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  • 2013年第44卷第1期文章目次
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    • >車輛與動力工程
    • 天然氣發(fā)動機寬域氧傳感器控制系統(tǒng)

      2013, 44(1):1-5. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.001

      摘要 (4862) HTML (0) PDF 1014.23 K (3423) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了基于電控調(diào)壓器的增壓單燃料CNG發(fā)動機電控系統(tǒng),在分析寬域氧傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了以MPC561為主芯片的寬域氧傳感器控制系統(tǒng),采用CJ125芯片設(shè)計了寬域氧驅(qū)動電路以及加熱電路。設(shè)計了基于自適應(yīng)算法的空燃比閉環(huán)控制器,對氧傳感器加熱溫度進(jìn)行閉環(huán)控制和對空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制。通過在天然氣發(fā)動機試驗臺架上的空燃比閉環(huán)試驗,驗證了所設(shè)計的空燃比自適應(yīng)閉環(huán)控制算法可以實現(xiàn)對空燃比的快速、精確瞬態(tài)控制,為發(fā)動機空燃比智能控制、提高發(fā)動機的經(jīng)濟性和改善排放提供了條件。

    • 四沖程自由活塞發(fā)電機活塞運動控制方法

      2013, 44(1):6-10,16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.002

      摘要 (4393) HTML (0) PDF 1.00 M (2042) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實現(xiàn)四沖程自由活塞發(fā)電機的連續(xù)穩(wěn)定運行,提出并研究了基于直線發(fā)電機工作狀態(tài)切換和沖程終點預(yù)測的自由活塞往復(fù)運動控制方法。在混雜系統(tǒng)范疇內(nèi),完成了運動控制系統(tǒng)仿真模型的建立,結(jié)合自由活塞發(fā)電機仿真模型和循環(huán)燃燒波動仿真模型,對控制過程進(jìn)行了仿真研究?;诟咝阅軘?shù)字信號處理器建立了四沖程自由活塞發(fā)電機的電控系統(tǒng),對所設(shè)計的運動控制方法進(jìn)行了實驗驗證,分析了失火對活塞往復(fù)運動的影響。研究結(jié)果表明:該運動控制方法穩(wěn)定可靠、算法簡單,滿足了四沖程自由活塞發(fā)電機對活塞運動控制的要求。

    • 被動進(jìn)氣式自由活塞發(fā)電機設(shè)計與特性分析

      2013, 44(1):11-16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.003

      摘要 (4425) HTML (0) PDF 977.86 K (1835) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種采用軸向直流換氣的被動進(jìn)氣式自由活塞直線發(fā)電機,闡述了其主要結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了動力學(xué)及熱力學(xué)方程,實驗驗證了仿真模型的工作過程,分析了工作過程運動特性和相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響規(guī)律,為性能優(yōu)化及樣機設(shè)計提供依據(jù)。結(jié)果表明工作過程中,發(fā)動機換氣持續(xù)時間約占全周期的58%,有利于新鮮充量進(jìn)入到氣缸;活塞運動曲線呈非對稱狀,在上止點加速度變化劇烈,需要加大燃燒放熱速度來適應(yīng)其變化;適當(dāng)加大活塞質(zhì)量及排氣口開閉位置,減小點火提前位置和進(jìn)氣閥門的開啟壓力,可使樣機具有較高的輸出功率。

    • 供油系統(tǒng)對二甲醚發(fā)動機燃燒循環(huán)變動的影響

      2013, 44(1):17-20,32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.004

      摘要 (4234) HTML (0) PDF 940.05 K (2009) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過采集分析二甲醚發(fā)動機示功圖,試驗研究了噴射系統(tǒng)參數(shù)和低壓供油系統(tǒng)參數(shù)對二甲醚發(fā)動機燃燒循環(huán)變動的影響。結(jié)果表明:增大噴孔直徑可以減小燃燒循環(huán)變動,高速時噴孔直徑對燃燒循環(huán)變動的影響較低速時更顯著;增大噴油器的開啟壓力,低速時燃燒循環(huán)變動增大,高速時則反之;發(fā)動機負(fù)荷增加,燃燒循環(huán)變動減弱;供油提前角從BTDC 6°CA提前到BTDC 13°CA后,燃燒循環(huán)變動系數(shù)呈先增大后減小的趨勢;增加低壓供油系統(tǒng)儲能器的體積可以有效控制燃燒循環(huán)變動。

    • 發(fā)動機噴油器用電磁直線執(zhí)行器動態(tài)建模與試驗

      2013, 44(1):21-26. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.005

      摘要 (4029) HTML (0) PDF 966.29 K (1758) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對發(fā)動機電控噴油器中電—機能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)存在的問題,基于永磁自鎖原理提出了一種電磁直線執(zhí)行器(EMLA)。在考慮渦流、結(jié)構(gòu)尺寸及邊緣效應(yīng)等影響因素下,采用等效磁路法建立了EMLA的動態(tài)模型,并通過仿真數(shù)據(jù)與樣機試驗數(shù)據(jù)的對比,驗證了動態(tài)模型的正確性,使其可作為分析EMLA動態(tài)特性的有效工具。分析表明,EMLA在0.5MPa開啟油壓條件下其過渡時間為1.57ms(行程0.25mm),滿足發(fā)動機高速噴射的要求,并且因其無需保持電流而可提高發(fā)動機的經(jīng)濟性。

    • 內(nèi)燃機尾氣余熱重整制氫混燃性能試驗

      2013, 44(1):27-32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.006

      摘要 (4046) HTML (0) PDF 929.23 K (2217) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對氫氣在汽車上不易存儲和攜帶的問題,利用自行設(shè)計的一套燃料重整制氫系統(tǒng)回收發(fā)動機尾氣余熱,實現(xiàn)乙醇水蒸氣重整制氫。通過改裝發(fā)動機進(jìn)氣管,將制取的重整氣引入發(fā)動機,和汽油一起實現(xiàn)混合燃燒。試驗中汽油機的轉(zhuǎn)速為1800r/min,進(jìn)氣壓力為61.5kPa,在不同的過量空氣系數(shù)下,分別對原機和重整氣摻混體積分?jǐn)?shù)2.5%的汽油機的性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明,隨著過量空氣系數(shù)的增大,重整氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)越來越大,而一氧化碳的變化趨勢則相反。重整氣的引入縮短了火焰發(fā)展期和快速燃燒持續(xù)期,提高了發(fā)動機的指示熱效率,并降低了HC的排放量,而CO和NOx的排放量略有增加。

    • DNTP對柴油機顆粒物熱重特性與組織形貌的影響

      2013, 44(1):33-37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.007

      摘要 (4376) HTML (0) PDF 1.28 M (1966) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用熱重分析、掃描電鏡和透射電鏡等技術(shù)對直噴式柴油機4種工況下顆粒物(PM)樣品進(jìn)行分析,考察了低溫等離子體(DNTP)處理前后樣品中元素碳和可揮發(fā)物含量、表面形貌和初級粒子組織形式的變化。結(jié)果表明:原機PM中元素碳含量隨負(fù)荷增加逐漸升高,形貌上則從團(tuán)簇積聚狀向?qū)悠询B狀和多孔疏松的海綿狀過渡,初級顆粒由堆疊厚度大、分形單一的塊狀形態(tài)逐漸向堆疊厚度小、分形復(fù)雜的線條式積聚體形態(tài)過渡;DNTP處理后,PM中元素碳含量較原機升高,形貌呈現(xiàn)的規(guī)律與原機相似,但在全負(fù)荷呈樹杈狀;初級粒子的組織形式與原機全負(fù)荷時獲取的PM樣品相似,表明DNTP可有效地將PM中粘性較高的可揮發(fā)物成分分解。

