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  • 2014年第45卷第4期文章目次
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    • >車輛與動力工程
    • 基于電磁閥減振器的1/4車輛半主動懸架非線性控制

      2014, 45(4):1-7. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.001

      摘要 (3771) HTML (0) PDF 1.39 M (2132) 評論 (0) 收藏

      摘要:在電磁閥減振器力-速度特性試驗(yàn)基礎(chǔ)上,針對電磁閥減振器1/4車輛半主動懸架非線性特性和電磁閥減振器可調(diào)阻尼力輸出飽和特性,提出一種基于輸入飽和的滑??刂撇呗?。建立半主動懸架1/4車輛非線性模型和輸入簡化的懸架參考模型。設(shè)計(jì)半主動懸架1/4車輛非線性模型滑??刂破鳎瑫r考慮電磁閥減振器阻尼力存在的輸出飽和特性,設(shè)計(jì)輔助分析系統(tǒng),以控制補(bǔ)償信號對滑??刂破鬟M(jìn)行飽和補(bǔ)償。Matlab/Simulink仿真與臺架試驗(yàn)結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的輸入飽和滑??刂破髂苡行姶砰y減振器輸出飽和特性影響,使電磁閥減振器半主動懸架車身垂向加速度、懸架動撓度等性能指標(biāo)很好地跟蹤或接近懸架參考模型理想輸出,優(yōu)化電磁閥減振器半主動懸架非線性控制與設(shè)計(jì),有效改善車輛乘坐舒適性。

    • 基于紊流模型的可控葉片減振器阻尼特性參數(shù)識別

      2014, 45(4):8-13. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.002

      摘要 (3143) HTML (0) PDF 1021.28 K (1712) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過對可控阻尼葉片減振器結(jié)構(gòu)分析,建立基于紊流模型可控葉片減振器流量阻尼特性模型,模擬減振器內(nèi)部流場結(jié)構(gòu),采用試驗(yàn)參數(shù)識別的方法確定模型參數(shù),分析不同溫度下減振器的阻尼特性。闡明了減振器在高溫高速作用下,阻尼特性采用紊流模型綜合流量參數(shù)研究的方法更為準(zhǔn)確。最后通過仿真分析與試驗(yàn)結(jié)果的一致性對比,驗(yàn)證了所提方法的可行性和準(zhǔn)確性。這種基于試驗(yàn)的參數(shù)識別方法具有普遍性,識別出的參數(shù)不僅具有數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)的含意,還具備明確的物理意義,并且適用性強(qiáng)。

    • 應(yīng)用2自由度電磁執(zhí)行器的AMT換擋控制

      2014, 45(4):14-21. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.003

      摘要 (3395) HTML (0) PDF 1.14 M (1951) 評論 (0) 收藏

      摘要:為提高機(jī)械式自動變速器(AMT)換擋品質(zhì),研究一種應(yīng)用2自由度電磁執(zhí)行器的AMT換擋系統(tǒng)。闡述了執(zhí)行器的工作原理,建立了執(zhí)行器電路、磁路、機(jī)械耦合的仿真模型,并對其進(jìn)行了性能測試。執(zhí)行器可輸出1200N的電磁力和2.5N·m的轉(zhuǎn)矩,并具有較快的動態(tài)響應(yīng)。將AMT換擋過程分成4段,在同步過程中建立換擋品質(zhì)綜合最優(yōu)的目標(biāo)泛函,采用最優(yōu)控制使換擋性能達(dá)到最佳。設(shè)計(jì)了退選擋時序重疊協(xié)調(diào)控制方法。研制了換擋控制器并完成試驗(yàn),結(jié)果顯示在轉(zhuǎn)動慣量為0.03kg·m2、轉(zhuǎn)速差為620r/min時換擋,選擋時間17.8ms,換擋時間為135ms,沖擊度為3.68m/s3,單位面積滑磨功0.077J/mm2。退選擋時序重疊協(xié)調(diào)控制可減少換擋時間11ms。試驗(yàn)結(jié)果表明,結(jié)合設(shè)計(jì)的控制策略,該AMT換擋系統(tǒng)取得了較好的換擋性能。

    • 電傳動車輛反拖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分層控制策略研究

      2014, 45(4):22-27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.004

      摘要 (3173) HTML (0) PDF 1.36 M (1975) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對輪邊電傳動汽車長距離下坡工況中發(fā)動機(jī)的高怠速、高油耗,設(shè)計(jì)了反拖回饋電傳動系統(tǒng),輪邊電動機(jī)再生制動能量回饋至直流母線,由整流模塊切換到控制同步牽引發(fā)電機(jī),使其工作在牽引電動機(jī)狀態(tài),反拖發(fā)動機(jī)至額定轉(zhuǎn)速,此時發(fā)動機(jī)油門關(guān)閉。依據(jù)分層控制思想,提出了車輛行駛狀態(tài)判斷的上層控制算法、基于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率跟蹤的中層控制算法和基于雙模糊控制的底層控制算法反拖回饋的3層控制體系。臺架試驗(yàn)表明:該傳動方式可以提供發(fā)動機(jī)功率20%的連續(xù)制動力,節(jié)省燃油,控制策略魯棒性好,對駕駛員意圖識別能力強(qiáng)。

    • 基于模態(tài)分析的液壓挖掘機(jī)工作裝置動態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)

      2014, 45(4):28-36. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.005

      摘要 (3086) HTML (0) PDF 1.37 M (1934) 評論 (0) 收藏

      摘要:建立了液壓挖掘機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)有限元模型,通過對該有限元模型進(jìn)行自由模態(tài)分析,得到工作裝置的各階模態(tài)頻率和模態(tài)特性,確定影響液壓挖掘機(jī)工作裝置動態(tài)性能的關(guān)鍵模態(tài)頻率,并以此作為優(yōu)化目標(biāo),對主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析,以確定工作裝置動態(tài)優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量。以工作裝置幾何約束、性能約束等為約束條件,采用擴(kuò)展拉格朗日乘子法進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)例分析表明,該動態(tài)優(yōu)化方法,提高了工作裝置結(jié)構(gòu)的剛度,降低了結(jié)構(gòu)的變形,改善了工作裝置動態(tài)工作性能與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

    • 受限空間下散熱對微火焰穩(wěn)定性的影響

      2014, 45(4):37-41. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.006

      摘要 (3243) HTML (0) PDF 1.11 M (1777) 評論 (0) 收藏

      摘要:以無水液體乙醇為燃料,用鐵鉻合金電熱絲為燃燒室內(nèi)反應(yīng)物加熱,采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究乙醇-空氣小尺度層流擴(kuò)散火焰散熱對受限空間微火焰穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,采用電熱絲向受限空間內(nèi)的燃燒反應(yīng)物加熱,可以減少散熱損失的影響,對穩(wěn)燃有一定的幫助。電加熱功率為合適值時,穩(wěn)定燃燒極限最寬。電加熱可提高火焰溫度,增大化學(xué)反應(yīng)速率,使火焰中心向上游移動。一定范圍內(nèi),電加熱功率的增幅大于散熱的增幅,外加熱功率對散熱損失有抑制作用,增強(qiáng)微火焰的穩(wěn)定性。

    • 基于正交設(shè)計(jì)方法的氣缸蓋上水孔流量測量技術(shù)

      2014, 45(4):42-48. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.007

      摘要 (2916) HTML (0) PDF 1.48 M (1677) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用正交設(shè)計(jì)方法,通過數(shù)值模擬手段,研究了各結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝參數(shù)對測量誤差的影響。為把由結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝參數(shù)引起的測量誤差控制在設(shè)定范圍3%內(nèi),對模擬結(jié)果進(jìn)行了極差分析,通過多輪極差分析及各因素的水平范圍優(yōu)化,獲得了把測量誤差控制在3%以內(nèi)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和安裝參數(shù)的允許變化范圍,確定了可行的測量裝置加工和安裝方案。最后,進(jìn)行了模擬方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明,模擬誤差與實(shí)驗(yàn)誤差的偏差為2.07%,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可信性,同時也確保了測量技術(shù)的準(zhǔn)確性。

