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  • 2014年第45卷第8期文章目次
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    • >車輛與動力工程
    • 具有時滯的主動懸架非脆弱H∞/L2-L∞靜態(tài)輸出反饋控制

      2014, 45(8):1-7. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.001

      摘要 (3737) HTML (0) PDF 1.15 M (1645) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種綜合考慮系統(tǒng)輸入時滯和控制器攝動的非脆H∞/L2-L∞靜態(tài)輸出反饋控制器的設(shè)計方法,并用于車輛主動懸架設(shè)計。針對懸架設(shè)計要求,分別用H∞和L2-L∞范數(shù)反映乘坐舒適性及時域硬約束要求。通過采用一個時滯相關(guān)Lyapunov函數(shù)分別獲得了時滯相關(guān)非脆弱靜態(tài)輸出反饋H∞控制器和L2-L∞控制器的雙線性矩陣不等式(BMI)存在條件。通過將粒子群優(yōu)化(PSO)和差分進化(DE)的混合算法與線性矩陣不等式(LMI)方法相結(jié)合,求解具有BMI約束的優(yōu)化問題。仿真結(jié)果表明,在存在輸入時滯和控制器攝動的情況下,主動懸架仍然能夠保證自身的性能。

    • 基于車載平臺的車路空氣動力場測量裝置研究

      2014, 45(8):8-13. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.002

      摘要 (2819) HTML (0) PDF 1.98 M (1212) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于三維粘性不可壓縮流體雷諾平均應(yīng)力方程和k-ε雙方程湍流模型,采用數(shù)值計算方法對車路空氣動力場進行了分析,探討了車輪前后空氣壓力與車速的關(guān)系,揭示了高速行駛時車輪前后空氣壓力的變化規(guī)律,研制了基于車載平臺的空氣動力場測試裝置。通過實車對車輪前后的空氣壓力進行了測試,試驗結(jié)果與計算結(jié)果基本吻合,表明該裝置能夠準確測量實際空氣壓力,為車路系統(tǒng)空氣動力場的研究提供了一種有效手段。

    • DMC/柴油混合燃料共軌柴油機燃燒循環(huán)變動研究

      2014, 45(8):14-18,65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.003

      摘要 (3457) HTML (0) PDF 1.22 M (1433) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了不同條件下DMC/柴油混合燃料共軌發(fā)動機的燃燒循環(huán)變動,以及COHR和EGR率對燃燒循環(huán)變動的影響。結(jié)果表明:共軌發(fā)動機燃用不同燃料時的燃燒循環(huán)變動率都較??;D10燃料燃燒的循環(huán)變動率大于純柴油;發(fā)動機大負荷時的循環(huán)變動率相對較??;隨著COHR的增加,以pmi為表征參數(shù)的循環(huán)變動系數(shù)變化不明顯;以pmax為表征參數(shù)的循環(huán)變動系數(shù)略有增大,而以θd為表征參數(shù)的循環(huán)變動系數(shù)明顯增長;D10燃料的循環(huán)變動系數(shù)隨EGR率的增加呈緩慢增長,柴油則相對平穩(wěn);高的平均指示壓力對應(yīng)著短的火焰發(fā)展期。

    • 柴油機全工況下抽氣回熱式有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)分析

      2014, 45(8):19-26. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.004

      摘要 (3551) HTML (0) PDF 2.15 M (1682) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對一臺車用柴油機的排氣能量變化規(guī)律,建立了抽氣回熱式有機朗肯循環(huán)(RORC)系統(tǒng),分別采用純工質(zhì)R245fa和非共沸混合工質(zhì)Mix(異戊烷與R245fa按照摩爾比例7∶3組成的混合工質(zhì)),研究了抽氣壓力這一參數(shù)對RORC系統(tǒng)凈輸出功率、系統(tǒng)熱效率、工質(zhì)質(zhì)量流量等性能的影響;進而確定Mix抽氣壓力1.15MPa,R245fa抽氣壓力1.2MPa,在柴油機全工況范圍內(nèi),對比分析了采用2種工質(zhì)的RORC系統(tǒng)的凈輸出功率、火用效率、工質(zhì)質(zhì)量流量等性能隨柴油機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化情況,結(jié)果顯示,在柴油機全工況范圍內(nèi),與采用R245fa的RORC系統(tǒng)相比,采用Mix作為工質(zhì)的RORC系統(tǒng)的余熱回收效果更佳。

