基于D-H法的农业采摘机器人运动协作控制系统设计

为提升农业采摘机器人运动协作控制性能,降低机器人碰撞概率,利用D-H法优化设计机器人运动协作控制系统;改装位置、力矩以及碰撞传感器设备,优化运动协作控制器与驱动器,调整系统通信模块结构,完成硬件系统的优化;利用D-H法构建农业采摘机器人数学模型,在该模型下,利用传感器设备实现机器人实时位姿的量化描述,通过机器人采摘流程的模拟,分配机器人运动协作任务,从位置和姿态等多个方面,确定运动协作控制目标,经过受力分析求解机器人实际作用力,最终通过控制量的计算,实现农业采摘机器人的运动协作控制功能;通过系统测试实验得出结论:所提方法控制下机器人位置、姿态角和作用力的控制误差分别为14 mm、0.2°和1.2 N,在优化设计系统控制下,机器人的碰撞次数得到明显降低。

数字农业对气候灾害脆弱性的影响研究——以中国粮食主产区为例

探讨数字农业与气候灾害脆弱性之间的内在关系,对农业经济防灾减灾、稳定农业发展具有重要意义。选取2010—2019年13个粮食主产区面板数据,借助纵横拉开档次法、面板灰色关联法、动态空间杜宾模型和合成控制法等方法,探究数字农业对气候灾害脆弱性的影响效应。结果表明:①数字农业发展格局由低值单极化向多极化转变,气候灾害脆弱性呈现“南高北低”分布特征,二者存在负向关联;②数字农业会显著降低本地及邻近地区气候灾害脆弱性,在改变空间权重矩阵后,该结论依旧稳健;③将“农业农村大数据试点”政策作为外生冲击检验,发现数字农业降低试点粮食主产区气候灾害脆弱性的结果依旧稳健;④数字农业信息基础是数字农业降低气候灾害脆弱性发挥的首要因素。粮食主产区应完善数字农业基础设施建设、持续提升农业数字科技水平,以助力粮食主产区应对气候变化、实现农业高质量发展。

国家生态文明试验区建设对农业碳排放强度的影响——基于30个省份面板数据的准自然实验

从生态文明理论构建到生态文明试验区的建设,中国生态文明逐步从理论构建迈向实践探索。农业产量增长与降低碳排放强度是生态文明建设的新挑战。论文利用合成控制法和合成双重差分法,基于2001—2020年中国30个省份的面板数据,分析2016年以来国家级生态文明试验区的设立和建设对试验区农业碳排放强度的影响。研究发现:(1)在国家生态文明试验区建设开始之后,试验区的农业碳排放强度降低成效总体优于中国其他地区,对于实现“双碳”目标有重要的促进作用;(2)合成控制法研究结果表明,国家生态文明试验区对于农业碳排放强度降低的政策效应具有政策的时滞性和区域差异性,在不同地区呈现出不同的政策效应;(3)合成双重差分研究结果表明,生态文明试验区的设立对贵州农业碳排放强度降低呈现出“强有效”的政策效应,福建呈现出“部分有效”,而江西则呈现出“弱有效”。基于分析结论,最后从生态文明试验区政策的推广和实施等方面提出对策建议,以期推动中国生态文明建设进一步发展,助力“双碳”目标的实现。

金融制度创新对县域农业经济增长的影响——来自普惠金融改革试验区的证据

如何进行农村地区金融改革以促进实体经济发展是金融领域亟待解决的一道现实难题。论文利用2016年河南省兰考县设立普惠金融改革试验区作为自然实验,引入政策评估中新近发展的合成控制法,基于2014-2020年县域平衡面板数据,实证检验普惠金融改革试验区的金融制度创新对县域农业经济增长的影响,从一个新的视角观察普惠金融对农村地区实体经济的支撑作用,为农村地区金融改革提供依据。研究结果表明,金融制度创新通过提高信贷可得性和优化风险防控治理对县域农业经济增长产生了显著正向影响,总体上实现普惠金融为县域实体经济服务的政策目标,并具有持续性,经排序检验、置换样本等稳健性检验后仍可得到一致性的结论。但金融制度创新对县域农业经济增长的影响存在时滞性,促进县域实体经济增长效果仍有提升空间。上述研究结论启示:金融制度创新应在保证金融体系稳定运行的前提下,根据各地区发展程度设计适宜本地区经济发展的金融制度,充分运用数字技术,降低交易成本,构建从授信、基础金融服务、信用信息建设到风险防控的综合治理机制。

新农科背景下农田杂草及防除课程教学改革与实践

农田杂草及防除是植物保护专业的核心课程,理论性与实践性均较强。在新农科建设背景下,该课程面临着新的机遇和挑战。该文从修订人才培养方案、优化教学内容、加强线上课程建设、改进教学方式、优化考核方式和加强课程思政建设等多个方面进行探讨,为培养能满足现代农业需求的新型专业技术人才提供支撑。

