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  • 2013年第44卷第5期文章目次
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    • >車輛與動力工程
    • 基于雙向伺服力反饋的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)

      2013, 44(5):1-6,24. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.001

      摘要 (4095) HTML (0) PDF 1.01 M (1923) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)中存在的缺乏駕駛臨場感、非線性和未建模動態(tài)不確定性等缺點,結(jié)合臨場感主從遙操縱理論,提出基于雙向伺服力反饋控制策略的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)。駕駛員目標開度與節(jié)氣門實際開度位置偏差經(jīng)動態(tài)魯棒補償器控制電驅(qū)油門踏板角位移,使駕駛員感知反饋力;同時位置偏差通過基于等效控制的模糊滑??刂破骺刂齐娮庸?jié)氣門實際開度,使其準確跟蹤目標開度。通過仿真驗證了所設(shè)計的控制策略的有效性。試驗采用電控六自由度駕駛模擬器,結(jié)果表明,所設(shè)計的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)能夠精確修正開度位置偏差,增強駕駛臨場感,具有較強的魯棒性和自適應(yīng)性。

    • 共軌噴油電磁閥動態(tài)特性仿真與實驗

      2013, 44(5):7-12. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.002

      摘要 (4091) HTML (0) PDF 955.95 K (2053) 評論 (0) 收藏

      摘要:電磁閥動態(tài)響應(yīng)特性直接影響高壓共軌噴油器的開啟和關(guān)閉過程。首先對電磁閥驅(qū)動電流加載和卸載過程進行了實驗研究,基于實驗結(jié)果和驅(qū)動原理求取了不同氣隙下電磁閥磁鏈與電流的關(guān)系,并根據(jù)磁鏈與電磁力的關(guān)系建立了電磁閥的電磁模型。然后根據(jù)電磁閥的工作原理建立了描述銜鐵運動特性的電磁閥動力學模型。最后,在Matlab/Simulink仿真環(huán)境中建立了以驅(qū)動電流為輸入的共軌噴油器電磁閥機電耦合模型,對模型進行了驗證,仿真計算結(jié)果與實驗結(jié)果顯示了很好的一致性。

    • 渦輪增壓器動態(tài)特性測試用脈沖發(fā)生器設(shè)計

      2013, 44(5):13-18. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.003

      摘要 (4113) HTML (0) PDF 990.63 K (2100) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了準確模擬增壓發(fā)動機實際排氣壓力波狀況,進行渦輪增壓器動態(tài)特性測試,分析了發(fā)動機排氣壓力波特征,確定了脈沖發(fā)生器設(shè)計目標。在前期研究的基礎(chǔ)上,對脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)動盤開口型線提出了改進方案,利用一維非穩(wěn)態(tài)仿真計算和三維CFD計算相結(jié)合的方法,對脈沖發(fā)生器進行了設(shè)計,模擬發(fā)動機不同頻率和不同進氣相位的排氣壓力波。利用試驗對脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的壓力波進行了驗證,結(jié)果表明,設(shè)計的脈沖發(fā)生器可以準確地模擬出典型的發(fā)動機排氣壓力波,證明了設(shè)計計算方法的可行性和改型方案的正確性,為脈沖發(fā)生器提供了一種比較完善的設(shè)計體系。

    • 四沖程汽油機缸內(nèi)斜軸渦流研究

      2013, 44(5):19-24. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.004

      摘要 (4133) HTML (0) PDF 950.57 K (1897) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用雙特征角氣道穩(wěn)流試驗臺,對一款二氣門四沖程單缸試驗機的3種不同進氣道方案進行了不同測試平面的氣流運動試驗和分析。結(jié)果表明,提高原氣道渦流強度來改善燃燒的同時會降低氣道的流通能力,但適度提高滾流強度的同時還可以提高流通能力。利用測得的無因次渦流比和滾流比,提出了一個簡便的斜軸渦流特征參數(shù)計算公式,并通過試驗數(shù)據(jù)給予了有效性證明。另外對特征角α=60°時的無因次渦流比和利用渦流與滾流合成的無因次斜軸渦流比進行了線性回歸分析,3種方案數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)分別是0.96、0.97、0.97,因此,通過穩(wěn)流氣道試驗臺測取某一特征角度下的無因次渦流比可以評價進氣道斜軸渦流的性能。

    • 汽油機進氣過程燃油噴射揮發(fā)速率影響因素分析

      2013, 44(5):25-30. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.005

      摘要 (4015) HTML (0) PDF 1.02 M (1769) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過可視化試驗方法研究了進氣流速對燃油噴霧的影響,結(jié)果表明進氣流速增大時,可以有效促進燃油的空間揮發(fā)。數(shù)值分析結(jié)果表明,燃油落點位置改變時,進氣流動對噴霧揮發(fā)的影響存在差異,對研究用機型而言,當燃油落點在進氣門背面與進氣道交界處時,會有更多的燃油在進氣流動作用下直接進入氣缸。當噴射距離增大時,油束前端面積增加,進氣流動作用下,直接進入氣缸的燃油量增多。高溫的回流與油束作用能夠促進噴霧的空間揮發(fā)。在進氣門打開前噴射燃油時,油束碰壁反射后與進氣流動相互作用,能夠增加燃油的空間揮發(fā)量。

    • 生物質(zhì)燃氣各組分氣體燃燒與排放特性試驗

      2013, 44(5):31-34. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.006

      摘要 (4019) HTML (0) PDF 901.03 K (1839) 評論 (0) 收藏

      摘要:在一臺火花點火發(fā)動機上,分別進行了生物質(zhì)燃氣中可燃組分CH4、CO和H2的燃燒試驗,研究并對比了各組分氣體的燃燒及排放特性。結(jié)果表明,H2燃燒快,熱效率高,NOx排放水平較低;CH4和CO相比具有較高的熱效率和較低的NOx排放水平,但其稀燃能力較弱;在實際生物質(zhì)燃氣中可以通過提高H2的含量來擴展稀燃極限以及提高熱效率。

    • 抽氣回熱式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱力學分析

      2013, 44(5):35-40,30. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.007

      摘要 (4187) HTML (0) PDF 1.00 M (3100) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實現(xiàn)發(fā)動機排氣余熱能的高效回收與利用,設(shè)計了抽氣回熱式有機朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)。在Matlab環(huán)境下,分析了抽氣壓力、蒸發(fā)壓力、膨脹機入口溫度等因素對系統(tǒng)性能的影響,并利用熱力學第一定律及第二定律將抽氣回熱式ORC和基本ORC進行對比。研究結(jié)果表明,在固定蒸發(fā)壓力下,抽氣回熱式ORC系統(tǒng)的熱效率、火用效率隨抽氣壓力的增大而先增大后減小,工質(zhì)質(zhì)量流量隨抽氣壓力的增大而逐漸增大,蒸發(fā)器換熱量隨抽氣壓力的增大先減小后增大;與基本ORC系統(tǒng)相比,抽氣回熱式ORC系統(tǒng)的熱效率、火用效率均有提高,火用損率降低,因此抽氣回熱式ORC系統(tǒng)余熱回收效果更明顯。