    • 流速和氧濃度對乙醇氧化生成醛排放的影響

      2014, 45(8):27-32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.005

      摘要 (3599) HTML (0) PDF 1.09 M (1414) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用發(fā)動機排氣溫度環(huán)境和氣相色譜-氦離子化檢測器(PDHID)快速檢測方法,在醇類燃料流反應(yīng)器中研究了流速和氧濃度對乙醇氧化生成乙醛、甲醛排放的影響。研究結(jié)果表明:溫度為733~933K時乙醇質(zhì)量濃度隨流速增加而增加,乙醇氧化需要有氧環(huán)境,富氧環(huán)境有利于乙醇氧化。溫度低于833K時延長乙醇氧化反應(yīng)時間會導(dǎo)致乙醛、甲醛排放量增加,溫度高于833K時延長乙醇氧化反應(yīng)時間有利于降低乙醛、甲醛排放量,溫度高于933K時流速對乙醛的生成和氧化影響較小。無氧環(huán)境下乙醛、甲醛的生成和氧化反應(yīng)受到抑制,低于臨界溫度時富氧環(huán)境促進乙醛、甲醛生成,高于臨界溫度時富氧環(huán)境有利于乙醛氧化。

    • >農(nóng)業(yè)裝備與機械化工程
    • 農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航車輪轉(zhuǎn)角測量誤差補償模型

      2014, 45(8):33-37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.006

      摘要 (3757) HTML (0) PDF 1.25 M (1820) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航中,把主銷轉(zhuǎn)角當作車輪轉(zhuǎn)角來測量會造成測量誤差的問題,通過對農(nóng)業(yè)機械前輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的分析,建立了一種車輪-主銷轉(zhuǎn)角關(guān)系模型,該模型能夠補償把主銷當作車輪轉(zhuǎn)角來測量的誤差,提高在農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航時車輪轉(zhuǎn)角的測量精度。仿真、試驗并在雷沃M800型拖拉機上實際應(yīng)用表明,該模型具有較好的合理性和準確性,車輪轉(zhuǎn)角測量的平均誤差減小了0.48°,最大誤差減小了0.71°,提高了農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。

    • 擾動柑橘采摘的實時識別與采摘點確定技術(shù)

      2014, 45(8):38-43. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.007

      摘要 (3995) HTML (0) PDF 2.61 M (2229) 評論 (0) 收藏

      摘要:對成熟柑橘果實在擾動狀態(tài)下的視覺識別定位技術(shù)進行研究。利用ANSYS進行了擾動柑橘的動力學(xué)分析,結(jié)合圖像處理分析結(jié)果,確定了微擾動柑橘的運動規(guī)律為類單擺運動;對采集的微擾動柑橘視頻進行圖像處理,設(shè)定規(guī)則選取視頻中的圖像,利用改進的K-means聚類分割法結(jié)合優(yōu)化Hough圓擬合方法實現(xiàn)柑橘果實的分割;根據(jù)圖像分割結(jié)果,對柑橘的二值圖像進行Hough直線擬合,結(jié)合直線斜率在-0.45~0.45的約束條件,確定擾動柑橘的有效采摘點。試驗結(jié)果表明該方法能有效地識別自然環(huán)境中的微擾動柑橘,確定擾動果實采摘點的準確率達85%,采摘點確定的處理時間在7.58~9.24s范圍內(nèi)。

