船载式深水网箱投饵系统设计与试验

【目的】设计一种适用于大规模网箱养殖的船载式投饵系统。【方法】投饵系统主要由上料装置、下料装置、动力装置、抛撒装置和集中控制系统组成,并安装固定于船舷,进行饵料投喂。其中,以PLC作为集中控制系统的控制核心,通过触摸屏界面实现设备的启停、投料速度调控、运行状态监控及网箱饵料投喂数据的记录等。对投饵系统样机进行试验研究。【结果与结论】投饵系统的投饵速度在0～230 kg/min范围内可调,投饵量精度误差为0.1～1.6 kg,满足容积为127.3～1 145.9 m3的深水网箱投喂要求,降低养殖人员的劳动强度。     

循环水系统养殖杂交石斑鱼的运行效果

【目的】研究养鱼池、微滤机、臭氧-蛋白质分离器、生化过滤器组成的循环水系统对杂交石斑鱼的养殖效果。【方法】利用低密度(200尾/池)珍珠龙趸养殖的自然微生物对循环水系统进行生物挂膜30 d,使用循环水养殖系统养殖体质量(270.5±4.5)g的杂交石斑鱼[Epinephelus fuscoguttatus (♀)×Epinephelus lanceolatus (♂)](下称"珍珠龙趸")60 d,放养密度2 000尾/池,以相同放养量相同养殖池的流水养殖系统作对照。监测循环水养殖系统的挂膜效果,测定循环水养殖系统和流水养殖系统的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、化学需氧量、悬浮固体粒子等指标,测定珍珠龙趸的生长状况。【结果】循环水养殖系统生化过滤器内部滤料出现附着菌膜,水质变化趋于稳定,挂膜状况良好,养殖期系统出水氨氮、亚硝酸盐、化学需氧量、固体粒子质量浓度均显著低于流水养殖池(P 0.05),去除率分别为65.93%、48.51%、39.92%、80.61%;经60 d养殖,循环水养殖珍珠龙趸存活率89.25%,养殖密度达35.10 kg/m3,体质量(491.7±16)g,增重率62.23%,特定生长率0.82%,饲料系数1.16,而流水养殖珍珠龙趸存活率88.15%,养殖密度为32.16 kg/m3,体质量(446.4±19) g,增重率48.48%,特定生长率0.71%,饲料系数1.27。【结论】循环水养殖系统水处理效果显著,珍珠龙趸养殖效果良好。     

管流式冲刷腐蚀实验装置的研究进展

【目的】加深了解管流式冲刷腐蚀实验装置,为研究管道冲刷腐蚀行为规律和机理提供理论依据。【方法】综述国内外管流式冲刷腐蚀实验装置的研究现状,重点阐述单相流、两相流和多相流冲刷腐蚀实验装置。【结果】大多数国内管流式冲刷腐蚀实验装置采用PLC作为主控单元对温度和流量进行控制,不同的控制算法对控制系统精度产生不同影响,并且数值仿真模拟在腐蚀研究中具有重要作用。【结论】为解决管流式冲刷腐蚀实验装置占地面积大,控制精度低等问题提出相关建议,实验装置需要完善控制算法,增加测试装置,实现在线监测等。     

基于反馈线性化的多变量模糊迭代控制器设计

针对一类多变量非线性控制对象的轨迹跟踪问题,设计一种模糊迭代学习控制器,利用模糊控制器动态调节迭代学习律增益矩阵参数,通过反馈线性化算法和信息融合技术降低模糊控制器输入变量维数,实现多变量非线性系统轨迹跟踪控制.结果表明:与固定增益型迭代学习控制器相比,采用模糊迭代学习控制器学习速度提高,控制稳定性改善,两自由度机械臂的轨迹跟踪控制仿真结果也验证模糊迭代学习控制器的优越性.     

基于改进YOLOv7的密集鱼群计数检测

【目的】提高在水体浑浊和鱼群高密度聚集等复杂环境中的鱼群检测精度。【方法】提出一种基于双层路由注意力机制（BiFormer）和Normalized Wasserstein Distance(NWD)损失函数的改进YOLOv7的密集鱼群计数检测方法。在保留细粒度特征的基础上,提高模型对多尺度特征的学习能力,同时降低模型对模糊图像中小目标位置偏差的敏感性,加强对浑浊水域中鱼群的识别能力。为评估该模型的有效性,在红鳍东方鲀（Takifugu rubripes）数据集上与其他网络模型进行对比实验。【结果】该方法在红鳍东方鲀数据集上的准确率和召回率分别达到98.05%和97.69%,平均精度达到99.10%,较YOLOv7相比分别提升2.46%、3.73%和2.62%。与目前检测准确率较高的其他水下目标检测模型相比,平均精度平均提高4.25%。【结论】实现真实养殖环境下浑浊水域中鱼群的准确检测,有助于科学指导工业化水产养殖的生产管理,提高养殖效率,减少资源浪费。     

