模糊与PI分段调控肥液EC的优化设计与试验

设施蔬菜生产中对肥液电导率(EC)的精量调控是实现智能灌溉的关键技术之一。肥液混合过程中,由于母液浓度、吸肥方式和灌溉流量等存在差异,试验检测到的EC值会产生滞后和不稳定现象。针对上述问题,本研究设计了一种通过测量频率间接得到肥液电导率的传感器,并以MSP430单片机为主控制器构建了一套水肥调控试验系统。同时,在肥液调控方法方面设计了粗细分段控制策略,控制方法均为以输出相应的占空比来控制吸肥电磁阀的开闭。当实测EC值与目标EC值相差较大时,采用PI控制方法,能够快速缩小差距;而当两者偏差较小时,采用模糊控制可以使混肥EC值逼近设定值。此外,试验利用多管路复合式文丘里,设计了4组不同的EC目标值和4种不同的吸肥管路组合进行吸肥测试。结果表明,EC传感器间接测量到的频率与实际肥液EC值有显著的线性关系,决定系数为0.999 5,保证了测试精度。当目标EC值设定为2 m S/cm时,分段控制情况下实测EC达到稳态的用时为122 s,最大EC值为2.34 m S/cm,优于采用单PI控制的180 s和2.62 m S/cm。且目标EC值越大,稳态EC值越精确,但是稳态时延和过量超调现象更明显。本研究表明分段调控能够较好地克服EC值的过量超调,同时混肥时间和实测EC值能够满足实际需求。

固态发酵生产豆粕多肽饲料的温度分段调控研究

试验研究温度分段控制对豆粕固态发酵生产豆粕多肽饲料的影响。选用普通饲料豆粕为原料,米曲霉作为发酵菌种,在对菌株生长性质和蛋白酶学性质研究的基础上,以豆粕蛋白水解度为测定指标,对影响菌株发酵豆粕制备大豆肽的温度因素进行了分段研究,并运用混料设计法对不同温度的不同时间段进行了优化预测及验证。结果表明:在用米曲霉固态发酵豆粕的过程中,通过温度分段控制,可以达到生产多肽饲料的目的(豆粕蛋白水解度10%以上),并得到了最优发酵条件:0～33.5 h、26℃;33.5～50 h、23℃;50～65 h、45℃,在此条件下,豆粕蛋白的水解度为19.5%。温度分段控制对固态发酵生产豆粕多肽饲料影响明显,可大幅度提高豆粕蛋白的水解度(比原有工艺提高了140%)。

基于气泡动力学分段调控浸润性强化核态沸腾

基于多孔或微结构表面润湿性改性的核态沸腾强化传热,已得到广泛研究。利用CFD-VOF数值模拟方法,针对单晶硅微柱表面单气泡的生长及脱离过程,进行表面浸润性分段调控,实现气泡沸腾换热的全程强化。分别调控初始接触角为48°、60°、90°和110°后,同一时刻(t=0.152 ms)变接触角为20°,对比研究分段调控浸润性对气泡动力学过程与表面换热性能的影响。结果表明:疏水性可提高气泡生长速率,增强微柱表面对气泡的黏附力,促进气泡在微结构缝隙内的横向铺展;t=0.150 ms时接触角为110°表面上气泡与底面接触面积增加1.3倍,微层蒸发功率增加1.2倍。需要指出的是,毛细效应随颗粒粒径变化趋势受到多孔介质复杂孔隙结构特征的影响。在当前粒径范围内,认为其具有正相关关系,但在更大范围内的对应关系,还需要在未来进一步深入揭示。

分段调控优化阿维拉霉素生产菌罐上发酵参数

为了提高Streptomyces viridoehrongenes N-0104菌株合成阿维拉霉素的产量,通过分段调控,并结合正交试验优化菌株罐上发酵过程中温度、pH等参数。优化后的罐上发酵参数:生长期温度28℃,阿维拉霉素合成期温度25℃;培养基灭菌后pH 7.1左右,阿维拉霉素合成期pH调控为7.5左右。采用优化后的罐上发酵参数开展菌株的罐上发酵,发酵10d后,罐中阿维拉霉素产量为1 087.40mg/L,较初始产量(735.27mg/L)提高了47.89%。表明分段调控阿维拉霉素生产菌罐上发酵参数能有效地提高其合成阿维拉霉素的产量。

