英語語言理解在棉花打頂機上的應用研究

　　摘要：棉花打頂用于去除頂端優(yōu)勢，增加棉鈴數(shù)量和質(zhì)量，能夠起到明顯的增產(chǎn)效果。打頂機械的作業(yè)效率高，克服了傳統(tǒng)方式的缺點，有廣闊的應用前景。農(nóng)業(yè)機械自動化和智能化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容，因此先進的控制體系顯得尤為重要，而語言理解能夠促進棉花打頂機各系統(tǒng)整合和整體性能提升。英語是當今世界最主要的國際通用語言，其少量單詞加上簡單語法便可以表達出豐富的內(nèi)容。為此，對英語語言理解中各類單詞在棉花打頂機上的應用進行了研究，并設計了打頂機動力測試、無線遙控和打頂高度控制系統(tǒng)，旨在提高棉花打頂機的智能化水平。

　　關鍵詞：棉花,打頂機,英語,語言理解

　　0引言

　　棉花是我國第二大經(jīng)濟作物，在長江黃河的中下游及新疆地區(qū)廣泛種植。我國的棉花產(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，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。近幾年，勞動力轉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)結構調(diào)整，導致我國棉花種植面積和產(chǎn)量有所下降。棉花生產(chǎn)機械化是解決這一問題的有效途徑。

　　目前，我國研制的棉花機械已經(jīng)覆蓋整地播種、田間管理和采摘收獲等環(huán)節(jié)，但是棉花的整體機械化程度較低，機械工作效率和技術水平與國外差距較為明顯，還有進一步提升的潛力。棉花打頂用于去除其生長的頂端優(yōu)勢，將水分和營養(yǎng)向生殖生長轉移，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控制為主，都有各自的適用范圍，也有其相應的局限性。人工打頂?shù)姆椒ê唵危�但勞動強度大，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J。化學控制是用化學物質(zhì)抑制棉花的營養(yǎng)生長，從而起到與打頂相同的作用。該方法的技術含量高，但是控制效果受到較多因素的影響，且對人畜產(chǎn)生附帶的毒害，影響了其推廣應用。棉花打頂機械的作業(yè)效率高，克服了傳統(tǒng)方式的缺點，在棉花生產(chǎn)中有廣闊的應用前景。我國科研人員對棉花的機械打頂技術進行了研究，并在此基礎上設計了各種型號的打頂機械。棉田環(huán)境復雜，打頂機的作業(yè)效率會受振動和塵土的影響，作業(yè)精度也不高，存在漏打頂和過打頂問題J。

　　因此，目前的棉花打頂機大多處于試驗階段，只有解決了各種技術難題后才能在實際生產(chǎn)中發(fā)揮理想的效果。在棉花打頂機上，打頂高度自動控制的相關研究最多。李霞等利用傳感器發(fā)出超聲波來測量棉花株高，經(jīng)過分析和修正后為打頂高度的自動控制提供數(shù)據(jù)J。他們將這種方法與打頂機械結合，對實際應用中面II缶的問題進行了分析，表明其具有較好的適應性J。孫杰基于激光對射技術，設計了棉花打頂高度自動控制系統(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，在電源開關控制上，張明輝等設計了由編碼和解碼芯片構成的無線遙控電源開關，實現(xiàn)了對棉花打頂機的遠程控制¨。。。楊斌等通過對棉花打頂機液壓系統(tǒng)的數(shù)學模擬和仿真分析，提高了系統(tǒng)的響應速度和控制精度¨。孫杰等設計了一種基于單片機的自動測距系統(tǒng)，有效地解決了棉花打頂機能耗大和電機損耗嚴重的問題。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正在朝自動化和智能化的方向發(fā)展，各種類型的傳感器、芯片和計算機已經(jīng)與農(nóng)業(yè)機械緊密結合，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。

　　上述針對棉花打頂機的研究只提高了單個性能，沒有完成多個系統(tǒng)的整合和打頂機整體技術水平的提升。農(nóng)業(yè)機械的自動化和智能化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，因此先進的控制系統(tǒng)對實現(xiàn)打頂機的自動化和智能化尤為重要。語言理解是促進棉花打頂機各系統(tǒng)整合和整體性能提升的有效方式。語言理解是一種主動的意義構建過程，最初定義為人類在接收語言后通過想象語言描述的情境，從而揭示語言意義的過程。計算機科學推動了人工智能的進步，學科的交叉使得語言理解超出了人文科學的范圍，開始與自然科學的部分領域結合。

　　目前，語言理解在機械設計和制造領域的應用最為廣泛，成為工序建模和三維重建的基礎¨”。語言理解在自然科學中可以概括為利用計算機處理語言的音、形和義，對字、詞、句、篇進行輸入、輸出、識別和理解，從而實現(xiàn)語言的表達和描述功能。語言的計算機理解是一門較新的邊緣學科，也是一門涉及到多個領域的交叉學科。

