英語(yǔ)語(yǔ)言理解在棉花打頂機(jī)上的應(yīng)用研究

　　摘要：棉花打頂用于去除頂端優(yōu)勢(shì)，增加棉鈴數(shù)量和質(zhì)量，能夠起到明顯的增產(chǎn)效果。打頂機(jī)械的作業(yè)效率高，克服了傳統(tǒng)方式的缺點(diǎn)，有廣闊的應(yīng)用前景。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化和智能化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容，因此先進(jìn)的控制體系顯得尤為重要，而語(yǔ)言理解能夠促進(jìn)棉花打頂機(jī)各系統(tǒng)整合和整體性能提升。英語(yǔ)是當(dāng)今世界最主要的國(guó)際通用語(yǔ)言，其少量單詞加上簡(jiǎn)單語(yǔ)法便可以表達(dá)出豐富的內(nèi)容。為此，對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)言理解中各類單詞在棉花打頂機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了打頂機(jī)動(dòng)力測(cè)試、無(wú)線遙控和打頂高度控制系統(tǒng)，旨在提高棉花打頂機(jī)的智能化水平。

　　關(guān)鍵詞：棉花,打頂機(jī),英語(yǔ),語(yǔ)言理解

　　0引言

　　棉花是我國(guó)第二大經(jīng)濟(jì)作物，在長(zhǎng)江黃河的中下游及新疆地區(qū)廣泛種植。我國(guó)的棉花產(chǎn)量位居世界前列，棉花產(chǎn)業(yè)為紡織工業(yè)提供了原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。近幾年，勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移引起棉花種植成本增加，加上部分棉產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，導(dǎo)致我國(guó)棉花種植面積和產(chǎn)量有所下降。棉花生產(chǎn)機(jī)械化是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

　　目前，我國(guó)研制的棉花機(jī)械已經(jīng)覆蓋整地播種、田間管理和采摘收獲等環(huán)節(jié)，但是棉花的整體機(jī)械化程度較低，機(jī)械工作效率和技術(shù)水平與國(guó)外差距較為明顯，還有進(jìn)一步提升的潛力。棉花打頂用于去除其生長(zhǎng)的頂端優(yōu)勢(shì)，將水分和營(yíng)養(yǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移，增加棉鈴數(shù)量和質(zhì)量，能夠起到明顯的增產(chǎn)效果』。

　　傳統(tǒng)的打頂方式以人工打頂和化學(xué)控制為主，都有各自的適用范圍，也有其相應(yīng)的局限性。人工打頂?shù)姆椒ê?jiǎn)單，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率較低;另外，該方法的成本高昂，不符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)J�；瘜W(xué)控制是用化學(xué)物質(zhì)抑制棉花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，從而起到與打頂相同的作用。該方法的技術(shù)含量高，但是控制效果受到較多因素的影響，且對(duì)人畜產(chǎn)生附帶的毒害，影響了其推廣應(yīng)用。棉花打頂機(jī)械的作業(yè)效率高，克服了傳統(tǒng)方式的缺點(diǎn)，在棉花生產(chǎn)中有廣闊的應(yīng)用前景。我國(guó)科研人員對(duì)棉花的機(jī)械打頂技術(shù)進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了各種型號(hào)的打頂機(jī)械。棉田環(huán)境復(fù)雜，打頂機(jī)的作業(yè)效率會(huì)受振動(dòng)和塵土的影響，作業(yè)精度也不高，存在漏打頂和過(guò)打頂問(wèn)題J。

　　因此，目前的棉花打頂機(jī)大多處于試驗(yàn)階段，只有解決了各種技術(shù)難題后才能在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮理想的效果。在棉花打頂機(jī)上，打頂高度自動(dòng)控制的相關(guān)研究最多。李霞等利用傳感器發(fā)出超聲波來(lái)測(cè)量棉花株高，經(jīng)過(guò)分析和修正后為打頂高度的自動(dòng)控制提供數(shù)據(jù)J。他們將這種方法與打頂機(jī)械結(jié)合，對(duì)實(shí)際應(yīng)用中面II缶的問(wèn)題進(jìn)行了分析，表明其具有較好的適應(yīng)性J。孫杰基于激光對(duì)射技術(shù)，設(shè)計(jì)了棉花打頂高度自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠代替人工完成打頂作業(yè)，表現(xiàn)出更高的作業(yè)效率J。

