國家重點學科--農業電氣化與自動化學科

國家重點學科--農業電氣化與自動化學科 

農業電氣化與自動化學科設立于1960年，是在農業機械設計制造學科中農業機械檢測與控制研究方向和農業電氣化本科專業的基礎上發展起來的，是當時全國僅有的二個專業點之一，也是江蘇大學的傳統優勢學科之一。經過五十年的建設，該學科取得了長足的發展，已成為我國農業電氣化、農業裝備自動化研究和人才培養的重要基地。2000年農業電氣化與自動化學科成為全國該學科第二個博士學位授權點，2001年被評為江蘇省“十五”重點學科，2006年再次被評為江蘇省“十一五”重點學科，2007年被評為國家“十一五”重點學科，2011年獲江蘇省高校優勢學科建設立項。

農業電氣化與自動化學科已經形成了3個特色鮮明的研究方向：農業電氣裝備的自動化與電能質量、農業生物生長過程中的自動控制技術和農業工程中的信息處理技術。

該學科曆來重視人才培養和國際間的學術交流與合作。2006以來共招收博士20餘名、碩士100餘人，為企業舉辦了各類專業證書班和短訓班，培養工程應用型人才1000人以上。培養的博士畢業生已有多名成為行業的領軍人物。近年來舉辦大型國内外學術會議3次，赴境外參加重要學術活動60餘人次，參加國際合作項目5項，接收國内外訪問學者6人。

2006年以來，該學科完成了30多項國家和省重點科研項目，其中國家自然科學基金8項，國家“863”計劃7項。目前承擔國家自然科學基金10餘項，其中2010年獲國家自然科學基金立項8項，省自然科學基金等省部級以上項目20餘項。在“科學通報”、“中國科學”等國内外核心期刊上發表學術論文300餘篇，其中SCI、EI檢索200餘篇。獲國家技術發明獎二等獎1項，國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步獎5項，授權發明專利25項；獲國家教學成果二等獎1項，國家級精品課程1門，省教學成果特等獎1項，省級精品課程1門。建有國家級教學團隊1個，江蘇省科技創新團隊1個。

學科設有江蘇省電工電子實驗教學示範中心1個，校級農業電氣化與自動化研究中心實驗室1個；和企業共建了江蘇省智能化電氣元器件工程技術研究中心1、江蘇省電氣成套設備工程技術研究中心和江蘇省現代農業裝備與智能化技術高技術重點實驗室。學科實驗室總面積達2000平方米，實驗設備總值1600萬元。與常州東風農機集團有限公司、江蘇沃得農機有限公司、江蘇華廈電氣集團等單位建立了緊密型的産學研基地，在江蘇大全電氣集團設立了企業博士後工作站。

本學科經過幾十年建設，圍繞制約和促進農業發展的電氣化和自動化中重大科學問題和技術基礎問題深入開展研究，在農業電氣裝備、電能質量控制、生物發酵工程、電力傳動、農業生物狀态與産品質量檢測與評定、規模化養殖和微生物生長的環境檢測與控制技術等方面取得了豐碩的成果，産生了一批影響力大的标志性成果，部分研究領域達到國際先進水平，對國内（特别是南方地區）農業發展具有很強的示範和輻射作用，更好地服務了地方社會經濟的發展。

2. 學科隊伍

學科隊伍建設取得了顯著的成績，具有教授19人、副教授24人，有海外學術背景人員10餘人，博士學位比例為75%，45歲以下研究人員占74%，是一支以中青年教授為學術帶頭人，結構合理、富有開拓創新精神的學術隊伍。 
 

3. 研究領域

農業電氣化與自動化學科已經形成了3個特色鮮明的研究方向：農業電氣裝備的自動化與電能質量、農業生物生長過程中的自動控制技術和農業工程中的信息處理技術。

方向一：農業電氣裝備的自動化與電能質量控制

針對我國南方農村電網的運行和負載特性，根據電壓等級與容量大小，采用大功率器件IGCT或IGBT，進行SVG主電路的結構與工藝設計，研究SVG在電壓對稱與不對稱狀态下的運行控制策略，提高其智能化數字控制系統的性能，實現工程應用。運用高性能的微處理器、數字通訊技術與現代控制技術，開展電力系統有源濾波、諧波抑制、動态無功補償、大功率電力電子器件應用等方面的研究。形成了具有自主知識産權的新産品，所開發的中、低壓自動諧波抑制與無功補償裝置，具有較高的科技含量，研究水平在國内處于領先，已轉讓給江蘇大全集團、江蘇美聯電氣集團等多家企業，并投入批量生産。