气候智慧型农业项目能否抑制农业碳排放--来自安徽气候智慧型主要粮食作物生产项目的经验证据

基于安徽省2011—2019年23个县的面板数据,在熊彼特创新理论和波特创新驱动理论的指导下,采用合成控制法评估气候智慧型主要粮食作物生产项目对怀远县农业碳排放的影响及其作用机制。研究发现:气候智慧型主要粮食作物生产项目对农业碳排放的影响效应具有一定的时滞性,在实施当年并未对怀远县人均农业碳排放量产生抑制作用,但有效抑制了2016—2019年怀远县的人均农业碳排放量。经统计,2015—2019年,怀远县的人均农业碳排放量年均下降1.9776 kg,年均降幅为1.43%。中介检验结果表明,项目运用现代技术和理念推动了农业发展模式的创新,通过创新驱动产生结构效应和技术效应,促进怀远县农业结构转型升级和生物化学型技术进步,进而抑制了农业碳排放。

轮式农机电动方向盘转向系统的设计与验证

智能农业机械装备作为“中国制造2025”十大领域之一,其自动驾驶技术日益成为行业重点研究对象。电控转向技术是自动驾驶技术的基础,对轮式农机的转向轮的控制效果直接影响自动驾驶的实际性能。为此,以约翰迪尔C230型轮式收割机为试验平台,采用电动方向盘替代原装方向盘,结合转向轮角度传感器构成反馈闭环控制,提出了一套简易可行的控制算法设计方法,并设计了适用于该型收割机的前馈-PID控制算法。最后,通过试验验证了转向控制系统的控制性能满足应用要求,为后续自动驾驶技术的研究奠定基础。

农地经营权抵押贷款是否促进了县域农业经济增长?——基于四川省面板数据的实证研究

基于2012—2021年四川省县域面板数据,采用双重差分法、中介效应法和合成控制法检验试点政策对地区农业经济发展的实际效应和影响机理,研究发现:试点地区的农业经济提高约为4%,通过多种稳健性检验,这一结论仍然成立。进一步分析表明试点政策对周边相邻地区产生空间溢出效应,试点政策主要通过农业机械化生产和劳动力转移等机制影响地区农业发展,而金融贷款仅发挥部分中介效应。与贫困区县相比较,政策对非贫困区的农业经济发展促进作用更明显。另外,通过合成控制法探究试点政策具体影响的区县,发现试点政策对部分区县的农业经济发展有显著促进作用,而在其他试点区的政策效果不明显,甚至存在时间滞后性。最后,根据研究结论提出相应政策建议。

计算机控制的农产品光特性检测系统

介绍了新建立的多功能农产品品质光特性无损检测系统,可由微机控制进行光谱数据的采集和分析,能迅速而准确地得到检测对象的反射光谱和透射光谱。自行设计的软件能完成对光谱数据的平滑处理、计算反射率、透射率和颜色参数、求微分光谱以及回归分析等处理。

中国北方有机果园害虫防治建议

面临有机果园不准使用化学合成农药的限制,果树害虫防治成为瓶颈问题。根据北方有机果园常见害虫的发生时期、发生代数、越冬虫态、越冬场所、生物学习性等特点,归纳总结了适用于有机果园采纳的苹果、梨、桃、板栗、核桃、柿害虫的防治建议。

耙压式除草轮与水田土壤作用的流固耦合仿真分析及验证

为探明水稻机械除草过程中,除草轮的工作阻力大小变化及水田土壤的动态行为,该文利用ANSYS软件的显式动力分析模块LS-DYNA对耙压式除草轮在水田环境下的作业过程进行仿真分析。采用ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)多物质耦合算法建立了土壤-水两物质耦合有限元模型;运用流固耦合算法分析除草轮与土壤-水模型的相互作用过程。采用有交互作用的正交试验方法选取土壤种类、水层厚度和除草轮旋转速度3个因素进行仿真试验分析,得到各因素及其一级交互作用对除草轮和土壤-水模型的耦合应力和土壤扰动率的影响规律。利用多目标优化设计方法综合评判仿真试验结果,综合评分结果表明,在不同的土壤工作环境下,除草轮在水层厚度为60mm、转速为160r/min的作业条件下均可获得较优的工作性能。影响除草轮和土壤-水模型耦合应力的因素主次顺序为:土壤种类>水层厚度>土壤种类×水层厚度>土壤种类×除草轮转速>除草轮转速>水层厚度×除草轮转速。影响土壤扰动率的因素主次顺序为:土壤种类>除草轮转速>土壤种类×水层厚度>土壤种类×除草轮转速>水层厚度>水层厚度×除草轮转速。为验证仿真结果,进行了田间试验和土槽试验,根据仿真所得耦合应力值推导出除草轮所受土壤反作用力扭矩值,与田间实测值相对误差为8.84%;仿真所得土壤扰动率与土槽试验实测值相对误差为9.86%;仿真所得综合评分结果与试验综合评分结果相对误差为7.02%。仿真分析结果可为轻简式水稻除草机应用在不同稻区的田间作业参数提供参考。