    • 移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀與展望

      2014, 45(8):44-53. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.008

      摘要 (5143) HTML (0) PDF 2.00 M (3012) 評論 (0) 收藏

      摘要:闡述了移栽農(nóng)藝對中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要意義,指出移栽機特別是缽苗移栽機將是大幅度提高糧食單產(chǎn)的農(nóng)機裝備,說明了移栽對北方寒地糧食增產(chǎn)和農(nóng)民致富的積極作用。簡述了國際移栽裝備的發(fā)展史,提出了移栽機械發(fā)展一般經(jīng)歷3個階段:初級階段的滑道機構(gòu);中級階段的桿機構(gòu);高級階段的回轉(zhuǎn)機構(gòu)。綜述了國內(nèi)外移栽機械發(fā)展現(xiàn)狀和研究水平,對其發(fā)展方向做出了展望,強調(diào)缽苗移栽研究若要進入回轉(zhuǎn)機構(gòu)研究階段,研究人員須掌握機構(gòu)學(xué)等系列理論基礎(chǔ)、計算機專業(yè)知識和熟練掌握現(xiàn)有的市場軟件,以及具備對這些市場軟件二次開發(fā)的能力。對當前國內(nèi)一些移栽裝置重要發(fā)展方向提出了系列建議。

    • 水稻育秧播種機缽體苗底土壓實裝置

      2014, 45(8):54-60. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.009

      摘要 (3575) HTML (0) PDF 1.38 M (1824) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種能實現(xiàn)水稻精密育秧播種機缽體軟、硬秧盤穴孔底土壓實的通用裝置,該裝置以AT89C51單片機為控制系統(tǒng)核心,采用步進電動機和送盤行程開關(guān)實現(xiàn)秧盤供送,以及限位行程開關(guān)和對準接近開關(guān)實現(xiàn)秧盤穴孔與壓實輥指對準,壓實輥指與秧盤穴孔內(nèi)底土相互作用完成底土壓實。通過系統(tǒng)的試驗研究,確定了該裝置的最佳工作參數(shù)。壓實試驗表明,該系統(tǒng)能滿足秧盤穴孔底土壓實的工作要求,實現(xiàn)了穴孔與壓實輥指的精確對準和底土壓實,當生產(chǎn)率在500盤/h、提前角對應(yīng)弧長為1mm時,對準率為98%,滿足缽體苗穴孔底土壓實的技術(shù)要求;育秧試驗表明,增加穴孔底土壓實深度,可提高秧苗素質(zhì),保持土壤根系堅實不散,有利于栽插作業(yè),壓實深度為6mm時效果最佳。

    • 磁吸滾筒式排種器種箱振動供種仿真與試驗

      2014, 45(8):61-65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.010

      摘要 (3076) HTML (0) PDF 1.21 M (1522) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于顆粒離散元法,以番茄磁粉包衣種子為對象,采用Hertz-Mindlin接觸模型,建立了種子和排種器仿真分析模型,研究了種箱振動頻率、振幅對種群運動規(guī)律及種箱供種性能的影響。仿真結(jié)果表明,在振動頻率40Hz、振幅0.50mm和0.75mm時,種群堆積高度穩(wěn)定,可以達到穩(wěn)定供種。為了驗證仿真模型的可靠性,采用高速攝像拍攝了在種箱振動頻率為40Hz、振幅為0.75mm條件下的供種情況,種子實際供種情況與仿真結(jié)果吻合。以種箱振動頻率、振幅為試驗因素,在磁吸滾筒式排種器上進行排種性能試驗,得出種箱在振動頻率40Hz,振幅為0.50mm和0.75mm時,單粒率達92%,漏播率低于3%;在振動頻率20Hz和60Hz時,不同振幅下的單粒率均小于80%。

    • 花生聯(lián)合收獲機彈齒式去土裝置設(shè)計與性能試驗

      2014, 45(8):66-71,92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.011

      摘要 (3243) HTML (0) PDF 1.46 M (1429) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對花生聯(lián)合收獲機上下擺拍式和橫向擺拍式去土裝置去土性能差的問題,設(shè)計了彈齒式去土裝置。通過去土機理分析,確定了影響去土性能的影響因素。通過田間去土試驗,建立了去土裝置偏心輪轉(zhuǎn)速、偏心距、彈齒臂長度與去土率和掉果率的回歸方程,分析了彈齒式去土裝置的去土性能。通過優(yōu)化計算得出,偏心輪轉(zhuǎn)速為23r/min、偏心距為38mm、彈齒臂長度為125mm,去土裝置的綜合性能達到最優(yōu),符合設(shè)計要求。

