2012, 43(12):1-4. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.001
摘要:設(shè)計(jì)了2種結(jié)構(gòu)形式的車(chē)用蓄能懸架,建立了車(chē)輛蓄能懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建了Ⅰ、Ⅱ型蓄能懸架結(jié)構(gòu),采取多目標(biāo)優(yōu)化方法,得到了2種蓄能懸架的性能參數(shù),在仿真基礎(chǔ)上,進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn),仿真與試驗(yàn)結(jié)果較為一致,表明蓄能懸架系統(tǒng)充分發(fā)揮了彈簧相位滯后、阻尼器呈中性及蓄能器相位超前的特性,提高了車(chē)輛隔振能力,協(xié)調(diào)了整車(chē)綜合性能。
2012, 43(12):5-10. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.002
摘要:考慮前輪定位參數(shù)應(yīng)用拉格朗日方程建立了獨(dú)立懸架汽車(chē)擺振系統(tǒng)4自由度模型。基于該模型,應(yīng)用數(shù)值分析方法仿真分析了主銷(xiāo)后傾角影響自激擺振中多極限環(huán)的速度區(qū)間及其數(shù)值特性。結(jié)果表明,隨著后傾角增大,自激擺振中出現(xiàn)多極限環(huán)的速度區(qū)間提前,而且隨著后傾角增大,不穩(wěn)定極限環(huán)幅值減少,穩(wěn)定極限環(huán)的幅值增大,但頻率變化不大。研究結(jié)果為減小汽車(chē)自激擺振和多極限環(huán)現(xiàn)象控制提供了理論參考。
2012, 43(12):11-15,27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.003
摘要:在建立4自由度1/2車(chē)輛半主動(dòng)懸架系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上,首先研發(fā)了兼顧車(chē)輛平順性與道路友好性的模糊混合控制策略,然后利用自行開(kāi)發(fā)的以Freescale MC9S12XDP512為核心處理芯片的16位電子控制單元,并結(jié)合Matlab/Real-time Windows Target模塊搭建了車(chē)輛半主動(dòng)懸架系統(tǒng)控制策略硬件在環(huán)仿真平臺(tái),在該平臺(tái)開(kāi)展了基于硬件在環(huán)的半實(shí)物仿真試驗(yàn),深入驗(yàn)證模糊混合控制策略的實(shí)車(chē)應(yīng)用可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明,與天棚控制、地棚控制相比,所提出的模糊混合控制策略可以有效兼顧車(chē)輛平順性和道路友好性,具有較好的實(shí)車(chē)應(yīng)用前景。
2012, 43(12):16-21,10. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.004
摘要:基于諧波疊加法和三角網(wǎng)格法的基本原理,建立了三維隨機(jī)路面數(shù)學(xué)模型。將車(chē)輛輪胎和鋼板彈簧視為柔體,橡膠墊塊和限位塊簡(jiǎn)化為具有非線性剛度和阻尼特性的力元,建立了剛?cè)狁詈系闹匦蛙?chē)輛整車(chē)多體動(dòng)力學(xué)模型。在SIMPACK軟件中將整車(chē)虛擬樣機(jī)和三維隨機(jī)路面集成,建立了三維隨機(jī)路面激勵(lì)下重型車(chē)輛行駛動(dòng)力學(xué)模型。利用動(dòng)載荷系數(shù)、95百分位四次冪和力兩種道路友好性評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)不同行駛速度的重型車(chē)輛整車(chē)道路友好性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:車(chē)輛以60~90km/h行駛在B級(jí)和C級(jí)三維隨機(jī)路面時(shí),隨著車(chē)速的提高,中、后兩軸車(chē)輪的道路友好性下降,前軸車(chē)輪的道路友好性并不隨車(chē)速的增加而下降,在車(chē)速超過(guò)80km/h后,道路友好性開(kāi)始提高;整車(chē)隨行駛速度的提高,道路友好性下降,B級(jí)路面道路友好性下降幅度較小,C級(jí)路面道路友好性下降幅度較大。
2012, 43(12):22-27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.005
摘要:提出一種基于車(chē)輪側(cè)向力和縱向力傳感器信息的車(chē)輛狀態(tài)觀測(cè)器。建立3自由度車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型,并構(gòu)建擴(kuò)展卡爾曼濾波器,結(jié)合縱向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器的校正信息,實(shí)時(shí)估計(jì)車(chē)輛的縱向車(chē)速和質(zhì)心側(cè)偏角。在復(fù)雜附著條件下,該車(chē)輛狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)車(chē)輪滑移和路面附著條件有很好的魯棒性。通過(guò)veDYNA車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件,對(duì)該觀測(cè)器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在分離附著系數(shù)路面條件下的仿真結(jié)果顯示,傳統(tǒng)的基于2自由度和非線性輪胎模型估計(jì)方法的縱向車(chē)速最大估計(jì)誤差為25km/h,質(zhì)心側(cè)偏角最大估計(jì)誤差為3°,相同工況下,提出的基于車(chē)輪力傳感器信息的全輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)車(chē)輛的縱向車(chē)速和質(zhì)心側(cè)偏角估計(jì)結(jié)果具有更好的精確度,最大估計(jì)誤差分別不超過(guò)0.6 km/h和0.2°,對(duì)車(chē)輪滑移和復(fù)雜路面附著條件具有更強(qiáng)的自適應(yīng)能力。
姜恩橋 , 王書(shū)翰 , 郭明忠 , 劉艷芳 , 徐向陽(yáng) , 董鵬
2012, 43(12):28-32,86. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.006
摘要:對(duì)自動(dòng)變速器與自動(dòng)傳動(dòng)液摩擦特性進(jìn)行匹配性分析,確定自動(dòng)變速器換擋元件的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及影響該評(píng)價(jià)指標(biāo)的自動(dòng)傳動(dòng)液關(guān)鍵特性。通過(guò)建立動(dòng)力學(xué)模型以及動(dòng)態(tài)仿真模型對(duì)扭矩容量、功率密度與滑摩功進(jìn)行計(jì)算與仿真分析,獲得與自動(dòng)變速器換擋元件相匹配的自動(dòng)傳動(dòng)液摩擦特性的要求。對(duì)計(jì)算結(jié)果、仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,證明了此方法的可行性、正確性與有效性。
2012, 43(12):33-38. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.007
摘要:以提高輸出阻尼力和減少響應(yīng)時(shí)間為目標(biāo),對(duì)磁流變阻尼器進(jìn)行勵(lì)磁線圈纏繞方法和磁場(chǎng)融合匹配分析,提出了基于反向串聯(lián)線圈纏繞和活塞-永磁復(fù)合體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,并設(shè)計(jì)了一種磁流變阻尼器件。在DS-100型動(dòng)靜試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行不同激振頻率、激振振幅和控制電流下的綜合性能測(cè)試。研究表明,優(yōu)化后磁流變阻尼器的輸出阻尼力可提高65%,響應(yīng)時(shí)間最大可減少50%。研究結(jié)果為進(jìn)一步改進(jìn)磁流變阻尼器性能提供了參考依據(jù)。
