熊本海,楊 亮,鄭姍姍,曹 沛,潘曉花,吳郭濤
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哺乳母豬精準(zhǔn)飼喂下料控制系統(tǒng)的設(shè)計與試驗
熊本海1,楊 亮1,鄭姍姍1,曹 沛2,潘曉花1,吳郭濤2
(1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室,北京100193; 2.河南南商農(nóng)牧科技股份有限公司,鄭州453500)
為滿足哺乳母豬獲得最大采食量并達(dá)到精準(zhǔn)飼喂控制等需求,以哺乳母豬為試驗對象,設(shè)計了一種新型哺乳母豬精準(zhǔn)下料控制系統(tǒng)。研究通過控制電動桿的推桿速率、輸入電壓及電源功率的協(xié)同工作,以獲得穩(wěn)定的下料量;采用預(yù)設(shè)的個性化的采食量模型與變?nèi)莘e的精確控制技術(shù),實現(xiàn)對預(yù)設(shè)飼喂量的準(zhǔn)確投喂。系統(tǒng)設(shè)計了下料控制系統(tǒng),主要由定量倉體、電動推桿、堵料上球及堵料下球等部件及嵌入式控制系統(tǒng)組成。試驗結(jié)果表明,1) 當(dāng)電源功率為150 W時,推桿啟動時電壓變化略小,對單機(jī)下料的精準(zhǔn)性影響較小,且當(dāng)電動推桿速率為60 mm/s,輸入電壓為11.5 V,下料效果最好(<0.001),變異系數(shù)(CV=3.526%)最??;2)預(yù)設(shè)的采食量曲線接近哺乳母豬的采食規(guī)律,且采食量曲線收斂于對數(shù)曲線;3)智能飼喂系統(tǒng)采用4次/d的飼喂頻率及與采食曲線的協(xié)同工作,與人工飼喂對比,能進(jìn)一步促進(jìn)采食量,且采用變化的飼喂時間間隔(06:00,10:00,15:00及22:00),并在不同時間點的飼喂采食量比例分別為30%、20%、20%、30%時,總的采食量最大。綜上,該文設(shè)計低成本的哺乳母豬精準(zhǔn)下料控制系統(tǒng),采用基于電動推桿的控制機(jī)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)的協(xié)同工作,設(shè)備控制簡單,下料穩(wěn)定,計量準(zhǔn)確,與進(jìn)口設(shè)備及以螺旋輸送原理為基礎(chǔ)的過往系統(tǒng)比較,成本具有明顯優(yōu)勢,適合在中國大、中、小型的種豬場的哺乳車間推廣應(yīng)用。
控制系統(tǒng);設(shè)計;嵌入式系統(tǒng);哺乳母豬;電動推桿;采食量
繁殖母豬的生產(chǎn)力水平不僅直接影響生產(chǎn)者的經(jīng)營效益,更影響到每個地區(qū)乃至國家豬肉的有效供給水平[1]。中國繁殖母豬存欄量在2012年達(dá)到高峰即5 069萬頭,但隨著養(yǎng)豬周期、社會經(jīng)濟(jì)及勞動力結(jié)構(gòu)與各種成本因素的影響,散養(yǎng)戶逐步退出,母豬存欄量逐年調(diào)整下降,到2016年存欄降至3657萬頭[2]。盡管繁殖母豬的生產(chǎn)力(piglets weaned/sow/year,PSY)逐步提升,但是因母豬存欄數(shù)不足,導(dǎo)致自2015年以來豬肉的有效供給不足,豬價及豬糧比高位運行,豬肉進(jìn)口量逐年上升,2016年創(chuàng)歷史新高達(dá)到162.03萬t,同比增加108.40%,成為名副其實的全球最大豬肉進(jìn)口國[3],引取全社會對豬業(yè)的廣泛關(guān)注。
對哺乳母豬采用智能化飼喂能有效提高母豬受胎分娩率、窩產(chǎn)仔數(shù)、窩產(chǎn)活仔數(shù)、初生窩質(zhì)量、泌乳力、窩斷奶仔豬數(shù)和21日齡斷奶窩質(zhì)量等繁殖性能,降低母豬返情率和淘汰率[4]。許棟等[5]研究表明,智能化飼喂哺乳母豬可減少窩弱仔數(shù)、顯著提高斷奶仔豬質(zhì)量及提高采食量,熊本海等[6]研發(fā)的第一代系統(tǒng)經(jīng)飼喂試驗表明,針對哺乳母豬的4餐/d的智能飼喂方式,實際采食量平均高于人工飼喂方式,且采食量的曲線更加接近理論采食量曲線,同樣使得平均的仔豬斷奶體質(zhì)量優(yōu)于非智能飼喂??傊?,全智能化飼喂方式的飼喂效果得到生產(chǎn)實踐的認(rèn)可。就智能飼喂設(shè)備而言,典型的有加拿大研制的Gestal哺乳母豬飼喂管理系統(tǒng)[7],VELOS智能化母豬飼養(yǎng)管理系統(tǒng)[8]、潤農(nóng)哺乳母豬飼喂系統(tǒng)[9]、成都肇元[10]及華科智能[11]的母豬飼喂系統(tǒng)等。上述系統(tǒng)的共同點是,精準(zhǔn)下料機(jī)構(gòu)采用水平蛟龍輸送機(jī),類似于妊娠母豬的電子飼喂站,通過與中央控制器的協(xié)同工作,控制每次的下料時間與下料量,實現(xiàn)對單個哺乳母豬的定時與定量飼喂。