    • 檸條收獲機圓盤鋸式切割系統(tǒng)動力學(xué)仿真與參數(shù)優(yōu)化

      2014, 45(8):72-79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.012

      摘要 (3263) HTML (0) PDF 1.20 M (1561) 評論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)圓盤鋸式切割系統(tǒng)的各部件的尺寸參數(shù)、檸條參數(shù),在三維實體建模軟件UG中建立單組切割部件和切割對象檸條的簡化模型,導(dǎo)入動力學(xué)分析軟件ADAMS中,對對象進行柔性體替換,進行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)特性分析。以切割鋸盤的直徑、厚度和切割部件的轉(zhuǎn)速為影響因素,選取切割系統(tǒng)與檸條的作用力在各向的分力為評價指標表征檸條平茬效率,對影響平茬效率和功率的參數(shù)進行了三因素三水平的虛擬正交試驗,得到各指標的響應(yīng)面回歸方程,并通過田間試驗進行驗證及對比分析。結(jié)果表明,當切割鋸盤直徑為400mm,切割鋸盤厚度為5mm,切割部件轉(zhuǎn)速為1500r/min時,單組切割部件的切割功率為12.32kW,檸條收獲機的平茬效果最好。

    • 聯(lián)合收獲機吸雜口偏置型旋風(fēng)分離清選裝置試驗

      2014, 45(8):80-85,159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.013

      摘要 (3496) HTML (0) PDF 1.04 M (1440) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用吸雜口偏置型旋風(fēng)分離清選裝置試驗臺,進行了旋風(fēng)分離筒吸雜口偏置角度和偏置距離試驗,研究了吸雜口偏移位置參數(shù)對清選性能的影響規(guī)律,獲得了清選效果較優(yōu)的吸雜口偏置型旋風(fēng)分離筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過正交試驗和回歸試驗得到了該清選裝置的較優(yōu)結(jié)構(gòu)運動參數(shù),并進行了驗證試驗和適應(yīng)性試驗,為該清選裝置在微型聯(lián)合收獲機上的應(yīng)用提供了依據(jù)。

    • 方捆機撿拾器高度自動仿形裝置參數(shù)分析與試驗

      2014, 45(8):86-92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.014

      摘要 (3783) HTML (0) PDF 1.14 M (1969) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種彈簧力平衡式方捆機撿拾器高度自動仿形裝置。通過對仿形裝置的靜力學(xué)和運動學(xué)分析,以仿形輪在垂直方向受力和仿形誤差最小作為仿形性能的評價指標,建立了撿拾器運動參數(shù)λ、鉸接仿形輪的可調(diào)節(jié)擺臂長度L和起伏地面的幅值H對仿形性能的影響關(guān)系。初選多組參數(shù),按照評價指標獲得了撿拾器運動參數(shù)和仿形裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的較優(yōu)組合。通過仿形裝置的運動分析表明,當機組前進速度vt為5~7.9km/h,鉸接仿形輪的可調(diào)節(jié)擺臂長度L為358mm,仿形裝置能滿足地形起伏幅值H為±(8~12)cm的作業(yè)要求。樣機的田間測試表明,仿形裝置能夠適應(yīng)起伏均勻的地塊,使撿拾器彈齒尖端具有合適的離地高度,仿形誤差可以控制在-4~18mm。

    • 荔枝定向去核剝殼機設(shè)計與試驗

      2014, 45(8):93-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.015

      摘要 (3901) HTML (0) PDF 1.18 M (2490) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于荔枝的物性特征和柔性去核刀具,設(shè)計了一種自動定向、去核、剝殼和分離一體聯(lián)動的荔枝定向去核剝殼機,在不同的工況條件下考證其去核剝殼后果肉的完整率和果汁損失率,結(jié)果表明:在定向?qū)佒睆綖?2mm、對輥間隙為2mm、轉(zhuǎn)速為93r/min、荔枝縱徑比等效直徑長為1.3mm以上時,定向成功率超過90%;在刀管內(nèi)徑為10mm、果頂余量為2mm、刀軸轉(zhuǎn)速為12r/min時,去核成功率為80%;在進料口間距為16mm、出料口間距為20mm、剝殼輥傾角為0°、主軸轉(zhuǎn)速為15r/min時,剝殼成功率為100%,燈籠狀果肉的完好率超過80%。