    • >農(nóng)業(yè)裝備與機械化工程
    • 超大型離心泵內(nèi)脈動壓力特性研究

      2013, 44(5):41-44. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.008

      摘要 (3601) HTML (0) PDF 883.98 K (1799) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用大渦模擬方法對某超大型明蝸殼立式離心泵進行全流道三維非定常數(shù)值分析,得到了運行狀態(tài)下的泵內(nèi)流場脈動壓力特性。研究結(jié)果表明:泵內(nèi)流態(tài)復雜,脈動壓力的頻率由泵的轉(zhuǎn)動頻率、葉輪葉片數(shù)和固定導葉數(shù)等多因素耦合決定;脈動壓力幅值從蝸舌至蝸殼出口沿蝸殼周向先逐漸減少然后再逐漸增大,從葉輪至蝸殼沿泵徑向快速減小,擴散段脈動壓力變化不明顯。

    • 軸向射水減弱尾水管低頻壓力脈動試驗

      2013, 44(5):45-49. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.009

      摘要 (4090) HTML (0) PDF 945.24 K (1868) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種從蝸殼引水通過泄水錐向尾水管內(nèi)進行軸向射水的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)減弱尾水管內(nèi)低頻壓力脈動。對軸向射水和無射水情況下混流式水輪機內(nèi)部壓力脈動進行了模型試驗研究。分析了4種部分負荷工況軸向射水和無射水時水輪機內(nèi)部壓力脈動幅值特性和頻率特性,研究了軸向射水減弱尾水管低頻壓力脈動的效果。研究表明,在部分負荷工況下尾水管中存在螺旋渦帶并引起尾水管壁處強烈的低頻壓力脈動,其頻率約是1/5轉(zhuǎn)頻,該低頻壓力脈動是引起水輪機不穩(wěn)定運行的主要原因;實施軸向射水后,在各部分負荷工況尾水管中低頻壓力脈動幅值都有明顯減弱,但渦帶頻率基本保持不變。軸向射水使渦帶向下游移動并對雙渦帶結(jié)構(gòu)起到抑制作用。

    • 進口預旋對低比速離心泵無過載性能的影響

      2013, 44(5):50-54,112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.010

      摘要 (3880) HTML (0) PDF 899.38 K (2034) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用徑向前置導葉實現(xiàn)預旋,將葉輪與前置導葉結(jié)合進行研究,推導了有預旋離心泵的最大軸功率及其對應(yīng)流量的計算公式。分析了導葉幾何參數(shù)對泵理論揚程曲線、功率曲線、理論最大流量、最大軸功率及最大軸功率對應(yīng)流量的影響。利用CFD軟件對幾何參數(shù)不同的8組方案進行數(shù)值模擬,將模擬結(jié)果與公式計算結(jié)果進行對比。驗證了公式的正確性,該公式對無過載離心泵設(shè)計具有指導作用。

    • 軸向應(yīng)力對多級離心泵轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響

      2013, 44(5):55-58,88. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.011

      摘要 (3970) HTML (0) PDF 918.50 K (1770) 評論 (0) 收藏

      摘要:借助ANSYS軟件,運用有限元方法,在計算3×8 3/4-10stg HSB型高速多級離心泵轉(zhuǎn)子干態(tài)臨界轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上,又分別計算了轉(zhuǎn)子在濕態(tài)下支承剛度、陀螺力矩、流體軟化作用、口環(huán)支承等對轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響,此后再計入軸向應(yīng)力對轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響。結(jié)果表明,浸液轉(zhuǎn)子僅考慮流固耦合作用計算出的臨界轉(zhuǎn)速仍然存在著偏差;在流固耦合的基礎(chǔ)上,再考慮軸向應(yīng)力對轉(zhuǎn)子動力特性的影響后,一階臨界轉(zhuǎn)速提高了21%,其余各階也有所提高,說明軸向應(yīng)力對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速有較大影響,且軸向應(yīng)力對提高轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性有積極的作用。

    • 基于響應(yīng)面法的旋流泵優(yōu)化設(shè)計

      2013, 44(5):59-65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.012

      摘要 (4504) HTML (0) PDF 978.89 K (2620) 評論 (0) 收藏

      摘要:以旋流泵最高效率、高效區(qū)范圍及在小流量區(qū)的揚程—流量曲線穩(wěn)定性為目標函數(shù),先采用Plackett—Burman試驗設(shè)計篩選結(jié)構(gòu)參數(shù),并根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)對目標函數(shù)的影響將其劃分為3個等級:顯著因素、次顯著因素和非顯著因素;再由中心復合設(shè)計和Box-Behnken設(shè)計及響應(yīng)面分析確定各級結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)設(shè)計點。該方法以CFD計算結(jié)果為基礎(chǔ),構(gòu)造旋流泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)與多目標函數(shù)的響應(yīng)面近似模型,分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)間的交互效應(yīng)。對最優(yōu)設(shè)計點的泵進行了試驗研究,試驗結(jié)果與CFD計算值吻合,在設(shè)計工況下效率的相對誤差為4.89%,且較優(yōu)化前的模型在性能上有明顯改善,表明基于試驗設(shè)計和響應(yīng)面法可用于旋流泵的優(yōu)化設(shè)計。

    • 葉片式混輸泵氣液兩相非定常流動特性分析

      2013, 44(5):66-69,95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.013

      摘要 (3761) HTML (0) PDF 927.84 K (1758) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于細泡狀流動假設(shè),采用雙流體模型對一葉片式混輸泵葉輪內(nèi)的氣液兩相流動進行定常和非定常數(shù)值模擬。計算中,進口含氣率為15%,湍流模型采用基于k—ω模型的SST模型,相間作用力考慮了阻力和附加質(zhì)量力。通過分析流域的含氣率及兩相速度矢量分布,探討了混輸泵內(nèi)氣液兩相非定常流動特性。結(jié)果顯示,混輸泵葉輪內(nèi)的兩相輸運過程出現(xiàn)“不連續(xù)氣團運動”現(xiàn)象。該現(xiàn)象的形成與氣泡尺寸及氣體所受的相間作用力有關(guān),并且只有在非定常計算中才能得到清晰展現(xiàn)。計算還發(fā)現(xiàn),氣相軸面渦的位置與高含氣率區(qū)幾乎完全對應(yīng),說明氣相旋渦是造成氣體局部聚集的主要因素之一。通過對比外特性計算和實驗結(jié)果,驗證了所用數(shù)值模型和方法的可靠性。

    • 基于流固耦合的多級潛水泵葉輪結(jié)構(gòu)強度分析

      2013, 44(5):70-73,100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.014

      摘要 (4446) HTML (0) PDF 952.31 K (2435) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用ANSYS的Workbench平臺,通過單向流固耦合模型對葉輪的應(yīng)力應(yīng)變進行了數(shù)值研究。分別計算出葉輪受流體壓力及離心力載荷作用所產(chǎn)生的最大等效應(yīng)力及變形量,進一步獲得2種載荷共同作用時的效果。在此基礎(chǔ)上,研究了葉輪最大等效應(yīng)力及變形量隨流量的變化特征,并對葉輪進行結(jié)構(gòu)強度校核。結(jié)果表明,葉輪最大等效應(yīng)力及變形量主要受流體壓力作用影響,而受離心力的影響較小。當流量逐漸增加,葉輪最大等效應(yīng)力先增大后減小,葉輪變形量則逐漸減小。強度校核結(jié)果表明,葉輪符合強度要求。