    • >農(nóng)業(yè)裝備與機械化工程
    • 流固耦合作用對螺旋離心泵流場影響的數(shù)值分析

      2013, 44(1):38-42,47. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.008

      摘要 (4611) HTML (0) PDF 1.06 M (2316) 評論 (0) 收藏

      摘要:為研究流固耦合作用對螺旋離心泵內(nèi)部流場的影響,以ZJ200—25型螺旋離心泵為研究對象,應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件CFX12.1和有限元軟件ANSYS Workbench對螺旋離心泵進(jìn)行了考慮內(nèi)部流場和結(jié)構(gòu)相互作用的兩場交替聯(lián)合求解,并以相同的設(shè)置對不考慮流固耦合作用的內(nèi)部流場進(jìn)行了計算。對比分析兩種計算方法得到的流場發(fā)現(xiàn),考慮流固耦合作用后:泵進(jìn)口處的壓力波動加劇,出口壓力波動強度降低,進(jìn)出口波動頻率不變,但相位有改變;速度分布滿足共同的規(guī)律,但在小流量工況下差別最大,同時在葉片與隔舌處于相干位置時,隔舌附近流動也受到明顯影響;徑向力大小隨時間變化規(guī)律一致,但波動范圍減小;考慮流固耦合作用后葉輪流道內(nèi)流動更加不對稱。

    • 導(dǎo)流器對射流式自吸離心泵自吸性能的影響

      2013, 44(1):43-47. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.009

      摘要 (4665) HTML (0) PDF 1.00 M (1887) 評論 (0) 收藏

      摘要:在射流式自吸離心泵的葉輪出口處增設(shè)新型導(dǎo)流器,該導(dǎo)流器具有兩個不對稱出口及隔流板,隔流板與葉輪間隙為1.0mm?;贔luent軟件提供的Mixture多相流模型、標(biāo)準(zhǔn)k—ε湍流模型及SIMPLE算法,對該泵的自吸過程進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬,得到了泵內(nèi)壓力、速度和氣液兩相分布及導(dǎo)流器兩個出口的壓力、氣相體積流率和液相質(zhì)量流率隨時間步長的變化規(guī)律。結(jié)果表明:導(dǎo)流器內(nèi)壓力沿流體流動方向逐漸增大,并出現(xiàn)較大的變化梯度,葉輪各流道內(nèi)的壓力近似對稱分布;導(dǎo)流器兩個不對稱出口氣液混合物的各個流動參數(shù)呈規(guī)律的周期性變化;導(dǎo)流器上的隔流板與葉輪的間隙在泵自吸過程中不僅能阻止液體環(huán)流,減少水力損失,而且使泵加速氣液的混合及分離,從而縮短泵的自吸時間。

    • 基于歐拉固液兩相流模型的泵站進(jìn)水側(cè)流場三維模擬

      2013, 44(1):48-52. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.010

      摘要 (4302) HTML (0) PDF 1.08 M (1836) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對泵站過水建筑物中出現(xiàn)大量的泥沙淤積和不良流態(tài),基于歐拉固液兩相流模型對大型泵站進(jìn)水側(cè)流場進(jìn)行三維CFD數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果表明,泵站原始的布置方案會引起低速區(qū)、漩渦以及回流等不良的進(jìn)水流態(tài),會導(dǎo)致在泵站前池出現(xiàn)泥沙淤積的現(xiàn)象。為了改善泵站進(jìn)水流態(tài)和減少前池的泥沙淤積,對泵站分水堰形狀進(jìn)行修改并在引渠段加設(shè)整流底坎。數(shù)值模擬結(jié)果顯示,通過對泵站原始布置方案的修改,消除了前池內(nèi)的回流,漩渦的范圍也有所減小,泥沙淤積的現(xiàn)象得到了較大的改善,水流中的泥沙體積分?jǐn)?shù)平均減少了13%。

    • 射水減弱混流式水輪機尾水管內(nèi)壓力脈動的數(shù)值模擬

      2013, 44(1):53-57. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.011

      摘要 (4045) HTML (0) PDF 1022.21 K (1959) 評論 (0) 收藏

      摘要:選用RNG k—ε湍流模型,對一臺混流式模型水輪機在部分負(fù)荷工況下的流動進(jìn)行了全流道三維瞬態(tài)湍流數(shù)值模擬。數(shù)值計算結(jié)果與模型試驗結(jié)果進(jìn)行了比較,成功預(yù)測了水輪機尾水管內(nèi)壓力脈動的幅值與頻率特性。從混流式水輪機泄水錐處向尾水管內(nèi)射水可減弱尾水管內(nèi)低頻壓力脈動,對射水后水輪機內(nèi)的流動進(jìn)行了數(shù)值模擬。計算結(jié)果表明,通過射水可以有效減弱尾水管內(nèi)的壓力脈動,減小壓力脈動幅值。隨著射水量的增加,壓力脈動幅值減小更加明顯,但是同時會導(dǎo)致水輪機效率的下降。為了盡可能大的減小壓力脈動幅值,并兼顧水輪機效率,建議選擇0.03~0.05倍該工況流量的射水量。此時,水輪機壓力脈動幅值降低明顯,而水輪機效率下降不大。

    • 軸流泵葉輪非線性環(huán)量數(shù)學(xué)模型建立與試驗

      2013, 44(1):58-61,66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.012

      摘要 (4030) HTML (0) PDF 965.43 K (2184) 評論 (0) 收藏

      摘要:以軸流泵葉輪出口速度梯度方程和軸面速度表達(dá)式為基礎(chǔ),建立了軸流泵葉輪非線性環(huán)量數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)了葉片出口流動方程式。采用微型五孔球形探針,對南水北調(diào)工程用軸流泵模型(TJ04—ZL—06)最優(yōu)工況下葉輪出口不同半徑位置的環(huán)量和軸面速度分別進(jìn)行了試驗測量。試驗結(jié)果表明,高效軸流泵葉輪出口環(huán)量呈現(xiàn)非線性分布,在葉片中部較為平直,在輪轂側(cè)環(huán)量降低至中部的0.8倍左右,而輪緣側(cè)增大至中部的1.2倍左右;同時葉輪出口軸面速度分布呈現(xiàn)拋物線流型,葉片中部速度最大。基于建立的非線性環(huán)量數(shù)學(xué)模型對葉輪出口軸面速度分布進(jìn)行了計算,結(jié)果表明不同半徑的軸面速度計算值與試驗值誤差均小于5%,驗證了數(shù)學(xué)模型的可靠性。

