业机械学报 2022年第6期53卷 110-117页

作者：王润涛刘瑶王树文李明孙文峰薛忠岭南师范学院电子与电气工程学院湛江524048 东北农业大学工程学院哈尔滨150030 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所湛江524091

针对目前大田宽幅机械变量喷雾精准化程度低、农机车速变化对喷雾效果影响考虑不充分的问题,为了提高精准施药、施肥能效,基于3WF1000型喷杆式喷雾机,设计了一种自适应跟随车速的变量喷雾系统。该系统采用传感器实时采集农机行进速度、... 详细信息

针对目前大田宽幅机械变量喷雾精准化程度低、农机车速变化对喷雾效果影响考虑不充分的问题,为了提高精准施药、施肥能效,基于3WF1000型喷杆式喷雾机,设计了一种自适应跟随车速的变量喷雾系统。该系统采用传感器实时采集农机行进速度、出水管流量与压力、药箱液位高度等信息,运用Bisector模糊控制算法优化控制策略,实现了比例阀阀门变化角度的动态控制,达到了对出水管流量精准调控的目标。为验证Bisector模糊控制算法应用于本系统的优越性,利用Matlab构建仿真模型,与PID算法、Centroid算法对比分析,Bisector模糊控制算法在调节时间、超调量、稳态误差方面均表现优越。田间试验过程中,进行了非行走设定车速、恒定车速跟随、动态车速跟随以及单位面积喷雾量试验,结果表明,3种车速运行状态,变量喷雾系统适应扰动达到稳定运行的调节耗时分别为13.4、27.6、17 s,单位面积喷雾量的最大绝对误差比率分别为1.20%、2.27%、2.87%,能够满足大田精准施药的精度要求。

关键词：精准施药变量喷雾模糊控制车速跟随

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基于调亏理论和模糊控制的寒地水稻智能灌溉策略

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农业工程学报 2016年第13期32卷 52-58页

作者：张伶鳦王润涛张长利王树文徐天龙东北农业大学电气与信息学院哈尔滨150010

为了精确判断寒地水稻需水量并建立合适的智能灌溉策略,进行适时适量灌溉,实现寒地水稻优质高产,设计了基于调亏理论和模糊控制的寒地水稻智能灌溉策略。该智能灌溉策略主要包括模糊控制灌溉和预测灌溉两部分。其中,模糊灌溉模块是二级... 详细信息

为了精确判断寒地水稻需水量并建立合适的智能灌溉策略,进行适时适量灌溉,实现寒地水稻优质高产,设计了基于调亏理论和模糊控制的寒地水稻智能灌溉策略。该智能灌溉策略主要包括模糊控制灌溉和预测灌溉两部分。其中,模糊灌溉模块是二级模糊控制过程,通过一级模糊控制确定当前土壤最佳湿度,二级模糊控制器以当前土壤湿度与最佳土壤湿度的差值和环境温度作为模糊控制器的输入量,建立多因素控制规则库,实现灌溉时间模糊控制。预测灌溉设计通过实时环境数据计算出农田蒸发蒸腾量和土壤渗透系数,建立土壤水分含量变化函数,预测何时需要灌溉。在黑龙江省方正县水稻研究院的田间试验发现,调亏灌溉节水率为20.5%,水稻的结实率和产量也高于人工灌溉,分别提高了4%和8%,说明该策略能有效防止水资源浪费,对降低农业生产成本、提高产量、改善寒地水稻品质有重要的意义。

关键词：灌溉模糊控制土壤湿度调亏灌溉灌溉策略寒地水稻

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电机变频控制实现换热器节能的应用研究

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电机与控制应用 2017年第9期44卷 100-104页

作者：李明王润涛魏巍东北农业大学电气与信息学院黑龙江哈尔滨150030 中国移动通信有限公司黑龙江哈尔滨150030

结合寒冷地区气候特点与通信机房温控的现状,针对50%浓度乙二醇溶液为工质的换热器,试验研究了自然冷源利用率与换热器自身变频节能的关系。结合乙二醇冷剂的特性,通过建立功率与频率关系模型、温差与功率和频率关系模型,实现了换热器... 详细信息

结合寒冷地区气候特点与通信机房温控的现状,针对50%浓度乙二醇溶液为工质的换热器,试验研究了自然冷源利用率与换热器自身变频节能的关系。结合乙二醇冷剂的特性,通过建立功率与频率关系模型、温差与功率和频率关系模型,实现了换热器循环泵和风机的变频控制策略。结果表明:在室内外温差、换热功率与循环泵、风机频率同时满足的条件下,以功率模型作为参数进行换热器自身的变频节能是可行的。通过对哈尔滨地区的气候数据与散热房控温试验分析,证明了乙二醇换热器的变频节能效果。

关键词：换热器散热房变频自然冷源节能率

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80例过早搏动患者的中医证候研究

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北京中医药大学学报 2005年第3期28卷 76-78页

作者：邢雁伟王硕仁王润桃北京中医药大学东直门医院气血研究实验室北京100700

目的研究心脏过早搏动患者的中医证候特点。方法用临床流行病学调查方法调研各种早搏患者的证候情况,然后用SAS统计软件中的对应相关方法进行分析。结果特发性早搏患者与证候相关性弱,而原发病为冠心病和高血压的早搏患者的证候复杂,且... 详细信息

目的研究心脏过早搏动患者的中医证候特点。方法用临床流行病学调查方法调研各种早搏患者的证候情况,然后用SAS统计软件中的对应相关方法进行分析。结果特发性早搏患者与证候相关性弱,而原发病为冠心病和高血压的早搏患者的证候复杂,且相关性强,并与其原发病的证候关系密切。早搏以速率来划分:快速性早搏与热证的相关关系显著,慢速的早搏与寒证的相关关系显著。结论与特发性早搏比较,有原发病早搏的证候与其原发病的证候关系紧密,因此在临床上应注意原发病的治疗。

关键词：过早搏动证候心气虚血瘀

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马铃薯自动选种催芽系统的研究

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吉林农业大学学报 2019年第4期41卷 489-494页

作者：李明王润涛赵忠媛岭南师范学院信息工程学院湛江524048 东北农业大学电气与信息学院哈尔滨150030

针对马铃薯育种自动化程度低的缺点,设计了融合机器视觉、机械原理与自动控制技术的马铃薯自动选种催芽系统总体方案。以PC机为主控核心,结合多种传感器构建了进料、选种、切半、切块、催芽单元的硬件平台,实现了各单元间的协调控制。... 详细信息

针对马铃薯育种自动化程度低的缺点,设计了融合机器视觉、机械原理与自动控制技术的马铃薯自动选种催芽系统总体方案。以PC机为主控核心,结合多种传感器构建了进料、选种、切半、切块、催芽单元的硬件平台,实现了各单元间的协调控制。提出了基于3个方向采集薯粒视频信息的选种模型,利用颜色、纹理与形状特征对畸形薯粒、疮痂病薯粒、黑心薯粒以及合格薯粒进行分类,识别正确率分别为94. 3%、98. 0%、100. 0%、93. 3%。通过对190粒马铃薯样本的选种催芽试验,选种耗时约1 228 s,发芽率达91%,显著优于人工方式选种催芽效果。试验结果表明:马铃薯自动选种催芽方案可行,可应用于马铃薯实际育种生产。

关键词：马铃薯选种催芽自动化

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