2012, 43(12):39-43,113. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.008
摘要:為實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)自動(dòng)控制,對(duì)其進(jìn)行了電液比例改造。建立了挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及其電液控制系統(tǒng)的非線性模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)理建模中指出的電液控制系統(tǒng)死區(qū)及動(dòng)態(tài)特性不對(duì)稱非線性。為滿足地面平整作業(yè),采用五次多項(xiàng)式插值法在笛卡爾空間生成了斗桿末端軌跡,并通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型獲得系統(tǒng)關(guān)節(jié)空間軌跡。針對(duì)控制系統(tǒng)主要存在的死區(qū)和不對(duì)稱非線性,設(shè)計(jì)了帶死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆侄蜳ID控制器,通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明了分段PID比常規(guī)PID控制精度高,能克服系統(tǒng)的主要非線性特性。通過(guò)協(xié)調(diào)控制挖掘機(jī)工作裝置三關(guān)節(jié),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)復(fù)雜軌跡的有效跟蹤。
2012, 43(12):44-50. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.009
摘要:闡述了中國(guó)玉米種植模式、收獲工藝及收獲裝備與發(fā)達(dá)國(guó)家的差異,以及中國(guó)玉米收獲機(jī)械的研發(fā)歷程和主要機(jī)型。闡述摘穗、剝皮及莖稈處理等通用技術(shù)與裝置的特點(diǎn),以及中國(guó)在不分行玉米收獲技術(shù)方面的研究與探索。分析了當(dāng)前制約中國(guó)玉米收獲機(jī)械化發(fā)展的主要因素、國(guó)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和中國(guó)各玉米產(chǎn)區(qū)種植與收獲特點(diǎn),指出了中國(guó)應(yīng)在農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的基礎(chǔ)上,因地制宜地開(kāi)發(fā)適合本地區(qū)的玉米聯(lián)合收獲裝備。
張軍昌 , 閆小麗 , 薛少平 , 朱瑞祥 , 蘇光遠(yuǎn)
2012, 43(12):51-55. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.010
摘要:設(shè)計(jì)了2BMQ-180/3型秸稈粉碎覆蓋玉米免耕施肥播種機(jī), 提出了在破茬開(kāi)溝器前安裝驅(qū)動(dòng)立軸旋轉(zhuǎn)式秸稈粉碎裝置,將秸稈和雜草粉碎并拋撒在地表的防堵措施,并進(jìn)行了田間播種性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明, 該機(jī)通過(guò)性良好;種、肥覆土深度變異系數(shù)分別為23.7%、20.8%,粉碎秸稈長(zhǎng)度小于10 cm的達(dá)到90%以上,出苗率超過(guò)90%,提高了播種質(zhì)量;實(shí)現(xiàn)了秸稈粉碎還田和免耕播種的聯(lián)合作業(yè)方式,較好地滿足了我國(guó)北方一年兩熟區(qū)保護(hù)性耕作技術(shù)發(fā)展的需求。
2012, 43(12):56-61. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.011
摘要:根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,以喂入量、脫粒軸轉(zhuǎn)速、板齒螺旋角和排芯口壓板壓力為自變量,籽粒破碎率為響應(yīng)值,采用四因素三水平響應(yīng)面分析方法,并利用Design-Expert軟件建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)各因素及其交互作用進(jìn)行分析。建立了各因素與籽粒破碎率之間的數(shù)學(xué)模型。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明:建立的回歸方程顯著;4個(gè)因素對(duì)籽粒破碎率影響的主次順序?yàn)榘妪X螺旋角、脫粒軸轉(zhuǎn)速、喂入量和排芯口壓板壓力;最佳工作參數(shù)為:喂入量2.8 kg/s、脫粒軸轉(zhuǎn)速241 r/min、板齒螺旋角9°和排芯口壓板壓力40 N,此時(shí)籽粒破碎率為0.366%,較參數(shù)優(yōu)化前的破碎率減小了0.084%~0.274%。
2012, 43(12):62-66,71. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.012
摘要:研究了一種基于土壤基質(zhì)的播種精度檢測(cè)方法。運(yùn)動(dòng)的土槽臺(tái)車(chē)搭載播種機(jī)將種子播種到土槽土壤上,同時(shí)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)采集序列圖像。采用編碼器和PLC等實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)運(yùn)動(dòng)距離檢測(cè),控制觸發(fā)面陣攝像機(jī)采集序列圖像,完成序列圖像的硬件拼接;再通過(guò)圖像處理拼接算法完成種子的目標(biāo)識(shí)別和序列圖像的拼接,得出播種機(jī)播種精度結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明:匹配粒距率達(dá)85%以上,正確粒距率達(dá)70%以上;經(jīng)多次重復(fù)試驗(yàn)后,系統(tǒng)檢測(cè)的絕對(duì)誤差在4%以內(nèi)。
2012, 43(12):67-71. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.013
摘要:針對(duì)機(jī)械式精密排種器傷種率高的問(wèn)題,提出了一種基于丸?;衩追N子的精密排種器。以排種軸轉(zhuǎn)速、型孔直徑、動(dòng)盤(pán)錐角為因素,種子破損率為指標(biāo),運(yùn)用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)安排試驗(yàn),建立了種子破損率與各影響因素之間的回歸數(shù)學(xué)模型。通過(guò)Design-Expert 7.1軟件對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,確定排種軸轉(zhuǎn)速13.2 r/min、型孔直徑16 mm、動(dòng)盤(pán)錐角26.5°為最佳參數(shù)組合,此時(shí)種子破損率為0.65%。驗(yàn)證試驗(yàn)表明該組合下試驗(yàn)誤差較小。
2012, 43(12):72-76. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.014
摘要:應(yīng)用Cottrell位錯(cuò)塞積模型分析了玉米種子內(nèi)部機(jī)械裂紋產(chǎn)生機(jī)理,采用Griffith能量平衡理論和分形幾何理論推導(dǎo)了機(jī)械裂紋擴(kuò)展速度與擴(kuò)展路徑維數(shù)計(jì)算公式,并對(duì)內(nèi)部機(jī)械裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行分形分析。結(jié)果表明:當(dāng)玉米種子局部所受應(yīng)力達(dá)到一定時(shí),其內(nèi)部即產(chǎn)生機(jī)械裂紋;根據(jù)玉米種子內(nèi)部機(jī)械裂紋擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,內(nèi)部裂紋擴(kuò)展宏觀速度小于分形擴(kuò)展速度;由玉米種子內(nèi)部機(jī)械裂紋擴(kuò)展路徑的分形維數(shù)公式求出其維數(shù)為1.1395;淀粉顆粒尺寸相同時(shí),裂紋沿淀粉顆粒擴(kuò)展的速率最快。