但是,經(jīng)過在中國南方豬場的飼喂應(yīng)用發(fā)現(xiàn),采食上述飼喂方式存在的不足有:1)每個哺乳周期(規(guī)模化豬場一般為21 d)結(jié)束后,水平蛟龍輸送機(jī)中一般有剩余料,而后續(xù)的哺乳母豬不會立即上產(chǎn)床,若不及時清理設(shè)備,殘余飼料發(fā)霉,尤其在南方的雨季問題更為突出,但是該機(jī)構(gòu)快速清理殘余料并不方便;2)系統(tǒng)中的緩沖料倉需要經(jīng)常人為上下移動料位控制桿,以防結(jié)拱,增加了人為的工作量;3)采用蛟龍輸送機(jī),要求窗體及輔助部件采用鋼制材料,使得材料及制造費用較高,安裝不便利,導(dǎo)致按每個產(chǎn)床配一套飼喂器的投入對于規(guī)?;姆N豬場較大。因此,針對上述問題,創(chuàng)新突破下料方式,開發(fā)一種下料精準(zhǔn)、無飼料殘留,操作維護(hù)方便、性能穩(wěn)定、成本低廉且控制便利的新一代哺乳母豬智能飼喂系統(tǒng),具有潛在的巨大需求。
本研究設(shè)計了一種哺乳母豬自動飼喂器,主要采用簡單的通過料倉內(nèi)容積的變化控制下料量,輔助以桌面計算機(jī)及單機(jī)智能終端控制系統(tǒng),滿足哺乳母豬少吃多餐的技術(shù)需求,使采食量最大化,無剩料的發(fā)生。通過飼喂中試試驗,獲得了設(shè)備的合理飼喂參數(shù)。
圖1為哺乳母豬精準(zhǔn)下料控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖,主要由控制面板1、儲料倉2、定量倉3、推桿固定板4、電動推桿5、緩沖彈簧6、堵料上球7、堵料下球8及供料管與儲料倉的接口處組成。
1.控制面板 2.儲料倉 3.定量倉 4.推桿固定板 5.電動推桿 6.緩沖彈簧 7.堵料上球 8.堵料下球 9.供料管與儲料倉接口處
圖1所示整個供料系統(tǒng)的最大特點是結(jié)構(gòu)緊湊,供料系統(tǒng)與下料裝置通過儲料倉的上部分巧妙連接為一體,電動推桿部件與控制面板的里外融合構(gòu)成儲料倉的上部分,儲料倉主體(圓柱部分及倒錐體部分)與定量倉部分通過電動推桿的工作協(xié)同下料,使得整個系統(tǒng)從上到下極為緊湊,體積小,耗料少,運行過程節(jié)能,維護(hù)方便,符合智能農(nóng)機(jī)研發(fā)的趨勢。
下料原理如圖2所示,該下料機(jī)構(gòu)是通過電動推桿上下運動帶動堵料上、下球上下移動,而定量倉體積一定以確保飼料精準(zhǔn)下料。推桿向下運動堵料上球封堵料倉而堵料下球脫離料倉進(jìn)行定量下料動作;推桿向上運動堵料上球脫離料倉而堵料下球封堵料倉進(jìn)行定量儲料動作??梢?,這種下料方式通過電動推桿與堵料上、下球的聯(lián)動,完成定量下料,就飼喂裝置的定量倉而言,既無殘留,又能攪動儲料倉上部分的飼料結(jié)拱,結(jié)構(gòu)簡單又高效。但每次下料的數(shù)量直接受控于電動推桿的速度特性,電動推桿速率受電壓的影響,電動推桿的工作電壓也會受到供電電源的特性,相關(guān)設(shè)備協(xié)同工作的影響,需要通過現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)去測定影響結(jié)果。
1.堵料下球 2.定量倉 3.堵料上球 4.電動推桿
電動推桿實質(zhì)上是一種能夠來回往返運動的,且通過電力驅(qū)動的機(jī)構(gòu)。其電動機(jī)通過一對齒輪減速后帶動一對絲杠螺母把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動,利用電動機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推拉動作,推力和拉力相等。本研究采用國產(chǎn)直流電動推桿LEC606[12],主要參數(shù)包括輸入電壓、推桿速度(mm/s)、工作行程及負(fù)載(N)等。測試研究在河南蘭考縣種豬場內(nèi)進(jìn)行,考慮的影響因素為輸入電壓和電推桿速度。其中輸入電壓設(shè)定2個水平即11.5和12.5 V,電推桿速度也是2個水平即40和60 mm/s,共計2×2=4個處理,獲得了110個觀察值。觀察指標(biāo)為電動推桿完成一個行程,即電動機(jī)完成正反轉(zhuǎn)至堵料下球封堵住料倉的下料量(g),測試時保持定量倉上端的儲料充足,保證測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果列在表1中。
表1 電動推桿速度及輸入電壓對下料特性的影響
注:同列數(shù)據(jù)間標(biāo)不同的小寫字母表示差異顯著(<0.05)。
Note: In the same column, values with different small letter superscript mean significant difference (<0.05).