    • 雙圓盤割草機切割器虛擬樣機設(shè)計與試驗

      2014, 45(8):101-105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.016

      摘要 (3377) HTML (0) PDF 1.03 M (1947) 評論 (0) 收藏

      摘要:應(yīng)用SolidWorks的參數(shù)化設(shè)計功能建立9YG-130型雙圓盤割草機切割器各零部件三維實體模型,通過約束裝配完成虛擬樣機設(shè)計,將模型導(dǎo)入動力學(xué)分析軟件ADAMS后進行運動仿真,得到了切割機構(gòu)在前進速度2.78m/s、刀盤轉(zhuǎn)速2000r/min時刀片頂點的運行軌跡,根據(jù)運動軌跡可計算其重割面積。對模型進行四因素三水平虛擬正交試驗,采用Design-Expect 8.0軟件進行方差分析,結(jié)果表明,最佳取值為vg=57.01m/s,vj=2.76m/s,h=34.06mm,m=3時割草機的重割率得到有效降低。通過實際樣機試驗結(jié)果驗證了該設(shè)計滿足割草機對草業(yè)技術(shù)的要求,提高了設(shè)計效率和準確性。

    • 籽粒損失監(jiān)測傳感器敏感板局部約束阻尼設(shè)計

      2014, 45(8):106-111,79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.017

      摘要 (3191) HTML (0) PDF 1.37 M (1627) 評論 (0) 收藏

      摘要:分析了籽粒損失監(jiān)測傳感器敏感板的響應(yīng)與系統(tǒng)阻尼比的關(guān)系,提出了通過在敏感板敷設(shè)約束阻尼層增加振動系統(tǒng)阻尼比來快速衰減敏感板諧波振動的方法。通過對不同阻尼損耗因子敏感板進行籽粒碰撞響應(yīng)試驗,優(yōu)選了敏感板的材料和結(jié)構(gòu)形式,在此基礎(chǔ)上運用ANSYS軟件對敏感板進行了模態(tài)分析,確定了約束阻尼層在敏感板上的最佳敷設(shè)位置。籽粒碰撞響應(yīng)試驗結(jié)果表明,敏感板局部約束阻尼處理后,籽粒碰撞信號波形衰減至1.5V所用時間由10ms縮短到3ms左右,大大提高了籽粒損失監(jiān)測傳感器的檢測頻率。

    • 噴霧機噴桿有限元模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

      2014, 45(8):112-116,105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.018

      摘要 (3509) HTML (0) PDF 1.33 M (1736) 評論 (0) 收藏

      摘要:在ANSYS中建立了噴桿的參數(shù)化有限元模型,并驗證了模型的準確性。根據(jù)噴桿的模態(tài)分析結(jié)果在ANSYS中對噴桿結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,在質(zhì)量增加8.4%的情況下,噴桿一階固有頻率從9.16Hz增加到了10.41Hz,避開了路面激勵的頻率區(qū)間。結(jié)合ADAMS對噴桿優(yōu)化前、后作業(yè)時的彈性變形作了對比,結(jié)果表明:優(yōu)化前噴桿末端在水平方向最大彈性變形Dbmax為39.6mm,均方根為12.6mm;優(yōu)化后噴桿在水平方向最大彈性變形Damax為10.1mm,均方根為2.9mm,噴桿經(jīng)過優(yōu)化后其水平方向彈性變形明顯減小。

    • 履帶自走式果園定向風(fēng)送噴霧機

      2014, 45(8):117-122,247. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.019

