基于多源环境变量的渭-库绿洲土壤颗粒含量预测研究

本文以渭干河–库车河绿洲(简称渭–库绿洲)土壤颗粒为研究对象,采集了绿洲内50个典型表层(0~10 cm)土壤样本,通过相关软件,提取到遥感指数变量、地形和气候等环境变量,经过相关性分析确定环境变量和预测目标间的关系,使用R语言构建了预测土壤颗粒含量的随机森林(random forest,RF)模型和极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)模型。研究结果表明:XGBoost模型的预测结果整体好于RF模型,其中相关系数介于0.39~0.78;土壤pH、高程及衍生变量、光谱变换变量均是两个模型预测土壤颗粒含量的重要因子;将模型预测结果、实测数据和世界土壤数据库(HWSD)中的3种土壤颗粒数据作对比分析,结果表现出模型预测数据的误差小于HWSD与实测数据的误差。综上所述,通过筛选环境变量建立的XGBoost模型,是预测渭–库绿洲土壤颗粒含量的有效方法。

基于PlanetScope影像的典型绿洲土壤盐渍化数字制图

干旱半干旱地区急需高分辨率的土壤盐度图用于显示盐度空间分布的细微变化,指导盐渍化区域和潜在盐渍化区域制定土地资源管理政策和水资源管理政策,防止土壤进一步退化,保障农业经济可持续发展和粮食安全生产。基于PlanetScope影像,提取植被光谱指数和土壤盐度指数,共计21个变量,将其输入装袋回归(Bootstrap aggregating,Bagging)算法中,构建了土壤盐度预测模型Model-Ⅰ;使用最相关最小冗余(Max-relevance and min-redundancy,mRMR)方法筛选特征变量,将其输入Bagging中,构建了土壤盐度预测模型Model-Ⅱ,使用野外采样数据来辅助建模并进行验证。通过模型评价指标对Model-Ⅰ和Model-Ⅱ进行评估。结果表明:Model-Ⅱ的预测性能优于Model-Ⅰ(验证集决定系数为0.66,均方根误差为18.00 dS·m-1,四分位数的相对预测误差为3.21),mRMR有效降低了多维特征冗余问题。PlanetScope影像结合mRMR方法成功绘制了高分辨率土壤盐度图,提供了更详细的土壤盐度空间分布信息,研究结果对利用PlanetScope数据监测土壤盐渍化信息起推动作用。

被动式电液力伺服系统的自适应反步滑模控制

针对被动式电液力伺服系统存在固有的多余力矩、控制伺服阀的非线性以及参数时变性问题,提出一种自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程;基于反步控制理论思想,通过3步递推法设计系统的反步控制器;在反步法递推的第3步结合滑模控制方法,选择合适的Lyapunov函数,给出系统不确定参数的自适应律,设计出非线性自适应反步滑模控制器,并利用Lyapunov稳定性定理对所设计的控制器稳定性进行证明。仿真和实验结果表明,该控制器能够有效地抑制多余力矩,并且对参数摄动及外界扰动具有较强的鲁棒性。

高承压泥水平衡盾构机主驱动压力补偿系统研究

基于高承压泥水平衡盾构机的市场需求,研究了一种主驱动压力补偿系统。首先对组合密封形式的承压能力进行了仿真分析;其次对两种不同控制方式的压力补偿系统设计方案进行了对比研究;最终确定了一种性能稳定、可靠性高的全气动控制的主驱动压力补偿系统,从而提高了泥水平衡盾构机的整机承压能力。通过模拟盾构机掘进过程中各密封腔体压力变化,搭载自适应密封压力补偿系统试验台进行实验分析,并成功应用于国内多个超大直径泥水平衡盾构机。

大直径泥水平衡盾构气垫压力平衡控制系统

大直径泥水盾构开挖面大、支护难、工况复杂,需要更高效的气垫压力平衡控制系统.本文以现有的研究成果为基础,着重从气垫式压力平衡控制系统出发,通过理论分析和模拟,将气垫式压力平衡控制系统进行参数优化设计,通过速度放大器提高阀门动作速度从而使系统快速响应.