　　另外，在電源開(kāi)關(guān)控制上，張明輝等設(shè)計(jì)了由編碼和解碼芯片構(gòu)成的無(wú)線遙控電源開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)棉花打頂機(jī)的遠(yuǎn)程控制¨。。。楊斌等通過(guò)對(duì)棉花打頂機(jī)液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬和仿真分析，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度¨。孫杰等設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)，有效地解決了棉花打頂機(jī)能耗大和電機(jī)損耗嚴(yán)重的問(wèn)題�，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)正在朝自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，各種類型的傳感器、芯片和計(jì)算機(jī)已經(jīng)與農(nóng)業(yè)機(jī)械緊密結(jié)合，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。

　　上述針對(duì)棉花打頂機(jī)的研究只提高了單個(gè)性能，沒(méi)有完成多個(gè)系統(tǒng)的整合和打頂機(jī)整體技術(shù)水平的提升。農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化和智能化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，因此先進(jìn)的控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)打頂機(jī)的自動(dòng)化和智能化尤為重要。語(yǔ)言理解是促進(jìn)棉花打頂機(jī)各系統(tǒng)整合和整體性能提升的有效方式。語(yǔ)言理解是一種主動(dòng)的意義構(gòu)建過(guò)程，最初定義為人類在接收語(yǔ)言后通過(guò)想象語(yǔ)言描述的情境，從而揭示語(yǔ)言意義的過(guò)程。計(jì)算機(jī)科學(xué)推動(dòng)了人工智能的進(jìn)步，學(xué)科的交叉使得語(yǔ)言理解超出了人文科學(xué)的范圍，開(kāi)始與自然科學(xué)的部分領(lǐng)域結(jié)合。

　　目前，語(yǔ)言理解在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，成為工序建模和三維重建的基礎(chǔ)¨”。語(yǔ)言理解在自然科學(xué)中可以概括為利用計(jì)算機(jī)處理語(yǔ)言的音、形和義，對(duì)字、詞、句、篇進(jìn)行輸入、輸出、識(shí)別和理解，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的表達(dá)和描述功能。語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)理解是一門較新的邊緣學(xué)科，也是一門涉及到多個(gè)領(lǐng)域的交叉學(xué)科。

　　語(yǔ)言理解的內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)指令的形成、傳輸、識(shí)別和處理，因此可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械的控制上，提高其智能化水平。英語(yǔ)是當(dāng)今世界最主要的國(guó)際通用語(yǔ)言，其語(yǔ)法和詞法簡(jiǎn)單，語(yǔ)感輕松自然。英語(yǔ)的少量單詞加上簡(jiǎn)單語(yǔ)法便可以表達(dá)出豐富的內(nèi)容，因此針對(duì)英語(yǔ)的語(yǔ)言理解可以應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制上。本文對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)言理解中的篇章名詞、動(dòng)詞、形容詞和介詞在棉花打頂機(jī)上進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了打頂機(jī)的動(dòng)力測(cè)試、無(wú)線遙控和打頂高度控制系統(tǒng)，以提高打頂機(jī)的智能化水平。

　　1系統(tǒng)組成和工作原理

　　1.1硬件和軟件

　　研究使用的棉花打頂機(jī)為3MDZ-1型，由1臺(tái)高地隙拖拉機(jī)牽引并提供電源和動(dòng)力。打頂機(jī)上裝載戴爾I3668-18N2型臺(tái)式電腦，配置Inteli5處理器、8GB內(nèi)存和1TB硬盤(pán)。英語(yǔ)語(yǔ)言理解編程軟件為visualC十+，運(yùn)行環(huán)境為Windows10系統(tǒng)。

　　1.2整體流程

　　英語(yǔ)語(yǔ)言理解的核心和最終目的是篇章分析，這也是應(yīng)用于打頂機(jī)的基本內(nèi)容。詞法、語(yǔ)法和句法分析是篇章分析的基礎(chǔ)，它們?cè)谟⒄Z(yǔ)語(yǔ)言理解整體流程中的關(guān)系如圖l所示。語(yǔ)言理解的流程是首先分析詞法、語(yǔ)法和句法，然后對(duì)名詞、動(dòng)詞、形容詞和介詞分類處理，分別釋義。

　　無(wú)法完成釋義的單詞返回語(yǔ)句中重復(fù)分析和分類處理，直至完成釋義。各種類型單詞的聚類釋義是英語(yǔ)語(yǔ)言理解的核心內(nèi)容，以此為基礎(chǔ)按照編程語(yǔ)言做規(guī)范化處理，形成被計(jì)算機(jī)理解的語(yǔ)言格式，用于篇章分析。之后，在軟件中建立程序分析和處理各語(yǔ)句之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，最終得到圍繞核心事件的模型，完成對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)義的理解。