張鐵 , 楊學(xué)軍 , 嚴(yán)荷榮 , 王俊 , 董祥
2012, 43(12):77-86. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.015
摘要:結(jié)合超高地隙噴霧機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu),應(yīng)用ANSYS Fluent軟件,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型、離散相模型與Couple算法,建立了超高地隙噴桿噴霧機(jī)風(fēng)幕式氣流輔助施藥技術(shù)霧滴沉積飄移分布模型,對(duì)飄移率與各影響因素之間的關(guān)系進(jìn)行了仿真研究,確定了不同風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下霧滴飄移率與其各影響因素之間的函數(shù)關(guān)系,并對(duì)模擬研究結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,所建模擬模型能夠比較準(zhǔn)確地反映風(fēng)幕系統(tǒng)各作業(yè)參數(shù)對(duì)霧滴飄移率的影響規(guī)律,其中輔助氣流噴射角度、噴頭水平安裝位置、自然風(fēng)風(fēng)速、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,以及輔助氣流噴射角度和自然風(fēng)風(fēng)速、輔助氣流噴射角度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、噴頭水平安裝位置和自然風(fēng)風(fēng)速、自然風(fēng)風(fēng)速和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的交互作用都對(duì)飄移率有顯著的影響。
2012, 43(12):87-93,129. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.016
摘要:為實(shí)現(xiàn)基于脈寬調(diào)制(PWM)間歇噴霧的流量調(diào)節(jié)式變量噴施控制,以DSP56F805數(shù)字信號(hào)控制器為核心,設(shè)計(jì)了一種PWM間歇噴霧式變量噴施控制器。控制器有單機(jī)和聯(lián)機(jī)兩種工作模式,可輸出12路獨(dú)立調(diào)節(jié)的PWM信號(hào),實(shí)時(shí)檢測(cè)噴霧機(jī)組前進(jìn)速度、隔膜泵輸入軸轉(zhuǎn)速、噴桿壓力和噴施流量,并采用預(yù)測(cè)比例控制方法,通過(guò)比例溢流閥在線調(diào)節(jié)噴桿壓力。將控制器安裝到一臺(tái)經(jīng)過(guò)改裝的商購(gòu)噴桿式噴霧機(jī)上,構(gòu)建了一套PWM間歇噴霧式變量噴施系統(tǒng),并進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明:PWM信號(hào)有效頻率小于等于5Hz、流量調(diào)節(jié)范圍大于10,噴霧機(jī)組前進(jìn)速度檢測(cè)誤差在±0.1 km/h范圍內(nèi)、隔膜泵輸入軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)誤差在±1.5 r/min范圍內(nèi)、噴桿壓力檢測(cè)誤差在±0.01 MPa范圍內(nèi)、噴施流量檢測(cè)誤差在±0.05 L/min范圍內(nèi),經(jīng)2 s調(diào)節(jié)后噴桿壓力調(diào)節(jié)誤差在±0.01 MPa范圍內(nèi)。
張京 , 何雄奎 , 宋堅(jiān)利 , 曾愛(ài)軍 , 劉亞佳
2012, 43(12):94-96. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.017
摘要:研究了無(wú)人駕駛直升機(jī)航空噴霧參數(shù)對(duì)藥液霧滴沉積效果的影響。使用紅外熱像儀與無(wú)人機(jī)聯(lián)用測(cè)試噴霧前、后作物冠層溫度,通過(guò)溫度變化率反映霧滴在水稻冠層的沉積效果。結(jié)果表明:以霧滴沉積量與冠層溫度變化率為評(píng)價(jià)指標(biāo)得到的結(jié)果一致,紅外熱成像技術(shù)可以準(zhǔn)確反映霧滴在水稻上的沉積規(guī)律。WPH642型無(wú)人駕駛直升機(jī)作業(yè)時(shí)選取噴霧參數(shù)為:飛行高度2 m、飛行速度1.5 m/s。
2012, 43(12):97-101,106. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.018
摘要:采用添加Gurney襟翼并光順下弧面的方式對(duì)風(fēng)力機(jī)專(zhuān)用翼型S822進(jìn)行尾緣改型,利用k-ωSST湍流模型研究原始翼型和改進(jìn)Gurney襟翼翼型的氣動(dòng)特性。計(jì)算分析了襟翼高度和壓力面光滑連接襟翼頂端的開(kāi)始位置,對(duì)翼型的升阻力系數(shù)、升阻比以及翼型表面壓力分布和流場(chǎng)特性的影響。結(jié)果表明:開(kāi)始改型位置相同時(shí),隨襟翼高度增加,升力系數(shù)在一定攻角范圍內(nèi)呈遞增趨勢(shì),阻力系數(shù)持續(xù)增大,升阻比在襟翼高度為0.02弦長(zhǎng)時(shí)最高;襟翼高度相同時(shí),隨開(kāi)始改型位置后移,升力系數(shù)和升阻比增大,阻力系數(shù)變化很小。研究結(jié)論為風(fēng)力機(jī)葉片翼型改型設(shè)計(jì)提供參考。
李巖 , 田文強(qiáng) , 馮放 , 丁國(guó)奇 , 和慶斌
2012, 43(12):102-106. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.019
摘要:與Savonius風(fēng)輪組合使用是改善直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)起動(dòng)性的重要方法,而二者的結(jié)合角度對(duì)組合型垂直軸風(fēng)力機(jī)的起動(dòng)性有很大影響。首先,設(shè)計(jì)了采用FX63-145和NACA0018翼型的直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)和Savonius風(fēng)輪,利用風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試并分析了各自的起動(dòng)性。然后,分別將Savonius風(fēng)輪的最佳起動(dòng)區(qū)域與兩種直線翼垂直風(fēng)力機(jī)的最差起動(dòng)區(qū)域和最佳起動(dòng)區(qū)域進(jìn)行組合,測(cè)試了在這4種不同組合方式下的組合型垂直軸風(fēng)力機(jī)的起動(dòng)性。結(jié)果表明:對(duì)于采用對(duì)稱翼型的直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī),將直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)的最佳起動(dòng)區(qū)域與Savonius風(fēng)輪的最佳起動(dòng)區(qū)域結(jié)合的方法可以更好地提高組合型垂直軸風(fēng)力機(jī)的起動(dòng)性。而對(duì)于采用非對(duì)稱翼型的直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī),兩種組合方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。
2012, 43(12):107-113. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.020