    • 泵水潤滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性研究

      2013, 44(1):62-66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.013

      摘要 (4412) HTML (0) PDF 974.11 K (2330) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對當(dāng)前泵水潤滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模態(tài)分析與穩(wěn)定性等動力學(xué)特性研究相對薄弱等問題,以設(shè)計的某高壓多級泵為例,通過合理簡化,建立研究該泵軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的三維實體模型與數(shù)學(xué)模型;利用ANSYS進(jìn)行的考慮慣性效應(yīng)、不同角速度的多載荷模態(tài)分析生成了剛性支承坎貝爾圖,計算得到了考慮陀螺效應(yīng)的前4階固有頻率、3000r/min載荷下的正進(jìn)動渦動轉(zhuǎn)速(即臨界轉(zhuǎn)速);分析得出了系統(tǒng)在工作轉(zhuǎn)速與非工作轉(zhuǎn)速下的軸系不平衡響應(yīng)曲線;恒定轉(zhuǎn)速下突加激勵時轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)特性分析表明,雖然突加激勵力后轉(zhuǎn)子系統(tǒng)會出現(xiàn)較大振動,但隨后振幅逐漸減小并趨于穩(wěn)定,說明該水潤滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是穩(wěn)定的剛性系統(tǒng)。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 滴灌三角形迷宮滴頭水力性能穩(wěn)健性分析

      2013, 44(1):67-72. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.014

      摘要 (4589) HTML (0) PDF 1.16 M (1735) 評論 (0) 收藏

      摘要:由于滴灌滴頭流道曲折復(fù)雜,各種結(jié)構(gòu)參數(shù)都不同程度地影響著滴頭水力性能,滴頭水力性能分析時,很難建立顯式的解析模型。為此提出基于移動最小二乘響應(yīng)曲面法建立滴頭水力性能可靠性指標(biāo)對應(yīng)結(jié)構(gòu)影響參數(shù)的靈敏度分析模型。結(jié)果表明,滴頭流道流量系數(shù)的可靠度對流道長度和流道寬度的均值靈敏性較強,對流道轉(zhuǎn)角的均值靈敏性較差;滴頭流道流態(tài)指數(shù)的可靠度對流道寬度和流道轉(zhuǎn)角的均值靈敏性較強,對流道長度的均值靈敏性較差;基本變量標(biāo)準(zhǔn)差的增加會降低滴頭流道流量系數(shù)和流態(tài)指數(shù)的可靠度?;谝苿幼钚《隧憫?yīng)曲面滴頭水力性能可靠性靈敏度分析結(jié)果與通常的定性分析結(jié)果一致,驗證了本方法的有效性。

    • PVC三通管水流阻力與流動特征分析

      2013, 44(1):73-79,89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.015

      摘要 (4424) HTML (0) PDF 1.06 M (3896) 評論 (0) 收藏

      摘要:對DN75×75和DN75×50兩種PVC三通管進(jìn)行了試驗與數(shù)值模擬研究,結(jié)果表明主管—側(cè)管流向的局部阻力系數(shù)ζ01和主管—直管流向的局部阻力系數(shù)ζ02隨雷諾數(shù)的增大而減小,在雷諾數(shù)大于1.5×105之后基本趨于穩(wěn)定;ζ01、ζ02與分流比呈二次拋物線關(guān)系,通過驗證數(shù)值計算與試驗結(jié)果基本吻合。在此基礎(chǔ)上對5種常見型號的三通管進(jìn)行了數(shù)值模擬,表明ζ01、ζ02隨管徑比的增大而減小,ζ01的變化幅度遠(yuǎn)大于ζ02的幅度,并給出了局部阻力系數(shù)隨分流比變化的定量表達(dá)式;流動特征分析可知引起局部水頭損失ζ01的主要原因是水流方向變化的損失和離心力造成的速度分布變化損失,而引起ζ02的主要原因是在較大分流比時水流的剪切和橫向環(huán)流導(dǎo)致直管分岔處上側(cè)的漩渦運動和流速梯度變化損失。

    • 基于嵌入式力學(xué)傳感器的圓錐指數(shù)儀設(shè)計與試驗

      2013, 44(1):80-84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.016

      摘要 (4367) HTML (0) PDF 922.05 K (2060) 評論 (0) 收藏

      摘要:為消除在測量過程中因圓錐桿受被測材料摩擦力所產(chǎn)生的測量誤差,改進(jìn)了圓錐指數(shù)儀設(shè)計,將微型力學(xué)傳感器嵌入到圓錐桿下端,實現(xiàn)了對土壤和青貯玉米飼料壓實度的精確測量。試驗結(jié)果表明,測量2種土壤壓實度過程中,原有圓錐指數(shù)測量方法因圓錐桿受摩擦力作用所產(chǎn)生的測量誤差可忽略不計。而在青貯玉米飼料壓實度測量過程中,2種不同緊實度樣本中圓錐桿受摩擦力約占壓力傳感器測量值32.56%和34.05%,當(dāng)圓錐頭不受阻力時,嵌入式力學(xué)傳感器測量值為零,而壓力傳感器測量值約為110N和280N,表明原有測量結(jié)果存在較大誤差。

    • 波紋表面接觸土壤顆粒動態(tài)響應(yīng)仿真分析

      2013, 44(1):85-89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.017

      摘要 (4087) HTML (0) PDF 1014.09 K (1876) 評論 (0) 收藏

      摘要:為揭示波紋表面的降阻機制,以蚯蚓體表為研究對象,應(yīng)用離散單元法對接觸土壤顆粒動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真分析。仿真得出:波紋表面接觸的土壤顆粒運動過程微觀可分為“分散—團(tuán)聚—分散”3個階段,宏觀表現(xiàn)為土壤與波紋試樣之間形成孔隙;波紋表面接觸顆粒X向位移與試樣的前進(jìn)方向一致,呈線性增加,平均位移為60.33mm,Y向速度隨著波紋表面的凹凸起伏呈正弦變化、產(chǎn)生微震,且大于光滑表面接觸顆粒振幅,波紋表面接觸顆粒和波紋的接觸位置直接決定受力的大小和方向。分析表明:波紋表面接觸顆粒的運動幅度和頻率大于光滑表面,顆粒產(chǎn)生微震,且波紋表面與土壤間存在孔隙,從而使得接觸面積減小、阻力降低。

    • 粘性土重塑方法分析與破碎性能比較

      2013, 44(1):90-94. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.018

      摘要 (4349) HTML (0) PDF 897.27 K (2276) 評論 (0) 收藏

      摘要:對揉搓法與非標(biāo)準(zhǔn)普氏擊制樣方法進(jìn)行對比,結(jié)果表明后者為土壤破碎機理研究提供了更多可控的土壤狀態(tài),同時土樣的力學(xué)行為更為穩(wěn)定,因此便于定量研究粘性土的密度、含水率、擊實功、比沖擊破碎能之間的關(guān)系。試驗結(jié)果表明密度不能準(zhǔn)確反映粘性土的粒間結(jié)合強度,而比沖擊破碎能可以反映土粒間的結(jié)合緊密程度,這表明傳統(tǒng)的以密度或者相對緊實度為參照的土壤耕作比阻預(yù)測方法需要改進(jìn)。將非標(biāo)準(zhǔn)普氏擊與沖擊破碎測試相結(jié)合的試驗結(jié)果表明,土樣的比沖擊破碎能隨擊實時土壤含水率的增大呈指數(shù)增長趨勢,土壤破碎體的分形維數(shù)隨含水率呈對數(shù)下降的規(guī)律。