    • >農(nóng)業(yè)裝備與機(jī)械化工程
    • 果實(shí)快速夾持復(fù)合碰撞模型研究

      2014, 45(4):49-54. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.008

      摘要 (3627) HTML (0) PDF 1.09 M (1839) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對具備持續(xù)動力輸入和果實(shí)約束變形兩大特殊性的果實(shí)夾持碰撞問題,以果實(shí)黏彈性Burgers模型為基礎(chǔ),提出并建立了夾持器恒速模式與負(fù)載能力限定下的果實(shí)夾持碰撞三階段復(fù)合模型。試驗(yàn)證實(shí)初始夾持速度19.2mm/s下,該模型的峰值碰撞力預(yù)測誤差僅為1.12%?;谠撊A段復(fù)合模型對果實(shí)夾持碰撞規(guī)律的分析發(fā)現(xiàn),以恒速模式實(shí)施果實(shí)夾持時,初始夾持速度6mm/s完成綠熟期、變色期、紅熟初期與紅熟中期番茄果實(shí)夾持所需時間分別僅為0.62s、1.06s、1.19s和1.24s,而超過10mm/s后繼續(xù)加大初始夾持速度對提高作業(yè)效率的作用有限。峰值碰撞力和果實(shí)變形分別與夾持速度呈線性和近似線性關(guān)系,隨著初始夾持速度的提高果實(shí)破裂損傷的概率大大增加,當(dāng)初始夾持速度低于20mm/s時番茄果實(shí)損傷概率反而呈現(xiàn)綠熟期最高而紅熟初期最低的現(xiàn)象。該模型為揭示夾持碰撞的特殊規(guī)律和實(shí)現(xiàn)果實(shí)快速柔順夾持作業(yè)提供了借鑒和依據(jù)。

    • 基于UKF的農(nóng)用履帶機(jī)器人滑動參數(shù)估計(jì)

      2014, 45(4):55-60. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.009

      摘要 (3675) HTML (0) PDF 1.04 M (1767) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實(shí)時獲取農(nóng)用履帶機(jī)器人運(yùn)行過程中履帶與地面之間的滑動信息,改善機(jī)器人控制精度,在對履帶機(jī)器人運(yùn)動學(xué)原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了機(jī)器人運(yùn)動學(xué)方程和非線性測量方程,設(shè)計(jì)了基于無跡卡爾曼濾波的滑動參數(shù)估計(jì)系統(tǒng),實(shí)時估計(jì)出機(jī)器人精確姿態(tài),并根據(jù)機(jī)器人的運(yùn)動特性重建不可測的滑動量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:滑動參數(shù)估計(jì)系統(tǒng)可以提供準(zhǔn)確和高更新率的滑動量,為農(nóng)用履帶機(jī)器人的精確控制提供依據(jù)。

    • 基于雙次Otsu算法的野外荔枝多類色彩目標(biāo)快速識別

      2014, 45(4):61-68. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.010

      摘要 (3668) HTML (0) PDF 2.91 M (1856) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前野外環(huán)境下多類目標(biāo)識別速度偏慢,導(dǎo)致機(jī)器人視覺定位精度低和工作效率不高的難題,以野外環(huán)境下成熟荔枝的多類色彩目標(biāo)識別為例,提出了一種雙次Otsu分割算法對多類色彩目標(biāo)進(jìn)行識別。首先為了提高算法的效率,改進(jìn)了傳統(tǒng)的Otsu算式;然后對目標(biāo)色彩圖像的背景、果梗、果實(shí)分別用改進(jìn)的Otsu算法進(jìn)行粗分割和細(xì)分割。最后通過與K 均值聚類(K means)算法、模糊C均值聚類(FCM)算法、Otsu和K means結(jié)合算法、Otsu和FCM結(jié)合算法這4種算法進(jìn)行對比,雙次Otsu算法從分割質(zhì)量及其正確分割率、運(yùn)行時間、穩(wěn)定性3方面都優(yōu)于其他4種算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雙次Otsu算法對色彩目標(biāo)的成熟荔枝識別的時間少于0.2s。

    • 基于CLAHE的蘋果樹樹枝迭代閾值分割方法研究

      2014, 45(4):69-75. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.011

      摘要 (3697) HTML (0) PDF 1.71 M (1646) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人自主導(dǎo)航和采摘過程中的障礙物樹枝識別問題,為解決迭代閾值分割算法在目標(biāo)與背景圖像灰度差別不明顯情況下的分割缺陷,提出了基于對比度受限自適應(yīng)直方圖均衡化基礎(chǔ)上的果樹樹枝迭代閾值分割方法。首先,通過顏色空間變換,將RGB顏色空間的果樹樹枝圖像轉(zhuǎn)換到XYZ和I1I2I3顏色空間,并提取出X-Y色差因子和I(xiàn)2顏色因子,對其進(jìn)行灰度差別分析;然后,對灰度差別不明顯的圖像進(jìn)行對比度受限直方圖均衡化處理后,再進(jìn)行迭代閾值分割,從而剝離出樹枝區(qū)域。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用本文方法,樹枝圖像分割成功率為92%。

    • 變化光照下樹上柑橘目標(biāo)檢測與遮擋輪廓恢復(fù)技術(shù)

      2014, 45(4):76-81. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.012

      摘要 (3412) HTML (0) PDF 2.07 M (2005) 評論 (0) 收藏

      摘要:遮擋是自然場景中普遍存在的問題,為在變化光照條件下正確檢測出自然環(huán)境中的樹上成熟水果目標(biāo),從而為全天候的機(jī)械采摘提供運(yùn)動參數(shù),研究了基于彩色信息和目標(biāo)輪廓整合的樹上遮擋柑橘檢測方法。在對自然光照條件下的可見光彩色圖像進(jìn)行顏色特征分析的基礎(chǔ)上,建立了利用R-B色差圖融合歸一化RGB顏色空間的方法,對樹上水果目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了初分割。然后提取R-B色差圖的主邊緣構(gòu)造邊緣片段集,根據(jù)邊緣片段長度、彎曲程度以及凹凸性來選擇有效邊緣片段集,對每個有效邊緣片段進(jìn)行擬合,最后根據(jù)水果形狀知識選擇出有效擬合目標(biāo)橢圓。根據(jù)對不同光照條件和遮擋程度的場景處理的結(jié)果表明,所提算法能有效恢復(fù)出樹上存在遮擋的水果目標(biāo),最后遮擋輪廓恢復(fù)結(jié)果的相對誤差為5.34%。

    • 成熟期蘋果樹冠層器官異源圖像配準(zhǔn)

      2014, 45(4):82-88. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.013

      摘要 (4007) HTML (0) PDF 2.62 M (1657) 評論 (0) 收藏

      摘要:精確構(gòu)建果樹冠層彩色三維空間結(jié)構(gòu),以成熟期蘋果樹冠層為研究對象,將PMD攝像機(jī)及彩色攝像機(jī)相結(jié)合獲取冠層器官異源圖像,開展異源信息配準(zhǔn)技術(shù)研究。將SIFT算法應(yīng)用于異源圖像特征點(diǎn)提取研究中,并應(yīng)用目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化RANSAC算法完成同名點(diǎn)提純以保證特征點(diǎn)匹配的有效性,避免了異源圖像尺度變化及果園自然光照的影響;在分析異源圖像成像效果基礎(chǔ)上,確定了應(yīng)用雙線性映射模型求解異源圖像空間映射關(guān)系,有效克服了應(yīng)用仿射變換模型求解異源圖像空間映射關(guān)系的不精確性。果園不同自然環(huán)境下的配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)表明:提出的混合算法適用于蘋果樹冠層器官異源圖像的配準(zhǔn),晴天順光環(huán)境下的正確配準(zhǔn)率為88.2%,晴天逆光環(huán)境下的正確配準(zhǔn)率為84.2%,陰天環(huán)境下的正確配準(zhǔn)率為72.7%。