摘要:以北京市大興某生物質(zhì)固體成型燃料廠為例,研究了不同季節(jié)供應(yīng)的玉米秸稈、花生殼、木屑3種生物質(zhì)原料物理和熱化學(xué)特性的變化規(guī)律。結(jié)果表明,木屑的全水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,超過(guò)40%,花生殼和玉米秸稈為10%左右,不同種類(lèi)原料的堆積密度、流動(dòng)特性、發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分等特性有一定差異。木屑的堆積密度較大,揮發(fā)分含量較高,灰分含量較低。木屑和花生殼的干燥基發(fā)熱量較玉米秸稈高,但由于木屑的水分過(guò)高導(dǎo)致其收到基發(fā)熱量較低。不同季節(jié)的同類(lèi)原料理化特性也有差異,特別是水分、發(fā)熱量、灰分差異顯著。全水分含量隨當(dāng)?shù)貧夂驐l件而變化,6月份之后,玉米秸稈、花生殼和木屑的干燥基發(fā)熱量分別降低約7%、3.5%和5%。因此,在生物質(zhì)原料儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、壓縮成型等設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)充分考慮不同種類(lèi)原料堆積密度、流動(dòng)特性等物理特性的差異,而生物質(zhì)原料的燃燒過(guò)程,不僅涉及不同種類(lèi)原料的差異,還應(yīng)考慮不同季節(jié)造成的影響。
2012, 43(12):114-117,50. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.021
摘要:為實(shí)現(xiàn)自流排砂,以圓柱形沼氣池為研究對(duì)象,進(jìn)料管設(shè)計(jì)為弦向,使反應(yīng)器內(nèi)部流體產(chǎn)生旋流,并利用Fluent軟件對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析,確定泥砂最易在底部左下角區(qū)域沉積。按水力相似準(zhǔn)則建立試驗(yàn)?zāi)P?,設(shè)計(jì)排砂管與進(jìn)料管的夾角為150°,以含砂量為10%的清水作為試驗(yàn)流體,批量連續(xù)進(jìn)料,對(duì)自流排砂反應(yīng)器與常規(guī)反應(yīng)器的排砂性能進(jìn)行比較。結(jié)果表明:自流排砂反應(yīng)器在第3次排砂就能收集到泥砂,第5次排砂排砂率可達(dá)86.13%,前19次平均排砂率是常規(guī)反應(yīng)器的3.81倍,第5~22次的平均排砂率為82.17%,明顯優(yōu)于常規(guī)反應(yīng)器。
趙春江 , 郝玲 , 楊信廷 , 陳明 , 孫傳恒 , 李文勇
2012, 43(12):118-122. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.022
摘要:針對(duì)目前農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中履歷信息單一化和信息量少的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一個(gè)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量追溯為目的的農(nóng)產(chǎn)品視頻履歷追溯系統(tǒng)?;贏RM9嵌入式技術(shù)與H.264壓縮技術(shù)相結(jié)合對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行視頻履歷的采集和壓縮處理,應(yīng)用3G無(wú)線傳輸技術(shù)對(duì)視頻履歷進(jìn)行傳輸,通過(guò)生產(chǎn)服務(wù)器對(duì)視頻履歷進(jìn)行存儲(chǔ),以.NET為平臺(tái)開(kāi)發(fā)了用戶對(duì)農(nóng)產(chǎn)品視頻履歷追溯系統(tǒng)的軟件。該系統(tǒng)可采集農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)階段的視頻履歷,為農(nóng)產(chǎn)品追溯提供了更直觀、更豐富、更具說(shuō)服力的履歷信息。該系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明,系統(tǒng)具有通用性強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、便攜式等特點(diǎn),可方便地應(yīng)用于溫室、農(nóng)田等各種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境,從而滿足用戶的不同需求。
錢(qián)建平 , 吳曉明 , 楊信廷 , 邢斌 , 王鳳麗
2012, 43(12):123-129. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.023
摘要:針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件的特點(diǎn),利用粗糙集方法,通過(guò)對(duì)10個(gè)樣本案例進(jìn)行屬性分析與約簡(jiǎn),確定了危害源毒性、影響范圍、死亡人數(shù)、傷害人數(shù)和人口密度5個(gè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件等級(jí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)重要度分析得到各指標(biāo)的權(quán)重分別為0.2、0.2、0.1、0.3和0.2。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件等級(jí)評(píng)價(jià)模型;將模型計(jì)算語(yǔ)言化,以WebGIS為工具,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全應(yīng)急管理系統(tǒng);通過(guò)模擬某次農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件表明,該系統(tǒng)能提高對(duì)事件的處置能力,也便于直觀看到處置過(guò)程,為進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全應(yīng)急管理提供參考。
2012, 43(12):130-135. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.024
摘要:通過(guò)電子鼻采集不同等級(jí)、樹(shù)種和產(chǎn)地西湖龍井茶的智能嗅覺(jué)指紋圖譜,利用主成分分析得分矩陣研究等級(jí)、樹(shù)種和產(chǎn)地指紋信息對(duì)茶葉品質(zhì)的影響程度,基于軟獨(dú)立模型分類(lèi)分析方法建立茶葉等級(jí)、樹(shù)種和產(chǎn)地的3類(lèi)智能嗅覺(jué)判別模型。結(jié)果表明,不同等級(jí)西湖龍井茶的電子鼻信號(hào)差異最大;在涵蓋不同樹(shù)種和產(chǎn)地信息的樣品中,電子鼻能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)品質(zhì)相近的高檔等級(jí)(精品、特級(jí)和一級(jí))茶葉,等級(jí)判別正確率基本達(dá)到100%。樹(shù)種與產(chǎn)地特征對(duì)于茶葉品質(zhì)的影響程度比較接近,并且同一等級(jí)、同一產(chǎn)地下不同樹(shù)種模型和同一等級(jí)、同一樹(shù)種下不同產(chǎn)地模型的判別正確率基本都達(dá)到92%以上。在此基礎(chǔ)上,提出了首先利用電子鼻進(jìn)行等級(jí)劃分,然后在同一等級(jí)下進(jìn)行樹(shù)種鑒定和產(chǎn)地判別的西湖龍井茶品質(zhì)智能嗅覺(jué)快速檢測(cè)策略。
趙進(jìn)輝 , 袁海超 , 劉木華 , 肖海斌 , 徐將
2012, 43(12):136-141. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.025
摘要:為實(shí)現(xiàn)鴨肉中金霉素殘留含量的快速測(cè)定,提出了應(yīng)用同步熒光法結(jié)合最小二乘支持向量回歸(LSSVR)來(lái)建立鴨肉中金霉素殘留含量的定量分析模型。首先應(yīng)用三維同步熒光法對(duì)波長(zhǎng) 250~450 nm的同步熒光光譜進(jìn)行分析,確定檢測(cè)鴨肉中的金霉素含量的最佳波長(zhǎng)差Δλ為70 nm;然后使用sym8小波的2層分解對(duì)原始同步熒光光譜進(jìn)行光譜預(yù)處理,對(duì)預(yù)處理后的光譜采用遺傳算法(GA)結(jié)合交互驗(yàn)證均方根誤差(RMSECV)方法選擇了16個(gè)波長(zhǎng)作為檢測(cè)模型的輸入特征向量;最后對(duì)LSSVR、BP 和SVM_SteveGunn 3種模型進(jìn)行性能比較,以LSSVR模型的預(yù)測(cè)效果最好,其預(yù)測(cè)集的決定系數(shù)R2和預(yù)測(cè)均方根誤差分別為0.9491和2.5660。試驗(yàn)結(jié)果表明,同步熒光法結(jié)合LSSVR模型檢測(cè)鴨肉中的金霉素殘留含量是可行的。
