1,362 research outputs found
What can systems and control theory do for agricultural science?
No full textAbstract: While many professionals with a background in agricultural and bio-resource sciences work with models, only few have been exposed to systems and control theory. The purpose of this paper is to elucidate a selection of methods from systems theory that can be beneficial to quantitative agricultural science. The state space representation of a dynamical system is the corner stone in the mainstream of systems theory. It is not well known in agro-modelling that linearization followed by evaluation of eigenvalues and eigenvectors of the system matrix is useful to obtain dominant time constants and dominant directions in state space, and offers opportunities for science-based model reduction. The continuous state space description is also useful in deriving truly equivalent discrete time models, and clearly shows that parameters obtained with discrete models must be interpreted with care when transferred to another model code environment. Sensitivity analysis of dynamic models reveals that sensitivity is time and input dependent. Identifiability and sensitivity are essential notions in the design of informative experiments, and the idea of persistent excitation, leading to dynamic experiments rather than the usual static experiments can be very beneficial. A special branch of systems theory is control theory. Obviously, control plays an important part in agricultural and bio-systems engineering, but it is argued that also agronomists can profit from notions from the world of control, even if practical control options are restricted to alleviating growth limiting conditions, rather than true crop control. The most important is the idea of reducing uncertainty via feed-back. On the other hand, the systems and control community is challenged to do more to address the problems of real life, such as spatial variability, measurement delays, lacking data, environmental stochasticity, parameter variability, unavoidable model uncertainty, discrete phenomena, variable system structures, the interaction of technical ad living systems, and, indeed, the study of the functioning of life itself
An autonomous robot for weed control : design, navigation and control
No full textIn de biologische landbouw worden geen chemische middelen toegepast voor onkruidbestrijding. Een van de grootste knelpunten in de biologische open teelt (bv suikerbieten, uien) is het onkruidprobleem. Voor de onkruidbestrijding tussen de rijen zijn mechanische methodes voor onkruidbestrijding ontwikkeld (zoals bijvoorbeeld een schoffelmachine achter een trekker), maar het verwijderen van onkruid in de rij komt voor een groot deel neer op handmatig wieden omdat er geen goed alternatief is. Handmatig wieden brengt hoge kosten met zich mee en het is vaak moeilijk om voldoende mensen voor dit werk te krijgen. Als het wieden in de rij zou kunnen worden uitgevoerd door een intelligente autonome wieder kan dit een enorme stimulans zijn voor duurzame landbouw. Het doel van dit onderzoek is het realiseren van een intelligente autonome wieder die handmatig wieden kan vervangen. Deze robot moet autonoom een heel perceel kunnen wieden. De eerste stap van het onderzoek was de ontwikkeling van een 'rijdend platform' (foto is beschikbaar). Het voertuig is uitgerust met een dieselmotor en hydraulische transmissie, en heeft onafhankelijke vierwielbesturing en vier onafhankelijk aangedreven wielen. Het onderzoek concentreerde zich verder op autonome navigatie door plantenrijen te volgen met behulp van een camera en op autonome navigatie gebaseerd op RTK-DGPS, waarmee tot op 2 cm nauwkeurig de positie kan worden gemeten. Het onderzoek heeft verder geresulteerd in een praktisch toepasbare generieke besturing voor vierwielbestuurbare voertuigen, waarmee zo’n voertuig nauwkeurig langs een gedefinieerd pad kan worden gestuurd, gebruik maakt van alle vrijheidsgraden. Deze besturing is ook geschikt voor vierwielbestuurbare voertuigen voor andere toepassingen. De robot is autonoom op perceelsniveau, dat wil zeggen dat de robot in staat is met de ontwikkelde navigatie en besturing autonoom over een perceel te navigeren
Ion Control in Closed Growing Systems with Inert Media: Controller Settings and Modes of Operation
No full textRosana G. Moreira, Editor-in-Chief; Texas A&M UniversityThis is a paper from International Commission of Agricultural Engineering (CIGR, Commission Internationale du Genie Rural) E-Journal Volume 6 (2004): G. van Straten and Th. Gieling. Ion Control in Closed Growing Systems with Inert Media: Controller Settings and Modes of Operation. (July 2004)
Ultrafiltratie van Biesboschbekkenwater met ijzerchloridedosering
No full textIn 1998 heeft Waterwinningbedrijf Brabantse Biesbosch (WBB) in samenwerking met ingenieursbureau DHV en de TU Delft de mogelijkheden van ultrafiltratie van Biesbosch-bekkenwater onderzocht met behulp van een proefinstallatie, bestaande uit twee parallelle straten. Het onderzoek richtte zich vooral op het vaststellen van het effect van een dosering van vlokmiddel direct vóór de ultrafiltratie.Sanitary EngineeringWatermanagementCivil Engineering and Geoscience