基于LabVIEW的仪器测试平台伺服控制系统设计

为满足仪器测试平台高精度的运动需求,提出一种基于LabVIEW的伺服电动缸控制系统设计方案,采用基于位置模式的闭环运动控制方法实现对伺服电动缸运动的精密控制;为提高系统的动态响应性能,对PID参数进行整定。结果表明,该控制系统具有结构简单、控制精度高的特点,为仪器测试平台的研制奠定了基础。     

近海水质综合评价模型的构建及其应用——以九龙江口为例

【目的】研究水质质量综合评价模型的构建及应用。【方法】根据我国近海海洋环境监测指标和《国家海水水质标准》,运用PCA法,构建近海水质质量的综合评价模型,并给出四类水质综合指数F的量化区间值。【结果】在九龙江及毗邻海域,利用该评价模型开展示范应用研究,计算并绘制水质质量F值的空间分布和平面分布,筛查出污染的关键区域和指标,九龙江口水质质量综合指数F值区间为-1.875～2.570,以三类或四类为主。【结论】评价结果较好反映了九龙江口水质环境实际情况,水质质量综合评价模型可为该海域海洋环境综合治理及利用提供参考。     

2010-2017年嵊泗马鞍列岛保护区海域水质调查与评价

【目的】分析评价2010-2017年嵊泗马鞍列岛保护区海域的水质状况。【方法】采用水质有机污染指数(A)法进行水质有机污染评价,采用富营养化指数(E)法和营养状态质量指数(INQ)法进行水质富营养化评价。【结果】该保护区海域水质化学需氧量(COD)和溶解氧(DO)符合第一类海水水质标准,无机磷(DIP)含量有3个年份符合第一类海水水质标准,其余年份超过第一类但符合第二类海水水质标准,无机氮(DIN)质量浓度超标严重,2015年达到0.674 mg/L;叶绿素a(Chl-a)本底含量较高,适宜条件下使得浮游植物大量繁殖,Chl-a含量急剧上升,并容易诱发赤潮;有机污染指数评价显示,2012-2015年水质有机污染状况达到中度污染以上,并且有3年达到严重污染级别,最大A值为2014年和2015年的4.10,2016年污染最轻,为开始受到污染级别;富营养化指数和营养状态质量指数评价显示,最大E值和INQ值分别为2012年的4.29和2010年的8.59,DIN含量高是富营养化的主要贡献因子。【结论】该保护区海域水质主要污染因子为DIN,水质有机污染状况呈现年度波动状态,水质富营养化较严重。     

湛江湾夏季陆源入海氮磷污染物浓度、组成和通量

【目的】研究夏季湛江湾陆源溶解态氮(TDN)和溶解态磷(TDP)入海污染物浓度、组成和入海通量特征。【方法】根据2018年夏季(7月)湛江湾陆源TDN和TDP入海污染物现场调查,进行实验室分光光度法分析。【结果】湛江湾夏季陆源TDN和TDP平均浓度分别为(366.87±400.61)和(28.60±37.52)μmol/L;溶解态无机氮(DIN)和溶解态无机磷(DIP)平均浓度分别为(60.90±41.81)和(20.28±34.42)μmol/L;溶解态有机氮(DON)和溶解态有机磷(DOP)平均浓度分别为(305.97±413.96)和(8.32±13.54)μmol/L;夏季湛江湾排污口中TDN和TDP严重超标,大部分入海河口和排污口站位处于劣五类水质,主要位于南柳河、绿塘河和文保河入海河口。DON/TDN和DOP/TDP平均分别是83.4%和29.1%,DON和DIP分别是TDN和TDP的主要存在形态。TDN/TDP、DON/DOP、DIN/DIP平均分别是15.5±7.0、46.4±58.3、14.8±24.3,是导致湛江湾呈现氮限制重要原因之一。夏季湛江湾TDN、TDP输入通量分别为1617.73t和266.32t,其中遂溪河占比最高,分别为71.1%和58.8%【结论】湛江湾夏季陆源入海氮磷污染物浓度较高,氮磷比失衡,陆源污染物输入通量空间分布呈现西高东低特征,实现湛江湾近海水质根本改善必须加强陆源入海污染物控制。     

