基于注意力机制的时空卷积数控机床热误差模型研究     

杜柳青  李仁杰  余永维 《农业机械学报》2021,52(5):404-411

为了提高数控机床热误差模型的精度与泛化性,提出了基于注意力机制的长短时记忆卷积神经网络(Long short term memory convolutional neural network based on attention mechanism, AM-CNN-LSTM)热误差模型。利用卷积神经网络提取高维数据空间状态特征的能力和长短时记忆网络提取长时间序列状态特征的能力,构建具有2个支路的热误差模型,分别提取特征后输入到注意力机制中进行特征重要性重构,建立原始数据与热误差的特征映射,最后通过全连接层进行热误差预测。采用G460L型数控机床进行实验数据采集,将不同季节采集到的温度数据和热误差作为模型输入,采用循环学习率与正则化优化方法对模型进行训练。与LSTM、ConvLSTM和CNN-LSTM热误差模型对比,结果表明,AM-CNN-LSTM模型对特征还原能力最强,残差波动范围最小,其残差范围较最大值下降62.09%,模型预测精度在2.4μm以内。  相似文献   

基于红外光声光谱的农作物秸秆导热系数定量分析     

黄光群  段宏伟  何金鸿  韩鲁佳 《农业机械学报》2018,49(7):342-347

选用我国华北地区具有代表性的小麦、玉米、水稻秸秆样品,对比研究了偏最小二乘(PLSR)和高斯核支持向量机(RBF-SVR)分别构建单一和混合种类秸秆全波段定量分析模型的效果,探讨了红外光声光谱耦合化学计量学方法构建我国主要粮食作物秸秆导热系数定量分析模型的可行性。研究发现,小麦秸秆和水稻秸秆导热系数RBF-SVR非线性模型,以及玉米秸秆、混合种类秸秆的PLSR线性模型效果较优。进一步应用蚁群算法与上述最优建模方法相结合,构建了更加优化的小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆和混合秸秆导热系数模型,验证决定系数(R_p~2)分别为0.77、0.83、0.96和0.79,验证均方差(RMSEP)分别为0.007 8、0.015、0.005 9、0.014 W/(m·K),验证相对分析误差(RPD)分别为2.81、2.41、7.39和2.15。研究结果表明,红外光声光谱技术结合先进适用的化学计量学方法可实现我国主要粮食作物秸秆导热系数的快速定量分析,但混合秸秆模型预测精度仍需进一步提升。  相似文献   

剔除土壤背景的棉花水分胁迫无人机热红外遥感诊断   总被引：7，自引：0，他引：7  

张智韬  边江  韩文霆  付秋萍  陈硕博  崔婷 《农业机械学报》2018,49(10):250-260

剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用二值化Ostu算法和Canny边缘检测算法对热红外图像进行掩膜处理,实现对土壤背景的剔除,然后分别计算二值化Ostu算法、Canny边缘检测算法和包含土壤背景下的3种棉花水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI),最后建立不同时刻下3种CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的关系模型。研究结果表明,应用Canny边缘检测算法可有效剔除热红外影像中的土壤背景,剔除土壤背景后的温度直方图呈单峰的偏态分布;3种处理方法获得的作物水分胁迫指数CWSI中,Canny边缘检测算法的CWSI最小,二值化Ostu算法的CWSI较高,包含土壤背景的CWSI最大;采用Canny边缘检测算法剔除土壤背景后的CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的决定系数R2达到0.84,Ostu算法的结果次之,包含土壤背景的最差。本研究可为无人机热红外遥感监测作物水分状况提供参考。  相似文献   

生物炭对北方寒区农田土壤热性能参数的影响   总被引：5，自引：0，他引：5  

马效松  付强  徐淑琴  李天霄  侯仁杰  于鑫彤 《农业机械学报》2019,50(10):298-305

为揭示生物炭对土壤热特性参数的影响规律,以施加不同生物炭的北方寒区农田土壤为研究对象,设置土壤含水率水平分别为0%、8%、16%、24%、32%、40%,利用ISOMET2114型热性能分析仪,测定土壤在15～-15℃温度范围内导热率、热扩散率和体积热容量的变异特征,探究生物炭调控作用下土壤热特性参数对水热环境的响应机理。研究结果表明:在冻结与非冻结状态下,随土壤含水率增加,土壤导热率、体积热容量和热扩散率均表现出增大趋势,在3℃条件下,生物炭含量为0 t/hm2、含水率为24%和32%时,土壤导热率相对于含水率为16%时分别增加0. 141 4、0. 580 5 W/(m·K)。随生物炭含量增加,土壤导热率和热扩散率呈降低趋势,体积热容量在非冻结情况下呈降低趋势,在冻结情况下则呈增大趋势,在-3℃条件下,含水率为32%、生物炭含量为4 t/hm2和6 t/hm2时,土壤体积热容量相对于0 t/hm2水平分别增加0. 16、0. 20 J/(cm3·K)。土壤导热率与含水率呈对数函数关系,土壤体积热容量与含水率呈线性函数关系,土壤热扩散率与含水率呈二次函数关系。本研究结果可为准确描述北方寒区农田土壤热性能和生物炭改良土壤技术提供理论依据。  相似文献   

