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甘蔗切种机多刀闭环协同控制系统设计与试验

农机化研究 2025年第6期47卷 147-154页

作者：李尚平甘伟光郑创锐文春明李凯华李洋广西民族大学电子信息学院南宁530006

针对课题组研发的预切种式智能甘蔗切种机(下称甘蔗切种机)切种效率不高的问题,设计开发了智能甘蔗切种机多刀闭环协同控制系统。为初步验证系统的有效性,搭建了调刀模拟平台进行试验,结果显示闭环控制平均调刀时间比开环控制少0.21 s... 详细信息

针对课题组研发的预切种式智能甘蔗切种机(下称甘蔗切种机)切种效率不高的问题,设计开发了智能甘蔗切种机多刀闭环协同控制系统。为初步验证系统的有效性,搭建了调刀模拟平台进行试验,结果显示闭环控制平均调刀时间比开环控制少0.21 s。样机试验结果表明:(1)电机脉冲频率f=6 kHz时,调刀电机达到最佳速度120 mm/s,调刀绝对位移误差小于5 mm,相对位移误差6 kHz时,调刀相对位移误差大于5%;当f≥8 kHz时,步进电机出现严重堵步,影响正常工作。(2)调刀速度为120 mm/s时,闭环控制切刀调刀时间为0.95 s/根,调刀效率提高了74.32%。(3)甘蔗传送速度达到0.15 m/s,提高了50%;甘蔗传送间距提升了80%;综合传送效率提升了86.6%。(4)切种合格率达98.02%,伤芽率小于1%,与原系统相比切种机总体切种效率提高83.20%,工作稳定,实现了连续、高效自动切种,满足实际生产要求。

关键词：甘蔗切种机闭环控制协同控制调刀模拟平台

基于塑料闪烁体探测器的宇宙线缪子与太阳调制效应观测

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物理学报 2025年第5期74卷 275-282页

作者：王德鑫张蕊尉德康那蕙姚张浩吴凌赫张苏雅拉吐 †梁泰然黄美容王志龙白宇黄永顺杨雪张嘉文刘梦迪马蔷于静纪秀艳于伊丽琦邵学鹏内蒙古民族大学物理与电子信息学院通辽028043 内蒙古民族大学核物理研究所通辽028043 通辽市气象局通辽028000

利用塑料闪烁体探测器进行了宇宙线缪子计数谱及各向异性特性的观测实验.实验采用双端符合测量和标准γ源进行能量刻度,显著减小了探测器的噪声干扰,提高了测量数据的可靠性.通过引入温度与气压修正函数,对计数结果进行了气象效应校正.... 详细信息

利用塑料闪烁体探测器进行了宇宙线缪子计数谱及各向异性特性的观测实验.实验采用双端符合测量和标准γ源进行能量刻度,显著减小了探测器的噪声干扰,提高了测量数据的可靠性.通过引入温度与气压修正函数,对计数结果进行了气象效应校正.实验结果显示,缪子在塑料闪烁体探测器中的能量损失呈现出随时间和太阳活动变化的周期性特征,反映出太阳对宇宙线各向异性的调制效应.此外,实验数据与羊八井观测站中子-缪子望远镜的观测结果在缪子计数的日周期变化趋势上表现出较高的一致性.本研究为深入探索宇宙线缪子的能量分布及太阳调制效应提供了可靠的实验依据,同时为宇宙线探测技术的应用与发展提供了重要参考.

关键词：宇宙线缪子各向异性塑料闪烁体太阳调制效应

高寒草原灌丛化对土壤碳库和土壤微生物群落结构的影响

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土壤学报 2025年第1期62卷 261-272页

作者：邓增卓玛马文明马祥丽母先润西南民族大学草地资源学院成都610041

在气候变化和过度放牧等的影响下,全球草地灌丛化现象愈发严重。然而,高寒草地土壤微生物群落对灌丛化的响应尚不清楚。以青藏高原东缘3种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、金露梅Potentilla fruticosa、小叶锦鸡儿Caragana mi... 详细信息