基于欧拉迭代模型预测的欠驱动水面船舶路径跟踪控制

【目的】解决具有外部受风流干扰和舵角输入受约束的欠驱动船舶路径跟踪问题。【方法】采用基于欧拉迭代的模型预测控制算法(MPC)对欠驱动船舶路径跟踪进行控制。【结果】MPC能够灵活地处理舵角输入受约束问题,欧拉迭代法离散和预测船舶未来状态可以简化MPC设计的运算。为弥补欧拉迭代法在精度上的不足,直接以分离型船舶模型(MMG)作为MPC的预测模型。应用径向基函数(RBF)神经网络历史信息训练实现对外界风流干扰的逼近及补偿。【结论】所设计的控制器可以使船舶在考虑风流干扰和舵角约束的情况下准确地跟踪上设定的路径,所提控制算法的有效性得到验证。     

模糊控制在直流变频空调器中的应用

从直流型变频空调器的特点及控制要求出发,提出了模糊控制系统的结构,讨论了直流变频空调器的模糊控制算法.对控制器的性能(主要是鲁棒性)进行了详细的分析,对所采用的模糊控制算法在Matlab平台下进行了仿真,作为比较同时给出了其他常用算法的仿真结果.     

灌河口近岸海域春季海洋环境现状调查

【目的】调查灌河口邻近海域生态环境状况。【方法】2016年5月对该海域进行水质、沉积物和生物生态现状调查。【结果与结论】水质主要超标因子为无机氮、磷酸盐;沉积物质量监测项目全部符合一类沉积物质量标准。浮游植物生物多样性指数丰富(3.11),浮游动物、游泳动物的生物多样性指数较丰富(大于2),底栖生物较贫乏(0.97)。底栖生物密度与沉积物硫化物显著正相关。浮游植物密度与叶素绿a显著正相关。小型网浮游动物密度与水温、化学需氧量显著负相关,其种类与营养盐、化学需氧量显著负相关,二者均与盐度显著正相关。     

冷藏凡纳滨对虾肌肉软化的生化特性及生物标记物

【目的】探究冷藏凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)质构品质劣变生化变化特性并识别生物标记物。【方法】测定凡纳滨对虾4℃冷藏期间肌肉质构参数,检测肌肉组织中糖原与乳酸含量、ATP水平,以及Ca²⁺-ATP酶、酸性与碱性磷酸酶(ACP、AKP)活性,分析无氧代谢特征和磷酸化调控酶活性动态变化,解析各指标间相互联系。【结果与结论】4℃冷藏期间对虾质构指标迅速下降,冷藏72 h后硬度显著下降至(2 947±113)g(P<0.05),肌原纤维小片化指数(MFI)与质构指标呈显著负相关(P<0.01);新鲜对虾冷藏24 h后磷酸果糖激酶(PFK)活性显著下降至(20.82±0.38)U/mg(P<0.05),且PFK活性与糖酵解各指标相关性最强,其调控的糖酵解是触发和加速肌肉快速软化的关键前期生化事件;ATP含量调控磷酸酶和Ca²⁺-ATP酶活性,ACP活性和AKP活性在冷藏96 h显著上升至(16.39±1.17)U/mg和(0.86±0.05)U/mg(P<0.05),Ca²⁺-AT...     

异枝江蓠与凡纳滨对虾室内零换水混养

【目的】通过模拟养殖系统,在零换水条件下研究虾藻混养模式中藻体与对虾的生长。【方法】将异枝江蓠(Gracilaria bailinae)与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)混养,设置对虾混养密度(114±5)g/m~2,以及0、114、228、456、926 g/m~2 5个藻体密度梯度,混养时间为20 d,测定藻体和对虾的特定生长率,藻的光合特性参数,NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N浓度。【结果】混养密度对藻体和对虾生长,藻的光合特性参数,NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N浓度有显著影响(P0.05)。异枝江蓠密度为456g/m~2时,藻和对虾的特定生长率最高,分别为(1.63±0.04)%/d、(1.82±0.21)%/d;叶绿素荧光参数Fv/Fm和Y(Ⅱ)最高,分别为(0.61±0.00)μmol·m~(-2)·s~(-1)、(0.64±0.00)μmol·m~(-2)·s~(-1);NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N浓度最低,较单养组分别降低27.7%、46.9%和45.1%。【结论】在零换水条件下,异枝江蓠混养密度为456 g/m~2时,更有利于藻体和凡纳滨对虾的生长,对水体中氮浓度的稳定效果最佳。     

运用模糊集合理论设计居室环境温度控制器

通过建筑物内温度变化的高度非线性和易受干扰的特点，以及人们对室内温度要求的非精确性，应用模糊集合理论设计控制器实现对加热系统的控制．为了提高控制速度、降低运算成本，达到实时控制的目的，本文采用了生成模糊规则库的方法，并利用国际能源机构的ＬａＣｈａｕｍｉｅｒｅ建筑物模式进行模拟验证．     