小尺度双网格荷电雾化燃烧器热损失特性研究     

甘云华  陈小文  李海鸽 《农业机械学报》2018,49(1):375-380

以无水乙醇为燃料,运用荷电雾化技术,实验研究了锥-射流喷雾模式下双网格燃烧器的燃烧与热损失特性。结果表明,在当量比Φ为0.85~1.40区间内燃烧稳定,圆形片状火焰附着于燃烧网格附近,火焰直径与燃烧器内径相当。火焰温度、燃烧效率均随当量比的增大先上升后下降,在当量比Φ=1时分别达到最大值1 197.38 K、93.26%。尾气温度随当量比的增大而降低,壁面热损失随当量比增大而增加。壁面热损失与燃料完全燃烧释放热量比例为27.25%~33.08%,其中辐射热损失略高于对流热损失。燃烧器热效率在当量比Φ≤1下可达69%。双网格燃烧器可实现小尺度条件下液体乙醇的良好喷雾、蒸发与燃烧。  相似文献   

Performance analysis of a concentrating solar hybrid photovoltaic thermal system     

CUI Wen zhi  YU Song qiang  LIAO Quan 《保鲜与加工》2009,(1):86-90

The photovoltaic components of a hybrid photovoltaic thermal (PV/T) system are combined with a solar thermal collector, which generates both thermal and electrical energy simultaneously with a higher integrated efficiency. A three dimensional steady model of the concentrating solar PV/T system which has a plate type metallic thermal collector with a serpentine rectangular channel is developed. The processes of photovoltaic and thermal transformation and heat transfer in the PV/T collector are calculated and simulated. The effects of the optical concentrating ratio, coolant mass flow rate, ambient air velocity and glass cover on both thermal and electrical performance of the collector are presented and discussed.  相似文献   

不完全分形多孔介质热导率模型     

张赛  陈君若  刘美红  刘显茜 《农业机械学报》2014,45(8):220-224

将多孔介质的物理构成分为具有分形结构的团聚体集合和不具有分形特性的固相和孔隙相,建立了简化单元体模型解释其微观结构。结合多孔介质在干燥过程中热量守恒定律和傅里叶导热定律导出了材料总有效热导率模型。此模型无经验常数,每一个参数都有物理意义。研究结果表明,有效热导率与迂曲分形维数、面积分形维数、孔隙率和热风温度呈反比,与热风速率和时间呈正比。  相似文献   

一种复合保温覆盖材料研制和应用试验初报   总被引：8，自引：5，他引：8  

邱仲华  宋明军  康永动  王捷 《农业工程学报》1995,11(4):117-120

研制了一种替代草帘的日光温室夜间外覆盖的新型保温材料。这是一种复合材料,隔热保温性优于草帘;质地轻,卷放省力、省工;防水、较耐用;价格适当;洁净光滑,不损伤沾污棚模。经二年在多点应用,普遍反映良好。  相似文献   

长江中下游地区温室内温湿度预测模型的研究   总被引：12，自引：5，他引：12       下载免费PDF全文

邓玲黎  李百军  毛罕平 《农业工程学报》2004,20(1):263-266

该文利用传热学理论,以温室热平衡模型为基础,分析了温室内温度和湿度的动态模型,并以此建立了室内温湿度预测模型.最后,作者通过SR5.2型连栋塑料温室的实验研究,求出该模型参数,为实现智能温室前馈控制奠定基础.  相似文献   

浇筑温度对碾压混凝土重力坝温度应力的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

李守义  冯海波  陈尧隆 《中国农村水利水电》2003,(8):58-60

采用三维有限元浮动网格法模拟碾压混凝土重力坝薄层施工过程，对百色碾压混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、温度徐变应力场进行了全过程仿真计算，分析了按旬平均气温浇筑和设计浇筑温度浇筑两种不同浇筑温度对坝体温度应力分布的影响．  相似文献