2012, 43(12):141-145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.026
摘要:為了探討利用二維相關(guān)近紅外光譜法快速判別魚(yú)粉和豆粕飼料原料的可行性,共收集了52個(gè)魚(yú)粉、60個(gè)豆粕樣品,其中34個(gè)魚(yú)粉和40個(gè)豆粕樣品作為定標(biāo)集,其余18個(gè)魚(yú)粉和20個(gè)豆粕樣品作為獨(dú)立驗(yàn)證集,用Spectrum400型近紅外光譜儀掃描獲取光譜,并對(duì)其特征峰進(jìn)行解析。采用樣本-樣本二維相關(guān)分析方法定性判別魚(yú)粉、豆粕,當(dāng)預(yù)處理方法為一階導(dǎo)數(shù)時(shí),判斷正確率為100%。與偏最小二乘判別分析方法相比,二者均可正確檢測(cè)魚(yú)粉、豆粕,其中二維相關(guān)方法的建模及驗(yàn)證算法簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、運(yùn)算速度快。
田甲春 , 韓玲 , 劉昕 , 師希雄 , 王文婷 , 郭兆斌
2012, 43(12):146-150. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.027
摘要:以10頭青海牦牛為研究對(duì)象,對(duì)其在宰后8d成熟期間的機(jī)理指標(biāo):pH值、糖原含量、肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)、鈣激活酶活性、組織蛋白酶L活性以及肉用品質(zhì):加壓損失、蒸煮損失、剪切力、色度L*、a*、b*進(jìn)行了測(cè)定分析,并對(duì)剪切力、MFI、鈣激活酶活性、組織蛋白酶L活性進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明:成熟過(guò)程中上述指標(biāo)均發(fā)生變化,最直接的效應(yīng)是改善了牦牛肉的嫩度。MFI和鈣激活酶活性相關(guān)性極顯著(P<0.01)與組織蛋白酶L活性相關(guān)性顯著(P<0.05),鈣激活酶活性與組織蛋白酶L活性呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。
2012, 43(12):151-157. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.028
摘要:為研究微波輻射對(duì)小麥胚芽(WG)品質(zhì)的影響,采用連續(xù)式微波裝備對(duì)WG進(jìn)行穩(wěn)定化處理,并用掃描電鏡、粘度儀分析了微波輻射對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、淀粉糊化等特性的影響。結(jié)果表明,微波對(duì)WG有很好的穩(wěn)定化效果,在有效鈍酶的前提下經(jīng)微波處理的WG仍可觀察到完整的淀粉顆粒,并伴有清晰的輪廓,但隨著微波輻射強(qiáng)度的提高,其中油脂、蛋白質(zhì)及淀粉之間原有的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的改變。微波處理后WG的糊化溫度由原來(lái)的58.5℃升至59.3~65.4℃,根據(jù)初始糊化程度的不同,出現(xiàn)具有一定意義的峰值粘度(349~466 BU)和破損值(69~87 BU)。微波處理后的WG中脂肪酸組成和α-維生素E含量無(wú)明顯改變。研究表明,微波輻射在有效鈍酶的同時(shí),對(duì)WG的品質(zhì)也產(chǎn)生了部分影響。但與傳統(tǒng)熱處理方法相比,微波輻射對(duì)WG品質(zhì)影響程度較小,微波穩(wěn)定化具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
劉書(shū)來(lái) , 張莎莎 , 呂飛 , 丁玉庭
2012, 43(12):158-164. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.029
摘要:研究了CO2-冷海水浸泡處理技術(shù)對(duì)南美白對(duì)蝦保鮮貯藏過(guò)程中品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明, CO2-冷海水浸泡處理后蝦的菌落總數(shù)、大腸桿菌數(shù)、產(chǎn)H2S菌數(shù)和嗜冷菌數(shù)均比對(duì)照組低。同時(shí),貯藏期間揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、pH值和K值的增加也顯著低于對(duì)照組。CO2-冷海水中貯藏8 d的蝦仍在二級(jí)鮮度范圍內(nèi),其TVB-N為19.5mg /(100g)和K值為20.3%,而對(duì)照組蝦已嚴(yán)重腐敗。貯藏期間蝦肉的剪切力略有下降,但無(wú)顯著性差異。CO2-冷海水處理能有效抑制蝦內(nèi)PPO的活性,延緩蝦體的褐變和感官品質(zhì)的下降。
王輝 , 毛文華 , 劉剛 , 胡小安 , 李樹(shù)君
2012, 43(12):165-170. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.030
摘要:為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化采摘作業(yè),設(shè)計(jì)了蘋(píng)果作業(yè)機(jī)器人識(shí)別與定位系統(tǒng)。模擬人類(lèi)采摘過(guò)程,采用單、雙目視覺(jué)組合傳感器系統(tǒng),克服了現(xiàn)有識(shí)別與定位系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)到視覺(jué)傳感器距離的依賴性。實(shí)現(xiàn)了對(duì)單、雙目視覺(jué)系統(tǒng)的單獨(dú)和組合標(biāo)定,與手動(dòng)測(cè)量結(jié)果相比,雙目視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定后3個(gè)方向的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.4、1.2和1.2 cm。提出了基于蘋(píng)果顏色、形狀和位置特征的識(shí)別與定位方法,試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)工作距離為240 cm時(shí),雙目視覺(jué)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確識(shí)別并定位所有蘋(píng)果,深度方向標(biāo)準(zhǔn)差為4.9 cm;當(dāng)工作距離為150 cm時(shí),雙目視覺(jué)系統(tǒng)深度方向標(biāo)準(zhǔn)差為2.4 cm;當(dāng)工作距離小于100 cm時(shí),單目視覺(jué)傳感器測(cè)量目標(biāo)到傳感器距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0 cm。
尹建軍 , 武傳宇 , Yang Simon X , Gauri S Mittal , 毛罕平
2012, 43(12):171-175,157. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.031