    • 基于突變理論的吉林西部灌區(qū)地下水環(huán)境風(fēng)險評價

      2013, 44(1):95-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.019

      摘要 (4004) HTML (0) PDF 886.40 K (1594) 評論 (0) 收藏

      摘要:地表水作為灌區(qū)的灌溉水源,灌溉回歸水補給容易引起土壤的次生鹽漬化。選取了自然狀態(tài)、水環(huán)境、土壤環(huán)境、社會經(jīng)濟環(huán)境這4個評價要素和相應(yīng)的17個評價因子,構(gòu)建了吉林西部灌區(qū)地下水環(huán)境風(fēng)險指標(biāo)體系,采用突變理論對其進(jìn)行了評價。分析結(jié)果表明,五家子灌區(qū)、大安灌區(qū)和松原灌區(qū)均屬于輕險,風(fēng)險值分別為0.9206、0.9303、0.9196。吉林西部灌區(qū)的地下水環(huán)境存在風(fēng)險。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 稻草與牛糞混合連續(xù)厭氧消化制備生物燃?xì)庋芯?/a>

      2013, 44(1):101-105,100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.020

      摘要 (3989) HTML (0) PDF 954.30 K (1813) 評論 (0) 收藏

      摘要:以揮發(fā)性固體比1∶1的稻草與牛糞為混合原料,采用40L有機玻璃反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)厭氧消化,考察不同有機負(fù)荷率(OLR)3~12kg/(m3?d)及溫度對厭氧消化性能及穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,高溫消化在整個OLR范圍內(nèi),池容產(chǎn)氣率逐漸增加,最高達(dá)到5.26m3/(m3?d),平均揮發(fā)性固體產(chǎn)氣率在OLR為3.6kg/(m3?d)時達(dá)到最大值489.6L/kg;中溫消化在OLR為12kg/(m3?d)時出現(xiàn)嚴(yán)重的VFAs抑制,在無揮發(fā)性脂肪酸抑制的OLR范圍(3~8kg/(m3?d))內(nèi),池容產(chǎn)氣率逐漸增加,最高達(dá)到2.57m3/(m3?d),平均揮發(fā)性固體產(chǎn)氣率在OLR為3.6kg/(m3?d)時達(dá)到最大值440.0L/kg;當(dāng)OLR升高到8kg/(m3?d)時,中溫和高溫發(fā)酵系統(tǒng)均出現(xiàn)了嚴(yán)重的污泥膨脹。

    • 基于3,5-二硝基水楊酸法的水稻秸稈酶解工藝

      2013, 44(1):106-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.021

      摘要 (4315) HTML (0) PDF 907.32 K (1817) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高汽爆水稻秸稈還原糖的轉(zhuǎn)化率,采用纖維素酶對水稻秸稈進(jìn)行酶解實驗。還原糖的含量用3,5-二硝基水楊酸法進(jìn)行測定。實驗選用加酶量、酶解時長和反應(yīng)溫度作為考察因素,以原始水稻秸稈與蒸汽爆破預(yù)處理水稻秸稈作對比。結(jié)果表明纖維素酶用量占秸稈干物質(zhì)質(zhì)量的10%,酶解時長48h,反應(yīng)溫度50℃是一個較為理想的反應(yīng)條件;原始水稻秸稈最大酶解還原糖產(chǎn)量約為9.7%;蒸汽爆破水稻秸稈最大酶解還原糖產(chǎn)量約為34.3%;蒸汽爆破預(yù)處理能夠顯著提高水稻秸稈的酶解還原糖產(chǎn)量,并縮短酶解反應(yīng)時間。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 基于云模型的玉米飲料感官鑒評

      2013, 44(1):113-118,112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.022

      摘要 (3932) HTML (0) PDF 966.99 K (2373) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用云模型實現(xiàn)玉米飲料感官鑒評過程中的定性描述性語言和相應(yīng)定量數(shù)值之間的任意轉(zhuǎn)換,首先利用逆向云模型對玉米飲料感官鑒評的得分進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分析,得到玉米飲料定性概念的表示。同時利用正向正態(tài)云模型完成玉米飲料定性概念向定量數(shù)值的轉(zhuǎn)化,在保留數(shù)據(jù)特征的前提下將其還原至不同樣本點。并針對玉米飲料的評價將云模型推廣至多維空間。利用綜合定性概念特征在四維空間內(nèi)表征玉米飲料整體特征。

    • 基于計算機視覺的油炸薯片中丙烯酰胺含量測定系統(tǒng)

      2013, 44(1):119-124. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.023

      摘要 (3801) HTML (0) PDF 954.07 K (1833) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一套基于計算機視覺技術(shù)的油炸薯片中丙烯酰胺含量的測定系統(tǒng),圖像獲取裝置采集每隔60s從電炸鍋內(nèi)取出的薯片的雙面圖像,采用氣相色譜—質(zhì)譜法測定相應(yīng)薯片的丙烯酰胺含量;采用圖像濾波算法、彩色圖像分割算法和顏色測量算法從雙面圖像中提取目標(biāo)薯片,測量整體薯片的L*、a*、b*平均值。數(shù)據(jù)分析表明,薯片雙面a*平均值的平均值與薯片中丙烯酰胺含量之間有很強的相關(guān)性(R2=0.971),建立了兩者之間的線性回歸方程。采集了10個不同品牌薯片的雙面圖像,將獲取的雙面a*平均值的平均值代入方程,計算得到的丙烯酰胺含量與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)方法測定值之間的最大相對誤差為4.94%,表明該方法可行、準(zhǔn)確。

    • 基于平衡水分模型的稻谷含水率實時監(jiān)測系統(tǒng)

      2013, 44(1):125-130. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.024

      摘要 (4550) HTML (0) PDF 899.75 K (2027) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于靜力學(xué)谷物平衡水分模型,利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及嵌入式技術(shù)設(shè)計了倉儲中稻谷含水率實時監(jiān)測系統(tǒng)。通過試驗驗證改進(jìn)Henderson、改進(jìn)Chung—Pfost和改進(jìn) Owin模型及對應(yīng)參數(shù)的稻谷含水率預(yù)測誤差和精度,結(jié)果表明改進(jìn) Chung—Pfost模型具有準(zhǔn)確預(yù)測的精度,且當(dāng)參數(shù)A=363.06、B=0.1804、C=26.674時該模型的預(yù)測精度較高。通過測試傳感器節(jié)點的傳輸質(zhì)量,表明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定的傳輸。