    • 多級泵滑動軸承動特性系數(shù)求解算法

      2013, 44(5):74-78. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.015

      摘要 (3871) HTML (0) PDF 920.62 K (2068) 評論 (0) 收藏

      摘要:對多級泵進行轉(zhuǎn)子動力學分析時,需要先對多級泵所用的滑動軸承進行動特性系數(shù)計算。采用有限差分法將雷諾方程中導數(shù)轉(zhuǎn)換為差分形式。通過Matlab編程對靜態(tài)雷諾方程進行迭代求解,求得靜態(tài)油膜壓力分布。無量綱動特性系數(shù)僅與軸承寬徑比和偏心率有關(guān),為了確定軸承的偏心率,用辛普森積分法求油膜承載力,用插值法不斷改變油膜偏心率直到油膜承載力與軸承處支反力大小相等。對小擾動下的雷諾方程繼續(xù)用Matlab進行求解得到4個擾動壓力,再用辛普森積分法求得動特性系數(shù)。取寬徑比為0.2,偏心率為0.4,通過將所編制的程序與窄軸承簡化公式的計算值對比發(fā)現(xiàn)算法可靠。計算結(jié)果表明軸承的交叉阻尼系數(shù)幾乎相等,并用Matlab繪制了軸承的擾動壓力分布圖。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 基于CoupModel的黃土丘陵溝壑區(qū)荒草地水分平衡模擬

      2013, 44(5):79-88. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.016

      摘要 (4161) HTML (0) PDF 931.81 K (1731) 評論 (0) 收藏

      摘要:應(yīng)用土壤—植被—大氣系統(tǒng)水熱傳輸模型CoupModel,在野外定位觀測試驗的基礎(chǔ)上對陜北黃土丘陵溝壑區(qū)陰、陽坡荒草地SVAT系統(tǒng)水分傳輸進行了模擬。結(jié)果表明,土壤含水率和土壤溫度模擬值與實測值有較高的一致性;陽坡荒草地的土壤蒸發(fā)量較陰坡高,陽坡荒草地植被蒸騰量低于陰坡荒草地,說明陰、陽坡荒草地在大氣—土壤界面和植被—土壤界面水分交換差異明顯;干旱年大氣降水主要消耗于土壤蒸發(fā)和植被蒸騰,蒸散量超過了同期降水量,輸入草地系統(tǒng)的降水滿足不了水分的支出,土壤水庫處于負補償狀態(tài)。豐水年,試驗地約有20%降水儲存于土壤中,系統(tǒng)的水分收入大于支出。黃土丘陵溝壑區(qū)陽坡和陰坡是水熱條件不同的立地類型,陽坡用于土壤蒸發(fā)的水分較多,土壤儲水量低,因此陽坡植被配置應(yīng)當考慮蓋度較高、可以降低土壤蒸發(fā)的植被類型。

    • 風干對淹水稻田土重金屬形態(tài)及其作物有效性的影響

      2013, 44(5):89-95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.017

      摘要 (3941) HTML (0) PDF 871.97 K (2133) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探索淹水稻田土風干處理后重金屬形態(tài)及作物有效性的變化規(guī)律,在長江三角洲典型地區(qū)采集淹水土壤樣品,原樣與風干樣均采用BCR連續(xù)提取方法結(jié)合原子吸收分光光度法測定Cd、Cr、Cu、Ni、Pb等重金屬不同形態(tài)含量。結(jié)果表明:淹水狀態(tài)下各形態(tài)占全量質(zhì)量分數(shù)為酸可溶態(tài)11.5%、可氧化態(tài)21.5%、可還原態(tài)33.7%、殘留態(tài)29.2%。風干后重金屬酸可溶態(tài)、可還原態(tài)明顯減少,可氧化態(tài)有增有減,殘留態(tài)增加;對風干處理敏感程度從大到小依次為Ni、Pb、Cd、Cu,Cr保持穩(wěn)定。田間淹水狀態(tài)Cd、Ni、Cu作物有效性較高,Pb次之,Cr較低;樣品風干處理后Ni、Cd、Cu表觀活性降低,Pb反而明顯增加,Cr保持穩(wěn)定。主要結(jié)論是土壤風干樣品不能如實反映田間淹水狀態(tài)重金屬形態(tài)分布,低估了土壤重金屬作物有效性。

    • 集中水流沖刷條件下淺溝徑流流速特征研究

      2013, 44(5):96-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.018

      摘要 (3987) HTML (0) PDF 859.05 K (1943) 評論 (0) 收藏

      摘要:在室內(nèi)不同坡度和徑流流量條件下,用電解質(zhì)示蹤法和染色劑示蹤法進行淺溝徑流流速測量的對比研究。用采自北京的粉壤土在室內(nèi)試驗模擬淺溝侵蝕,測量并計算淺溝徑流流速。在坡度5°、10°、20°,流量64、128、256L/min條件下,進行淺溝水流流速的測定試驗。測量結(jié)果表明,淺溝徑流流速隨坡長增加略有減小,隨流量和坡度增大而增大。電解質(zhì)示蹤法測量得到的流速在0.55~1.60m/s之間,而染色劑示蹤法測量得到的流速為0.71~1.45m/s,染色劑示蹤法測量得到的流速略小于電解質(zhì)示蹤法測量結(jié)果??紤]到淺溝水流對示蹤劑稀釋及紊流對水流的擾動造成的視覺影響,電解質(zhì)示蹤法測量的流速具有其合理性。

    • 負水頭條件下水質(zhì)對濕潤體運移及水鹽分布的影響

      2013, 44(5):101-107. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.019

      摘要 (3801) HTML (0) PDF 908.75 K (1630) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過室內(nèi)試驗,分析了負水頭供水條件下,灌溉水鈉吸附比和鹽分濃度對濕潤體運移及水鹽分布的影響。結(jié)果表明,濕潤體的最大水平濕潤距離、最大垂直濕潤距離以及累積入滲量均與時間呈冪指數(shù)關(guān)系,并隨著灌溉水鹽分濃度的增加和鈉吸附比的減小而增加;濕潤體內(nèi)土壤含水率和電導率的分布近似為一組同心橢球面,并與濕潤體半橢圓在水平方向的半軸平方呈線性關(guān)系,隨著半軸的增加,土壤含水率減小,而電導率增加;灌溉水鹽分濃度一定的條件下,隨著鈉吸附比的增加,濕潤體內(nèi)的平均含水率減小,平均電導率增加,在鈉吸附比一定的條件下,灌溉水鹽分濃度對兩者的影響較小。