虾—鱼—贝—藻多池循环水生态养殖模式的研究

建立了一种虾、鱼、贝、藻多池循环水生态养殖及水质生物调控系统 ,该系统包括对虾养殖、鱼类养殖、贝类养殖、大型海藻栽培等 4个功能不同的养殖区 ,1个水处理区及 1个应急排水渠。通过在封闭循环系统内不同池塘中放养生态位互补的经济动植物 ,对虾池水质环境进行生物调控。结果表明 ,循环系统内虾池水层悬浮物数量、COD值、氨态氮含量比对照组单养对虾池明显降低 (t检验 ,P <0 .0 1)。养殖后排放水不处于富营养化状态 (E <1)。投入每千克对虾饲料生产0 .6 6 7kg对虾 ,同时生产 0 .0 37kg罗非鱼、0 .738kg牡蛎、0 .4 37kg江蓠 ,饲料利用率和经济效益显著增加。该养殖模式还具有防病性、环保性、高效性等优点     

模糊PD和模糊PI控制器探讨

为了寻找一种有效的节能方法，本文设计了模糊ＰＤ和模糊ＰＩ控制器，通过对加热系统中暖气片进水阀门的控制，达到对建筑物内环境温度的控制。为使控制器输出具有较好的平滑性，文中采用了最大值─—乘积法进行模糊推理，并给出了利于实时控制的三维控制查询表。     

基于最小能耗的海洋浮式平台位置轨迹优化

【目的】研究解决海洋大惯量浮式平台在复杂海况影响下所引起的振动冲击问题。【方法】采用逆运动学分析方法对平台回转位置进行优化研究,提出一种基于关节最小耗能的多目标轨迹优化算法。采用分段样条插值方法构造关节位置曲线,并建立关节能耗轨迹优化模型,采用粒子群算法实现对关节位置的优化搜索,从而得到基于平台转动最小耗能的位置优化轨迹。【结果与结论】所采用的轨迹优化方法能有效改善系统运行的平滑性,降低回转机构振动与冲击的影响程度,可为平台的振动与冲击主动控制提供必要的理论依据。     

凡纳滨对虾池塘沉积物中氮、磷形态的赋存特征

【目的】研究凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)养殖池塘沉积物中氮、磷形态的赋存特征。【方法】于对虾养殖周期的前、中和后期对池塘沉积物采样,测定和分析沉积物中各形态氮和磷含量。【结果与结论】对虾养殖池塘沉积物中总氮质量分数(1131.36±349.00)mg/kg,有机氮平均占总氮的74.14%,养殖中期总氮及有机态氮含量相对较高。无机氮主要为固定态铵,平均占75.71%,可交换态氮主要由硝态氮和氨态氮组成。总磷质量分数(854.17±254)mg/kg,主要磷形态为铁结合态磷(Fe-P)、自生钙磷(ACa-P)和闭蓄态磷(Oc-P),养殖周期内沉积物中Fe-P含量变化频繁,较活跃。垂直方向上,总氮及有机氮在次表层4～6 cm含量较高,总磷、Fe-P及Oc-P均有表层富集现象。对虾养殖过程中池塘沉积物中的氮磷总量未见明显累积,生物活性磷(BAP)在总磷中比例增加,池塘沉积物内源磷负荷加重。氮和磷分别主要以有机态氮和生物活性磷形式存在,养殖过程使沉积物中内源磷释放潜力增加。     

船载投料系统饲料颗粒流落点预测

【目的】为解决网箱养殖中使用船载投料系统的饲料颗粒流落点控制问题,提出一种用于实时分割饲料颗粒流轨迹并精确预测其落点的方法（MLBP）。【方法】考虑到输料管管内参数及饲料颗粒流出口参数获取难度较大,本研究采用高速相机获取饲料颗粒流轨迹图像,并利用提出的混合网络模型分割饲料颗粒流轨迹,以获取轨迹关键信息;为准确预测饲料颗粒流落点,利用BP神经网络的优势,将轨迹信息及投料口高度作为其输入,实现饲料颗粒流落点的预测。【结果】与相关研究方法对比,结合混合网络模型与BP神经网络的MLBP方法的系统单次运行时间降低95%,同时落点预测准确度达到96%,落点的平均误差范围与平均误差百分比也分别降低32.0%和30.5%。【结论】本研究提出的MLBP方法预测精度及实时性均能满足网箱投饵作业需求,可为相关研究提供参考。