    • 外源精胺脈沖負(fù)壓滲透處理對采后菜豆品質(zhì)的影響

      2013, 44(1):131-136,166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.025

      摘要 (3978) HTML (0) PDF 992.53 K (1856) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過不同濃度外源精胺脈沖負(fù)壓滲透處理的方法,研究了外源精胺在保持菜豆貯藏品質(zhì)方面的作用。結(jié)果表明: 在溫度(20±2)℃,相對濕度80%~85%貯藏條件下,經(jīng)不同濃度(0、0.02、0.2、0.5、1.0mmol/L) 的外源精胺真空滲透處理后的菜豆,其貯藏品質(zhì)均得到不同程度的保持。外源精胺不同處理可有效延緩菜豆腐爛和銹斑的發(fā)生,而且可以抑制菜豆失重率和豆莢切割力的增加,并使菜豆豆莢的可溶性固形物以及菜豆豆粒硬度和可溶性蛋白含量得以保持。不同濃度外源精胺處理效果比較表明,0.5mmol/L精胺處理保持菜豆貯藏品質(zhì)的效果最好,貯藏至第8天菜豆腐爛指數(shù)和銹斑指數(shù)分別比對照低68%和23%。

    • 自動自發(fā)氣調(diào)箱貯藏對甜櫻桃品質(zhì)及抗氧化酶的影響

      2013, 44(1):137-141. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.026

      摘要 (3775) HTML (0) PDF 904.47 K (2214) 評論 (0) 收藏

      摘要:以艷陽櫻桃為試材,研究了氣調(diào)箱保鮮處理對甜櫻桃果實貯藏品質(zhì)變化的影響以及抗氧化酶的調(diào)控。結(jié)果表明:甜櫻桃果實在貯藏30d后,氣調(diào)箱內(nèi)CO2和O2體積分?jǐn)?shù)分別維持在11%~12%和9%~10%。經(jīng)氣調(diào)箱貯藏的甜櫻桃果實硬度在各個貯藏時期均高于對照果實,并且,它保持了果實中較高的維生素C含量,有效地延緩了可溶性固形物含量的下降,誘導(dǎo)了貯藏前期果實中過氧化物酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶及抗壞血酸過氧化物酶活性。氣調(diào)箱貯藏延緩了果實的pH值、花青素和總酚含量的升高。氣調(diào)箱貯藏最明顯的效果是降低了甜櫻桃果實的病害發(fā)生率,在(0±0.5)℃貯藏60d后仍具有較好的感官品質(zhì)。

    • 脈沖電場協(xié)同加熱對乳清蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

      2013, 44(1):142-146. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.027

      摘要 (4043) HTML (0) PDF 936.35 K (1991) 評論 (0) 收藏

      摘要:以乳清蛋白為研究對象,在電場強度15~55kV/cm、脈沖數(shù)2~8個、水浴溫度50~90℃范圍內(nèi),通過單因素試驗考察各因素對乳清蛋白硬度、彈性和保水性的影響。研究結(jié)果表明:乳清蛋白經(jīng)高壓脈沖電場作用后,所形成凝膠的性質(zhì)有顯著變化。與未受高壓脈沖電場處理的對照樣相比,凝膠硬度、彈性和保水性在電場強度15~25kV/cm時降低,在電場強度35kV/cm時顯著提高,45kV/cm時又降低。在電場強度35kV/cm條件下,凝膠硬度、彈性和保水性隨著脈沖數(shù)的增加而增強,但后期增幅變化不顯著。凝膠硬度和彈性在水浴溫度為80℃時最佳,保水性在水浴溫度為70℃時最佳。

    • 桑蠶鮮繭干殼量的可見/近紅外光譜無損檢測

      2013, 44(1):147-151. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.028

      摘要 (4066) HTML (0) PDF 924.53 K (1868) 評論 (0) 收藏

      摘要:選擇Savitzky—Golay平滑作為光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法,根據(jù)偏最小二乘模型的回歸系數(shù)進(jìn)行有效波長的選取,最終篩選出了桑蠶鮮繭干殼量指標(biāo)在可見/近紅外光譜譜區(qū)的7個有效波長,并結(jié)合多元線性回歸建立干殼量的檢測模型。該模型運算簡單且檢測精度較高,預(yù)測決定系數(shù)和剩余預(yù)測偏差分別為0.7587和2.0464,是應(yīng)用可見/近紅外光譜檢測桑蠶鮮繭干殼量的理想模型。

    • 葡萄酒發(fā)酵過程主要參數(shù)近紅外光譜分析

      2013, 44(1):152-156. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.029

      摘要 (4479) HTML (0) PDF 898.85 K (2936) 評論 (0) 收藏

      摘要:用近紅外光譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法對葡萄酒酒精發(fā)酵中葡萄糖、果糖、乙醇和甘油4個指標(biāo)進(jìn)行了定量分析,化學(xué)指標(biāo)的測定采用高效液相色譜法。通過對近紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、變量標(biāo)準(zhǔn)化等預(yù)處理,比較了主成分回歸和偏最小二乘回歸定量分析的模型質(zhì)量,以決定系數(shù)、校正均方根誤差、預(yù)測均方根誤差為模型質(zhì)量的評價指標(biāo)。通過比較發(fā)現(xiàn),對于葡萄糖和果糖,主成分回歸與偏最小二乘回歸的預(yù)測精度相當(dāng);對于乙醇,主成分回歸預(yù)測結(jié)果較優(yōu);對于甘油,偏最小二乘回歸的預(yù)測結(jié)果要優(yōu)于主成分回歸。主成分回歸所采用的成分?jǐn)?shù)要多于偏最小二乘回歸,但二者都可以用于上述4種成分的定量分析,其預(yù)測精度也相近。

    • 三七渣發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料的總糖和淀粉降解動力學(xué)

      2013, 44(1):157-161,156. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.030

      摘要 (4210) HTML (0) PDF 931.06 K (2093) 評論 (0) 收藏

      摘要:在黑曲霉/產(chǎn)朊假絲酵母固態(tài)發(fā)酵三七渣生產(chǎn)蛋白飼料過程中,考察了總糖含量、淀粉含量、還原糖含量、產(chǎn)品收率和pH值隨時間的變化,并建立了總糖和淀粉降解動力學(xué)模型。研究結(jié)果表明,總糖和淀粉的降解動力學(xué)適合采用四參數(shù)對數(shù)模型進(jìn)行描述,該模型能準(zhǔn)確預(yù)測發(fā)酵過程中總糖和淀粉含量的變化情況。在發(fā)酵過程中總糖和淀粉的半衰期分別為58.32h和42.47h,其降解速率分別在發(fā)酵后46.1h和29.1h到達(dá)峰值。總糖和淀粉在快速降解階段的平均降解速率是其慢速降解階段的平均降解速率的2倍以上。在快速降解階段,淀粉的平均降解速率大于總糖的平均降解速率,但在慢速降解階段則相反。