Control of water supply and specific nutrient application in closed growing systems
No full textKeywords:Tichelmann layout, constant drain flow, constant drain concentration, mass-flow, diffusion flow, sensor, Isfet, Chemfet, closed growing system, robust control, loopshaping, SimulinkÒ, MIMO controller, SISO controller, simplex routine, simplex matrix.Plants in modern greenhouses receive water and nutrients from a diluter of chemical solutes. Supply lines of a trickle irrigation system dispense the nutrient solution by means of thin capillary hoses, to each individual plant. Dependent on the type of growing system - either a NFT or a substrate system - the drain will run-off immediately or it will linger for some time in the substrate mat. In a closed system for water and nutrient supply, the drain water returns to the nutrient dispenser, where it is prepared for reuse by mixing it with clean water. The thesis starts with an overview of the state of the art of water supply and nutrient application systems.The purpose of the design study in this thesis is to enable completely closed growing systems for water and nutrients, to be applied in horticulture practise, and to improve the technological level of their control to such an extend that it is comparable to the level of computerised climate controllers in greenhouses. It is argued that as a basic requirement the system should have the ability to control the drain flow and the concentration of individual ions in the drain to any predefined set value. An analysis is given of the dynamics of movement of water and nutrients in substrates in relation to nutrient uptake, supply-flow and mass-flow. From a mass balance of nutrients, a control strategy for nutrient application in closed growing systems is suggested that is useful in the design of control algorithms. This strategy keeps the concentration of the individual ions in the drain constant by feedback of ion concentration and drain flow. In doing so, it compensates intrinsically for the plant's uptake of ions.The creation of a system with feedback control requires appropriate sensors and the ability to blend nutrient solution for values demanded by the controller. The ion specific feedback control of fertiliser application implies that ions need to be measured individually. The thesis describes a novel type of ion specific analyser, based on a set of Chemfet sensors. This instrument, as a result of this research, is the prototype of the first series of commercially available equipment for horticulture. Continuous measurement implies sensors with an electrical output, connected to an automatic data acquisition system with in-line calibration. In horticulture applications the lifetime expectancy of a sensor should at least be 6 to 9 months.In contrast to open loop control based on a prediction of uptake, feedback control automatically compensates for fluctuations in evapo-transpiration and nutrient uptake. Uptake by the plant is treated as a disturbance. Comparison of simulation results, with data from an implemented controller in a greenhouse, shows the success of the design.The so-called "Tichelmann" layout of supply lines is proposed to improve the dynamic properties of the supply system. The design study demonstrates and recommends robust controller design as a tool to achieve robust performance and robust stability as qualities of the controlled process to compensate for seasonal changes in the root mat or imperfect models. The modifications to the ideal design arising from the desire in practice for pulse wise water and nutrient injection, as well as aspects related to the blending are considered as well.</p
Bomen langs Haagse straten
No full textBomen veraangenamen de beleving van Haagse straten.BiotechnologyApplied Science
Modelling water transport and phosphorus eutrophication in an interconnected lake system : a scenario study
No full textThe water in the south-western Frisian lake district is highly eutrophicated. Summer chlorophyll-a concentrations often exceed 150 μg.l -1, while total phosphorus (TP) concentrations are mostly above 0.2 mg.l -1. Therefore, a research project was started in 1984 to study the origin and dynamics of phosphorus (P) in the area. The nutrient P was chosen because reducing TP concentrations was believed to result in favourable conditions for restoration of the aquatic ecosystem. The objective of the study was to model the TP dynamics and to use the model for the simulation of management reduction scenarios. In order to achieve this objective, three problems had to be solved. Firstly, information about the water transport, especially in the boundary canals, was poor. This problem was solved by the application of a wind driven water transport model using water levels in the boundary canals. Secondly, the lack of large-scale information about the TP loads from the surrounding polders was solved by an intensive monitoring program. Thirdly, knowledge about the distribution of TP in sediments and about TP exchange processes between water and sediments had to be assessed. The simulations with the dynamic TP mass balance model resulted in TP balances during three periods, showing that there were two main sources in the area: from the surrounding polders and from Lake IJssel. Moreover, management simulation scenarios showed that 75% TP concentration reductions in the external loads would be necessary to achieve the 0. 15 mg.l -1TP concentration standard and incidentally the 0.07 mg.l -1. target concentration