　　語言理解的內(nèi)容包括計算機指令的形成、傳輸、識別和處理，因此可以應用在農(nóng)業(yè)機械的控制上，提高其智能化水平。英語是當今世界最主要的國際通用語言，其語法和詞法簡單，語感輕松自然。英語的少量單詞加上簡單語法便可以表達出豐富的內(nèi)容，因此針對英語的語言理解可以應用在機械設計和自動控制上。本文對英語語言理解中的篇章名詞、動詞、形容詞和介詞在棉花打頂機上進行了研究，設計了打頂機的動力測試、無線遙控和打頂高度控制系統(tǒng)，以提高打頂機的智能化水平。

　　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為3MDZ-1型，由1臺高地隙拖拉機牽引并提供電源和動力。打頂機上裝載戴爾I3668-18N2型臺式電腦，配置Inteli5處理器、8GB內(nèi)存和1TB硬盤。英語語言理解編程軟件為visualC十+，運行環(huán)境為Windows10系統(tǒng)。

　　1.2整體流程

　　英語語言理解的核心和最終目的是篇章分析，這也是應用于打頂機的基本內(nèi)容。詞法、語法和句法分析是篇章分析的基礎，它們在英語語言理解整體流程中的關系如圖l所示。語言理解的流程是首先分析詞法、語法和句法，然后對名詞、動詞、形容詞和介詞分類處理，分別釋義。

　　無法完成釋義的單詞返回語句中重復分析和分類處理，直至完成釋義。各種類型單詞的聚類釋義是英語語言理解的核心內(nèi)容，以此為基礎按照編程語言做規(guī)范化處理，形成被計算機理解的語言格式，用于篇章分析。之后，在軟件中建立程序分析和處理各語句之間的動態(tài)關系，最終得到圍繞核心事件的模型，完成對英語語義的理解。

　　1.3組成部分

　　棉花打頂機上操作者的指令是用英語來表達的，語言理解則通過各類單詞的聚類釋義對其進行分析，從而獲得指令的具體含義，并轉化為相應的信號來啟動動作執(zhí)行裝置。英語語言理解與打頂機結合是以語言理解技術為基礎設計的智能控制系統(tǒng)，包含了英語語言知識庫和控制機械的決策模塊。系統(tǒng)模仿打頂機的人工操作模式，總結人工操作的規(guī)律和經(jīng)驗，形成自身邏輯判斷和決策特征。以英語語言理解為基礎的打頂機智能控制系統(tǒng)包含輸入裝置、分析模塊、數(shù)據(jù)庫、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面指令轉化為計算機能夠識別的語言形式，分析模塊接收上述信息，完成從語法分析至篇章分析的過程。分析結果在英語語言和機械控制數(shù)據(jù)庫中經(jīng)過比對、篩選后由推理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的知識進行理解，推理形成具體的指令。控制執(zhí)行裝置接收指令，完成相應的機械動作和調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對打頂機的控制。

　　2單詞聚類

　　名詞聚類首先要建立打頂機控制的名詞知識庫，包括機械動力、通信和打頂?shù)南嚓P名詞。這些名詞在知識庫中的信息應該包含概念和各種內(nèi)核格式，可以以此推導出名詞的其它屬性。

　　3控制功能

　　英語語言理解在打頂機上的應用是根據(jù)分析準確地理解操作者的意圖，設計過程約束條件，推理獲得操作指令，并最終執(zhí)行實現(xiàn)控制目的。英語語言理解的環(huán)節(jié)依次為建立打頂機概念單詞從屬樹，建立控制過程樹的事實，建立靜/動態(tài)事件的事實，不同控制功能的差別主要體現(xiàn)在最后的環(huán)節(jié)上。

　　4結論

　　本文對英語語言理解中的篇章名詞、動詞、形容詞和介詞在棉花打頂機上的應用進行了研究，其核心是以詞法、語法和句法分析為基礎的篇章分析。首先，分析詞法、語法和句法;然后，對各類單詞分類，分別釋義，按照編程語言做規(guī)范化處理后用于篇章分析，篇章分析是處理各語句之間的動態(tài)關系;最終，得到圍繞核心事件的模型，完成對英語語義的理解。

　　將英語語言理解應用于打頂機的動力測試、無線遙控和打頂高度控制這3種功能，根據(jù)分析準確地理解操作者的意圖，設計過程約束條件，推理獲得操作指令，并最終實現(xiàn)控制目的。應用環(huán)節(jié)依次為建立打頂機概念單詞從屬，建立控制過程樹的事實，建立靜/動態(tài)事件的事實。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。本文設計的基于英語語言理解的動力測試、無線遙控和打頂高度控制系統(tǒng)，可以提高打頂機的智能化水平。

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　　農(nóng)業(yè)方向論文投稿刊物：農(nóng)機化研究曾多次受到國家農(nóng)業(yè)行政管理部門和國家有關學術組織的表彰與獎勵，曾獲1994年、1996年、1998年、2000年全國優(yōu)秀農(nóng)機科技期刊獎和2002年全國農(nóng)機優(yōu)秀科技期刊一等獎;并自1988年起，連續(xù)5屆被國家權威部門確認為全國中文核心期刊。

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