    • 膜蒸餾處理谷氨酸發(fā)酵液工藝與影響因素分析

      2013, 44(1):162-166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.031

      摘要 (3800) HTML (0) PDF 893.39 K (1817) 評論 (0) 收藏

      摘要:以質(zhì)量分?jǐn)?shù)11%的谷氨酸發(fā)酵液為對象,研究了膜蒸餾技術(shù)對谷氨酸的分離效果、脫色效果和產(chǎn)水質(zhì)量,探討了溫度、谷氨酸濃度提高率對膜分離的影響。結(jié)果表明:利用膜蒸餾技術(shù)可以顯著提高谷氨酸濾液和谷氨酸脫色液中的谷氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(由最初的11%分別濃縮到63.2%和65.17%)。采用脫色工藝可以降低膜污染、提高膜蒸餾的通量。用正交試驗進(jìn)行脫色試驗,方差分析結(jié)果表明各組之間活性炭用量具有顯著性差異,其最佳方案為活性炭用量30g/L、脫色時間0.5h、轉(zhuǎn)速120r/min。氣相色譜法檢測可知,產(chǎn)水中揮發(fā)性物質(zhì)各組分的出峰時間和谷氨酸濾液氣相色譜的出峰時間相同,表明膜蒸餾產(chǎn)水可以回到谷氨酸發(fā)酵罐中循環(huán)再利用,以降低生產(chǎn)成本、減少能耗和污染、提高產(chǎn)水利用率。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 基于WMSN的作物環(huán)境與長勢遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)

      2013, 44(1):167-173. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.032

      摘要 (4572) HTML (0) PDF 1.00 M (2103) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前田間監(jiān)測主要是物理數(shù)據(jù)而缺少多媒體數(shù)據(jù)的問題,設(shè)計一種基于無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(WMSN)的作物環(huán)境與長勢遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。闡述了該系統(tǒng)存在的顯著優(yōu)勢;設(shè)計了Hi3512和CC2430硬件電路關(guān)鍵部分和軟件系統(tǒng),解決了作物環(huán)境信息與多媒體長勢信息融合的關(guān)鍵問題;實現(xiàn)了4間溫室內(nèi)不同監(jiān)測點溫濕度、光照度及4路視頻信號的動態(tài)監(jiān)測。實驗結(jié)果表明,該作物環(huán)境與長勢遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,實時精確,能實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)采集、H.264壓縮、3G傳輸、PC顯示和溫濕度、光照度傳感器節(jié)點的ZigBee組網(wǎng)。

    • 地面多角度農(nóng)業(yè)遙感觀測裝置設(shè)計與試驗

      2013, 44(1):174-178,173. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.033

      摘要 (4021) HTML (0) PDF 1.04 M (2076) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現(xiàn)有多角度對地觀測設(shè)備存在機動性差、操作周期長、無法搭載較重儀器等問題,設(shè)計了一種面向作物信息快速獲取的地面多角度農(nóng)業(yè)遙感觀測裝置(GAMOD)及信息采集控制系統(tǒng),利用該裝置同步搭載高清相機和可見-近紅外成像光譜儀(VNIHS)進(jìn)行大田觀測,耗時10min(所需時間由觀測角度決定)可快速獲取太陽主平面(0°、180°)和垂直太陽主平面(90°、270°)下4個觀測天頂角(0°、20°、40°、60°)的大豆植被影像數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:該裝置及控制軟件運行良好,在多角度觀測方式支持下,能有效捕捉到大豆植被三維立體的結(jié)構(gòu)信息。

    • 基于近紅外反射的柑橘重疊葉片葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)

      2013, 44(1):179-184. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.034

      摘要 (3994) HTML (0) PDF 1.01 M (2364) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出一種基于近紅外反射的柑橘葉面積指數(shù)(LAI)測量方法。在平直近紅外激光照射下,光電探測器接收重疊葉片的反射光能量,通過數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號至上位機,利用LabVIEW軟件編程,自動判斷出重疊葉片層數(shù)。將葉片層數(shù)乘以直射光束的光斑面積即為該測試位置葉面積,而每次測試的葉面積累加即為該測試區(qū)域的總?cè)~面積,最終求出LAI。根據(jù)光譜反射試驗結(jié)果選用近紅外作為光源進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定,得到重疊葉片層數(shù)與測量電壓的指數(shù)擬合模型,Ssig<0.05水平顯著。試驗結(jié)果表明,在手動掃描、定時采集方式下,以方格法計算的LAI作為真實值,系統(tǒng)對LAI的計算誤差為11.01%。

    • 基于葉片組織汁液阻抗的玉米鉀營養(yǎng)狀況監(jiān)測

      2013, 44(1):185-189. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.035

      摘要 (3783) HTML (0) PDF 919.61 K (1736) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了利用葉片組織汁液阻抗參數(shù)監(jiān)測不同施鉀處理下玉米各生育期的鉀營養(yǎng)狀況。結(jié)果表明,利用其總阻抗值可對植株的鉀營養(yǎng)狀況作定性分級判別。經(jīng)過汁液總阻抗值和葉片鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)性分析,用逐步回歸方法提取了鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異敏感頻段,并建立了基于葉片組織汁液總阻抗值的各生育期鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)預(yù)測模型,各模型決定系數(shù)均大于0.83,均方根誤差均小于0.16。電阻抗測量技術(shù)可以實現(xiàn)對作物鉀營養(yǎng)狀況的快速準(zhǔn)確監(jiān)測,為鉀肥的實時定量施用提供決策支持。

    • 雜草信息實時獲取技術(shù)與設(shè)備研究進(jìn)展

      2013, 44(1):190-195. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.036

      摘要 (5485) HTML (0) PDF 923.68 K (2445) 評論 (0) 收藏

      摘要:雜草信息的實時獲取技術(shù)是田間雜草精準(zhǔn)控制研究的首要問題,雜草實時獲取設(shè)備是制約精準(zhǔn)除草作業(yè)實現(xiàn)的瓶頸。綜述了基于光譜、圖像和光譜成像技術(shù)的雜草實時獲取技術(shù)與設(shè)備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以促進(jìn)精準(zhǔn)雜草管理技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展?;诠庾V的雜草信息獲取方法較適用于實時防除作物出苗前的雜草,國外已有WeedSeeker、Weed-IT等雜草傳感器?;趫D像的雜草信息獲取方法較適用于識別行間雜草,國外已有Autopilot、Cam Pilot、Robocrop等視覺導(dǎo)航產(chǎn)品和Robocrop InRow機械除草機防除行內(nèi)雜草?;诠庾V成像的雜草信息獲取方法較適用于識別行內(nèi)雜草,中、澳正聯(lián)合研發(fā)微光子植物判別和雜草控制傳感器。需要繼續(xù)深入研究在復(fù)雜的開放式非結(jié)構(gòu)的農(nóng)田環(huán)境中,快速、準(zhǔn)確地實時獲取農(nóng)田雜草信息技術(shù)。

    • 蘋果圖像的背景分割與目標(biāo)提取

      2013, 44(1):196-199,210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.037

      摘要 (4794) HTML (0) PDF 1.02 M (2737) 評論 (0) 收藏

      摘要:水果的缺陷、大小和顏色差異以及光照等因素影響圖像背景分割與目標(biāo)提取精度。以蘋果為研究對象,針對4種不同光照強度條件下采集的280幅不同姿態(tài)的蘋果圖像,將彩色圖像的R、G、B分量進(jìn)行算術(shù)運算,然后采用形態(tài)學(xué)開運算進(jìn)行消噪處理,采用線性空間濾波消除鋸齒狀邊界,采用自動閾值分割方法進(jìn)行背景分割與目標(biāo)提取。結(jié)果顯示,203幅圖像的分割偏差小于1%,占總量的72.5%;70幅圖像的分割偏差大于1%而小于2%,占總量的25%;偏差大于2%的有7幅,占總量的2.5%。最大分割偏差為2.83%。