    • 基于機(jī)器視覺的嫁接用苗外觀特征自動檢測

      2014, 45(4):89-95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.014

      摘要 (3436) HTML (0) PDF 1.76 M (1803) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了基于數(shù)學(xué)模型的幼苗外觀特征自動檢測方法,檢測項(xiàng)目包括生長狀態(tài)、子葉參數(shù)和胚軸參數(shù)。首先經(jīng)過圖像預(yù)處理提取幼苗二值圖,利用行像素統(tǒng)計(jì)圖確定特征參數(shù)基準(zhǔn)點(diǎn)位置。然后以標(biāo)定胚軸最小矩形傾斜度和寬度判定彎曲狀態(tài);子葉跨度通過兩子葉端點(diǎn)距離確定,子葉展開角通過兩子葉底端平展位置擬合線夾角判定;胚軸彎曲度通過胚軸中心線上曲率最大的位置為分界點(diǎn)分別判斷兩段斜度而求得,胚軸長、軸徑結(jié)合斜度補(bǔ)償求得。與手工測量數(shù)據(jù)對比,軸長、軸徑和子葉跨度的相關(guān)系數(shù)分別為0.9351、0.8999和0.9034,相對誤差分別小于7%、5%和7%,絕對誤差分別小于4mm、0.2mm和6mm。

    • 氣吸式水稻育秧整盤播種機(jī)吸孔流場模擬與播種試驗(yàn)

      2014, 45(4):96-102. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.015

      摘要 (3718) HTML (0) PDF 2.53 M (2169) 評論 (0) 收藏

      摘要:以2BZQZ-300型水稻育秧播種機(jī)播種氣室為研究對象,建立了不同孔徑吸孔的局部吸種模型,運(yùn)用Fluent軟件對吸孔在空載工況、種子被橫向和縱向吸附的負(fù)載工況時吸孔周圍流場特性進(jìn)行數(shù)值模擬,對其播種性均勻性進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果表明:在空載和負(fù)載時,氣室下部吸孔的上下負(fù)壓區(qū)相對壓力分布均勻,氣室內(nèi)吸孔之間的氣流沒有明顯干涉;種子被橫向和縱向吸附時,種子表面的氣流主要集中于吸孔與種子間;隨著吸孔直徑增加,種子表面的有效受力面積基本呈線性增加,種子被橫向吸附時有效受力區(qū)域的相對壓力隨孔徑增加明顯升高,而種子被縱向吸附時有效受力區(qū)域的相對壓力變化較小,種子被橫向吸附時受到的表面力明顯高于縱向吸附時的表面力,有利了提高吸種率和攜種穩(wěn)定性。播種試驗(yàn)表明,播種后水稻種子在秧盤內(nèi)分布均勻,總體播種均勻性系數(shù)為94.9%。

    • 懸掛式常溫?zé)熿F機(jī)氣流場與霧滴沉積三維模擬與試驗(yàn)

      2014, 45(4):103-109. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.016

      摘要 (3273) HTML (0) PDF 1.44 M (1518) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于CFD三維模擬技術(shù),建立了常溫?zé)熿F機(jī)在密閉溫室內(nèi)作業(yè)的氣流速度場模型及霧滴沉積分布模型,分析了常溫?zé)熿F機(jī)的氣流速度場及霧滴沉積分布特性,并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。模擬結(jié)果表明,常溫?zé)熿F機(jī)有效風(fēng)送距離與風(fēng)送速度呈正比,在噴霧高度為1.5m時常溫?zé)熿F機(jī)風(fēng)送距離最短;風(fēng)送速度為5m/s和25m/s時霧滴質(zhì)量流率較大,風(fēng)送速度為20m/s以上、噴霧高度在2.0m以上時,霧滴沉積均勻性較好。模擬與試驗(yàn)結(jié)果對比說明,在風(fēng)機(jī)作用區(qū)域內(nèi),所建立氣流速度場數(shù)值模型模擬相〖JP3〗對誤差為10%~35%,霧滴沉積分布模型模擬相對誤差為15%~〗35%,可較準(zhǔn)確預(yù)測常溫?zé)熿F機(jī)氣流速度場與霧滴沉積分布。

    • 多針電極噴霧刀梁靜電場特性與霧化效果研究

      2014, 45(4):110-116. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.017

      摘要 (2998) HTML (0) PDF 2.21 M (1485) 評論 (0) 收藏

      摘要:建立了多針電極噴霧刀梁靜電場求解模型,采用Ansoft Maxwell軟件分析了多針電極噴霧刀梁空間中電壓及電場強(qiáng)度的分布規(guī)律,并研究了針電極間距對靜電場的影響,通過激光粒度分析儀測量分析了不同針電極間距的刀梁霧化粒徑分布規(guī)律。結(jié)果表明:針電極可將該刀梁附近的最高電場強(qiáng)度提高到2.7×106V/m,針電極附近的電場變化幅度最大,針電極最佳間距為2mm時多針電極下端可形成分布均勻的高場強(qiáng)區(qū)域,此時該刀梁靜電噴霧的霧化粒徑減小到42μm,且粒徑分布均勻,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果吻合。

    • 基于CFD-DEM的收獲機(jī)分離室內(nèi)谷物運(yùn)動模擬與試驗(yàn)

      2014, 45(4):117-122. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.018

      摘要 (4127) HTML (0) PDF 1.24 M (2031) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用計(jì)算流體力學(xué)與離散元耦合的方法對割前摘脫稻麥聯(lián)合收獲機(jī)慣性分離室內(nèi)谷物的運(yùn)動進(jìn)行數(shù)值模擬。仿真結(jié)果表明:籽粒和短莖稈在氣流作用下能夠?qū)崿F(xiàn)分離,分離室入口氣體速度增加,有助于提高分離室初清選谷物的性能,但入口氣體速度增加使得分離室后部氣體湍流現(xiàn)象加重,且能耗也隨之增加;不飽滿籽粒能在分離〖JP3〗室內(nèi)實(shí)現(xiàn)沉降。對仿真結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明利用CFD-DEM對分離室內(nèi)谷物運(yùn)動進(jìn)行數(shù)值模擬是可行的。

    • 二階自由非圓齒輪行星系缽苗移栽機(jī)取苗機(jī)構(gòu)

      2014, 45(4):123-127. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.019

      摘要 (3311) HTML (0) PDF 1008.24 K (2074) 評論 (0) 收藏

      摘要:為滿足旱田缽苗移栽取苗機(jī)構(gòu)理想鷹嘴形工作軌跡要求,提出了連續(xù)傳動的二階自由非圓齒輪行星輪系取苗機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)取苗爪周期性二次不等幅擺動規(guī)律。利用曲線擬合方法構(gòu)建自由傳動比函數(shù),建立機(jī)構(gòu)不等速傳動的數(shù)學(xué)模型,編寫機(jī)構(gòu)分析軟件,確定傳動比函數(shù)和機(jī)構(gòu)參數(shù),研制取苗機(jī)構(gòu)并進(jìn)行了高速錄像試驗(yàn)。結(jié)果表明,該型取苗機(jī)構(gòu)的工作軌跡和理論計(jì)算吻合,能夠?qū)崿F(xiàn)取苗深度35mm,取苗爪在缽體中穴口小于5mm,取苗爪入缽和出缽段姿態(tài)滿足工作要求。

    • 一器多行環(huán)槽推送式排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

      2014, 45(4):128-134. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.020

      摘要 (3643) HTML (0) PDF 1.13 M (1494) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了一種適用于稻麥等小粒農(nóng)作物條播的一器多行環(huán)槽推送式排種器,分析了排種器的工作原理和種子在出種口的受力情況,確定了排種盤的理論最大轉(zhuǎn)速。以煙農(nóng)19號小麥為試驗(yàn)對象,研究了單行種子排量、單行排量均勻性變異系數(shù)、各行排量一致性變異系數(shù)、總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)和破損率與排種盤轉(zhuǎn)速的關(guān)系。試驗(yàn)表明,單行種子排量隨排種盤轉(zhuǎn)速的增大幾乎呈線性增加關(guān)系。單行排量均勻性變異系數(shù)、各行排量一致性變異系數(shù)和總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)都隨排種盤轉(zhuǎn)速的增加呈現(xiàn)先減后增的趨勢,并在轉(zhuǎn)速為2.5r/min時最小,分別為28.5%、1.33%和0.51%。種子的破損率隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加,在轉(zhuǎn)速高于2.5r/min時,破損率增加較為明顯。