Paramodular forms from Calabi-Yau Operators
No full textIn this note we report on the conjectural identification of paramodular forms from Calabi-Yau motives of Hodge type (1, 1, 1, 1) of moderately low conductor. We calculate Euler factors from Calabi-Yau operators from the AESZ database by the method described in P. Candelas, X. dela Ossa and D. van Straten, seek a fit with the tables provided by E. Assaf, W. Ladd, G. Rama, G. Tornaria, and J. Voight and for consistency check the approximate functional equation for the Euler product for primes < 1000 numerically, using the PARI implementation of T. Dokchitser\u27s method.13 pages, 2 figures and 80 pages of supplementary materia
Van motor tot model: Het maken van een simulatiemodel van een dieselmotor met het computerprogramma WAVE
No full textVeel motorenfabrikanten maken gebruik van computerprogramma's om het gedrag van dieselmotoren in ontwerp- en onderzoekfases te kunnen simuleren. Enerzijds door het betere inzicht dat men krijgt in en tussen fysische grootheden in de motor en anderzijds door het economische aspect: effecten van modificaties of andere ontwerpen kunnen vooraf getoetst en geoptimaliseerd worden, zonder ingrijpende (en dure) verbouwingen aan een motor. De firma Stork Wartsila Diesel (SWD) maakt gebruik van het programma WAVE van Ricardo North America. Het programma is in staat met een model van een dieselmotor simulatieberekeningen uit te voeren met betrekking tot de dynamica van drukken en temperaturen, verbrandingsprocessen en energie-overdracht bij een ingestelde belastingstoestand. De vierdejaarsopdracht, uitgevoerd bij de firma SWD, had als doe het maken van een werkend motormodel van de dieselmotor 6L38 van SWD met dit programma WAVE. Uitgangspunt voor de modelvorming is de onderdelen die de gassenstroom (lucht en afvoergassen) passeert, op te vatten als een netwerk van leidingen verbonden middels knooppunten. Middels constructietekeningen van de motor kan zo een model worden opgebouwd. Een referentiemeting doet dienst om in de ontwerpfase van het model het ten aanzien van vormgeving en performance te kunnen toetsen. De dieselmotor 6L38 is voorzien van een drukvulgroep. Door de wederzijdse afhankelijkheid van het gedrag van motor en drukvulgroep is eerst een model gemaakt zonder drukvulgroep en nadat deze kloppend gemaakt is, is de drukvulgroep van het model toegevoegd. Bij het kloppend maken en toetsen van het motormodel is, doordat WAVE niet beschikt over een goed werkend verbrandingsmodel, gebruik gemaakt van een ingevoerd heatreleaseprofiel om het verbrandingsproces te berekenen. Dit profiel is berekend uit de meetgegevens van de meting die gesimuleerd werd. Met de gevolgde methode is een motormodel tot stand gekomen dat voor een reeks van belastingen goede resultaten bereikt. Het is daarbij echter niet gelukt de lage druklussen van metingen en simulaties in overeenstemming te krijgen. Het motormodel dat met dit programma is gemaakt, heeft als nadeel dat door de tekortkomingen van het verbrandingsmodel het niet mogelijk is nauwkeurige uitspraken te doen omtrent in-cilindrische processen en de daarmee samenhangende parameters, zoals bijvoorbeeld vorming van NOx.Mechanical, Maritime and Materials EngineeringMarine and Transport TechnologyShip Design, Production and OperationOEMO 95/0
Recommended from our members
Number 8: North Texas Military Biography and Memoir Series
No full textAssigned as the senior medical advisor to the Army of the Republic of Vietnam in I Corps, an area close to the DMZ, James G. Van Straten traveled extensively and interacted with military officers and non-commissioned officers, peasant-class farmers, Buddhist bonzes, shopkeepers, scribes, physicians, nurses, the mentally ill, and even political operatives. He sent his wife daily letters from July 1966 through June 1967, describing in impressive detail his experiences, and those letters became the primary source for his memoir. The author is grateful that his wife retained all the letters he wrote to her and their children during the year they were apart.
The author describes with great clarity and poignancy the anguish among the survivors when an American cargo plane in bad weather lands short of the Da Nang Air Base runway on Christmas Eve and crashes into a Vietnamese coastal village, killing more than 100 people and destroying their village; the heart-wrenching pleadings of a teenage girl that her shrapnel-ravaged leg not be amputated; and the anger of an American helicopter pilot who made repeated trips into a hot landing zone to evacuate the wounded, only to have the Vietnamese insist that the dead be given a higher priority
- …