      摘要 (3636) HTML (0) PDF 1.85 M (2740) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)向半徑小的履帶自走式果園定向風(fēng)送噴霧機。對傳動系統(tǒng)、履帶行走系統(tǒng)和風(fēng)送系統(tǒng)等關(guān)鍵部件進行了設(shè)計和計算,對定向噴霧機構(gòu)進行了設(shè)計和試驗驗證。試驗結(jié)果表明:有風(fēng)送時霧滴沉積量比無風(fēng)送時提高了42.9%,變異系數(shù)降低了18.5%;定向噴霧比普通噴霧霧滴個數(shù)提高了30.9%,變異系數(shù)降低了55.3%。

    • 航空施藥中霧滴沉積傳感器系統(tǒng)設(shè)計與實驗

      2014, 45(8):123-127. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.020

      摘要 (4072) HTML (0) PDF 1.19 M (2087) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于變介電常數(shù)電容器原理設(shè)計霧滴沉積傳感器及檢測系統(tǒng),由此實現(xiàn)對航空施藥中霧滴地面沉積量的快速獲取。通過實驗, 分析建立了傳感器對電導(dǎo)率487μS/cm、25mS/cm霧滴的沉積量測量線性回歸方程,決定系數(shù)R2分別為0.9923和0.9544。利用M-18B型飛機和AU-5000型噴霧機,對系統(tǒng)進行了應(yīng)用測試,結(jié)果表明:與水敏紙圖像分析方法對比,2種方法獲得的霧滴地面沉積量分布曲線擬合度可達0.9146,樣點單位面積沉積量的相對測量誤差分布在10%~50%之間。

    • 基于2DVD的非旋轉(zhuǎn)折射式噴頭水滴直徑分布規(guī)律

      2014, 45(8):128-133,148. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.021

      摘要 (3627) HTML (0) PDF 1.42 M (1607) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用基于三維視頻粒子測量原理的視頻雨滴譜儀(Two-dimensional video disdrometer,2DVD)對噴灌機中常用的Nelson D3000型噴頭在多個工作壓力下水滴直徑沿射程的分布進行了測量,分析了水滴直徑沿射程的變化趨勢及水滴速度、水滴角度與水滴直徑之間的關(guān)系。結(jié)果表明:水滴直徑與射程符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系,在距離噴頭相同測點處,水滴直徑隨工作壓力的升高而減小,而射程末端的水滴直徑隨著壓力的升高而增大;水滴速度隨水滴直徑增加而增大,兩者呈對數(shù)關(guān)系;水滴落地時與地面夾角(簡稱水滴角度)隨水滴直徑增加呈減小趨勢,水滴直徑小于1.0mm時,50、100、150和200kPa工作壓力下,與地面夾角為90°的水滴個數(shù)占總水滴數(shù)的比值分別為90.46%、84.46%、89.91%和89.15%,其余水滴與地面夾角在30°~89°之間,水滴直徑在1.0~2.25mm范圍內(nèi),水滴角度隨水滴直徑的增加迅速減小,水滴直徑大于2.25mm時減小趨勢變緩,4個工作壓力下最大直徑水滴落地時與地面夾角平均值為45°;工作壓力對于水滴直徑與速度、水滴直徑與角度之間的關(guān)系影響較小。

    • 基于SPH算法的平面刀土壤切削過程模擬

      2014, 45(8):134-139. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.022

      摘要 (3805) HTML (0) PDF 1.88 M (1936) 評論 (0) 收藏

      摘要:以我國華北一年兩熟區(qū)保護性耕作地土壤為原型,利用ANSYS/LS_DYNA對平面刀切削土壤過程進行數(shù)值模擬,并通過理論分析和試驗,驗證SPH算法在模擬平面刀切削土壤過程方面的可行性。結(jié)合MAT147土壤材料模型,SPH算法及點-面侵蝕接觸,運用ANSYS/LS_DYNA軟件對平面刀切削土壤過程進行有限元分析。仿真結(jié)果表明,SPH算法能夠直觀模擬平面刀切削土壤整個過程,最大等效應(yīng)力為5.851MPa,主要集中在與平面刀接觸的土壤上;平面刀切削全過程表明,土壤所受等效應(yīng)力波動較小,切削過程比較平穩(wěn);穩(wěn)定切削時切削功耗在10.2kW附近波動,通過理論和試驗驗證,仿真切削誤差不大于0.05。由此說明SPH算法進行平面刀切削過程的數(shù)值模擬是可行的。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 渭北臺塬區(qū)耕地土壤有機質(zhì)與全氮空間特征