    • 基于GPS導(dǎo)航的插秧機作業(yè)控制系統(tǒng)

      2013, 44(1):200-204. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.038

      摘要 (4555) HTML (0) PDF 1.04 M (2811) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了滿足農(nóng)業(yè)智能化的需要,實現(xiàn)插秧機田間作業(yè)的自動控制,設(shè)計了與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)相配合的插秧機作業(yè)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠根據(jù)處方圖的要求實現(xiàn)插秧機栽插作業(yè)和行駛速度的自動控制。以洋馬VP6型高速插秧機為試驗平臺,在不影響手動操作的基礎(chǔ)上對插秧機進(jìn)行了電控改造,并與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合道路試驗。試驗結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠正確執(zhí)行處方圖既定的插秧任務(wù),速度控制平均誤差小于0.0113m/s,滿足了插秧機作業(yè)的需求。

    • 基于模糊自適應(yīng)純追蹤模型的農(nóng)業(yè)機械路徑跟蹤方法

      2013, 44(1):205-210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.039

      摘要 (5266) HTML (0) PDF 940.49 K (2645) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航控制系統(tǒng)的精度,提出了一種基于模糊自適應(yīng)純追蹤模型的農(nóng)業(yè)機械路徑跟蹤方法。該方法基于純追蹤模型進(jìn)行農(nóng)業(yè)機械路徑跟蹤控制,結(jié)合農(nóng)業(yè)機械運動學(xué)模型來確定車輪期望轉(zhuǎn)向角;采用模糊自適應(yīng)控制在線自適應(yīng)地確定純追蹤模型中的前視距離,提高了路徑跟蹤的精度。農(nóng)業(yè)機械的路徑跟蹤實驗結(jié)果表明,路徑跟蹤的最大誤差不超過10cm,平均誤差小于5cm,完全滿足農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)要求,驗證了提出方法的可行性和有效性。

    • 香蕉園電動滑車式索道運送系統(tǒng)動力學(xué)研究

      2013, 44(1):211-216. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.040

      摘要 (4390) HTML (0) PDF 959.36 K (2137) 評論 (0) 收藏

      摘要:對香蕉園電動滑車式索道系統(tǒng)進(jìn)行研究,將系統(tǒng)中滑車位置、滑車速度、蕉穗擺角、擺角角速度作為廣義坐標(biāo)狀態(tài)量,采用拉格朗日方程進(jìn)行推導(dǎo)并建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,理論和試驗分析了系統(tǒng)動力學(xué)特性。虛擬樣機試驗結(jié)果表明,在掛鉤點到各蕉穗質(zhì)心距離相同的前提下,可將多運動質(zhì)量串聯(lián)式的蕉穗運送系統(tǒng)等效為單運動質(zhì)量的吊重系統(tǒng)進(jìn)行研究。由同工況的試驗結(jié)果可知,采用建立的動力學(xué)解析模型、虛擬樣機模型,與實際系統(tǒng)在蕉穗擺動角速度的頻率、幅值結(jié)果基本一致,虛擬樣機模型的計算結(jié)果與實際值接近。說明建立的系統(tǒng)動力學(xué)解析模型正確,虛擬樣機模型能真實反映系統(tǒng)動力學(xué)特征,可為實際系統(tǒng)的設(shè)計和改進(jìn)提供理論參考和指導(dǎo)。

    • >機械設(shè)計制造及其自動化
    • 基于概率和間隔信息的產(chǎn)品設(shè)計知識線性分類方法

      2013, 44(1):217-221. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.041

      摘要 (3215) HTML (0) PDF 971.95 K (1795) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計知識類別數(shù)多、數(shù)據(jù)量大的分類問題,基于最小最大概率機的概率信息和樣本間隔信息,使用線性的方法解決多分類問題。用樣本的均值和協(xié)方差代替真實的均值和協(xié)方差,利用間隔信息和概率信息,構(gòu)造加權(quán)投票矩陣,編碼矩陣會隨著不同的方法和不同的訓(xùn)練數(shù)據(jù)有不同的變化,同時也利用所攜帶的幅值信息,選出最大值的對應(yīng)類別。線性分類器作為二類分類器可以加快處理速度。提出以子空間角度差異度量來表征各個類別概念間的差異,并通過對叉車產(chǎn)品設(shè)計知識的數(shù)值實驗證明了該方法的有效性和實用性。

    • 機械產(chǎn)品專利作用結(jié)構(gòu)知識提取方法研究

      2013, 44(1):222-229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.042

      摘要 (4102) HTML (0) PDF 1.18 M (2474) 評論 (0) 收藏

      摘要:機械產(chǎn)品專利包含了產(chǎn)品改進(jìn)和創(chuàng)新的技術(shù)知識,對專利知識有效提取和合理表示是利用專利知識輔助產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)之一。分析了現(xiàn)有專利技術(shù)方案提取方法和知識表示所存在的問題,提出了針對英文專利包括技術(shù)對象和技術(shù)關(guān)系兩方面提取任務(wù)的專利作用結(jié)構(gòu)知識提取方法,建立了基于可擴展標(biāo)記語言結(jié)構(gòu)XSD表示和統(tǒng)一建模語言UML的專利作用結(jié)構(gòu)知識表示模型。研究了機械產(chǎn)品專利語言的特點,采用最大熵原理和專利術(shù)語詞典識別提取技術(shù)對象,通過建立組成類動詞庫識別核心動詞提取技術(shù)關(guān)系。該專利作用結(jié)構(gòu)知識表示模型具有表達(dá)直觀和提取過程計算機自動處理等特點。結(jié)合專利實例,提出了從專利中提取專利作用結(jié)構(gòu)知識,寫入XSD結(jié)構(gòu)化文檔,最后轉(zhuǎn)化為專利作用結(jié)構(gòu)表示圖的獲取過程。

    • 機器人工作空間求解的蒙特卡洛法改進(jìn)

      2013, 44(1):230-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.043

      摘要 (4419) HTML (0) PDF 953.52 K (3316) 評論 (0) 收藏

      摘要:對機器人工作空間求解的蒙特卡洛法的基本原理、算法流程、適用范圍等進(jìn)行了研究,分析了蒙特卡洛法中隨機點分布的不均勻性以及內(nèi)部隨機點和邊界隨機點的不同作用,并總結(jié)了立體工作空間隨機點分層處理時引起的誤差情況。針對傳統(tǒng)算法邊界處隨機點分布不理想的問題,強調(diào)邊界點的重要性,根據(jù)關(guān)節(jié)空間到工作空間映射的連續(xù)性,在先期搜索到的邊界點的小鄰域內(nèi)重新生成隨機點,從而有效改善了邊界處隨機點的分布狀況,提高了邊界點的精確度。針對立體工作空間隨機點分層處理帶來的誤差,采用二次分層的方法,通過減小統(tǒng)計層厚度提高邊界點的統(tǒng)計精度。大量的試驗證明了算法的有效性。