表1數(shù)據(jù)處理表明,推桿速度及輸入電壓總體上顯著影響下料特性(<0.001),慢推桿速度與快推桿速度相比,前者因為速度較慢,重力對下料量的影響增大,單次行程下料量顯著高于后者,單機(jī)下料量的變異也增大;其次,本試驗中的12.5 V工作電壓對應(yīng)的電源功率為100 W較小,在推桿啟動時電壓變化較大,影響單機(jī)下料的精準(zhǔn)性,而11.5 V工作電壓對應(yīng)的電源功率為150 W較大,在推桿啟動時電壓變化略小,對單機(jī)下料的精準(zhǔn)性影響較小,使得電源功率較大且輸出電壓穩(wěn)定的處理(60 mm/s,11.5 V)的下料效果最好,變異系數(shù)3.526%也是最小的。
本系統(tǒng)在實際部署中,單個飼喂器系統(tǒng)由下位機(jī)實現(xiàn)單獨控制,但不同的飼喂系統(tǒng)又能通過遠(yuǎn)程的PC端進(jìn)行飼喂參數(shù)的設(shè)置及數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集與貯存管理。在本系統(tǒng)中,系統(tǒng)預(yù)設(shè)了每次下料的比例,同時也可以通過下位機(jī)或遠(yuǎn)程控制的方式,修改下料比例參數(shù),以進(jìn)行不同的采食量和飼喂效果的試驗。
本研究的飼喂器單機(jī)控制的下位機(jī)電路由2塊面板組成,并通過線插件鏈接起來。圖4所示為下位機(jī)的前面板電路,它是以微處理器(MCU,LPC1766,工作溫度?40~105 ℃,工作電壓2.0~3.6 V,閃存256 K,低功耗)為核心[13],主要由指令按鍵輸入、數(shù)據(jù)通信電路、數(shù)據(jù)貯存(鐵電存貯)電路、數(shù)據(jù)顯示及外設(shè)驅(qū)動電路等組成。系統(tǒng)采用先進(jìn)先出的堆棧存貯模式,按每天毎頭豬飼喂4次的數(shù)據(jù)量計算,可貯存大約2個月的個體飼喂過程數(shù)據(jù)。下位機(jī)的存貯數(shù)據(jù)可逆向上傳到上位機(jī)系統(tǒng)存儲,用于累計大量的飼喂數(shù)據(jù)。
下位機(jī)的另一塊控制電路為圖3所示電路的輔助電路,主要服務(wù)于(1.2)部分所述的電動推桿,即為推桿電機(jī)提供穩(wěn)壓電路、驅(qū)動電機(jī)及電流檢測電路,確保電動推桿的電壓穩(wěn)定,避免電機(jī)啟動時電壓過大、推桿速度過快導(dǎo)致推桿卡死。
1.按鍵 2.JTAG仿真接口 3.ISP與RESET 4.濾波電容 5.看門狗 6.鐵電存儲 7.CAN總線驅(qū)動 8.LCD接口 9.MCU 10.電源啟動與關(guān)閉 11.外設(shè)驅(qū)動 12.電流過流保護(hù)與低壓檢測 13.后備電池
“飼喂控制PC端系統(tǒng)”即上位機(jī)系統(tǒng)的主界面,采用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為My SQL數(shù)據(jù)庫[14],并采用C#語言編寫代碼[15],主要的功能模塊包括數(shù)據(jù)信息、系統(tǒng)管理、用戶管理及數(shù)據(jù)庫管理等。在“系統(tǒng)管理”模塊中,設(shè)置了“飼喂器管理”,可以設(shè)置每臺設(shè)備的飼喂參數(shù),包括不同哺乳日齡對應(yīng)的每日飼喂量、每日喂料次數(shù)、喂料時間點及每次喂料量(占總量的比例),過上位機(jī)可以一次性向若干臺飼喂器下發(fā)飼喂參數(shù),對于差異性數(shù)據(jù)再個案處理,大大提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的效率。特別地,上位機(jī)系統(tǒng)可以去讀取下位機(jī)的在線數(shù)據(jù)并更新下發(fā)的數(shù)據(jù)。
研發(fā)的設(shè)備在河南蘭考縣種豬場進(jìn)行了安裝與使用,圖4為相關(guān)現(xiàn)場情景圖片。
圖4 飼喂器現(xiàn)場安裝使用場景
為提高哺乳母豬的泌乳性能,一般在分娩后前2 d控制采食,然后逐日增加,在1周后達(dá)到正常采食量,在20~25 d,日采食量可以達(dá)到5~6 kg,其后泌乳量下降,在斷奶前2~3 d,逐步控減采食量至斷奶。通過智能化飼喂,依據(jù)采食量的精細(xì)化調(diào)控策略,尋求整個泌乳期間總的采食量最大化。但是,在給定采食量的前提下,如何使實際采食量達(dá)到預(yù)期是精準(zhǔn)飼喂的難點,與具體的飼喂制度有關(guān)。首先是日飼喂次數(shù),結(jié)合豬只的采食行為與生理特點,一般認(rèn)為3~5次適宜[16-18]。本研究綜合設(shè)備飼喂的便利及預(yù)飼喂試驗的效果,采用飼喂時間間隔逐步增加,且飼喂4次的飼喂節(jié)律,即按06:00、10:00、15:00、22:00時間點飼喂。但是,每次采食量的最佳比例尚無定論。本研究結(jié)合對規(guī)?;i場的調(diào)研,選用了2個比例,即方式1為30%、25%、25%及20%,方式2為30%、20%、20%及30%,進(jìn)行了飼喂試驗。