　　1.3組成部分

　　棉花打頂機(jī)上操作者的指令是用英語(yǔ)來(lái)表達(dá)的，語(yǔ)言理解則通過(guò)各類單詞的聚類釋義對(duì)其進(jìn)行分析，從而獲得指令的具體含義，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號(hào)來(lái)啟動(dòng)動(dòng)作執(zhí)行裝置。英語(yǔ)語(yǔ)言理解與打頂機(jī)結(jié)合是以語(yǔ)言理解技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的智能控制系統(tǒng)，包含了英語(yǔ)語(yǔ)言知識(shí)庫(kù)和控制機(jī)械的決策模塊。系統(tǒng)模仿打頂機(jī)的人工操作模式，總結(jié)人工操作的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，形成自身邏輯判斷和決策特征。以英語(yǔ)語(yǔ)言理解為基礎(chǔ)的打頂機(jī)智能控制系統(tǒng)包含輸入裝置、分析模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理模塊和控制執(zhí)行裝置。

　　輸入裝置用于把操作者的口頭或書(shū)面指令轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言形式，分析模塊接收上述信息，完成從語(yǔ)法分析至篇章分析的過(guò)程。分析結(jié)果在英語(yǔ)語(yǔ)言和機(jī)械控制數(shù)據(jù)庫(kù)中經(jīng)過(guò)比對(duì)、篩選后由推理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行理解，推理形成具體的指令�？刂茍�(zhí)行裝置接收指令，完成相應(yīng)的機(jī)械動(dòng)作和調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)打頂機(jī)的控制。

　　2單詞聚類

　　名詞聚類首先要建立打頂機(jī)控制的名詞知識(shí)庫(kù)，包括機(jī)械動(dòng)力、通信和打頂?shù)南嚓P(guān)名詞。這些名詞在知識(shí)庫(kù)中的信息應(yīng)該包含概念和各種內(nèi)核格式，可以以此推導(dǎo)出名詞的其它屬性。

　　3控制功能

　　英語(yǔ)語(yǔ)言理解在打頂機(jī)上的應(yīng)用是根據(jù)分析準(zhǔn)確地理解操作者的意圖，設(shè)計(jì)過(guò)程約束條件，推理獲得操作指令，并最終執(zhí)行實(shí)現(xiàn)控制目的。英語(yǔ)語(yǔ)言理解的環(huán)節(jié)依次為建立打頂機(jī)概念單詞從屬樹(shù)，建立控制過(guò)程樹(shù)的事實(shí)，建立靜/動(dòng)態(tài)事件的事實(shí)，不同控制功能的差別主要體現(xiàn)在最后的環(huán)節(jié)上。

　　4結(jié)論

　　本文對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)言理解中的篇章名詞、動(dòng)詞、形容詞和介詞在棉花打頂機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，其核心是以詞法、語(yǔ)法和句法分析為基礎(chǔ)的篇章分析。首先，分析詞法、語(yǔ)法和句法;然后，對(duì)各類單詞分類，分別釋義，按照編程語(yǔ)言做規(guī)范化處理后用于篇章分析，篇章分析是處理各語(yǔ)句之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系;最終，得到圍繞核心事件的模型，完成對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)義的理解。

　　將英語(yǔ)語(yǔ)言理解應(yīng)用于打頂機(jī)的動(dòng)力測(cè)試、無(wú)線遙控和打頂高度控制這3種功能，根據(jù)分析準(zhǔn)確地理解操作者的意圖，設(shè)計(jì)過(guò)程約束條件，推理獲得操作指令，并最終實(shí)現(xiàn)控制目的。應(yīng)用環(huán)節(jié)依次為建立打頂機(jī)概念單詞從屬，建立控制過(guò)程樹(shù)的事實(shí)，建立靜/動(dòng)態(tài)事件的事實(shí)。不同控制功能的差別主要體現(xiàn)在最后的環(huán)節(jié)上，分別列舉了代表性的事件。本文設(shè)計(jì)的基于英語(yǔ)語(yǔ)言理解的動(dòng)力測(cè)試、無(wú)線遙控和打頂高度控制系統(tǒng)，可以提高打頂機(jī)的智能化水平。

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　　農(nóng)業(yè)方向論文投稿刊物：農(nóng)機(jī)化研究曾多次受到國(guó)家農(nóng)業(yè)行政管理部門和國(guó)家有關(guān)學(xué)術(shù)組織的表彰與獎(jiǎng)勵(lì)，曾獲1994年、1996年、1998年、2000年全國(guó)優(yōu)秀農(nóng)機(jī)科技期刊獎(jiǎng)和2002年全國(guó)農(nóng)機(jī)優(yōu)秀科技期刊一等獎(jiǎng);并自1988年起，連續(xù)5屆被國(guó)家權(quán)威部門確認(rèn)為全國(guó)中文核心期刊。

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