    • 五自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)動力學(xué)模型

      2013, 44(1):236-243. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.044

      摘要 (4411) HTML (0) PDF 946.27 K (2357) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了4—UPS—UPU 5自由度并聯(lián)機器人機構(gòu),建立了機構(gòu)的動力學(xué)模型。推導(dǎo)了UPS和UPU支鏈的運動學(xué)反解的解析方程, 并建立了各個構(gòu)件速度與動平臺速度的映射關(guān)系;推導(dǎo)了各個運動構(gòu)件的外力對應(yīng)于5個驅(qū)動桿的等效驅(qū)動力,然后用虛功原理推導(dǎo)了4—UPS—UPU并聯(lián)機器人機構(gòu)的動力學(xué)模型,為支鏈中驅(qū)動力和約束力矩的求解以及整個機構(gòu)的動力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。最后結(jié)合機構(gòu)的工程應(yīng)用實例,采用Matlab編程對動力學(xué)模型進(jìn)行了實際計算,并繪制了機構(gòu)驅(qū)動桿驅(qū)動力和約束力矩的變化曲線,將上述分析結(jié)果與ADAMS虛擬仿真結(jié)果對比驗證了所建動力學(xué)模型的正確性。

    • 基于立體視覺的遙操作機器人力感示教控制策略

      2013, 44(1):244-247,243. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.045

      摘要 (4050) HTML (0) PDF 1.01 M (2081) 評論 (0) 收藏

      摘要:為提高遙操作機器人的安全性和操作性能,利用人類對力覺信息更敏感的特點和視覺特有的“預(yù)測與導(dǎo)引”功能,將視覺對現(xiàn)場環(huán)境的認(rèn)知結(jié)果以虛擬力(包括作業(yè)對象引力、障礙物斥力)的方式同操作者的操縱力信號融合,提出遙操作機器人的力感示教控制策略。力感示教控制策略將機器智能與人類高級決策的優(yōu)點相結(jié)合,可有效提高遙操作機器人的作業(yè)效率與局部自主,降低對操作者熟練程度的要求,以及避免大時延系統(tǒng)中由圖像時滯導(dǎo)致的機器人操控盲目性。對該控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、作業(yè)環(huán)境空間信息的提取、控制方法等進(jìn)行了闡述,并通過實驗驗證了控制方法在提高遙操作機器人作業(yè)效率和安全性等方面的優(yōu)越性。

    • 考慮微凸體彈塑性變形的結(jié)合面分形接觸模型

      2013, 44(1):248-252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.046

      摘要 (4146) HTML (0) PDF 905.66 K (2312) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于分形接觸理論,建立了考慮微凸體彈塑性變形的結(jié)合面分形接觸模型。通過對所建模型的數(shù)值仿真,直觀揭示了接觸載荷與實際接觸面積間的非線性關(guān)系,以及彈塑性變形對結(jié)合面接觸的影響。仿真結(jié)果表明,接觸載荷隨著實際接觸面積的增加而增加,兩者呈近似線性關(guān)系。同樣的接觸面積下,接觸載荷隨著分形粗糙度系數(shù)G的增加而增加,隨著分形維數(shù)D變化的規(guī)律比較復(fù)雜。彈塑性接觸面積占總接觸面積的比例隨著接觸面積的增加而略微減小,同時隨著G的增加而增加。彈塑性接觸面積所占比例與D的關(guān)系是復(fù)雜的。彈塑性接觸載荷不可忽略,彈塑性載荷占總載荷的比例與粗糙度系數(shù)及接觸面積無關(guān),只隨著分形維數(shù)的增加而減小。忽略微凸體彈塑性接觸時,接觸載荷會略大于考慮彈塑性接觸時的結(jié)果,誤差在5%~60%之間,誤差隨著分形維數(shù)的增加而減小。

    • 高強鋼板熱沖壓模具冷卻水道優(yōu)化設(shè)計

      2013, 44(1):253-257,252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.047

      摘要 (4490) HTML (0) PDF 1.23 M (2405) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用ANSYS/LS—DYNA模塊對保壓淬火過程零件及模具的溫度場分布進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析高強鋼板熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)均布水道的不足。在此基礎(chǔ)上通過APDL參數(shù)化編程語言,選擇零階與一階搜索相結(jié)合的優(yōu)化算法,編寫優(yōu)化程序,以模具冷卻水道半徑、相鄰水道間隔尺寸和水道與模面距離等參數(shù)為優(yōu)化變量,以板料溫度分布均勻和保證降溫速率達(dá)到臨界冷卻速率為優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù),優(yōu)化后目標(biāo)函數(shù)值為26.553(優(yōu)化前為64.404)。對優(yōu)化前后成形件的溫度分布進(jìn)行了比較,得到成形件最高溫度下降了44.5%,最低溫度下降了14.5%,實現(xiàn)了對冷卻水道各參數(shù)的優(yōu)化。最后通過實驗驗證了優(yōu)化結(jié)果的正確性。

    • 挖掘機仿生斗齒土壤切削試驗與減阻機理研究

      2013, 44(1):258-261,229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.048

      摘要 (4108) HTML (0) PDF 1.12 M (2057) 評論 (0) 收藏

      摘要:模仿螻蛄爪趾形態(tài)設(shè)計了挖掘機斗齒。使用多項式擬合方法對爪趾的側(cè)面輪廓線進(jìn)行擬合,利用快速成型設(shè)備制造仿生斗齒樣件。通過土壤切削試驗,測定了仿生斗齒和JL80斗齒試樣的土壤切削阻力。試驗結(jié)果顯示,仿生斗齒切削時受到的土壤阻力較原形斗齒降低約11%。分析表明,仿生斗齒易形成“自刃尖”,保持斗齒整體切削性能,且可在不改變挖掘機設(shè)計與工況的條件下,減小切削角,實現(xiàn)減阻。

    • 壓電泵泵閥高頻振動時不完全關(guān)閉特性研究

      2013, 44(1):262-266. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.049

      摘要 (3960) HTML (0) PDF 920.25 K (1898) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了闡述壓電泵高頻工作時其閥的不完全關(guān)閉現(xiàn)象,并更好地利用該狀態(tài)下壓電泵特有的優(yōu)點,分析了此條件下泵的出流機理,從理論上證明了現(xiàn)象的存在性,并得到預(yù)測依據(jù)。以流體作用在閥上的動壓為基礎(chǔ),建立閥在液體中的振動力學(xué)模型,得到閥在壓電泵工作狀態(tài)下的頻率響應(yīng),同時利用流體動力學(xué)分析閥在工作液體中的平均受力及位移,通過動態(tài)響應(yīng)和平均位移的相對關(guān)系,得出閥不完全關(guān)閉的充分條件為振幅放大系數(shù)小于0.25。試驗結(jié)果表明:80Hz時閥處于可完全關(guān)閉狀態(tài);140Hz時振幅放大系數(shù)小于0.25,閥的不完全關(guān)閉現(xiàn)象出現(xiàn);隨著頻率升高振幅放大系數(shù)減小,260Hz時閥的不完全關(guān)閉現(xiàn)象更加明顯,閥與閥座的最小間距大于30μm。

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