    • 基于微生物生態(tài)效益的土壤肥力綜合評價模型

      2013, 44(5):108-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.020

      摘要 (4030) HTML (0) PDF 852.10 K (2072) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種基于土壤微生物生態(tài)效益的土壤肥力綜合評價模型。利用微生物作用動力學研究分析土壤微生物對土壤效態(tài)養(yǎng)分的直接以及間接生態(tài)效應(yīng),并在原有非生物評價指標權(quán)重結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,將微生物對肥力的貢獻力折算到土壤有效態(tài)養(yǎng)分指標的權(quán)重上進行權(quán)值再分配,從而建立了微生物評價指標權(quán)值。劃分微生物以及其他因素的評價等級并確定適宜型隸屬度函數(shù)參數(shù),建立土壤肥力綜合模糊評價模型。根據(jù)評價結(jié)果與作物產(chǎn)量進行相關(guān)度分析,結(jié)果表明所采用的綜合評價結(jié)果與小麥的長勢和產(chǎn)量的相關(guān)度均高于傳統(tǒng)方法,體現(xiàn)出較好的評價合理性。

    • 無土栽培基質(zhì)水分特性參數(shù)研究

      2013, 44(5):113-118,142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.021

      摘要 (4565) HTML (0) PDF 912.54 K (2518) 評論 (0) 收藏

      摘要:選用設(shè)施無土栽培常用8種基質(zhì),試驗測定其孔隙度、滲透系數(shù)、水分特性曲線、擴散率等水分特性參數(shù),分析得到:基質(zhì)的水分擴散率與基質(zhì)含水率之間的關(guān)系都符合經(jīng)驗公式D(θ)=aebθ,呈指數(shù)函數(shù)變化,且決定系數(shù)較高;基質(zhì)的導水性用擴散率來表示,得到珍珠巖和蛭石的供水速度快,但不利于保水,降低了灌水效率。綜合分析8種基質(zhì)得到,除珍珠巖、蛭石外,其他6種基質(zhì)總孔隙度均在70%~90%之間,水氣比均在2.0~4.0之間,均可作為育苗和栽培基質(zhì);采用矩陣法綜合評價,得出以國產(chǎn)草炭與珍珠巖質(zhì)量比2∶1,國產(chǎn)草炭、蛭石、珍珠巖質(zhì)量比3∶1∶1為基質(zhì)時最優(yōu)。

    • 糜子葉片解剖結(jié)構(gòu)與其抗旱性關(guān)聯(lián)研究

      2013, 44(5):119-126. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.022

      摘要 (3804) HTML (0) PDF 1.05 M (2006) 評論 (0) 收藏

      摘要:運用光學顯微鏡和掃描電鏡對3個抗旱性不同的糜子品種的葉片解剖結(jié)構(gòu)進行觀察分析,并運用方差分析、聚類分析、相關(guān)分析和隸屬函數(shù)法對其進行抗旱性評價。結(jié)果表明,糜子葉片具有旱生結(jié)構(gòu)特征,葉肉細胞呈長方形,且長軸方向垂直與葉片表面,上下表面都有氣孔分布,下表皮氣孔下陷,氣孔密度大于上表皮,上下表皮被有蠟質(zhì)和表皮毛;參試材料18個旱生結(jié)構(gòu)指標中的10個差異顯著或極顯著,并聚為4類;通過相關(guān)分析篩選出葉肉細胞表面積、上表皮長細胞長度、下表皮氣孔長度、泡狀細胞長度是各類的典型指標,應(yīng)用隸屬函數(shù)法綜合評價參試糜子品種抗旱能力,由強到弱依次為:隴糜8號、內(nèi)糜5號、榆糜3號。

    • 自清洗網(wǎng)式過濾器水頭損失和排污時間研究

      2013, 44(5):127-134. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.023

      摘要 (4065) HTML (0) PDF 915.18 K (1983) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過室內(nèi)模型試驗,對80目和120目自清洗網(wǎng)式過濾器在清水過濾時的水頭損失和排污狀態(tài)下的最佳排污時間進行了試驗研究。清水過濾狀態(tài)時,通過對試驗用過濾器的進水口和出水口建立伯努利方程,推導出過濾器清水水頭損失的通用表達式,在不同的進水流量下(0~220m3/h),結(jié)合試驗數(shù)據(jù)得出了2種目數(shù)濾網(wǎng)水頭損失的經(jīng)驗表達式;排污狀態(tài)時,在對2種濾網(wǎng)各自設(shè)置5個不同排污壓差及3個相應(yīng)不同進水含沙量條件下,得出了排污口含沙量隨排污時間的變化曲線規(guī)律為先變大后減小,15s時出現(xiàn)拐點,20s以后趨于穩(wěn)定,為保證過濾器的排污效果及節(jié)約水資源,確定過濾器的最佳理論排污時間段為20~30s,結(jié)合試驗數(shù)據(jù)和誤差分析,理論推導出120目濾網(wǎng)的最佳排污時間計算表達式,計算結(jié)果表明:理論值與試驗值吻合較好。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用技術(shù)發(fā)展分析

      2013, 44(5):135-142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.024

      摘要 (4655) HTML (0) PDF 883.22 K (3023) 評論 (0) 收藏

      摘要:近年我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,而養(yǎng)殖廢棄物資源化利用技術(shù)顯得相對滯后,未經(jīng)處理的畜禽糞便隨意堆放,造成空氣、水體以及土壤的污染,危害身體健康。養(yǎng)殖廢棄物污染防治迫在眉睫,其資源化利用是從源頭上防治污染的有效手段。為此,本文對養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的污染狀況、資源性質(zhì)、技術(shù)狀況等進行總結(jié),對各種養(yǎng)殖廢棄物資源化技術(shù),如能源化、肥料化、飼料化等技術(shù)進行分析,從而明確我國養(yǎng)殖廢棄物資源化利用技術(shù)的發(fā)展方向。

    • 復合菌系CN6生長特性及在沼氣發(fā)酵中的應(yīng)用

      2013, 44(5):143-147,153. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.025

      摘要 (4024) HTML (0) PDF 902.08 K (1778) 評論 (0) 收藏

      摘要:為有效提高纖維素類原料厭氧發(fā)酵水解效率,根據(jù)不同菌株利用底物差異和產(chǎn)酶互補性,人工構(gòu)建產(chǎn)纖維素酶復合菌系CN6。通過檢測濾紙酶活和纖維素降解率,確定了復合菌系CN6的最適培養(yǎng)溫度為30~37℃,最佳培養(yǎng)初始pH值為7.0,菌系CN6遺傳性能穩(wěn)定。復合菌系CN6應(yīng)用于以牛糞為原料的室內(nèi)沼氣厭氧發(fā)酵,發(fā)酵0~15d時,揮發(fā)性脂肪酸質(zhì)量濃度比對照提高26.5%~30.6%,發(fā)酵結(jié)束時,纖維素降解率比對照提高6.8%,沼氣總產(chǎn)量比對照提高18.4%。