    • 肋條型仿生鎮(zhèn)壓輥減粘降阻試驗(yàn)

      2014, 45(4):135-140. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.021

      摘要 (4021) HTML (0) PDF 1.07 M (1878) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于臭蜣螂腹側(cè)面的幾何結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了9種肋條型仿生鎮(zhèn)壓輥。肋條結(jié)構(gòu)采用具有良好疏水性的超高分子量聚乙烯材料。采用L9(34)正交表,考察了土壤干基含水率為20%時,肋條結(jié)構(gòu)底面寬度W、高寬比R、鎮(zhèn)壓輥載荷F和面積比K對鎮(zhèn)壓輥粘附土壤量和牽引阻力的影響。結(jié)果表明:在試驗(yàn)條件下,與普通鎮(zhèn)壓輥相比,仿生鎮(zhèn)壓輥在保證適宜玉米生長容積密度前提下具有明顯的減粘效果,減粘率最高可達(dá)41.08%;合理的肋條結(jié)構(gòu)尺寸可使仿生鎮(zhèn)壓輥的減阻率達(dá)11.75%~39.40%。采用極差法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得到了影響鎮(zhèn)壓輥粘附土壤量和牽引阻力因素的主次順序及最優(yōu)水平,并探討了各因素對鎮(zhèn)壓輥粘附土壤量和牽引阻力的影響。

    • 仿生減阻深松鏟設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

      2014, 45(4):141-145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.022

      摘要 (4297) HTML (0) PDF 1.21 M (2415) 評論 (0) 收藏

      摘要:將小家鼠爪趾高效的土壤挖掘性能應(yīng)用于深松鏟減阻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)了鏟柄破土刃口為指數(shù)函數(shù)曲線型減阻深松鏟。為了對比耕作阻力,應(yīng)用仿生減阻深松鏟與傳統(tǒng)深松鏟進(jìn)行了田間深松耕作試驗(yàn)。結(jié)果表明,耕深和前進(jìn)速度對耕作阻力均有顯著影響,且耕作阻力隨著耕深和前進(jìn)速度的增大而增大。在相同試驗(yàn)條件下,仿生減阻深松鏟與傳統(tǒng)深松鏟相比,耕作阻力降低8.5%~39.5%,減阻效果明顯。

    • 1PJ-4.0型水田激光平地機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

      2014, 45(4):146-151. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.023

      摘要 (3933) HTML (0) PDF 1021.66 K (2122) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了三點(diǎn)懸掛1PJ-4.0型水田激光平地機(jī)。水田激光平地機(jī)液壓系統(tǒng),包括高程液壓油路、水平液壓油路和折疊液壓油路,平地鏟高程運(yùn)動采用平行四連桿結(jié)構(gòu)。對水田激光平地機(jī)的高程運(yùn)動和水平運(yùn)動性能進(jìn)行了測試試驗(yàn),分析結(jié)果表明:平地鏟上升過程響應(yīng)時間為下降過程響應(yīng)時間的2倍,全程400mm上升所需時間為3.31~4.23s,下降所需時間穩(wěn)定在1.7s左右;上升速度隨油門開度增大而加快,平地鏟下降速度較穩(wěn)定。平地鏟水平調(diào)節(jié)時,順時針轉(zhuǎn)動全程20°所需時間與逆時針轉(zhuǎn)動所需時間一致。田間平整作業(yè)試驗(yàn)表明,與拖拉機(jī)配套的三點(diǎn)懸掛1PJ-4.0型水田激光平地機(jī)可以穩(wěn)定工作,能顯著改善田面平整情況,田面最大高程差從平地前的32cm降低到4.9cm,相對高度的標(biāo)準(zhǔn)偏差值從平地前的12.28cm下降到平地后的2.64cm,平地后絕對差值小于等于3cm采樣測量點(diǎn)累計(jì)百分?jǐn)?shù)達(dá)69.4%。

    • 單跨圓形噴灌機(jī)反沖式水馬達(dá)動力與水力特性研究

      2014, 45(4):152-156. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.024

      摘要 (3614) HTML (0) PDF 1006.81 K (1640) 評論 (0) 收藏

      摘要:在下注水反沖式水馬達(dá)裝置滿足整機(jī)噴灑均勻性和塔架車田間通過能力的前提下,對其動力性能和水力性能進(jìn)行了研究。建立了單跨水動圓形噴灌機(jī)反沖式水馬達(dá)驅(qū)動力矩、轉(zhuǎn)速和工作流量的計(jì)算模型,分析了影響水馬達(dá)驅(qū)動扭矩和轉(zhuǎn)速的因素。研究結(jié)果表明:通過改變水馬達(dá)工作壓力調(diào)控轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)所需灌水深度的方法比增大噴嘴直徑來增加水馬達(dá)工作流量和加長旋轉(zhuǎn)臂長度更有效、操作性更強(qiáng);水馬達(dá)結(jié)構(gòu)及水力設(shè)計(jì)必須與整機(jī)通過性能和噴灑均勻性優(yōu)化組合,才能滿足整機(jī)通過性能要求,并使整機(jī)噴灑均勻系數(shù)符合農(nóng)業(yè)灌溉要求。

    • 自鎖式茶梗夾持器設(shè)計(jì)

      2014, 45(4):157-162. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.025

      摘要 (3276) HTML (0) PDF 1.20 M (1731) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實(shí)現(xiàn)梗葉分離過程中茶鮮葉的整列夾持,設(shè)計(jì)了一種由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和RRR桿組構(gòu)成的自鎖式夾持器。理論分析表明,當(dāng)機(jī)構(gòu)參數(shù)選取不當(dāng)時,可能產(chǎn)生夾爪回縮現(xiàn)象,不利于小直徑物體的夾持,通過限制回縮高度可避免這一問題。通過機(jī)構(gòu)分析,建立了夾持器各參數(shù)之間的依賴關(guān)系,在此基礎(chǔ)上給出了夾持器關(guān)鍵參數(shù)的確定方法,將問題轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€超越方程組并用粒子群算法加以求解。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用該方法設(shè)計(jì)的夾持器能較好地實(shí)現(xiàn)夾緊自鎖的功能,且茶梗的夾持長度在5~15mm之間較為適宜。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 礦化度對微潤灌土壤入滲特性的影響

      2014, 45(4):163-172. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.026

      摘要 (3031) HTML (0) PDF 1.15 M (1816) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用室內(nèi)土箱模擬試驗(yàn)的方式,研究了5種礦化度條件下微潤灌土壤水分的入滲特性。試驗(yàn)結(jié)果表明:礦化度對濕潤體形狀影響小,微潤灌濕潤體橫剖面呈近似圓形;礦化度對濕潤體體積影響較大,礦化水濕潤體體積大于清水的濕潤體體積。當(dāng)?shù)V化度為3g/L時,微潤灌濕潤體濕潤鋒運(yùn)移速率最大,濕潤鋒運(yùn)移速率與時間呈冪函數(shù)關(guān)系。礦化水可增加微潤灌的累計(jì)入滲量,但累計(jì)入滲量與礦化度之間不是單調(diào)關(guān)系,當(dāng)?shù)V化度為3g/L時,累計(jì)入滲量達(dá)到最大,土壤平均含水率也最大。