摘要:以關(guān)節(jié)型機(jī)械臂避開(kāi)垂直莖稈或撐桿采摘番茄為研究對(duì)象,提出了一種基于構(gòu)形空間的關(guān)節(jié)型機(jī)械臂避障路徑規(guī)劃方法。利用空間映射原理,將關(guān)節(jié)型機(jī)械臂工作空間的三維避障問(wèn)題轉(zhuǎn)換為平面R-R機(jī)械臂避開(kāi)障礙圓的問(wèn)題,用臨界碰撞關(guān)節(jié)角建立C-障礙空間的映射計(jì)算模型,將工作空間的位置避障轉(zhuǎn)換為構(gòu)形空間連桿關(guān)節(jié)角的計(jì)算。以能量最優(yōu)函數(shù)優(yōu)選避障規(guī)劃的關(guān)節(jié)終點(diǎn)角度,利用A*算法計(jì)算平面R-R機(jī)械臂的避障關(guān)節(jié)角路徑,獲得一系列表示空間連桿位置的相交豎直面,并在豎直面內(nèi)進(jìn)行其余關(guān)節(jié)角的規(guī)劃。避障采摘番茄的試驗(yàn)表明,機(jī)械臂帶動(dòng)夾持器能成功繞過(guò)直線狀障礙物,引導(dǎo)夾持器到達(dá)果實(shí)目標(biāo)位置,證明對(duì)平面R-R機(jī)械臂的空間映射建模是正確的,驗(yàn)證了提出的避障路徑規(guī)劃方法是可行的,可以應(yīng)用于番茄的自動(dòng)收獲。
2012, 43(12):176-180. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.032
摘要:在研究番茄收獲機(jī)器人對(duì)目標(biāo)圖像分割識(shí)別時(shí),經(jīng)常由于采集的圖像受光照影響以及分割識(shí)別算法的計(jì)算復(fù)雜性而影響到識(shí)別的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。通過(guò)比較RGB、HSI、YUV等顏色模型的特點(diǎn),從理論上分析了YUV顏色模型應(yīng)用于收獲機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的可行性,提出了一種基于YUV顏色模型的成熟番茄分割方法。同時(shí)綜合實(shí)驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)確定了成熟的紅色番茄在RGB、HSI、YUV顏色模型中閾值范圍,采用直接確定色差閾值的雙閾值分割算法識(shí)別成熟番茄,并對(duì)3種顏色模型在不同的光照條件下的分割識(shí)別效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),將基于YUV顏色模型成熟番茄分割方法應(yīng)用于番茄收獲機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng),能很好地解決其魯棒性和實(shí)時(shí)性問(wèn)題。
2012, 43(12):181-186. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.033
摘要:為保證全方位視覺(jué)圖像中標(biāo)識(shí)方位角度的計(jì)算精度,研究了圖像除噪和提取人工標(biāo)識(shí)的算法。采用低頻濾波除噪;計(jì)算了圖像中紅色像素的強(qiáng)度,并設(shè)置紅色閾值提取紅色特征像素,以相鄰像素的歐幾里得幾何距離來(lái)劃分像素塊,每像素塊的重心作為圖像中的位置標(biāo)識(shí);求出圖像中標(biāo)識(shí)與相機(jī)投影中心的方位角度;在復(fù)雜環(huán)境中,采用藍(lán)色塊來(lái)輔助紅色標(biāo)識(shí)判別人工標(biāo)識(shí)。通過(guò)圖像標(biāo)識(shí)識(shí)別實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了除噪處理的有效性;并在面積為30 m×30 m 的室外平地上,進(jìn)行了定點(diǎn)、直線行駛和傳感器傾斜實(shí)驗(yàn)。定點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為標(biāo)識(shí)方位角平均絕對(duì)誤差和均方根誤差平均值分別為1.12°和2.10°;傳感器傾斜實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明5°傾斜對(duì)方位角的影響較??;直線行駛的定位精度約10 cm。研究表明算法可行,求出的標(biāo)識(shí)方位角誤差較小,運(yùn)行速度較快和魯棒性強(qiáng)且定位精度較好。
黃文倩 , 李江波 , 張馳 , 李斌 , 陳立平 , 張百海
2012, 43(12):187-191. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.034
摘要:針對(duì)基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水果表面缺陷因受到亮度不均影響而提取困難的問(wèn)題,以阿克蘇蘋(píng)果為研究對(duì)象,采用可見(jiàn)-近紅外雙CCD成像系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一種無(wú)需預(yù)先建模的類(lèi)球形亮度變換方法,對(duì)R分量圖像進(jìn)行亮度變換,變換后的圖像使整個(gè)水果表面正常區(qū)域灰度趨于一致,而缺陷區(qū)域依然保留為低灰度區(qū),增強(qiáng)了缺陷和正常果皮的對(duì)比度,提高了缺陷檢測(cè)精度。使用共計(jì)100個(gè)樣本評(píng)估算法的可行性,其中45個(gè)缺陷果的檢測(cè)精度為93.3%,55個(gè)正常果的檢測(cè)正確率為100%,整體檢測(cè)精度達(dá)到97%。研究結(jié)果表明,利用基于類(lèi)球形亮度變換結(jié)合單閾值分割方法提取水果表面缺陷是可行的。
2012, 43(12):192-196,164. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.035
摘要:針對(duì)紅外光和可見(jiàn)光傳感器難以同時(shí)獲取清晰的目標(biāo)和場(chǎng)景問(wèn)題,提出一種基于非下采樣Contourlet系數(shù)壓縮感知的可見(jiàn)光和紅外圖像融合方法。首先采用非下采樣Contourlet變換對(duì)可見(jiàn)光圖像和紅外圖像分別進(jìn)行多尺度、多方向分解,得到各自的非下采樣Contourlet系數(shù);然后對(duì)兩種圖像的低頻系數(shù)采用加權(quán)與平均相結(jié)合的系數(shù)融合方案直接融合,對(duì)兩種圖像的帶通方向子帶系數(shù)采用偽隨機(jī)傅里葉矩陣進(jìn)行觀測(cè)后將觀測(cè)值進(jìn)行加權(quán)融合,再對(duì)融合后的帶通方向子帶觀測(cè)值進(jìn)行系數(shù)重構(gòu),最后通過(guò)非下采樣Contourlet逆變換重構(gòu)圖像。數(shù)值實(shí)驗(yàn)顯示,該融合算法計(jì)算復(fù)雜度低,融合效果好,能同時(shí)得到目標(biāo)和場(chǎng)景均清晰的融合圖像。
郭俊先 , 應(yīng)義斌 , 饒秀勤 , 李俊偉 , 亢銀霞 , 石砦
2012, 43(12):197-203. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.036
摘要:以梳棉內(nèi)部深度1~6 mm處的多種雜質(zhì)為研究對(duì)象,研究了高光譜成像技術(shù)檢測(cè)效果和可行性。在波長(zhǎng)460~900 nm范圍內(nèi),提取高光譜圖像中雜質(zhì)和棉花的像素光譜。采用二次判別分析分類(lèi)像素,構(gòu)造分割二值圖像,使用面積過(guò)濾器和形態(tài)學(xué)組合方法剔除二值圖像中的噪聲點(diǎn)和偽目標(biāo),統(tǒng)計(jì)雜質(zhì)檢測(cè)效果。結(jié)果表明可以檢測(cè)棉網(wǎng)內(nèi)一定深度的普通雜質(zhì)(植物性雜質(zhì))、彩色丙綸絲、有色線和有色布?jí)K,能夠檢測(cè)部分黑色毛發(fā)和灰色丙綸絲。其中,普通雜質(zhì)的檢測(cè)效果最佳,正確檢測(cè)率超過(guò)80%。
2012, 43(12):204-210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.037