試驗組選用了60頭母豬為初產(chǎn)和二胎母豬,其平均窩產(chǎn)仔數(shù)為9.46頭。母豬產(chǎn)房為半開放式,舍內(nèi)日平均氣溫在28~31 ℃左右,最低氣溫在25~27 ℃。對照組為人工飼喂組,隨機(jī)選取30頭體況、胎次相近的哺乳母豬,飼喂周期30 d,每天分別記錄了人工飼喂及2種智能飼喂方式下各組母豬的平均采食量,采食具有相同養(yǎng)分濃度的哺乳母豬日糧,且日糧設(shè)計綜合參考了中國《豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》[19]及NRC(1998,2012)建議的《豬的營養(yǎng)需要量》[16,20]中有關(guān)哺乳母豬的日糧濃度。其中,主要飼料原料的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)參考了第26~27版《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表》[21-22]及AMINO Dat?5.0[23]對記錄的采食數(shù)據(jù),采用對數(shù)模型模擬,分別獲得圖5所示的3套采食量曲線。
注:智能飼喂方式1為30%、25%、25%及20%,方式2為30%、20%、20%、30%。
從圖5可以發(fā)現(xiàn),采用人工喂料的采食量總體上低于智能飼喂模式。在整個試驗期間,人工喂料采用逐漸增料的方式,直至達(dá)到最大量5 kg左右,但采用設(shè)備飼喂的母豬采食情況總體上好于對照組,盡管最大采食量與人工飼喂沒有差異。具體而言,人工喂料日均采食量為3.80 kg,而智能飼喂的日均采食量方式1(30%、25%、25%及20%)為4.58 kg,方式2(30%、20%、20%、30%)為4.65 kg,數(shù)據(jù)表明,2種智能化飼喂方式明顯促進(jìn)了采食量的改善。進(jìn)一步,在3種飼喂方式下,采食量總體趨勢都呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢,但在局部上還是出現(xiàn)較大波動,可能與豬舍的環(huán)境平均溫度較高有關(guān)。盡管如此,對采食量數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬,均收斂于對數(shù)曲線,且擬合曲線的相關(guān)系數(shù)(2)均大于0.90,表明用對數(shù)曲線較好反映哺乳母豬的采食規(guī)律。最后,就2種智能飼喂方式而言,后者的平均采食量略好于方式1,日均采食量高出70 g,若按哺乳期為21 d及28 d分別計算,哺乳期可累計多采食大約1.47和1.96 kg,表明改變飼喂時間間隔及改變飼喂量比例更加符合哺乳母豬的采食行為特性,進(jìn)一步驗證了Sulabo等[24]總結(jié)的針對哺乳母豬的教槽料飼喂策略。此外,本試驗結(jié)果與熊本海等[6]研制的第一代哺乳母豬飼喂系統(tǒng)相比,進(jìn)一步最大化了哺乳母豬采食量。而Goodband等[25-26]報道了提高哺乳母豬的采食量可提高產(chǎn)仔率、縮短從斷奶到發(fā)情的間隔,Dtitz等[27-29]報道了下一胎次的繁殖率與本胎次生產(chǎn)性能的關(guān)系,反映了為哺乳母豬提供充足養(yǎng)分的必要性。此外,Clowes等[30]研究發(fā)現(xiàn)因哺乳母豬采食量下降導(dǎo)致幼仔的生長緩慢、卵巢功能退化,進(jìn)一步引起選擇性的蛋白質(zhì)損失。因此,不論是對仔豬的發(fā)育,還是母豬自身繁殖性能的維護(hù),保證哺乳期間足夠的采食量是至關(guān)重要的。
1)設(shè)計了一種通過容積的改變實現(xiàn)精準(zhǔn)下料的哺乳母豬飼喂控制設(shè)備。該設(shè)備精準(zhǔn)下料的關(guān)鍵在于電動推桿的速率、行程及電源的輸出電壓的協(xié)同,控制下料量的穩(wěn)定性,設(shè)備性能測試驗證表明,推桿速率為60 mm/s;且電源輸出電壓為11.5 W時,下料的穩(wěn)定性最好,且推桿不會卡死。
2)與傳統(tǒng)人工飼喂的采食量比較,智能飼喂方式顯著促進(jìn)哺乳母豬的采食量,而且采用變飼喂時間間隔(06:00、10:00、15:00、22:00)且不同時間點的飼喂采食量比例分別為30%、20%、20%、30%時,采食量效果好于以往的、依次減少飼喂比例的投料方式,且獲得較佳的采食量變化曲線。