    • 不同類型土壤團(tuán)聚體化學(xué)穩(wěn)定性分析

      2014, 45(4):173-178. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.027

      摘要 (3551) HTML (0) PDF 1.00 M (2025) 評論 (0) 收藏

      摘要:以4種不同類型土壤為研究對象,在室內(nèi)用干篩的0.25~5mm的團(tuán)聚體以容積密度為1.40g/cm3裝填到環(huán)刀中,用5種不同濃度的氯化銨溶液分別浸潤飽和24、48和72h后,以純水為介質(zhì)采用降水頭法測定土壤飽和導(dǎo)水率,探討了不同類型土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性對鹽溶液的反應(yīng)特征及抗化學(xué)物質(zhì)的破壞能力。結(jié)果表明:土壤飽和導(dǎo)水率并非常數(shù),4種供試土壤飽和導(dǎo)水率在不同濃度氯化銨溶液和浸泡時間處理下均呈顯著變化,總體表現(xiàn)為鹽濃度越高、浸泡時間越長,土壤飽和導(dǎo)水率越小,但不同類型土壤對鹽溶液的響應(yīng)差異顯著。由此可得,在純水中水穩(wěn)性較強(qiáng)的土壤團(tuán)聚體卻不一定是化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的,團(tuán)聚體的化學(xué)穩(wěn)定性隨其膠結(jié)劑的類型、數(shù)量與質(zhì)量不同,對土壤溶液中化學(xué)物質(zhì)響應(yīng)差異顯著。

    • 黑河中游綠洲麥田土壤導(dǎo)氣率空間變異尺度性研究

      2014, 45(4):179-183. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.028

      摘要 (3368) HTML (0) PDF 1018.76 K (1529) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了明確黑河中游綠洲麥田土壤導(dǎo)氣率空間變異研究中的尺度性問題,在張掖地區(qū)面積為21m×21m 的小麥田用3m ×3m 的網(wǎng)格布設(shè)來測定土壤導(dǎo)氣率,運(yùn)用改變采樣間距和幅度的分析方法,得到選取相關(guān)距離、變異系數(shù)及Morans I 指數(shù)這3個參數(shù)作為判斷表征土壤導(dǎo)氣率空間變異的依據(jù),進(jìn)一步研究不同采樣幅度與采樣間距對土壤導(dǎo)氣率空間變異產(chǎn)生的影響。研究結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi),表征土壤導(dǎo)氣率變異特征的相關(guān)距離、變異系數(shù)及Morans I指數(shù)會隨著采樣幅度尺度的增大而增大;當(dāng)采樣間距增大時,會出現(xiàn)相關(guān)距離減小,而Morans I指數(shù)與變異系數(shù)兩者卻沒有變化的兩種截然相反的情況。

    • 城市綠地節(jié)水灌溉雙層最優(yōu)控制模型研究

      2014, 45(4):184-188. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.029

      摘要 (3019) HTML (0) PDF 1.09 M (1658) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了研究城市綠地灌溉的有效控制策略,建立了一種基于最優(yōu)控制理論的灌溉控制模型,與傳統(tǒng)的Bang-Bang控制器的灌溉控制模型做比較時,采用雙層土壤水分傳感器,同時獲取草坪草20cm和40cm兩層深度的土壤水分信息。經(jīng)過2011年夏季2個月的對比實(shí)驗(yàn),表明在同樣天氣、土壤及草坪草管理?xiàng)l件下,保證草坪草長勢滿足景觀要求的最優(yōu)控制策略與Bang-Bang控制策略相比,具有顯著的節(jié)水效果,節(jié)約用水約25%。

    • 不同灌溉水分生產(chǎn)率指標(biāo)的時空變異與相關(guān)關(guān)系

      2014, 45(4):189-194. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.030

      摘要 (3229) HTML (0) PDF 1.41 M (1753) 評論 (0) 收藏

      摘要:選擇灌溉系統(tǒng)中的不同灌水量作為投入,建立毛灌溉水分生產(chǎn)率(Pg)、渠系灌溉水分生產(chǎn)率(Pc)及凈灌溉水分生產(chǎn)率(Pn)指標(biāo);收集全國443個主要灌區(qū)1998年、2005年及2010年的數(shù)據(jù)資料,分析了中國灌溉水分生產(chǎn)的時空變化規(guī)律及指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示:3個指標(biāo)的全國均值分別為1.361、2.532及2.989kg/m3;各省區(qū)的3個指標(biāo)均隨時間呈增加態(tài)勢,直轄市的增幅較大而長江流域糧食主產(chǎn)區(qū)較??;代表年各灌溉水分生產(chǎn)率指標(biāo)在空間上均表現(xiàn)為明顯的聚集現(xiàn)象,高值省區(qū)以黃淮海平原為核心集中分布,華南、西北及東北則密集了低值省區(qū);Pg、Pc及Pn兩兩之間均呈現(xiàn)顯著的線性相關(guān)關(guān)系,決定系數(shù)均大于0.90。3個指標(biāo)中的任一指標(biāo)均可代表省區(qū)灌溉水分生產(chǎn)率在全國的排序位置。

    • 汶川震區(qū)滑坡堆積體坡面侵蝕量測算方法

      2014, 45(4):195-200. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.031

      摘要 (3387) HTML (0) PDF 1.59 M (1665) 評論 (0) 收藏

      摘要:在汶川縣選取典型滑坡堆積體,采用三維激光掃描儀實(shí)地測量滑坡堆積體形態(tài),用圖像分析方法鑒別溝道,用于估算堆積體形成后的土壤侵蝕量。根據(jù)滑坡堆積體坡面實(shí)測點(diǎn)云數(shù)據(jù),采用最小二乘法擬合二次曲線,近似為堆積體坡面溝道各橫截面發(fā)生侵蝕前的坡面線。結(jié)合堆積體發(fā)生侵蝕后的坡面溝道實(shí)測數(shù)據(jù),測算各段溝道侵蝕量后估算出滑坡堆積體坡面侵蝕總量。典型滑坡堆積體坡面侵蝕總量為355m3。采用傳統(tǒng)斷面法對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證的結(jié)果表明,擬合斷面法計(jì)算的各分段侵蝕溝體積略大于傳統(tǒng)斷面法計(jì)算結(jié)果,相對誤差為15.6%。5條分段溝道中最大相對誤差為27.1%,最小相對誤差為7.9%,擬合斷面法計(jì)算侵蝕溝體積的精度較好。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 木質(zhì)纖維素分解復(fù)合菌劑強(qiáng)化牛糞堆肥工藝

      2014, 45(4):201-207. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.032

      摘要 (4620) HTML (0) PDF 984.71 K (1940) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了解木質(zhì)纖維素分解復(fù)合菌劑CC-1接種牛糞堆肥化的效果,將堆料C/N比、初始含水率、通風(fēng)量及菌劑接種量進(jìn)行正交試驗(yàn),獲得該菌劑應(yīng)用的最佳工藝為堆料C/N比28,初始含水率55%,接種量0.8%(體積分?jǐn)?shù)),每天通風(fēng)20min(通氣量為5.09m3/(min〖DK〗·m3))。在該工藝下,接種CC-1的處理堆肥周期縮短,比接種EM和未接菌對照提前2d和3d達(dá)到高溫階段(>50℃),提前8d降溫至40℃以下;堆肥結(jié)束后,接種CC-1處理的pH值為7.9,GI為106.5%,其全氮含量比接種EM和未接菌對照高19.33%和27.35%,總養(yǎng)分高7.91%和23.95%,腐殖酸含量高16.38%和47.53%;堆肥23d后,接種CC-1的堆肥處理半纖維素分解率是接種EM和未接菌對照的1.2倍和1.8倍,纖維素分解率是接種EM和未接菌對照的1.8倍和2.1倍。

    • 廣州地區(qū)生活垃圾干燥特性與動力學(xué)分析

      2014, 45(4):208-213. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.033

      摘要 (3990) HTML (0) PDF 1.03 M (1673) 評論 (0) 收藏

      摘要:以廣州地區(qū)生活垃圾為對象在干燥箱內(nèi)進(jìn)行了模擬焚燒爐內(nèi)干燥過程的實(shí)驗(yàn)研究。分析了溫度對生活垃圾干燥特性的影響,采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對7種薄層干燥數(shù)學(xué)模型進(jìn)行非線性擬合,獲得了描述實(shí)驗(yàn)過程的最優(yōu)干燥模型。結(jié)果表明:干燥溫度越高,干燥時間越短,極值干燥速率越大。溫度從100℃升高到160℃,干燥時間由322min降至102min,最大干燥速率由0.009g/(g·min)升高到0.027g/(g·min);Page,Modified page和Weibull Distribution模型可較準(zhǔn)確地描述實(shí)驗(yàn)過程;通過菲克擴(kuò)散模型計(jì)算出實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)有效擴(kuò)散系數(shù)從2.212×10-9m2/s變化到8.044×10-9m2/s,由阿烏尼斯方程得出生活垃圾的活化能為27.035kJ/mol。