      2014, 45(8):140-148. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.023

      摘要 (3822) HTML (0) PDF 1.57 M (1486) 評論 (0) 收藏

      摘要:以渭北臺塬農(nóng)業(yè)縣——蒲城縣為研究區(qū),采用2011年耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價項目數(shù)據(jù),運用經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)、地統(tǒng)計學(xué)結(jié)合GIS技術(shù),探討以有機質(zhì)為輔助變量的協(xié)同克里格法在區(qū)域土壤全氮及碳氮比估值中的適用性,研究耕地土壤有機質(zhì)和全氮的空間變異特征、影響因素及其與碳氮比的分布特征。結(jié)果表明,當前蒲城縣耕地土壤有機質(zhì)質(zhì)量比平均值為13.58g/kg,全氮質(zhì)量比為0.81g/kg,均處于偏低水平,空間上整體隨地貌自北向南遞增;土壤碳氮比平均值為9.84,整體呈南北高中間低格局。土壤有機質(zhì)與全氮是相關(guān)性密切的本征協(xié)同區(qū)域化變量,均具有極顯著性的空間自相關(guān)性,表現(xiàn)出中等強度的空間變異性;其空間變異性是地形地貌、土壤性質(zhì)等自然因素和種植模式、施肥、灌溉等人為因素交互作用的結(jié)果,其中人為耕作管理的地理區(qū)位導(dǎo)向作用愈發(fā)明顯。相同采樣數(shù)量下,以有機質(zhì)為輔助變量的全氮協(xié)同克里格法插值精度優(yōu)于普通克里格法,適于當下蒲城縣土壤全氮的估值研究,能夠提供更多局部細節(jié)信息,但其不適于進行主輔變量的柵格比值運算來構(gòu)建土壤碳氮比值圖。

    • 新疆現(xiàn)行灌溉制度下膜下滴灌棉田土壤鹽分分布變化

      2014, 45(8):149-159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.024

      摘要 (3451) HTML (0) PDF 3.01 M (1796) 評論 (0) 收藏

      摘要:分析了膜下滴灌應(yīng)用典型灌區(qū)新疆石河子121團連續(xù)4年的定點監(jiān)測膜下滴灌棉田鹽分。結(jié)果表明,鹽分在膜下滴灌灌水作用下不斷向遠離滴灌帶的區(qū)域遷移,水平方向逐漸向膜間裸地聚集,垂直方向逐漸向下層運移。剖面鹽分隨滴灌應(yīng)用年限的增加逐漸由上大下小變化為上下均一的垂線狀,這個過程尤其在滴灌應(yīng)用2~4年表現(xiàn)得比較明顯。滴灌應(yīng)用4年深層(140cm土層)開始脫鹽,滴灌應(yīng)用5年基本達到作物適宜耐鹽含量。鹽分降低主要原因在于當?shù)氐墓喔戎贫?。灌水特別是較大定額的灌水,改變了鹽分自然分布特點。在周期性灌水作用下,各年生育期內(nèi)鹽分含量相對較低,土壤鹽分總量呈降低趨勢。鹽分降低主要時期在出苗水灌后及花鈴后期。隨滴灌應(yīng)用年限的增加,300cm深度范圍內(nèi)土壤鹽分也逐漸降低,滴灌應(yīng)用約10年左右呈鉛垂線改良型分布特點?,F(xiàn)行膜下滴灌灌水制度在滴灌應(yīng)用5年以上應(yīng)適當減少花鈴期的灌水定額,灌溉定額可降至618mm左右,但苗期灌水仍需保持較大的灌水定額。