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Design and test of precise blanking control system for lactating sows
Xiong Benhai1, Yang Liang1, Zheng Shanshan1, Cao Pei2, Pan Xiaohua1, Wu Guotao2
(1100193; 2453500)
In order to meet the maximum feed intake of lactating sows and achieve accurate feeding control requirements, a new generation of automatic feeding control system of lactating sows was designed in this study. The automatic feeding control system consisted of control panel, storage bin, quantitative bin, ejector retainer plate, linear actuator, buffer spring, upper blocking ball, subjacent blocking ball and connector between feed delivery tube and storage bin. In terms of control panel, the main components included microprocessor chip, commands input circuits, data communication circuits, data storage circuits, data display and external drive circuits. The form of stack data was applied in data storage system, and all feeding data in two months can be stored in this system under the situation that pigs were fed four times a day. Besides, the combination of the electric push rod and control panel constituted the upper part of storage bin; the loading feeder system and unloading equipment were connected by the upper part of storage bin; the main body of storage bin (cylindrical and inverted cone section) and quantitative bin were coordinated by electric push rod to unload feed. Through this design, the feed system was compact, energy saving, less feed loss and easy maintenance, which is in line with the development trend of intelligent agricultural machine. To obtain a stable discharge of feed by this system, the control of linear actuator’s operating rate, and the coordination between input voltage and power was studied. In addition, the accurate feeding amount to lactating sows was realized by using the preset individual feed intake model and the precise control technology on variable volume. The results showed that: 1) the feed discharge control system mainly consisted of the quantitative feed bin, linear actuator, the upper plugging ball and down plugging ball, and the embedded control system. 