农业害虫物理防治研究进展

农药的长时间使用造成了农业害虫抗药性的增强,同时还杀伤大量天敌和有益生物,所以合理应用物理措施防治害虫将会是种更为生态的防治措施。本文介绍了一些物理防治控制农业害虫的方法。

农业害虫农业防治和物理防治方法的研究

综述了多种农业方法和物理方法在害虫防治中的应用 。

论粮食生产系统的控制

描述了粮食生产系统的结构及其与环境的关系 ,分析了粮食生产系统的反馈控制、粮食作物的生长过程的跟踪控制 ,针对自然环境的干扰进行的前馈控制 。

农业面源污染控制的土壤生物热力学方法论

随着农业的发展,农业面源污染问题日益突出,农业面源污染已成为危害生态环境的最重要的因子.在简要分析了农业面源污染的成因和目前农业面源污染研究情况的基础上,对土壤生物热力学在农业面源控制上的应用机理进行了具体的阐述,结果表明土壤生物热力学在指导农业生产过程中充盈着清洁生产理念,为农业面源污染控制提供了理论基础和科学方法.

干旱年际施肥方式对径流淋溶氮磷流失的影响

研究干旱年际施肥方式对径流淋溶氮磷流失的影响。采用田间模拟法,分析不同施肥方式对北方玉米种植的径流、淋溶的氮磷浓度及流失负荷的影响。结果表明,与常规施肥方式相比,缓控释肥可以降低氮流失负荷17.5%;秸秆还田施肥方式可以降低氮磷流失负荷分别为36%和23.2%;而有机无机混施施肥方式则可明显降低氮流失4.9%,但明显提高磷流失53.3%。径流造成的氮磷流失是面源污染的主要方式。

果园货运链索横向振动非线性控制

为有效抑制果园货运链索行进过程中的横向振动,提出采用一种非线性边界控制方法进行链索横向减振主动控制。考虑到多边形效应对链索振动造成的影响,基于Hamilton原理建立了复杂工况下轴向行进链索和边界作动器的动力学耦合模型。通过构建广义能量函数作为系统的Lyapunov函数,设计了受控链索的控制规律,进行了链索横向振动闭环系统的渐近稳定性证明推导。仿真与试验结果表明,通过作动器引入控制力,链索横向振动在主动控制率的作用下能够在5个周期内被有效抑制。该文为货运行进链索的振动控制研究提供了理论参考。

经济控制论观点下的全球经济危机及其教训(类比研究与评论)——纪念控制论创始人诺伯特·维纳诞生120周年(1894–2014)

论文从控制论角度,采用其类比研究方法,分析全球经济大系统,探讨其构造及分解、控制结构、各级监控及经管目标、信息结构、控制策略以及子系统的控制与协调.论文以人造控制系统的不稳定性来从理论上表征经济系统的危机;并将分散控制下工程大系统稳定性及其子系统稳定性之间关系,应用到全球大经济系统危机的类比研究和分析,得出5个论点.论文对递阶控制的混合协调法,给予了经济学的解释.并阐明该法对混合经济宏观调控所具有的特点、优点和意义.最后基于上述研究论文列举从危机得出的一些教训.

“一带一路”对我国农业昆虫与害虫防治的影响及相应植保人才培养改革与探索

“一带一路”的实施,对我国农业昆虫与害虫防治的影响深远,既给动植物检疫带来了挑战,也带来了机遇,对迁飞性害虫的预测预报要求更加准确、顺畅,防控更加高效,新型害虫防控剂的研究与开发面临更多机遇,农药、植保器械的市场需求加大。农业昆虫与害虫防治学科属于植物保护学科,本文以植物保护专业为例,通过分析“一带一路”倡议对我国植保学科发展的影响,提出相关教学改革建议和措施。建议从课程设置、小语种复合人才培养、植保国际班、跨文化交际等几个方面进行探索和实践,培养适合“一带一路”发展需要的植保类新型人才,促进我国和“一带一路”沿线国家植保领域的共同繁荣大发展。

重庆市耕地非农化时空变化与调控途径研究

利用重庆市1997~2006年耕地数量和社会经济数据,分析直辖以来重庆市耕地非农化的时空变化特征,进一步探讨耕地非农化的经济驱动机制,并提出保护耕地资源的调控途径。