    • 干濕耦合厭氧發(fā)酵工藝設(shè)計與發(fā)酵特性試驗

      2013, 44(5):148-153. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.026

      摘要 (3754) HTML (0) PDF 880.16 K (2360) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前大中型沼氣工程存在原料單一及沼液沼渣處理難的問題,提出了干法發(fā)酵與濕法發(fā)酵相結(jié)合的干濕耦合厭氧發(fā)酵工藝,即畜禽糞便采用濕發(fā)酵,將濕法發(fā)酵產(chǎn)生的沼液沼渣與秸稈混合進行干法發(fā)酵。并研究了干濕耦合比例——沼液沼渣與秸稈比例(BRSR)及干法發(fā)酵滲濾液回流對發(fā)酵特性的影響,結(jié)果表明,隨著濕干比例的增加啟動時間縮短、產(chǎn)氣量增加;干法發(fā)酵的滲濾液總固體質(zhì)量分數(shù)為1%以下,達到了固液分離的效果,有利于循環(huán)利用和噴淋,解決了濕法厭氧發(fā)酵沼液沼渣處理難的問題,實現(xiàn)了沼液的循環(huán)利用。

    • 碳基吸附劑提純CH4/CO2混合氣中CH4的研究

      2013, 44(5):154-157. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.027

      摘要 (4062) HTML (0) PDF 848.84 K (1742) 評論 (0) 收藏

      摘要:在常溫(25℃)低壓(0.2MPa)下,測定市售碳基吸附劑(活性炭和碳分子篩)對CH4與CO2混合氣的動態(tài)吸附分離性能,并與13X分子篩性能進行比較。結(jié)果表明:碳分子篩能較好地分離CH4與CO2,但分離選擇性不如13X分子篩。然而碳分子篩可以通過抽真空法或惰氣吹掃法完全再生,這一性能優(yōu)越于13X分子篩。碳質(zhì)吸附劑的再生耗能低于以13X為代表的沸石分子篩,更有利于成為變壓吸附法凈化沼氣的吸附劑。

    • 塑料和麥秸膨脹劑對豬糞好氧堆肥的影響試驗

      2013, 44(5):158-163. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.028

      摘要 (4423) HTML (0) PDF 880.73 K (1884) 評論 (0) 收藏

      摘要:以麥秸膨脹劑為對照,利用3組小型好氧堆肥反應(yīng)器同時試驗,并進行比較研究塑料膨脹劑對豬糞好氧堆肥過程的影響。將等量豬糞分別與等體積的麥秸和塑料管分別混合進行好氧堆肥試驗,監(jiān)測了堆肥過程中溫度、氧氣體積分數(shù)、含水率、可揮發(fā)性固體含量、可溶性糖含量、纖維素含量、粗脂肪含量和粗蛋白含量的變化,并利用數(shù)學模型表達了堆肥過程中自由空域的變化及其對有機質(zhì)降解的影響因子。試驗結(jié)果表明:塑料膨脹劑抵抗堆體自壓實作用的效果要優(yōu)于麥秸膨脹劑,而麥秸膨脹劑比塑料膨脹劑更利于堆肥初始階段升溫和整個堆肥過程中含水率的保持。

    • 棉稈重組方材制備工藝與試驗

      2013, 44(5):164-168. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.029

      摘要 (4359) HTML (0) PDF 874.80 K (1734) 評論 (0) 收藏

      摘要:以棉稈為原料,通過單因素試驗研究密度、施膠量和熱壓溫度對棉稈重組方材力學性能的影響。結(jié)果表明,在試驗范圍內(nèi),棉稈重組方材的抗彎彈性模量、抗彎強度和順紋抗壓強度隨著密度(0.5、0.6和0.7g/cm3)和施膠量(添加量為絕干棉稈束質(zhì)量的8%、10%和12%)的增加而增大,隨著熱壓溫度的升高(由160℃升到180℃)先增大后有所減?。ㄓ?80℃升到200℃)。在其他工藝條件相同的情況下,酚醛膠棉稈重組方材的力學性能明顯好于三聚氰胺改性脲醛膠棉稈重組方材。與人工林木材比較,密度為0.7g/cm3的棉稈重組方材,其力學性能和人工林楊木的成熟材相當。

    • 實度對直葉片垂直軸風力機風輪氣動性能的影響分析

      2013, 44(5):169-174,168. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.030

      摘要 (4333) HTML (0) PDF 989.89 K (2138) 評論 (0) 收藏

      摘要:實度是直葉片垂直軸風力機設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù),對風力機氣動性能起主導作用。分析并建立了垂直軸風力機局部流場下的力學模型,研究實度與氣動性能的關(guān)系;對風力機進行了數(shù)值模擬,分析了葉片的動態(tài)力學特性,并重點研究風輪半徑、弦長及葉片數(shù)量對風能利用率的影響;進行了樣機實驗驗證了數(shù)值模擬的精度與可靠性。研究發(fā)現(xiàn):實度增加,風力機在低尖速比下的啟動特性得到改善,但產(chǎn)生高風能利用率的有效尖速比范圍變??;樣機實度為0.628時,2葉片和4葉片風輪的輸出功率相當,但4葉片風輪的輸出功率比2葉片風輪更穩(wěn)定;實度參數(shù)對風能利用率貢獻不同,弦長變化可提高風能利用率的峰值,而葉片數(shù)量的增加會降低風能利用率的峰值。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 基于HS—SPME和模糊評判的蘋果汁香氣萃取條件優(yōu)化

      2013, 44(5):175-181. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.031

      摘要 (3971) HTML (0) PDF 919.98 K (1807) 評論 (0) 收藏

      摘要:鑒于關(guān)鍵香氣成分酯類、醇類或醛類單獨作為優(yōu)化萃取參數(shù)評價指標時優(yōu)化結(jié)果不一致,采用頂空固相微萃取法(HS—SPME)富集提取蘋果汁中香氣成分,利用模糊評判法構(gòu)建綜合評價模型對萃取參數(shù)進行優(yōu)化。以模糊綜合評判結(jié)果為目標,采用響應(yīng)曲面法研究萃取時間、萃取溫度和NaCl添加量對蘋果汁中關(guān)鍵香氣成分提取的影響規(guī)律。獲得同步萃取酯類、醇類與醛類效果最優(yōu)工藝參數(shù)為:萃取溫度51.3℃、萃取時間45.2min、NaCl添加量0.252g/mL。建立的方法在所考察的濃度范圍內(nèi)具有良好的線性(R2≥0.983),加標回收率為87.6%~106.3%,相對標準偏差在10.09%以內(nèi)。

    • 紅葡萄酒中砷含量的流動注射氫化物原子吸收法檢測

      2013, 44(5):182-187. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.032

      摘要 (3405) HTML (0) PDF 863.76 K (1505) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用微波消解預處理紅葡萄酒,對流動注射氫化物原子吸收法(FI—HAAS)測定砷的載氣濃度、流速和載氣酸度,預還原劑用量及氧化時間,硼氫化鉀用量等參數(shù)進行優(yōu)化,建立流動注射氫化物原子吸收檢測紅葡萄酒中砷含量的方法。結(jié)果表明,F(xiàn)I—HAAS檢測紅葡萄酒中砷的方法為:氬氣為載氣,鹽酸為氫化物反應(yīng)的酸介質(zhì),載氣流速120mL/min,載流酸度1%,檢測使用液為酸度8%的鹽酸,硼氫化鉀質(zhì)量濃度為10mg/mL,氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)為0.6%,碘化鉀—抗壞血酸作為預還原劑,預還原劑質(zhì)量分數(shù)為1%,用量0.5mL,氧化時間10min。