在气候变化和过度放牧等的影响下,全球草地灌丛化现象愈发严重。然而,高寒草地土壤微生物群落对灌丛化的响应尚不清楚。以青藏高原东缘3种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、金露梅Potentilla fruticosa、小叶锦鸡儿Caragana microphylla)和无灌丛生长的草地为研究对象,通过分析植物群落结构、土壤碳组分、细菌群落结构及菌群互作关系,拟揭示高寒草原灌丛化对土壤微生物群落结构和土壤碳库的影响。基于16S rRNA基因测序技术研究土壤细菌群落及其共生特征,并结合傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了土壤有机碳(SOC)化学组成。结果表明,灌丛化草地(小叶锦鸡儿和金露梅)地上植物群落组成均发生显著改变(P0.05)。三种灌丛样地地上生物量均显著高于草地(P0.05)。灌丛化对SOC和全氮(TN)含量无显著影响,但减小了表层与深层SOC含量的差异,具体表现为草地表层土壤SOC显著高于其深层(P0.05),但小叶锦鸡儿样地中芳香族含量呈表聚型分布(P信息处理(Environmental information processing)、代谢(Metabolism)和遗传信息处理(Genetic information processing),其中土壤微生物的代谢功能在灌丛表层和深层土壤中富集(P<0.05)。三种灌丛草地表层和深层土壤细菌共现网络均较未灌丛化草地更为复杂和稳定,并且偏利共生或共生关系在高寒草地细菌群落结构建立中发挥重要作用。综上所述,灌丛化对土壤细菌群落结构及土壤碳库有重要调控作用,研究结果丰富了高寒草地土壤微生物群落组成和多样性的研究内容,为高寒草地土壤碳源汇效应提供了一定的理论基础。

关键词：灌丛化微生物群落组成土壤有机碳化学组分微生物共生网络植物群落

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刚性壁面附近的传质传热双气泡的声空化效应

声学技术 2025年

作者：韩海英那仁满都拉包乌日汗内蒙古民族大学物理与电子信息学院

为探究气泡的传质传热属性对刚性壁面附近双气泡空化效应的影响，利用修正的Keller-Miksis方程与NobleAbel-Stiffend-Gas状态方程相结合的新模型，研究了超声作用下刚性壁面附近的具有传质传热属性的双气泡的空化效应，并与没有传质传... 详细信息

为探究气泡的传质传热属性对刚性壁面附近双气泡空化效应的影响，利用修正的Keller-Miksis方程与NobleAbel-Stiffend-Gas状态方程相结合的新模型，研究了超声作用下刚性壁面附近的具有传质传热属性的双气泡的空化效应，并与没有传质传热属性的双气泡的空化效应进行了比较。结果表明，不论双气泡之间有无耦合作用，有传质传热的大小气泡的最大膨胀半径都变大、溃灭时间都变长，大小气泡随壁面距离变化压缩比都变小；考察双气泡溃灭速度随壁面距离的变化发现，不论双气泡之间有无耦合作用，有传质传热的小气泡的溃灭速度大于没有传质传热的小气泡的溃灭速度，而有传质传热的大气泡的溃灭速度小于没有传质传热的大气泡的溃灭速度；考察双气泡射流速度随归一化距离的变化发现，有和没有传质传热的两种气泡射流速度的差别较小，表明气泡的传质传热性对射流速度的影响较小。考察双气泡的泡内温度随壁面距离的变化发现，不论双气泡之间有无耦合作用，有传质传热的大小气泡的泡内温度都低于没有传质传热的大小气泡的泡内温度。

关键词：空化气泡刚性壁面传质传热属性声空化效应

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基于改进蜣螂算法的机械臂时间最优轨迹规划

组合机床与自动化加工技术 2025年第1期 20-27页

作者：游智超卢振坤夏冰寒广西民族大学物理与电子信息学院南宁530006

针对电动汽车充电机械臂时间最优轨迹规划的问题,提出一种多策略改进的蜣螂优化算法YXDBO。以AR4六轴机械臂为研究对象,建立机械臂的运动学模型,并构造关节的运动轨迹。在蜣螂算法DBO的基础上,通过调幅三角形游走策略和改进的鲸鱼螺旋... 详细信息

针对电动汽车充电机械臂时间最优轨迹规划的问题,提出一种多策略改进的蜣螂优化算法YXDBO。以AR4六轴机械臂为研究对象,建立机械臂的运动学模型,并构造关节的运动轨迹。在蜣螂算法DBO的基础上,通过调幅三角形游走策略和改进的鲸鱼螺旋搜索策略,提高全局和局部搜索能力,并引入混沌映射初始化和变异算子扰动,得到改进的YXDBO算法。经CEC2022测试并与其他元启发式算法比较,改进算法求解性能表现优异。将该算法应用于机械臂的时间最优轨迹规划,在收敛速度和精度上明显优于PSO、WOA和DBO算法,关节运行时间缩短了32.159%,优化后的关节运动学曲线平滑连续,验证了该算法在工程类问题中的实用性。