分段调控pH值对阴沟肠杆菌WL1318发酵棉秆水解糖液产氢的影响

为有效调控阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)WL1318发酵棉秆水解糖液产氢的过程,研究了分段调控p H值对该菌株发酵棉秆水解糖液产氢过程中发酵液p H值、生物氢合成、棉秆水解糖液中葡萄糖和木糖利用、菌株生长的影响。结果表明,分段调控p H值避免了发酵液p H值的急剧下降。分段调控p H值处理的产氢潜力P均高于未调控处理的,48 h时调控p H值能使发酵72 h的日均产氢量较未调控处理的提高约1.5倍;24 h调控p H值和48 h调控p H值处理的累积产氢量相较未调控处理的分别提高约15%和30%。分段调控p H值对阴沟肠杆菌WL1318发酵棉秆水解糖液产氢过程中的菌体生长有较大影响,使其在调控时间点后达到活菌数峰值,且菌体生长OD_(600nm)值在调控时间点后均高于未调控处理的。

豆粕固态发酵床温度远程实时分段调控技术

针对现有调控技术控制豆粕固态发酵床温度时,无法对不同时段的温度进行准确调节,进而影响发酵工艺质量的问题,该文进行了豆粕固态发酵床温度远程实时分段调控技术研究。利用传感器采集豆粕固态发酵床温度数据和其他环境数据,基于温度差设计新的发酵床温度实时控制规则,并在LCD交互界面上,结合PID控制理论对发酵床温度进行远程分段调节。最后通过实例证明新的调控技术可以对豆粕固态发酵床温度各分段进行准确调控,还能提升大豆肽转化率,具备良好的理论价值和实际应用价值。

交直流混合微电网分段协调控制策略

为解决交直流混合微电网因微源出力变化、负荷变化和储能装置因荷电状态导致充放电功率发生变化等引起的功率波动问题,提出一种混合微电网分段协调控制策略。针对孤岛状态下的混合微电网,分析了混合微电网的典型拓扑和各运行模式下的功率关系。采用标幺化的方法得到了可表征混合微电网整体运行状态的特征量,根据该特征量的变化量对控制策略进行分段,对各段控制的工作原理进行了详细的分析,具体研究了在不同控制段中各变流器的相互协调;针对可能出现的网间交换功率振荡以及互联变流器(ILC)运行模式频繁切换的问题,对动作判据进行了补偿。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,仿真结果表明,在不同工况下各变流器均可迅速做出响应,保证系统的稳定运行。

某铅锌银硫化矿的分段电位调控浮选

论述了一种新的硫化矿浮选技术——分段电位调控浮选,该技术可以提高铅锌银硫化矿的综合回收效果,尤其是可以提高银的回收率。该项技术在云南某铅锌银硫化矿应用非常成功,与传统的浮选工艺相比,铅回收率提高了6.38个百分点,锌提高了4.33个百分点,银提高了13.43个百分点。

基于附加建模信号调控的有源噪声控制算法

为改善前馈有源噪声控制系统中附加建模信号对系统降噪量的影响,提出了一种基于附加建模信号调控的有源噪声控制算法。该算法采用分段调控的方式处理附加建模信号:在建模前期,注入较大值的建模信号;在建模中期,随着系统趋于稳定,降低建模信号的能量;在建模后期,系统达到稳定状态,关闭附加建模信号通道,停止注入该信号。实验结果表明,相比现有降噪算法,改进的算法在降噪量和建模误差方面都有明显的改善。

球头三型孢菌产赤藓糖醇的两阶段pH值调控

为了进一步提高球头三型孢菌发酵生产赤藓糖醇的产量,研究了不同pH值对菌体生长、赤藓糖还原酶(ER)酶活和赤藓糖醇合成的影响。结果表明,单一pH值控制不能使菌体生物量和赤藓糖醇产量同时达到最优值。通过分析不同pH值下发酵过程曲线以及ER酶活变化,提出了两阶段pH值调控策略,即在发酵前期(0～36 h)控制pH=5.0,之后控制pH=6.0。通过采用这一优化策略,发酵过程中的最大ER酶活为0.55 U·mg^(-1) protein,比单一控制pH值策略的最大ER酶活(pH=6.0,0.38 U·mg^(-1) protein)提高了44.74%。发酵120 h后,赤藓糖醇的产量达到56.78 g·L^(-1),比单一控制pH值优化的最大产量(pH=6.0,46.75 g·L^(-1))提高了21.45%。