    • 基于介電特性的小雜糧含水率檢測儀設(shè)計與試驗

      2013, 44(5):188-193. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.033

      摘要 (3980) HTML (0) PDF 882.48 K (1921) 評論 (0) 收藏

      摘要:以直流充/放電電路、溫度傳感器DS18B20和等臂電橋電路分別檢測小雜糧的電容、溫度和容積密度;以C51為程序開發(fā)語言,設(shè)計了一種基于介電特性的小雜糧含水率檢測儀。以小米為對象,應(yīng)用自制儀器研究了含水率、溫度和容積密度對電容的影響規(guī)律;建立了描述電容與含水率、溫度關(guān)系的數(shù)學模型;并對模型的可靠性進行了驗證。檢驗了所設(shè)計的小雜糧檢測儀在基于電容和溫度預測小米含水率方面的可行性。結(jié)果表明,在濕基含水率11%~19%、溫度5~40℃的范圍內(nèi),該檢測儀的測量精度為±0.5%,響應(yīng)時間小于3s。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 美國農(nóng)業(yè)航空技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析

      2013, 44(5):194-201. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.034

      摘要 (7739) HTML (0) PDF 953.99 K (3056) 評論 (0) 收藏

      摘要:美國是目前農(nóng)業(yè)航空裝備技術(shù)最先進、應(yīng)用最廣泛的國家,農(nóng)業(yè)航空服務(wù)組織體系完善,航空施藥作業(yè)規(guī)范,施藥部件系列齊全。一些精準農(nóng)業(yè)技術(shù)手段如GPS自動導航、施藥自動控制系統(tǒng)、各種作業(yè)模型已步入實用階段,作業(yè)精準、高效,對環(huán)境的污染低。隨著精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展,航空遙感技術(shù)、空間統(tǒng)計學、變量施藥控制等技術(shù)也用于美國農(nóng)田產(chǎn)量監(jiān)測,植物的水分、營養(yǎng)狀況、病蟲害監(jiān)測。提出了為改善目前技術(shù)存在的不足,提高數(shù)據(jù)準確性和生產(chǎn)效率,需解決的主要技術(shù)問題和研究熱點,包括:圖像實時處理技術(shù)、多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)、航空變量噴灑技術(shù)。

    • 四旋翼飛行器農(nóng)田位置信息采集平臺設(shè)計與實驗

      2013, 44(5):202-206,212. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.035

      摘要 (4733) HTML (0) PDF 916.23 K (2312) 評論 (0) 收藏

      摘要:作為對傳統(tǒng)農(nóng)田信息采集方式的補充,提出了一種基于小型飛行器的采集方式。闡述了四旋翼飛行器的工作原理,并設(shè)計了農(nóng)田信息采集平臺,制作出的樣機載重為3.5kg,滯空時間大于20min。設(shè)計了慣性測量系統(tǒng),在測試翻滾角誤差小于0.5°時確定融合算法權(quán)重系數(shù)K為12,利用PID閉環(huán)控制,實現(xiàn)3m高度懸停飛行的偏移誤差不超過5m。在平臺上搭載Trimble 5700型GPS接收機進行了實時數(shù)據(jù)采樣實驗,結(jié)果表明人工采樣與飛行采樣數(shù)據(jù)誤差約為1.4m,表明該平臺具有采集農(nóng)田位置信息的基本能力

    • 作物生長信息獲取多光譜傳感器設(shè)計與試驗

      2013, 44(5):207-212. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.036

      摘要 (4403) HTML (0) PDF 875.96 K (2366) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實時、快捷、無損獲取農(nóng)作物生長信息,根據(jù)作物生長指標的光譜監(jiān)測機理,研制了一種四波長作物生長信息獲取多光譜傳感器。采用光學濾波技術(shù)提高了光輻射信息輸入信噪比,依據(jù)作物冠層特征及田間作業(yè)環(huán)境實際要求,設(shè)計了適宜的探測鏡頭結(jié)構(gòu)參數(shù),確保了多光譜傳感器靈敏度與分辨效果,應(yīng)用T型電阻積分網(wǎng)絡(luò)搭建了微弱光譜信息放大電路。通過標定,獲得了多光譜傳感器與FieldSpec Pro FR2500型光譜儀的關(guān)系模型,決定系數(shù)分別為0.8028、0.8068、0.8185、0.8900。對小麥的試驗結(jié)果表明,該傳感器的平均測量誤差分別為5.6%、4.6%、1.4%、4.5%。該傳感器能夠較好地實現(xiàn)作物冠層反射光譜的實時在線檢測,為作物生長監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)提供了有力支持。

    • 基于信道測試的橘園WSN網(wǎng)絡(luò)部署試驗

      2013, 44(5):213-218. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.037

      摘要 (4936) HTML (0) PDF 941.39 K (2118) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)規(guī)劃與快速部署問題,基于無線信道傳播特性,研究橘園WSN射頻信號衰減模型,指導WSN部署并進行了組網(wǎng)試驗。選433MHz與2.4GHz載波頻率,基于連續(xù)無線電波在通信碼率、天線增益、調(diào)制擴頻方式、數(shù)據(jù)包長度和通信距離等多因素作用下分析WSN射頻信號在橘園的衰減,建立2頻率射頻信號接收強度與環(huán)境傳播因子及通信距離間的模型,擬合R2最小值與最大值分別為0.957031與0.971218,0.9546與0.9863。通信碼率低于1.2kb/s且遠距離通信時,433MHz CC1110具有優(yōu)勢;發(fā)射功率與天線增益相同時,433MHz平均信號強度高于2.4GHz;通信碼率相同時,CC2530丟包率低于CC1110。針對橘園選ZigBee設(shè)計星型WSN進行組網(wǎng)試驗,結(jié)果表明,盡可能短數(shù)據(jù)包與較低通信碼率的通信協(xié)議較好;WSN各節(jié)點平均通信成功率高于84%。

    • 烤煙冠層光譜參數(shù)與氮素垂直分布相關(guān)性研究

      2013, 44(5):219-225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.038

      摘要 (3755) HTML (0) PDF 911.28 K (1651) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究烤煙地上部氮積累量垂直分布與冠層光譜參數(shù)的定量關(guān)系,以明確冠層不同葉層尤其是中、下層葉片對光譜的貢獻,構(gòu)建基于光譜指數(shù)的烤煙不同葉層及其組合氮素積累量的反演模型。針對不同施氮水平下烤煙進行大田試驗,于不同生育時期采集田間冠層光譜數(shù)據(jù)并測定植株不同器官及葉層生物量和氮含量。對不同葉層及其組合氮素積累量與多個光譜參數(shù)進行相關(guān)分析,結(jié)果表明:植被指數(shù)RVI(810,680)可以有效反演烤煙植株中層、上中層、上中下層氮素積累量;紅邊振幅(DλRed)可有效反演下層、中下層氮素積累量,說明利用光譜參數(shù)反演烤煙植株氮素積累量及中下層氮素積累量是可行的。