关键词： 3-5-3多项式混沌映射调幅三角形游走鲸鱼螺旋搜索自适应t分布

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丘陵地区甘蔗种植机仿形覆土器设计与试验

农业工程学报 2025年第2期41卷 26-36页

作者：麻芳兰苗金泽樊广坤李尚平叶凤滋罗一鸣广西大学机械工程学院南宁530004 广西民族大学电子信息学院南宁530006

针对现有甘蔗种植机覆土器适用范围有限,在丘陵地区作业出现覆土厚度不均匀,从而影响甘蔗发芽率等问题,该研究设计了一种仿形覆土器。依据覆土器的整机结构和工作原理,基于静力学与动力学分析确定了覆土圆盘关键参数。根据覆土农艺要求... 详细信息

针对现有甘蔗种植机覆土器适用范围有限,在丘陵地区作业出现覆土厚度不均匀,从而影响甘蔗发芽率等问题,该研究设计了一种仿形覆土器。依据覆土器的整机结构和工作原理,基于静力学与动力学分析确定了覆土圆盘关键参数。根据覆土农艺要求,对仿形方案及覆土圆盘液压缸进行分析。建立仿形液压控制系统数学模型,并验证控制系统的稳定性;采用主从控制策略对两液压缸进行控制,主回路采用PID控制器,从回路分别采用PID、模糊PID控制器,对比液压缸调整能力、响应时间及两缸位移差。仿真结果显示:主回路调整时间为0.16 s,超调量为7.3%;从回路在不同控制器下的调整时间为0.49和0.21 s,超调量为12.1%和5.2%,最大位移差为4.2和0.42 mm。从回路采用模糊PID控制器效果良好,两液压缸基本实现同步伸缩。田间试验表明,覆土圆盘直径300 mm、厚度3 mm、圆盘张角60°时,平坦地表作业时覆土厚度为77~83 mm,有坡度地表作业时覆土厚度为74~85 mm,变异系数分别为1.88%和3.47%,控制系统最大响应时间为0.28 s,两覆土圆盘液压缸伸缩量最大位移差为0.69 mm;满足仿形要求。

关键词：仿形控制甘蔗覆土器双液压缸回路模糊PID

基于S型生长曲线的蝗虫优化算法求解机器人路径规划问题

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计算机应用 2025年第1期45卷 178-185页

作者：冉义李永胜蒋烨广西民族大学电子信息学院南宁530006 广西民族大学人工智能学院南宁530006

针对启发式算法在求解机器人路径规划问题上存在收敛精度低、搜索路径效率低且容易陷入局部最优等问题,提出一种基于S型生长曲线的蝗虫优化算法(SGCIGOA)。首先,引入Logistic混沌序列优化蝗虫初始种群,增强蝗虫种群在迭代初期的多样性;... 详细信息

针对启发式算法在求解机器人路径规划问题上存在收敛精度低、搜索路径效率低且容易陷入局部最优等问题,提出一种基于S型生长曲线的蝗虫优化算法(SGCIGOA)。首先,引入Logistic混沌序列优化蝗虫初始种群,增强蝗虫种群在迭代初期的多样性;其次,引入S型生长曲线特征的非线性惯性权重,对递减参数递减的方式进行了调整,从而提高算法的收敛速度和寻优精度;最后,在迭代过程中引入基于t分布的位置扰动机制,使算法能充分利用当前种群的有效信息,以更好地平衡全局搜索和局部开发,并降低算法陷入局部最优的概率。实验结果表明,相较于MOGOA (Multi-Objective Grasshopper Optimization Algorithm)、IGOA (Improved Grasshopper Optimization Algorithm)和IAACO (Improvement Adaptive Ant Colony Optimization)等10种对比算法,所提算法在简单环境下的最优路径长度平均缩短0~14.78%,平均迭代次数减少56.60%~90.00%;在复杂环境下的最优路径长度平均缩短0~11.58%,平均迭代次数减少45.00%~92.76%。可见,所提SGCIGOA是用于求解移动机器人路径规划的一种高效算法。