页岩气水平井轨迹调控技术及方法--以四川盆地W区五峰组-龙马溪组为例

为了提高页岩气井水平段优质储层钻遇率,以四川盆地W区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气水平井轨迹调控为研究对象,分析总结并形成了一套包含着陆段A靶预测及轨迹分段调控、轨迹相对储集层空间位置判断、水平段复杂构造轨迹调控等的技术方法。研究结果表明:①通过小层精准定位及判别技术能够准确识别、判断出钻头与储层空间位置的距离及动态变化情况;②通过井轨迹的分段调控技术能够对轨迹进行有效的动态调控,是成功着陆、中取A靶的关键;③运用轨迹相对储层空间位置分析判断与调控技术方法能够及时发现钻头与储层空间位置的动态变化和偏离情况,从而可以实时对水平段轨迹进行优化调控;④通过对复杂构造形态及类型的识别、判断技术的运用,在复杂构造区块页岩气水平井导向中能够提高优质储层钻遇率。结论认为,运用所形成的页岩气水平井轨迹调控技术方法后,W区五峰组—龙马溪组页岩气水平井优质储层钻遇率提高,特别是对复杂构造区块井的轨迹优化调控力度加强。

营养调控技术对母羊繁殖性能的影响

为了探索肉羊高效养殖技术,以2~3岁健康舍饲空怀滩寒杂种母羊、小尾寒羊母羊、肉用杂交母羊为研究对象,开展为期2年的舍饲肉羊分段营养调控试验研究,评价营养调控技术对母羊繁殖性能的影响。结果显示,与传统饲养技术相比,分段营养调控饲喂技术能够降低3种参试母羊的1年1胎率,提高1年2胎率和2年3胎率,并且能够提高母羊产羔数,表明分段营养调控技术能够提高母羊的繁殖性能。

新疆棉田种植制度优化及其轻简技术创建

项目以“高产高效、轻简持续”为目标,综合运用多学科理论与方法,历时23年,创建了适宜新疆棉田的种植制度及轻简植棉技术体系,为新疆棉花产业提质增效、农民增收致富提供了新途径。

全自动发酵罐小试生产胆固醇氧化酶发酵条件的研究

目的:为了将胆固醇氧化酶应用于低胆固醇系列食品开发和胆固醇测定中,研究优化了菌株Rhodococcus SP.R14-2发酵生产胆固醇氧化酶(COX)的工艺条件。方法:通过测定比较COX酶活力,利用全自动发酵罐小试生产COX,研究发酵温度、pH、乳化剂、通风量和搅拌速率等因素对COX产量的影响。结果:Rhodococcus SP.R14-2的生物生长量和产酶是部分偶联的,胞外COX酶的合成高峰比生物量高峰滞后约12h。发酵过程中分段控制搅拌转速和通气量分别为:发酵前10h,200r/min和4L/min;10～50h,300r/min和5L/min;50h后,250r/min和4.5L/min,COX达到1.58U/mL的最高量。结论:发酵温度、培养基pH、通气量及搅拌速度等因素影响其生物量和COX酶合成,采用分段式控制,有利于COX产量的提高。

污水厂活性污泥耗氧速率的定量分析

以上海竹园第二污水处理厂二级处理A/O工艺的曝气池为研究对象,采用活性污泥比耗氧速率在线测定仪动态测试曝气池沿程点位的耗氧速率(oxygen uptake rate,OUR),通过定量核算OUR与耗氧量,评价生物处理单元的优化潜力并提出分段调控初步构想。分析结果发现,OUR沿程逐渐下降,在60,120 m处出现明显的拐点,不同生化反应平均碳降解OUR、氨氧化OUR、亚硝酸盐氧化OUR的比例为4.4∶2.65∶1,好氧池第1廊道与好氧池第2廊道的平均耗氧量的比例为1∶0.485,东池、西池整体处理能力平均理论可提升潜力分别为28.1%、21.98%。结果表明,该生物好氧处理单元具有较大的优化潜力,OUR可作为动态指标指示基质降解阶段,分段调控的提出可为城市污水厂的定量设计与运行优化提供借鉴与参考。