    • 基于SPOT遙感數(shù)據(jù)的甘蔗葉面積指數(shù)反演和產(chǎn)量估算

      2013, 44(5):226-231. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.039

      摘要 (4563) HTML (0) PDF 874.86 K (2496) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用SPOT遙感數(shù)據(jù)進行甘蔗葉面積指數(shù)LAI反演,建立最佳NDVI—LAI反演模型,同時結(jié)合不同生育期甘蔗葉面積指數(shù)的時序變化規(guī)律,建立各生育期甘蔗葉面積指數(shù)LAI與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系,得到甘蔗葉面積指數(shù)LAI—產(chǎn)量最佳估產(chǎn)模型。在驗證甘蔗葉面積指數(shù)LAI的基礎(chǔ)上,利用遙感反演的甘蔗葉面積指數(shù)LAI進行甘蔗單產(chǎn)估算。結(jié)果表明:甘蔗葉面積指數(shù)LAI與NDVI之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,全生育期二者的相關(guān)性最高,以二次函數(shù)模型擬合效果最佳,決定系數(shù)R2為0.8429。將遙感數(shù)據(jù)反演得到的平均葉面積指數(shù)LAI數(shù)據(jù)代入甘蔗葉面積LAI—產(chǎn)量模型得到全縣平均單產(chǎn),與統(tǒng)計數(shù)據(jù)相比,相對誤差僅為2.6%。說明該模型具有較好的估產(chǎn)效果,可以為甘蔗區(qū)域估產(chǎn)提供重要參考。

    • 巖溶區(qū)峰叢洼地山體陰影區(qū)域植被指數(shù)隨機模擬

      2013, 44(5):232-236,225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.040

      摘要 (3830) HTML (0) PDF 930.58 K (1669) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對巖溶峰叢洼地遙感影像山體陰影區(qū)域信息缺失的問題,以廣西壯族自治區(qū)果化野外基地的歸一化植被指數(shù)(NDVI)為研究對象,對研究區(qū)域NDVI進行了14次序貫高斯模擬(SGS),并就模擬結(jié)果與普通克里格進行對比分析。結(jié)果表明,受巖性和地形地貌等內(nèi)在因素的影響,研究區(qū)域NDVI具有強烈的空間自相關(guān)性;隨著模擬次數(shù)的增加,SGS模擬值與驗證值之間的相關(guān)系數(shù)增加,平均絕對誤差(MAE)和均方根誤差(RMSE)減小,模擬精度逐漸提高;當模擬次數(shù)大于50次時,模擬精度高于普通克里格(OK)插值精度,模擬次數(shù)繼續(xù)增加,SGS模擬精度提高不明顯。研究較精確地獲取了陰影區(qū)域的NDVI,可為區(qū)域石漠化評估與巖溶生態(tài)重建提供參考。

    • 基于時間窗的農(nóng)機資源時空調(diào)度模型

      2013, 44(5):237-241,231. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.041

      摘要 (4625) HTML (0) PDF 949.26 K (2155) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對農(nóng)田與農(nóng)機資源的匹配與調(diào)度應(yīng)用需求,抽象出基于時間窗的農(nóng)機資源時空調(diào)度數(shù)學模型,以動態(tài)規(guī)劃的思想逐步分解決策過程,完成每個決策的最優(yōu)解解算,并進行模型尋優(yōu)分析和復雜度分析。基于GIS等技術(shù),開發(fā)了農(nóng)機資源時空調(diào)度原型系統(tǒng),可實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、模型運算、調(diào)度指令生成以及中心自動導航等功能。結(jié)合北京市某農(nóng)機協(xié)會,開展了初步的應(yīng)用試驗。試驗表明,模型可實現(xiàn)農(nóng)機的快速、自動調(diào)度,有利于提高大型農(nóng)機組織的農(nóng)機管理和利用率。

    • 基于氣動柔性驅(qū)動器的球果采摘末端抓持器

      2013, 44(5):242-246. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.042

      摘要 (4247) HTML (0) PDF 900.05 K (2360) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實現(xiàn)球果的安全、可靠采摘,基于氣動柔性驅(qū)動器(FPA)設(shè)計了球果采摘末端執(zhí)行器,主要由3個FPA驅(qū)動的手指和基座構(gòu)成。建立了手指指端在基座坐標系內(nèi)的運動學方程,分析了末端抓持器在任意姿態(tài)下進行球果抓握的力學過程,建立了球果抓持數(shù)學模型。實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的球果采摘末端執(zhí)行器可對成熟球果進行任意姿態(tài)的抓握,建立的數(shù)學模型可用于實際的采摘過程控制。

    • 基于機器視覺的自然環(huán)境中獼猴桃識別與特征提取

      2013, 44(5):247-252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.043

      摘要 (4537) HTML (0) PDF 971.06 K (2369) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了綜合應(yīng)用果實顏色和形狀特征識別自然環(huán)境中獼猴桃果實及特征提取的方法。通過對比不同顏色空間,選用R—G色差分量;再采用基于誤分割像素的分割評價方法來確定顏色特征nR—G中最佳分割系數(shù)n,最終選取0.9R—G顏色特征。利用Otsu法對其進行閾值分割,形態(tài)學運算去除掉殘余噪聲,實現(xiàn)了目標果實區(qū)域和背景區(qū)域的分割。然后利用Canny算子提取邊界,最后對邊界圖像進行橢圓形Hough變換,逐個識別出目標果實,并提取出果實的形心坐標、長軸端點坐標和長短軸長度等特征信息。對49幅包含110個果實圖像進行識別試驗,試驗結(jié)果表明:相互分離果實的識別率為96.9%,鄰接果實識別率為92.0%,被枝葉部分遮擋果實識別率為86.6%,重疊的果實識別率為81.6%。

    • 基于高光譜圖像技術(shù)的稻田苗期雜草稻識別

      2013, 44(5):253-257,163. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.044

      摘要 (4252) HTML (0) PDF 955.64 K (2198) 評論 (0) 收藏

      摘要:以生長期為10d的雜草稻和水稻為研究對象,采集其高光譜圖像信息,對其進行濾波預處理后,利用主成分分析方法優(yōu)選出1448.89nm和1469.89nm波長下的特征圖像。對每個特征圖像,分別提取其形狀特征、紋理特征和顏色特征,共18個特征變量?;谶@些特征變量,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立雜草稻和水稻的判別模型,模型訓練時雜草稻和水稻的回判率都為100%;預測時,雜草稻的回判率為92.86%,水稻的回判率為96.88%。研究表明,利用高光譜圖像技術(shù)快速鑒別稻田苗期雜草稻是可行的。