    • 簡化Kalina循環(huán)系統(tǒng)的熱力學(xué)分析

      2014, 45(4):214-219. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.034

      摘要 (3672) HTML (0) PDF 1.01 M (1887) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種簡化Kalina循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),該系統(tǒng)以凈功率、電力產(chǎn)率、熱效率和換熱面積比率為性能指標(biāo),分析了氨水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、循環(huán)倍率、熱源溫度、冷源溫度和換熱器端部溫差對性能指標(biāo)的影響。結(jié)果表明,氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以改變循環(huán)系統(tǒng)的性能;循環(huán)系統(tǒng)存在最佳的循環(huán)倍率約為4,對應(yīng)的氨水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)差范圍為12%~13%;提高溶液換熱器端部溫差,可使電力產(chǎn)率增加,但系統(tǒng)熱效率降低。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 蘋果可溶性固形物近紅外在線光譜變量優(yōu)選

      2014, 45(4):220-225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.035

      摘要 (3604) HTML (0) PDF 1016.07 K (1757) 評論 (0) 收藏

      摘要:為簡化近紅外光譜模型,提高對蘋果可溶性固形物含量的預(yù)測精度,將移動窗口偏最小二乘法(MWPLS)與遺傳算法、連續(xù)投影算法相結(jié)合優(yōu)選特征變量,建立偏最小二乘回歸校正模型。其中移動窗口偏最小二乘法和遺傳算法相結(jié)合優(yōu)選的36個光譜變量建立的校正模型預(yù)測結(jié)果最好,可以有效篩選近紅外光譜特征波長,模型預(yù)測相關(guān)系數(shù)為0.90,模型的預(yù)測均方根誤差為0.70°Brix。

    • 類球形水果表皮顏色變化校正方法研究

      2014, 45(4):226-230. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.036

      摘要 (3561) HTML (0) PDF 1.57 M (2172) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對類球形水果表面較大的曲率變化會引起表面亮度不均,從而導(dǎo)致水果顏色分級評價中存在誤差大、準(zhǔn)確率低等問題,提出了二維B樣條水果表面亮度不均校正算法。利用該算法分別對原始RGB圖像各單通道圖像進(jìn)行亮度校正,然后將校正后的RGB圖像轉(zhuǎn)換成HIS顏色空間圖像,提取色調(diào)H和亮度I分量,通過對比校正前后H和I分量圖像像素灰度標(biāo)準(zhǔn)差評價校正效果。對160幅橙圖像處理結(jié)果表明,校正后的圖像在色調(diào)和亮度上比原始圖像更加均勻,色調(diào)H分量和亮度I分量的平均標(biāo)準(zhǔn)差分別僅為原始圖像標(biāo)準(zhǔn)差的21.57%和33.94%,色調(diào)和亮度均勻性得到了明顯的改善。

    • 高濕糧食貯藏干燥機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

      2014, 45(4):231-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.037

      摘要 (3595) HTML (0) PDF 1.22 M (1968) 評論 (0) 收藏

      摘要:在對高濕糧食干燥狀態(tài)參數(shù)和水分結(jié)合能變化特征理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種高濕糧食貯藏干燥機(jī),從理論和試驗(yàn)兩方面證實(shí)了干燥系統(tǒng)客觀能勢的利用效果,圖解了高濕糧食在貯藏干燥機(jī)內(nèi)的溫度及其含水率狀態(tài)變化過程。試驗(yàn)結(jié)果顯示,溫度在30℃、相對濕度40%時,利用自然空氣可將糧食的溫度降至低于環(huán)境溫度10℃、降水速率在0.76%/h以上。研究結(jié)果為糧食干燥工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)指明了高效節(jié)能的途徑,為大型糧食集中干燥設(shè)施提供了高效節(jié)能的預(yù)干燥設(shè)備。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 溫室環(huán)境信息智能化管理研究進(jìn)展

      2014, 45(4):236-243. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.038

      摘要 (4417) HTML (0) PDF 1.00 M (2493) 評論 (0) 收藏

      摘要:著我國溫室園藝業(yè)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代信息技術(shù)越來越多地應(yīng)用于溫室環(huán)境管理中,促進(jìn)了溫室環(huán)境智能化管理技術(shù)的發(fā)展。本文針對面向物聯(lián)網(wǎng)的溫室環(huán)境信息智能化管理需求,分別從溫室環(huán)境信息獲取、信息處理與決策服務(wù)3個方面對國內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和闡述,并提出了今后在溫室環(huán)境信息智能化管理方面迫切需要開展的工作。

    • 熒光成像技術(shù)在植物病害檢測的應(yīng)用研究進(jìn)展

      2014, 45(4):244-252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.039

      摘要 (4048) HTML (0) PDF 1.15 M (3279) 評論 (0) 收藏

      摘要:植物病害阻礙植物正常生長,對蔬菜產(chǎn)品品質(zhì)安全造成威脅,病害檢測可以有效控制植物病害發(fā)展,是提高果蔬品質(zhì)安全和可持續(xù)生產(chǎn)能力的一個重要途徑。所有的綠色植物在受到紫外光或可見光激發(fā)時,都會發(fā)出可見光波段的熒光?;谥参餆晒獾某上窦夹g(shù),是利用計(jì)算機(jī)模擬人眼的視覺功能,在不破壞植株外觀且不影響其生長的情況下,獲取植物的熒光圖像,并通過圖像處理算法,對植物的健康狀況做出判斷。本文對熒光成像技術(shù)及其在植物病害檢測中的研究進(jìn)行了綜述,介紹了熒光成像的原理,分別從葉綠素?zé)晒夂推渌責(zé)晒鈨煞矫婵偨Y(jié)了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。與可見光成像、高光譜成像、多光譜成像以及熱成像技術(shù)相比,該技術(shù)具有可獲取植物內(nèi)部信息、受溫濕度影響小、不局限于晴天采集、價格合理等優(yōu)點(diǎn)。

    • 基于細(xì)胞多層介電模型的脈沖電場生物學(xué)效應(yīng)研究

      2014, 45(4):253-258. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.040

      摘要 (3735) HTML (0) PDF 1.17 M (2207) 評論 (0) 收藏

      摘要:為確定脈沖電場生物學(xué)效應(yīng)的電場參數(shù),從細(xì)胞多層介電模型出發(fā),通過研究其等效電路模型在外加電場中生物響應(yīng)的仿真分析得出植物細(xì)胞外膜具有低通濾波特性,內(nèi)膜具有帶通濾波特性。同時對細(xì)胞外膜跨膜電壓進(jìn)行時域分析表明頻率小于2.83Hz、電場強(qiáng)度大于69.7kV/m、ms/μs級脈寬的極低頻脈沖電場可以在植物細(xì)胞外膜產(chǎn)生可逆電穿孔。采用電場強(qiáng)度為100kV/m、頻率為1Hz、脈寬為80ms的極低頻脈沖電場處理萌發(fā)綠豆種子,在萌發(fā)第4d時,綠豆種子的芽長和根長分別比對照組增加了65.8%和80.2%。