目前該方向重點開展的研究内容為：基于發動機和旋轉電機的混合動力系統運行規律和驅動控制策略，對無軸承永磁薄片電機驅動系統和無軸承電機泵進行了研究；以太陽能電池發電并網為切入點，通過大功率電力電子器件的雙向逆變，研制光伏電站系統；研究采用磁懸浮電機飛輪儲能技術；研究儲能系統在并網和孤立運行模式切換下的控制策略和與随機能源的協調運行理論；開展30kW以下獨立運行的農用小型風力發電機組的研究與開發；研制農村智能配電網研究平台，構建能源與通信系統的集成體系和智能電網分布式智能系統。

方向二：農業生物生長過程中的自動控制技術

研究了工廠化養殖水體溫度、溶解氧含量、pH值等多種環境因子的遠程集散測控方法，在國内率先建立魚病自動診斷的圖像處理方法，申請發明專利2項，成果獲得教育部科學技術二等獎。開發基于J2EE系統框架的畜禽精細養殖技術平台，構建畜禽産品全程質量安全基礎信息體系平台，對畜禽的健康狀況進行在線診斷，獲得鑒定成果3項。在國内開創性地采用神經網絡逆方法進行了微生物反應過程中的生物量軟測量，如總糖濃度、菌體濃度、重要殘物濃度測量等，為新品種工藝實現與農業食用菌生産奠定了基礎，其研究成果獲得國家技術發明獎二等獎。

目前該方向重點開展的研究内容為：研究水産養殖尾水的淨化與循環利用，實現對水産養殖的主要環境因子和養殖魚類生長情況進行實時監控；研究農作物稭稈固态發酵生産燃料乙醇裝備及控制技術，重點研究突破成套設備控制系統中關鍵參數軟測量、關鍵參數解耦控制等技術；将視頻識别、RFID、無線傳感網絡、GPRS無線傳輸等先進技術應用于畜禽規模養殖工程中，開發基于機器視覺和行為識别技術的畜禽疫病診斷和早期預報系統以及畜禽産品全程質量安全監控與可溯源管理系統。

方向三：農業工程中的信息處理技術

在國家自然科學基金項目和“863”等項目的資助下，緊緊圍繞信号與信息處理技術在農業工程中應用的關鍵性問題，應用高性能的微型計算機、新型傳感器、現代通訊技術以及人工智能算法，研究溫室内的溫度、濕度、二氧化碳氣體、肥水等環境因子動态變化規律，揭示不同作物與各受控環境因子相互作用的規律和作用機理，對采用無線傳感網絡對相關溫室環境因子進行檢測的新技術，基于信息融合的溫室環境優化調控，以及溫室WSN故障診斷進行了研究，使溫室作物生産規範化，科學化，大大提高溫室生産技術水平，從而獲得較好的經濟效益和社會效益。

目前該方向重點開展的研究内容為：開展物聯網在農業工程中應用的研究，針對物質種類最多的農業，通過物聯網将鮮活農産品的生長狀态、環境變化反應、儲藏保鮮、流通質量安全與設備、機器、人的主動行為緊密結合，解決智能感知器的成本問題、物聯網感知節點上數據高效傳輸問題，并制定無線傳感網絡在農業工程中應用的标準。開展農業土壤中的菌落與養殖業環境有害菌檢測方法研究，對農業土壤中菌落檢測方法，水産養殖池塘污泥中有害菌檢測方法，家禽養殖場内有害菌檢測方法等進行系統的研究，實現快速、準确、有效、動态地監測相關的有害菌，把現有微生物檢測系統應用于農業工程中，解決目前尚不适合農業土壤菌落檢測的問題。

4. 研究成果

2006年以來，該學科完成了30多項國家和省重點科研項目，其中國家自然科學基金8項，國家“863”計劃7項。目前承擔國家自然科學基金10餘項，省自然科學基金等省部級以上項目20餘項。在“科學通報”、“中國科學”等國内外核心期刊上發表學術論文300餘篇，其中SCI、EI檢索200餘篇。獲國家技術發明獎二等獎1項，國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步獎5項，授權發明專利25項；獲國家教學成果二等獎1項，國家級精品課程1門，省教學成果特等獎1項，省級精品課程1門。建有國家級教學團隊1個，江蘇省科技創新團隊1個。

5. 近5年代表性科研項目

6. 尋求合作

近幾年，農業電氣化與自動化學科不斷拓展研究領域，創新研究成果，在農業電氣裝備、電能質量控制、農電網濾波檢測裝置和開關電器及控制保護裝置、生物發酵工程、電力傳動裝置、液态和固态發酵設備、水産及畜禽規模化養殖的環境檢測及控制、農業微生物生長環境的優化控制等方向的研究取得了實質性的成果，可尋求進一步技術合作與産品開發。