2) The feed discharge stability test showed that starting voltage of linear actuator varied slightly and the precise of feed discharge amount wasn’t affected when the electric power supply was 150 W. Besides, when the electric push rod rate was 60 mm/s, the input voltage was 11.5 V, the feed discharge was more precise and stable (<0.001, CV=3.526%). 3) The preset feed intake curve was consistent with the feeding characteristics of lactating sows, and the feed intake curve was converged to the logarithm curve (2=0.9609). 4) Compared with artificial feeding, the automatic intelligent feeding system improved feed intake of sows when the feeding curves was preset and feeding frequency was four times per day. The maximum of feed intake was achieved when sows were fed at different feeding time interval (06:00, 10:00, 15:00 and 22:00) and different amount of feed (30%, 20%, 20%, and 30% for each feeding, respectively) in a day. In conclusion, the new generation of automatic feeding system integrated the linear actuator equipment and embedded control system, and it had the advantages of easy operation for farms, accurate and stable feed discharge, and lower cost compared with imported equipment and traditional equipment with auger delivery. Therefore, the automatic feeding control systems suitable for popularization and application in the big, medium and small pig farms in our country.
control systems; design; embedded systems; nursing sow; linear actuator; feed intake
10.11975/j.issn.1002-6819.2017.20.022
S225
A
1002-6819(2017)-20-0177-06
2017-06-21
2017-09-11
國家“十三五”重點研發(fā)課題(2017YFD0701604,2016YFD0700205);北京市重大科技計劃項目課題(D171100000417002)
熊本海,湖北紅安人,研究員,博士生導(dǎo)師,長期從事飼料動物營養(yǎng)及畜牧業(yè)信息技術(shù)研究。Email:xiongbenhai@caas.cn
熊本海,楊 亮,鄭姍姍,曹 沛,潘曉花,吳郭濤. 哺乳母豬精準(zhǔn)飼喂下料控制系統(tǒng)的設(shè)計與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2017,33(20):177-182. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.20.022 http://www.tcsae.org
Xiong Benhai, Yang Liang, Zheng Shanshan, Cao Pei, Pan Xiaohua, Wu Guotao. Design and test of precise blanking control system for lactating sows[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(20): 177-182. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.20.022 http://www.tcsae.org