关键词：蝗虫优化算法 Logistic混沌映射 S型生长曲线 t分布机器人路径规划

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基于逻辑规则和图神经网络的知识图谱补全

计算机工程 2025年第3期51卷 131-143页

作者：刘春雨陈庆锋莫少聪谢泽广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004

知识图谱补全旨在利用知识图谱中已有的知识推导出新的事实,在多个任务和领域发挥重要作用,引起研究者越来越多的关注。然而现有的知识图谱补全方法大多专注于对知识图谱中的事实三元组进行建模,未充分考虑知识图谱中实体和关系之间所... 详细信息

知识图谱补全旨在利用知识图谱中已有的知识推导出新的事实,在多个任务和领域发挥重要作用,引起研究者越来越多的关注。然而现有的知识图谱补全方法大多专注于对知识图谱中的事实三元组进行建模,未充分考虑知识图谱中实体和关系之间所蕴涵的深层语义和关联。为了解决这个问题,使用逻辑规则反映知识图谱中关系之间的隐含关联,而知识图谱语义网络的本质决定了事实三元组周围高阶邻域中包含着深层语义信息。因此,为了挖掘知识图谱中实体和关系的内在语义和关联,提出一种基于逻辑规则和图神经网络(GNN)进行知识图谱补全模型。首先基于高效期望最大化(EM)迭代优化算法进行规则自动学习,将得到的高质量逻辑规则与知识图谱中的实体和关系进行联合嵌入训练,以实现对知识图谱中复杂关系模式的建模,并提高嵌入表示的泛化性。同时,考虑逻辑规则和三元组的重要性进行注意力嵌入传播,以聚合高阶邻域信息,最终得到融合深层语义和关联的实体、关系嵌入表示用于知识图谱补全。在4个公开数据集上针对链接预测任务进行实验,实验结果证明了所提出模型的有效性。

关键词：知识图谱知识图谱补全逻辑规则图神经网络链接预测

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人口数量红利、人口质量红利与城市经济韧性

重庆大学学报(社会科学版) 2025年第1期31卷 46-62页

作者：何雄浪王诗语西南民族大学经济学院四川成都610225

人口是国家、社会、民族发展的基础性、长期性和战略性要素,合理的人口分布、高素质的人力资本、充裕的适龄劳动人口将形成有利于经济高速增长的投资和消费局面,创造出人口机会窗口,从而提升城市承担风险和恢复经济的能力。当前,我国人... 详细信息

人口是国家、社会、民族发展的基础性、长期性和战略性要素,合理的人口分布、高素质的人力资本、充裕的适龄劳动人口将形成有利于经济高速增长的投资和消费局面,创造出人口机会窗口,从而提升城市承担风险和恢复经济的能力。当前,我国人口正经历从总量持续增加到持续减少、素质由受教育水平总体偏低和短寿命向高等教育大众化和长寿化转变的阶段。文章在讨论人口数量红利、人口质量红利对城市经济韧性影响内在机理的基础上,运用全国272个城市2010—2021年的面板数据,就人口数量红利、人口质量红利对城市经济韧性的直接影响与间接影响进行了实证检验。研究发现,人口质量红利能够显著增强城市经济韧性,人口数量红利的影响效应则不明显;城市异质性检验结果显示,人口数量红利的影响效应不存在明显的城市异质性特征,且对任何一类城市的经济韧性提升作用均不显著。而人口质量红利对城市经济韧性的提升作用在“胡焕庸线”东南片区的城市、内陆城市以及经济发展水平相对较低的城市更明显,对其余城市的影响效应则较弱;作用机制检验结果表明,信息基础设施建设有效增强了人口质量利用效率对城市经济韧性的提升作用,而交通基础设施建设带来的影响则不明显,甚至有削弱人口质量利用效率提升城市经济韧性的趋势;同时,劳动生产率在人口质量利用效率对城市经济韧性影响中存在显著的中介作用。进一步研究发现,人口集聚在人口质量利用效率对城市经济韧性的影响中存在门槛效应,迈过门槛值以后,人口质量利用效率对城市经济韧性的正向影响作用会减弱。基于上述研究结论,文章认为需要通过加强公共卫生体系建设,持续优化医疗卫生资源布局,全面提升医疗卫生服务能力;加强信息基础设施建设并推进其向西部等边疆地区延伸,着力发挥信息化在促进信息要素流动、拓宽劳动力获取就业信息渠道中的作用;因地制宜制定人才政策,让人才“留得住,用得好”,充分释放人才红利,为城市承受外部冲击与恢复经济提供持续的人力资本。

关键词：人口数量红利人口质量红利城市经济韧性异质性人力资本