    • 基于加權(quán)支持向量數(shù)據(jù)描述的遙感圖像病害松樹識別

      2013, 44(5):258-263,287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.045

      摘要 (4524) HTML (0) PDF 1022.04 K (2174) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用安裝在無人機平臺上的雙光譜相機所獲取的可見光和近紅外遙感圖像,采用改進的加權(quán)支持向量數(shù)據(jù)描述多分類算法,實現(xiàn)病害松樹識別。首先根據(jù)不同內(nèi)容信息圖像的特點,提取雙光譜相機所獲取的可見光圖像和近紅外圖像各顏色分量作為相應(yīng)像素點的顏色特征,再通過提取加窗圖像塊的灰度共生矩陣得到中心像素點的紋理特征,然后利用權(quán)重系數(shù)為每類樣本分別作加權(quán)支持向量數(shù)據(jù)描述,實現(xiàn)松樹狀態(tài)的多輸出分類識別,其中權(quán)重系數(shù)是通過建立關(guān)于訓練樣本中心距離的權(quán)重函數(shù)所確定。與傳統(tǒng)的人工、航空和衛(wèi)星遙感識別方法不同,利用無人機平臺和雙光譜相機獲取遙感圖像,具有可操作性強、費用低廉等優(yōu)勢。試驗結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)的支持向量機和支持向量數(shù)據(jù)描述算法,改進的加權(quán)支持向量數(shù)據(jù)描述多分類算法更能準確地進行病害松樹識別。

    • 基于能值分析的設(shè)施葡萄可持續(xù)性評估系統(tǒng)設(shè)計

      2013, 44(5):264-269. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.046

      摘要 (3960) HTML (0) PDF 890.71 K (2033) 評論 (0) 收藏

      摘要:以設(shè)施葡萄為研究對象,基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和能值分析理論,系統(tǒng)分析了設(shè)施葡萄栽培的業(yè)務(wù)流程,構(gòu)建了可持續(xù)性評估模型,采用面向?qū)ο蟮腃#語言開發(fā)了C/S架構(gòu)的設(shè)施葡萄可持續(xù)性評估系統(tǒng),并在河北省昌黎縣葡萄種植基地進行了系統(tǒng)測試。結(jié)果表明:該系統(tǒng)是運用信息化技術(shù)解決葡萄生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)嶋H問題的有益嘗試,可以有效地評估設(shè)施葡萄栽培系統(tǒng)的可持續(xù)性,辨識影響其可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素;促進葡萄園生產(chǎn)的規(guī)范化管理,提高設(shè)施葡萄產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。

    • >機械設(shè)計制造及其自動化
    • 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與計算力矩復合的機器人運動軌跡跟蹤控制

      2013, 44(5):270-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.047

      摘要 (4009) HTML (0) PDF 897.19 K (2275) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實現(xiàn)機器人精密運動控制,在其關(guān)節(jié)系統(tǒng)引入計算力矩法(CTC)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復合的控制器,旨在通過CTC實現(xiàn)系統(tǒng)的初步控制并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償機器人的不確定動力學特性所帶來的運動誤差。首先,建立了機器人的動力學模型并對其不確定性動力學量進行了描述;然后,為機器人構(gòu)建了雙閉環(huán)控制系統(tǒng),并依據(jù)機器人標稱模型規(guī)劃出CTC控制律;進而,引入函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(FLNN)對不確定性動力學量進行估值,并推導出FLNN的學習律;最后,對系統(tǒng)進行了仿真,結(jié)果顯示,該復合控制器可將關(guān)節(jié)位置和速度跟蹤誤差控制在±0.001rad和±0.001rad/s之內(nèi),且其對機器人的參數(shù)變化及外部擾動具有較強的自適應(yīng)性與魯棒性。

    • 機械臂三次樣條路徑規(guī)劃系數(shù)遞推算法

      2013, 44(5):276-280. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.048

      摘要 (4049) HTML (0) PDF 853.51 K (1677) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對機械臂三次樣條路徑規(guī)劃涉及高階矩陣求逆,因而算法復雜、響應(yīng)速度慢的問題,提出一種不需要求逆矩陣運算的三次樣條系數(shù)的遞推算法,遞推算法的初始值由遞推公式表示的邊界條件獲得。按照三次樣條的3種不同的邊界條件,分別給出了遞推算法初始值的確定方法和遞推公式。仿真結(jié)果表明,改進的算法不僅運算簡單,而且可以獲得理想的三次樣條系數(shù)。

    • 非圓斜齒輪滾切策略與實用模型性能分析

      2013, 44(5):281-287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.049

      摘要 (3586) HTML (0) PDF 952.50 K (1961) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實現(xiàn)非圓斜齒輪滾切加工,基于5軸聯(lián)動滾切策略,應(yīng)用運動學原理推導齒坯附加轉(zhuǎn)動和滾刀附加轉(zhuǎn)動2種方案的基本數(shù)學模型;采用工件等弧長、工件等轉(zhuǎn)角和工件等極角3種方法簡化該模型,構(gòu)成6種滾切實現(xiàn)方案及實用模型;采用Matlab軟件對6種模型進行五聯(lián)動軸的(角)速度、(角)加速度動態(tài)性能分析,得出加工精度及效率高、動態(tài)品質(zhì)綜合性能較好的等弧長齒坯附加轉(zhuǎn)動和等弧長滾刀附加轉(zhuǎn)動2種最佳模型。經(jīng)滾切試驗驗證了模型的正確性,齒面測試分析與仿真結(jié)論一致。

    • 基于Kriging元模型的機床進給驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)特性優(yōu)化

      2013, 44(5):288-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.050

      摘要 (3801) HTML (0) PDF 928.67 K (1924) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出一種基于改進Kriging元模型的機床進給系統(tǒng)動態(tài)特性優(yōu)化方法。在推導滾珠絲杠副動力學模型,建立準確進給驅(qū)動多柔體模型的基礎(chǔ)上,在實際裝配邊界條件下,以立柱為設(shè)計對象,以刀具位置中心點的振動加速度最大偏離比為動態(tài)特性直觀評價指標,采用可信參數(shù)更新元模型對進給系統(tǒng)的動態(tài)特性進行優(yōu)化,在不增加質(zhì)量的前提下,刀具位置中心點的進給向振動加速度最大偏離比降低了8.7%,從而最終實現(xiàn)立柱結(jié)構(gòu)改進、伺服電動機至刀具端的進給系統(tǒng)的動態(tài)特性改善。

    • 考慮桿件彈性變形的改進型Delta并聯(lián)機構(gòu)剛度特性分析

      2013, 44(5):294-298. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.05.051

      摘要 (3842) HTML (0) PDF 892.78 K (2144) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于傳統(tǒng)的機構(gòu)剛度映射矩陣,建立了改進型Delta并聯(lián)機構(gòu)的剛度模型。模型不僅考慮了驅(qū)動鉸鏈剛度和外載荷對機構(gòu)剛度的影響,還考慮了構(gòu)件重力和在約束力下桿件彈性變形對剛度的影響,更具有一般性和精確性。由于用剛度矩陣來評價機構(gòu)剛度性能不夠直觀,提出了以機構(gòu)彈性變形來評價機構(gòu)剛度特性的方法。利用虛功原理計算出機構(gòu)各個約束鉸鏈上靜態(tài)約束力,利用疊加原理計算出每個桿件約束反力和重力作用下的彈性變形量。然后,通過坐標變換法計算出機構(gòu)的綜合彈性變形量,進而分析了機構(gòu)的剛度特性。

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