摘要:為實(shí)現(xiàn)番茄形態(tài)的數(shù)字化設(shè)計(jì)與可視化模擬,通過(guò)對(duì)番茄進(jìn)行長(zhǎng)期的觀察測(cè)量與分析,提出了對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行器官模板分類(lèi)的幾何建模方法。對(duì)葉片和側(cè)枝進(jìn)行了分類(lèi),每種分類(lèi)都建立模板庫(kù)。依據(jù)番茄器官的主要形態(tài)特征,提取器官幾何模型的主控參數(shù)。結(jié)合模板技術(shù)實(shí)現(xiàn)了番茄主要器官和植株三維形態(tài)結(jié)構(gòu)的交互式設(shè)計(jì)軟件。所提出的基于番茄器官幾何模型的植株結(jié)構(gòu)交互式設(shè)計(jì)方法所構(gòu)建的模型呈現(xiàn)〖JP2〗多態(tài)性,并且對(duì)模型和對(duì)應(yīng)的真實(shí)植株的垂直投影葉面積與總?cè)~面積的比值進(jìn)行了計(jì)算,分別為0.4788和0.4832,其誤差為0.91%,具有較高的真實(shí)感效果。該設(shè)計(jì)方法易于結(jié)合農(nóng)學(xué)知識(shí),且滿足番茄形態(tài)多樣化的數(shù)字化設(shè)計(jì)要求,對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的園藝作物幾何建模具有一定的參考價(jià)值。
2012, 43(12):211-216. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.038
摘要:針對(duì)孵化過(guò)程是一個(gè)具有高度非線性、大滯后、時(shí)變特性且強(qiáng)耦合性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,提出了一種基于灰色預(yù)測(cè)和聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合預(yù)測(cè)方法。該模型首先利用灰色預(yù)測(cè)模型和聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)焦?fàn)t禽蛋孵化過(guò)程溫、濕度進(jìn)行預(yù)測(cè),然后采用方差-協(xié)方差優(yōu)選組合預(yù)測(cè)法對(duì)2種單一模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行加權(quán)集成,以獲得較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)精度,實(shí)現(xiàn)孵化過(guò)程溫度和濕度的有效預(yù)測(cè)。運(yùn)行結(jié)果表明,組合預(yù)測(cè)模型均方根相對(duì)偏差為0.9%。
2012, 43(12):217-221,228. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.039
摘要:為了正確地識(shí)別植物常見(jiàn)的脅迫種類(lèi),以采集的正常狀態(tài)和7種脅迫下的植物電信號(hào)為樣本,結(jié)合小波包分解提取特征值能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用模糊準(zhǔn)則來(lái)優(yōu)化小波包分解,提取植物電信號(hào)中的最優(yōu)小波包基能量值構(gòu)成特征集,應(yīng)用更適合處理模糊的、非線性信號(hào)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為分類(lèi)器,以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同逆境因子類(lèi)型的識(shí)別。首先利用小波包對(duì)采集的植物電信號(hào)進(jìn)行降噪預(yù)處理,然后列舉了樣本經(jīng)基于模糊準(zhǔn)則的小波包處理后各小波包基上的能量樣本值,繪制了特征分布圖,最后通過(guò)對(duì)蘆薈、碧玉、虎皮蘭和蟹爪蘭4種植物所處7種脅迫的判斷,以統(tǒng)計(jì)特征值作為對(duì)照,采用所提方法脅迫平均識(shí)別率達(dá)到9595%,驗(yàn)證了此方法的準(zhǔn)確性和可行性。
2012, 43(12):222-228. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.040
摘要:為分析單棟塑料溫室內(nèi)的溫度場(chǎng)分布情況,建立了包括溫室內(nèi)外空間、室內(nèi)作物和土壤層等的溫室環(huán)境幾何模型,在分析太陽(yáng)輻射及各部分熱交換的基礎(chǔ)上,對(duì)單棟塑料溫室內(nèi)的溫度場(chǎng)進(jìn)行了3-D穩(wěn)態(tài)模擬。熱輻射傳遞過(guò)程采用蒙特卡羅法模擬,將室內(nèi)作物簡(jiǎn)化為連續(xù)固體換熱模型并采用剪應(yīng)力輸運(yùn)模型表述空氣紊流。結(jié)果顯示:模型預(yù)測(cè)值均高于實(shí)測(cè)值,絕對(duì)誤差均小于2.2℃,平均相對(duì)誤差為6.7%。氣流對(duì)溫室內(nèi)溫度和均勻性影響較大,溫室進(jìn)風(fēng)口側(cè)的溫度低于出風(fēng)口側(cè)。作物簡(jiǎn)化為連續(xù)固體的假設(shè)用于室內(nèi)空氣部分的溫度預(yù)測(cè)具有一定的可行性,但預(yù)測(cè)值會(huì)高一些。
2012, 43(12):229-233. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.041
摘要:為滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)精準(zhǔn)控制與實(shí)時(shí)視頻的要求,提出將基于ZigBee與3G技術(shù)的無(wú)線遠(yuǎn)程傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)中, 構(gòu)建一種高效的設(shè)施農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本地環(huán)境信息的無(wú)線采集并上傳到嵌入式服務(wù)器端。通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)與Internet無(wú)縫連接,實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)線接入,采用B/S模式,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境信息與視頻信息。通過(guò)內(nèi)嵌的專(zhuān)家系統(tǒng)模型,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制。試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,信息無(wú)線采集與傳輸、環(huán)境自動(dòng)調(diào)控及遠(yuǎn)程可視化調(diào)控均達(dá)到實(shí)際需求,同時(shí)具有很高的實(shí)時(shí)性及可擴(kuò)展性。
譚興強(qiáng) , 謝志江 , 謝永春
2012, 43(12):234-239,250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.042
摘要:根據(jù)6_PUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的力螺旋平衡方程,采用支鏈力分解方法推導(dǎo)了該機(jī)構(gòu)的力雅可比矩陣,進(jìn)而得到其運(yùn)動(dòng)雅可比矩陣。由運(yùn)動(dòng)雅可比矩陣得到了6_PUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)發(fā)生奇異的條件,并以奇異條件為基礎(chǔ)歸納了該機(jī)構(gòu)二類(lèi)奇異的幾何特征。為了便于在全工作空間中研究機(jī)構(gòu)的奇異位姿,提出了一種更能反映機(jī)構(gòu)運(yùn)行需求的奇異域概念,作為研究機(jī)構(gòu)奇異位姿和避免奇異的基礎(chǔ),建立了奇異域的數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過(guò)仿真研究獲得了6_PUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)在全工作空間內(nèi)2類(lèi)奇異域的分布,提出了避免機(jī)構(gòu)進(jìn)入奇異域和發(fā)生奇異的方法,為該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了參考。
2012, 43(12):240-245,256. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.043
