复杂背景下小麦叶部病害图像分割方法研究

针对复杂背景下小麦叶部病害图像分割问题,以小麦条锈病、叶锈病为研究对象,提出一种结合K-means聚类、Otsu阈值法等多种方法的分割策略。主要分三个步骤将小麦病斑图像分割出来:首先,利用背景与叶片a*b*分量的差异性,采用K-means聚类分割方法,去除泥土、杂草、阴影等背景,分割出小麦植株图像;其次,利用Otsu动态阈值法进行二值化处理,并结合数学形态学运算及面积阈值法分割出带有病斑的主要小麦病害叶片图像;最后,采用K-means算法对小麦病害叶片图像进行聚类运算,最终分割出小麦病斑图像。利用该方法进行分割实验,分割准确率达到95%以上,分割效果理想,为小麦叶部病害图像分割提供了参考,也为后续的小麦病害识别和诊断提供了基础。     

基于CCD技术的外观纸病检测系统

设计了CCD在线外观纸病检测系统,介绍了该系统的硬件组成情况和系统的工作原理、技术指标和软件设计,重点阐述了外观纸病检测系统中CCD技术的优势。     

Observer‐based decentralized adaptive control for large‐scale pure‐feedback systems with unknown time‐delayed nonlinear interactions

This paper presents an approximation design for a decentralized adaptive output‐feedback control of large‐scale pure‐feedback nonlinear systems with unknown time‐varying delayed interconnections. The interaction terms are bounded by unknown nonlinear bounding functions including unmeasurable state variables of subsystems. These bounding functions together with the algebraic loop problem of virtual and actual control inputs in the pure‐feedback form make the output‐feedback controller design difficult and challenging. To overcome the design difficulties, the observer‐based dynamic surface memoryless local controller for each subsystem is designed using appropriate Lyapunov‐Krasovskii functionals, the function approximation technique based on neural networks, and the additional first‐order low‐pass filter for the actual control input. It is shown that all signals in the total controlled closed‐loop system are semiglobally uniformly bounded and control errors converge to an adjustable neighborhood of the origin. Finally, simulation examples are provided to illustrate the effectiveness of the proposed decentralized control scheme. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Connectivity maintenance and distributed tracking for double‐integrator agents with bounded potential functions

In this paper, we develop a set of decentralized control laws with bounded potential functions. The basic control law is a combination of attractive, repulsive, and alignment forces, which can keep connectivity, avoid collision, synchronize all agents, and further track a constant moving leader. Furthermore, we investigate the distributed tracking problem with a varying‐velocity leader, where the acceleration of the leader can not be measured. Two cases are considered; the acceleration of the leader is bounded, and the acceleration function satisfies Lipschitz condition. In the first case, the relative velocities of neighbors are integrated and transmitted as a new variable to account for the uncertain time‐varying acceleration. In the second case, two distributed estimators are added for the leader's position and velocity. Finally, some simulations are presented to show the effectiveness of the proposed algorithms. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

有限元法的轴向运动梁的激励功率谱辨识

主要考虑弯曲变形的细长轴向运动梁,可以作为工程中广泛应用在航天器天线、液体输送管道、汽车驱动带、电梯缆索等的简化机构.对轴向运动柔性梁线性微分方程,采用复模态分析方法导出两端简支和固支边界条件下的固有频率方程;采用Ritz法建立轴向运动梁的有限单元法模型.基于该模型在多种边界条件下进行梁的横向振动分析,并开展定点激励下激励功率谱的辨识.仿真结果表明,与传统的Galerkin截断方法相比.有限元方法能够克服分析方法的建模困难,对复杂边界梁进行有效的分析,对激励的功率谱能够有效地辨识.     

简化Lorenz系统多翅膀混沌吸引子的设计与电路实现

基于简化Lorenz系统,通过设计非线性函数,得到单方向多翅膀混沌吸引子.在此基础上,通过引入切换控制函数,得到了网格多翅膀混沌吸引子.通过相图、耗散性、平衡点、分岔图和Poincaré截面方法,分析了系统的动力学特性.结果表明,该多翅膀系统具有丰富的动力学行为.设计并实现了网格多翅膀系统的模拟电路,通过示波器观测到网格多翅膀混沌吸引子,验证了该系统的物理可实现性,电路实验结果与数值仿真结果相一致.     

水害损失函数与洪涝损失评估

建立简便有效的洪涝灾害损失评价方法对灾害损失进行及时准确的评估,对于防洪减灾和洪水管理十分必要。洪涝损失一般可借助损失函数来描述。本文从洪涝灾害损失作用机理出发,分析了洪涝损失呈S形曲线,通过数学推导构建了基于双曲正切函数的洪涝损失模型,阐述了函数选择的依据,明确了参数的物理意义和定值方法。将汛期降水量作为自变量引入模型,构建了基于实物量的长江三角洲洪涝损失函数,以规避价值量和损失率函数参数确定的主观性。基于实测数据和数值分析方法,拟合汛期降水量与实物量损失关系曲线,确定参数,保证了关键参数确定的客观性。通过建立受灾面积与总损失的线性回归方程,估算了2009—2012年洪涝损失,实例说明了所建立的损失函数评估洪涝损失的可行性。     

基于耦合概率密度方法的河渠突发水污染溯源

以水动力计算为基础,依据正向浓度概率密度与逆向位置概率密度的耦合关系,构建了以污染源位置和释放时间为参数的相关性优化模型,并利用微分进化算法实现了模型的求解。在此基础上,根据污染物正向浓度概率密度函数构建优化模型确定了污染物强度。耦合概率密度方法将突发水污染溯源问题转换为两个最小值优化问题,原理简单,求解方便,实现了污染源参数的解耦。在求解优化模型时,将梯度概念引入到微分进化算法中,提高了搜索效率。将所提出的溯源方法运用于仿真实验案例以及南水北调中线应急示范工程实例,结果表明,模型溯源效果好、模拟精度高,溯源结果对于河渠突发水污染事件应急处置具有一定指导意义。     

天津市水功能区划要求下海河干流排涝问题研究

按新的海河干流水功能区划要求,海河干流将不再承担上游来水的行洪任务。因而有必要分析探讨新形势下海河干流的排涝问题。在充分考虑海河干流水功能区划要求的基础上,通过推求设计暴雨、进行产汇流计算,建立海河干流汇水区一维水动力模型,模拟了海河干流在经历不同重现期(3年、5年及10年一遇)设计暴雨下的排涝水位。在此基础上,对多种排涝方案进行比选,给出了适当的排涝方案,以缓解水功能区划要求下天津市海河干流的排涝矛盾。     

抓住机遇迎接挑战 为保护美丽长江再谱新篇

当前长江流域水资源保护面临难得的机遇,如何推进长江水生态文明建设,打造水清地绿天蓝的生态廊道是长江水资源保护工作的重大课题。通过对长江水资源保护问题的梳理,规划了今后一段时期的总体构想,从规划体系、水功能区监管、水生态保护、应急管理和监测监控等5个方面探讨了下一步的工作重点;提出了长江干流、主要支流、三峡、丹江口和长江口以及重点湖泊的保护措施;通过健全法规体系、创新管理机制、强化能力建设等,以逐步提升长江水资源保护能力、健全长江水资源保护管理体系,为保护美丽长江再谱新篇。