    • 基于改進(jìn)邊緣分割算法的幼苗信息提取

      2014, 45(4):259-263. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.041

      摘要 (3112) HTML (0) PDF 1.81 M (1595) 評論 (0) 收藏

      摘要:優(yōu)化特征空間和改進(jìn)分割算法是利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)準(zhǔn)確獲取幼苗信息的關(guān)鍵,也是高空間分辨率數(shù)據(jù)提取目標(biāo)地物信息迫切需要解決的問題。研究了在多光譜影像進(jìn)行去噪聲處理基礎(chǔ)上,采用改進(jìn)的基于邊緣的算法進(jìn)行影像分割,同時選取紋理、形狀、光譜特征構(gòu)建特征空間,實(shí)現(xiàn)幼苗信息提取的方法。結(jié)果表明,該方法對幼苗信息提取的總精度達(dá)86%,比傳統(tǒng)技術(shù)提高了12%,KAPPA系數(shù)達(dá)0.8145,比傳統(tǒng)技術(shù)提高了0.1159。該方法可以對幼苗信息進(jìn)行準(zhǔn)確快速提取,能夠?yàn)樯a(chǎn)或管理部門進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測和決策提供依據(jù),對未來造林情況進(jìn)行預(yù)測和評價有重要意義。

    • 小麥葉片衰老態(tài)勢核磁共振分析

      2014, 45(4):264-270. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.042

      摘要 (3348) HTML (0) PDF 1.38 M (1549) 評論 (0) 收藏

      摘要:建立了小麥的核磁共振活體檢測體系,通過監(jiān)測小麥葉片的T2弛豫特性、含水率以及葉綠素含量在灌漿中后期的日序變化,發(fā)現(xiàn)從葉片衰老初期至降解期,T2弛豫譜幅度和含水率變化不明顯,平均T2弛豫時間持續(xù)增大,而葉綠素含量逐漸減小;到葉片衰亡期,T2弛豫譜幅度、含水率、平均T2弛豫時間以及葉綠素含量均迅速減小至最小值。由此可見,小麥葉片的T2弛豫譜幅度與含水率具有正相關(guān)關(guān)系,而平均T2弛豫時間與生理活性有關(guān)。最后根據(jù)葉片的T2弛豫特性,分析了核磁共振T2弛豫譜、磁共振T1加權(quán)成像以及T2加權(quán)成像等方法在評價小麥葉片衰老態(tài)勢方面的特點(diǎn)。

    • 單軸散生竹地下根莖并行模擬仿真研究

      2014, 45(4):271-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.043

      摘要 (3238) HTML (0) PDF 1.40 M (1587) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對竹林地下根莖模擬仿真計(jì)算強(qiáng)度高、數(shù)據(jù)量大,在算法實(shí)現(xiàn)中采用基于單路處理器、串行計(jì)算的構(gòu)架難以滿足性能要求的問題,提出一種基于網(wǎng)絡(luò)機(jī)群的多節(jié)點(diǎn)并行模擬仿真實(shí)現(xiàn)機(jī)制,構(gòu)建了單軸散生竹地下根莖并行模擬仿真平臺,主要由建模節(jié)點(diǎn)、任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)、圖形節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。以SimRoot模型為基礎(chǔ)建立單軸散生竹地下根莖生長模型,通過實(shí)驗(yàn)觀察獲取幾何構(gòu)型參數(shù)及生長參數(shù)。采用功能分解法對根莖生長建模計(jì)算進(jìn)行任務(wù)分割,建立了相應(yīng)的任務(wù)調(diào)度管理模式,設(shè)計(jì)了多節(jié)點(diǎn)并行生長建模機(jī)制。以金竹為例開展多節(jié)點(diǎn)并行仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于網(wǎng)絡(luò)機(jī)群的多節(jié)點(diǎn)并行模擬仿真在降低內(nèi)存消耗、縮短仿真時間方面效果明顯,對于較大規(guī)模的散生竹林地下根莖模擬仿真具有較好的適應(yīng)性。

    • 基于單目多視角視覺的珍珠品質(zhì)檢測

      2014, 45(4):276-283. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.044

      摘要 (3190) HTML (0) PDF 1.40 M (1655) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用單目多視角攝像裝置直接獲取5個不同視角的珍珠表面圖像,對其進(jìn)行圖像預(yù)處理并按照成像規(guī)則進(jìn)行融合拼接,從融合拼接的珍珠全景圖像中提取出珍珠表面顏色、光澤度及均勻度等特征參數(shù);依據(jù)與國家標(biāo)準(zhǔn)相一致的判斷指標(biāo)與相應(yīng)的檢測算法來識別和檢測珍珠品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的基于單目多視角機(jī)器視覺裝置能保證在一個統(tǒng)一的顏色系統(tǒng)中一次獲得珍珠整個球體表面的圖像,可實(shí)時完成珍珠的顏色、光澤度及均勻度等外觀品質(zhì)指標(biāo)的視覺檢測與分類,各個指標(biāo)的檢測精度均達(dá)到了80%以上。

    • 不同灌溉方式下生菜根系生長模型研究

      2014, 45(4):284-288. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.045

      摘要 (3456) HTML (0) PDF 938.99 K (1916) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探明不同栽培方式對蔬菜根系生長的影響,采用滴灌、微噴灌2種灌溉方式和醋糟與草炭復(fù)配而成的4種栽培基質(zhì)對生菜根長、根深和根區(qū)半徑進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果顯示:不同灌溉方式下可用同一個預(yù)測模型;相同灌溉方式下,不同基質(zhì)栽培生菜根系特征值差異不顯著(P>0.05),可用同一組模型參數(shù)來表示。以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用有效積溫作為定量發(fā)育進(jìn)程的尺度,構(gòu)建了預(yù)測生菜根長和根深的動態(tài)生長模型;以根深和有效積溫為自變量,建立了根區(qū)半徑動態(tài)變化模型。運(yùn)用重復(fù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對所建模型進(jìn)行驗(yàn)證,滴灌和微噴灌生菜的根長、根深和根區(qū)半徑的預(yù)測值與實(shí)際值之間回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差和相對誤差最大分別為290cm、0.81cm、0.63cm和15%、12%、13%,表明所建立的3個動態(tài)變化模型具有較高的預(yù)測精度,可為節(jié)水型設(shè)施基質(zhì)栽培生菜提供理論依據(jù)和決策支持。

    • WMSN圖像節(jié)點(diǎn)低內(nèi)存小波變換方法研究

      2014, 45(4):289-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.046

      摘要 (3331) HTML (0) PDF 1.62 M (1430) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于Le Gall 5/3濾波器提出了一種逐行小波變換方法,處理器從圖像節(jié)點(diǎn)SD卡逐行讀出圖像信息,完成多級變換后將變換結(jié)果行寫入SD卡。該方法SRAM內(nèi)存需求低,且僅涉及定點(diǎn)整數(shù)乘法、加法及移位操作。應(yīng)用所提方法對一幅256像素×256像素仔豬灰度圖像進(jìn)行小波變換實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該方法以合理的定點(diǎn)運(yùn)算代價換取了3.968KB的SRAM開銷以及8.718s的時間開銷。為基于小波變換的WMSN節(jié)點(diǎn)圖像壓縮奠定了基礎(chǔ),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)圖像在低帶寬WMSN上高效傳輸成為可能。

    • >機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
    • 基于產(chǎn)品族的核心模塊演進(jìn)分析與評價方法

      2014, 45(4):294-303. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.047

      摘要 (3489) HTML (0) PDF 1.09 M (1552) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對產(chǎn)品族設(shè)計(jì)中核心模塊演進(jìn)問題,研究了產(chǎn)品族核心模塊演進(jìn)規(guī)律與演進(jìn)過程評價,提出了一種模塊演進(jìn)規(guī)律分析與評價方法。該方法研究了客戶需求與產(chǎn)品核心模塊設(shè)計(jì)之間的關(guān)系,并在現(xiàn)有產(chǎn)品核心模塊基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對模塊部件的標(biāo)準(zhǔn)化、繼承性等指標(biāo)進(jìn)行了分析;在需求分析過程中,建立了一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的核心模塊演進(jìn)分析模型,利用歷史數(shù)據(jù)對該模型進(jìn)行了訓(xùn)練,將客戶需求作為證據(jù)對該模型進(jìn)行推理,進(jìn)而得出核心模塊在設(shè)計(jì)與工藝方面的改變規(guī)律;在演進(jìn)規(guī)律分析基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有核心模塊部件設(shè)計(jì)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)部件重用度進(jìn)行了分析,獲得了核心模塊演進(jìn)過程綜合評價值。最后,用小型輪式裝載機(jī)后車架模塊的演進(jìn)過程驗(yàn)證了該方法的可行性和正確性。