摘要:設(shè)計(jì)了一種軸向分相結(jié)構(gòu)的耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵,通過(guò)磁路解析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究討論了電磁鐵的矩角特性曲線以及頻響和階躍響應(yīng)等靜動(dòng)態(tài)特性,其仿真頻寬約為115Hz/-3dB和80 Hz/-90°,上升時(shí)間約為15 ms。為了驗(yàn)證理論分析的正確性,搭建了靜動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明該電磁鐵的矩角特性近似于正弦波形,其最大靜轉(zhuǎn)矩達(dá)到了0.19 N·m,實(shí)驗(yàn)頻寬達(dá)到113 Hz/-3 dB和65 Hz/-90°,上升時(shí)間約為18 ms。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果基本吻合,可以用作直動(dòng)式2-D數(shù)字比例閥等的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器。
2012, 43(12):246-250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.044
摘要:提出了一種利用系統(tǒng)共振原理的壓電共振型隔膜氣泵。分析了共振泵的工作原理,建立了共振泵的動(dòng)力學(xué)模型,通過(guò)計(jì)算獲得影響共振泵輸出流量的主要因素。設(shè)計(jì)了共振泵樣機(jī),使用激光測(cè)微儀測(cè)得隔膜片的放大位移約是同一支撐條件下的壓電振子位移的5.3倍,設(shè)計(jì)了測(cè)量共振泵輸出流量的實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到在不同的振動(dòng)彈簧剛度、調(diào)整彈簧片剛度和隔膜片剛度下輸出流量及其相應(yīng)的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明:在輸入電壓為150 V、振動(dòng)彈簧片厚度為0.6 mm、調(diào)整彈簧片厚度為1.4 mm、剛性傳振活塞與隔膜片半徑比為0.5和共振頻率為230 Hz時(shí),輸出流量可以達(dá)到1650 mL/min。
2012, 43(12):251-256. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.045
摘要:運(yùn)用干擾管理思想,從客戶不滿意度、運(yùn)作成本以及工件加工順序三方面度量單機(jī)調(diào)度系統(tǒng)的擾動(dòng),構(gòu)建字典序的、多目標(biāo)的單機(jī)調(diào)度干擾管理模型,并采用改進(jìn)的蟻群算法進(jìn)行求解,通過(guò)算例驗(yàn)證模型的有效性。結(jié)果表明:該方法比已有的全局重調(diào)度方法更實(shí)用,能夠均衡各方的利益,得到多方滿意的調(diào)整方案,使得系統(tǒng)的擾動(dòng)更小。
2012, 43(12):257-261. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.046
摘要:以水為工質(zhì),以微通道平行流蒸發(fā)器為模型,試驗(yàn)研究了1孔、5孔、12孔3種不同結(jié)構(gòu)分流板的流量分配特性,并與無(wú)分流板時(shí)作了比較。結(jié)果表明:集流管的入口雷諾數(shù)小于3000時(shí),無(wú)分流板和1孔分流板的流量分配受雷諾數(shù)的影響很大,均勻性和穩(wěn)定性均較差,但無(wú)分流板時(shí)的均勻性好于1孔分流板,當(dāng)入口雷諾數(shù)大于3000時(shí),無(wú)分流板時(shí)的均勻性最差,1孔分流板的均勻性和穩(wěn)定性變好;在入口雷諾數(shù)小于4000時(shí),5孔分流板的流量分配均勻性和穩(wěn)定性均較好,當(dāng)雷諾數(shù)大于4000時(shí),均勻性和穩(wěn)定性變差;12孔分流板的流量分配均勻性和穩(wěn)定性始終最好,均勻性隨著雷諾數(shù)增大而略有提高。
2012, 43(12):262-267,277. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.047
摘要:采用細(xì)化試驗(yàn)和有限元方法對(duì)某立式加工中心靜剛度進(jìn)行了研究。通過(guò)細(xì)化試驗(yàn)不僅測(cè)得了機(jī)床的三向靜剛度,而且測(cè)量了主要零件的變形;對(duì)主軸箱的變形進(jìn)行了細(xì)化試驗(yàn),對(duì)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析;測(cè)量了主軸箱滑塊與立柱導(dǎo)軌結(jié)合面的變形,結(jié)果表明該結(jié)合面y向是薄弱環(huán)節(jié)。在Workbench中建立了機(jī)床靜剛度有限元模型,通過(guò)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。
2012, 43(12):268-272. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.048
摘要:根據(jù)成形法加工螺旋錐齒輪的幾何理論,推導(dǎo)了任意時(shí)刻切削厚度和切削寬度的計(jì)算公式,建立了成形法加工螺旋錐齒輪大輪的動(dòng)態(tài)銑削力模型,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)標(biāo)定了銑削力系數(shù),編寫(xiě)了成形法加工螺旋錐齒輪大輪動(dòng)態(tài)銑削力仿真程序。為驗(yàn)證動(dòng)態(tài)銑削力模型的有效性,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置。銑削力計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差不超過(guò)±15%,證明了銑削力模型的正確性。
2012, 43(12):273-277. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.049
摘要:在分離式Hopkinson壓桿實(shí)驗(yàn)(SHPB)和準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)裝置上對(duì)鋁合金6061-T6進(jìn)行了高溫(20~500℃)高應(yīng)變率(達(dá)104/s)下的動(dòng)、靜態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn),在獲得應(yīng)變強(qiáng)化、應(yīng)變率強(qiáng)化和熱軟化效應(yīng)曲線的基礎(chǔ)上,修正了經(jīng)典的JC(Johnson-Cook)方程,并在仿真模型中驗(yàn)證了所得MJC方程的有效性。研究表明:鋁合金6061-T6材料流變應(yīng)力隨應(yīng)變和應(yīng)變率的升高而升高,隨變形溫度升高而降低;提出的JC修正方程較JC方程具有更高的本構(gòu)關(guān)系描述精度;所獲得的鋁合金6061-T6材料本構(gòu)方程,為該材料高速切削物理仿真提供了精確的動(dòng)、靜態(tài)材料模型參數(shù)。
賴聯(lián)鋒 , 高誠(chéng)輝 , 黃健萌
2012, 43(12):278-282. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.12.050
摘要:建立了具有分形特征的二維雙粗糙表面滑動(dòng)接觸模型,考慮材料的彈塑性變形及滑動(dòng)過(guò)程中損傷失效,運(yùn)用有限元方法動(dòng)態(tài)探討相嵌微凸體在滑動(dòng)過(guò)程中應(yīng)力與應(yīng)變的變化情況。結(jié)果顯示不同位置的等效塑性應(yīng)變沿深度的變化規(guī)律不同,最大等效塑性應(yīng)變量發(fā)生在摩擦次表層的某一深度處;隨著塑性應(yīng)變的增大,導(dǎo)致材料表層下微觀裂紋的萌生,在外載荷持續(xù)作用下,表面一定深度處存在著一交錯(cuò)的剪切應(yīng)力區(qū),這一應(yīng)力區(qū)阻止了裂紋沿深度方向擴(kuò)展,但卻促使了裂紋沿平行于摩擦表面方向的延伸裂紋擴(kuò)展乃至發(fā)生斷裂。
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