    • 四次帶參Bézier旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計(jì)

      2014, 45(4):304-309. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.048

      摘要 (3006) HTML (0) PDF 1.17 M (1857) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)曲面繪制中存在計(jì)算復(fù)雜和形狀難以調(diào)節(jié)的問題,提出了一種帶形狀參數(shù)的旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計(jì)方法。該方法基于超限向量值有理插值函數(shù)的基本思想,利用帶形狀參數(shù)的四次Bézier曲線來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)曲面的設(shè)計(jì),并得到生成整個旋轉(zhuǎn)曲面的一個顯式函數(shù)表達(dá)式。所生成的旋轉(zhuǎn)曲面不僅計(jì)算簡單,而且具有靈活的局部形狀可調(diào)性。最后,對所設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)曲面進(jìn)行形狀與性質(zhì)分析,并給出了一些旋轉(zhuǎn)曲面的幾何造型實(shí)例。實(shí)例結(jié)果表明,所提方法不僅直觀、有效,而且易于修改旋轉(zhuǎn)曲面的形狀,可以在工程旋轉(zhuǎn)曲面的構(gòu)造與外形設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。

    • 浮動平底推桿等寬凸輪機(jī)構(gòu)第Ⅱ類機(jī)構(gòu)綜合問題

      2014, 45(4):310-315. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.049

      摘要 (3099) HTML (0) PDF 1.04 M (1390) 評論 (0) 收藏

      摘要:以浮動平底推桿等寬凸輪機(jī)構(gòu)為研究對象,通過引入往程、返程、向徑標(biāo)定線和等寬映射區(qū)間套等概念,闡述了往程/返程運(yùn)動角、遠(yuǎn)近休止角的內(nèi)在規(guī)律性關(guān)系,運(yùn)動學(xué)尺寸、行程幅值和初位參數(shù)間的內(nèi)在特征關(guān)系,輸出搖桿返程角位移規(guī)律的求解,主副平底容許選擇區(qū)段和凸輪基圓半徑取值域確定,凸輪基圓半徑、壓力角和寬度的變化規(guī)律等,揭示了等寬凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含著諸多的異質(zhì)性內(nèi)涵。還對等寬凸輪機(jī)構(gòu)、共軛凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了比較,得到了兩種形鎖合機(jī)構(gòu)相同點(diǎn)、差異點(diǎn)。最后給出等寬凸輪機(jī)構(gòu)的一個綜合算例。

    • 基于距離-夾角形狀分布的三維CAD模型檢索算法

      2014, 45(4):316-321. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.050

      摘要 (3748) HTML (0) PDF 1.70 M (1831) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了更好地實(shí)現(xiàn)三維CAD模型的有效重用,提出一種三維CAD模型距離-夾角形狀分布檢索算法。首先在CAD模型表面隨機(jī)取點(diǎn),計(jì)算任意兩點(diǎn)構(gòu)成的有向線段的距離和該有向線段與端點(diǎn)法向的夾角;然后以距離和夾角為坐標(biāo)軸構(gòu)建距離-夾角平面網(wǎng)格,統(tǒng)計(jì)網(wǎng)格中隨機(jī)點(diǎn)出現(xiàn)的頻次,從而構(gòu)建模型的距離-夾角分布矩陣;最后采用Manhattan距離度量法計(jì)算矩陣的相似值,用以評價模型間的相似程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法可以較好地實(shí)現(xiàn)三維CAD模型檢索,檢索性能優(yōu)于已有的形狀分布檢索算法,能夠滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

    • 雙曲面加工干涉區(qū)域分析

      2014, 45(4):322-326. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.051

      摘要 (2797) HTML (0) PDF 1.28 M (1591) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對復(fù)雜曲面中較為常見的雙曲面進(jìn)行了研究,建立了加工雙曲面的數(shù)學(xué)模型,通過對雙曲面參數(shù)特征的分析,發(fā)現(xiàn)了雙曲面上任意點(diǎn)的切線斜率極限值以及刀具軸線斜率極限值的變化規(guī)律,據(jù)此推導(dǎo)出雙曲面參數(shù)、刀具參數(shù)與偏心率平方之間的函數(shù)關(guān)系,推演了加工雙曲面不發(fā)生干涉的參數(shù)準(zhǔn)則,同時明確了切削角與偏心率平方滿足不同函數(shù)關(guān)系對應(yīng)的干涉區(qū)域。通過仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性,為加工雙曲面的參數(shù)選取提供依據(jù)。

    • 錐臺形液壓錐閥過流面積CFD可視化計(jì)算

      2014, 45(4):327-333. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.052

      摘要 (3482) HTML (0) PDF 1.49 M (2207) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對液壓插裝閥的主閥都采用平底斷面,但在計(jì)算流量時卻采用按完整錐面錐閥導(dǎo)出的過流面積計(jì)算公式,從而造成非常大的計(jì)算誤差、不能準(zhǔn)確指導(dǎo)設(shè)計(jì)的問題,采用CFD流場可視化仿真對錐臺形錐閥的出流特性進(jìn)行了研究。通過分析閥內(nèi)流場參數(shù)分布特征,判斷錐閥過流斷面位置,提出了轉(zhuǎn)折開口度的概念。得出錐臺形錐閥的閥芯在大行程范圍移動時過流斷面面積變化存在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn),不同行程范圍不同內(nèi)外流流動狀況過流斷面位置不同,相對應(yīng)的面積計(jì)算公式也不同。采用新的面積計(jì)算公式,可以比較準(zhǔn)確地計(jì)算錐臺形錐閥的過流面積和通過閥的流量。同時,對比內(nèi)外流流動狀況的閥內(nèi)流場特征,結(jié)合確立的過流斷面,指出對于錐臺形錐閥流動應(yīng)考慮孔口節(jié)流損失和進(jìn)出閥口局部損失的混合作用,內(nèi)外流流動時進(jìn)出閥口局部損失的不同是內(nèi)外流流量特性不同的根源。

    • 風(fēng)洞6_PUS并聯(lián)支撐機(jī)器人運(yùn)動誤差建模與補(bǔ)償

      2014, 45(4):334-340. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.053

      摘要 (3620) HTML (0) PDF 1.19 M (1746) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對風(fēng)洞6自由度并聯(lián)支撐機(jī)器人,利用單支鏈D-H參數(shù)方法和攝動法建立了其運(yùn)動誤差模型,編寫了誤差模型仿真程序。根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)所需的6種典型運(yùn)動模式,分析了不同模式下并聯(lián)支撐機(jī)器人輸出運(yùn)動位姿的誤差,得到了典型運(yùn)動模式的誤差變化規(guī)律。在風(fēng)洞并聯(lián)支撐機(jī)器人的構(gòu)件設(shè)計(jì)和裝配過程進(jìn)行了針對性的誤差控制,使設(shè)計(jì)和制造的并聯(lián)支撐機(jī)器人精度達(dá)到了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的要求,并通過在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中嵌入與運(yùn)動誤差仿真類似的誤差估算程序,再對風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中被試模型的位姿誤差進(jìn)行補(bǔ)償,實(shí)驗(yàn)證明這種方法提高了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度。

    • 雙定子異形滑塊液壓馬達(dá)角速度不均勻性研究

      2014, 45(4):341-346. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.04.054

      摘要 (3293) HTML (0) PDF 1.11 M (1563) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于實(shí)際工況需要不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,設(shè)計(jì)了通過改變進(jìn)出油口可以實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的系列雙定子馬達(dá)。闡述了雙定子異形滑塊液壓馬達(dá)優(yōu)點(diǎn)。通過數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和Matlab仿真分別探討了1個馬達(dá)單獨(dú)工作和2個馬達(dá)同時工作時不同滑塊數(shù)下角速度的不均勻性。結(jié)果表明,奇數(shù)滑塊馬達(dá)輸出的瞬時角速度幅值比偶數(shù)滑塊馬達(dá)的大,但是角速度的不均勻性比偶數(shù)滑塊馬達(dá)小得多。

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