    • 水氮耦合下小??Х扔讟渖硖匦耘c水氮利用效率

      2014, 45(8):160-166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.025

      摘要 (3350) HTML (0) PDF 1010.68 K (1495) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探明經(jīng)濟熱作小粒咖啡幼樹的水氮精準管理模式,研究了4個灌水水平(WS,75%~85%田間持水量;WH,65%~75%田間持水量;WM,55%~65%田間持水量;WL,45%~55%田間持水量)和4個施氮水平(NH,0.60g/kg;NM,0.40g/kg;NL,0.20g/kg;NZ,0g/kg)對小??Х扔讟渖硖匦约八绽玫挠绊憽=Y(jié)果表明:與WL相比,增加灌水使葉綠素、類胡蘿卜素、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量分別降低5.8%~15.5%、6.0%~14.4%、14.2%~30.3%、27.6%~60.0%和22.6%~57.5%,使根系活力和水分利用效率分別提高15.8%~63.8%和21.6%~29.6%,降低土壤硝態(tài)氮均值21.5%~36.2%。與NZ相比,增加施氮使丙二醛降低23.8%~49.8%,葉綠素、類胡蘿卜素、脯氨酸、可溶性糖、根系活力和水分利用效率分別提高49.0%~88.4%、21.9%~60.9%、509%~703%、20.7%~52.3%、23.5%~41.8%和21.6%~53.9%,同時土壤硝態(tài)氮均值增加2.73~14.44倍。NZ和NL時氮素吸收總量與灌水量顯著正相關(guān);NM和NH時水分利用效率和氮素吸收總量均隨灌水量先增后減。不同灌水條件下,水分利用效率、氮素吸收總量均與施氮量呈顯著二次曲線關(guān)系。NMWH組合的水分利用效率最大,同時NM和NH處理的氮素表觀利用效率和氮素吸收效率最大,因此NMWH為水氮高效利用組合。

    • 基于RS數(shù)據(jù)和GIS方法的冬小麥水分生產(chǎn)函數(shù)估算

      2014, 45(8):167-171. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.026

      摘要 (3472) HTML (0) PDF 967.45 K (1840) 評論 (0) 收藏

      摘要:以冬小麥遙感監(jiān)測耗水與產(chǎn)量為數(shù)據(jù)支持,開展了多種水分生產(chǎn)函數(shù)模型的對比研究,探求與研究區(qū)相適宜的水分生產(chǎn)函數(shù)模型及其參數(shù),其中全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)模型分別選擇直線模型、拋物線模型、D-K模型及指數(shù)模型;而分生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)模型分別選擇Jensen、Minhas、Blank、Stewart及Singh模型。研究結(jié)果表明,冬小麥全生育水分生產(chǎn)函數(shù)模型推薦采用拋物線模型;而分生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)模型推薦采用Stewart模型;冬小麥對水分最敏感的階段是抽穗期,其次為揚花-成熟期,而出苗-拔節(jié)期最小。為此,在北京市大興區(qū)的冬小麥灌溉應(yīng)優(yōu)先滿足抽穗灌漿期的需水,而在出苗-拔節(jié)期適度減少灌溉量,可達到節(jié)水增效目的。

    • 面向灌區(qū)調(diào)水工程的遠程自動計量閘門研究

      2014, 45(8):172-177,275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.027

      摘要 (3542) HTML (0) PDF 1.28 M (1572) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種基于遠程無線通信技術(shù)的灌區(qū)動態(tài)調(diào)水系統(tǒng),由安裝于各級渠道上的自動計量閘門集群和運行于調(diào)度中心的遠程調(diào)水控制系統(tǒng)組成。利用明渠測流理論和傳感測量技術(shù),實現(xiàn)了閘門的計量功能;對稱雙輪雙向卷拉驅(qū)動機構(gòu)和中空蜂窩閘板結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高了閘門啟閉運動的可靠性和閘門運行能效;開發(fā)了基于ARM的閘門終端控制器,實現(xiàn)了閘門終端的智能控制和無線遠程通訊,多種閘門工作模式可滿足不同的應(yīng)用需求;設(shè)計了太陽能供電與電源管理系統(tǒng),解決了閘門野外工作的供電問題;開發(fā)了遠程動態(tài)調(diào)水控制的應(yīng)用軟件包,實現(xiàn)了對閘門的遠程監(jiān)控與聯(lián)動調(diào)水。實驗表明,閘門終端環(huán)境適應(yīng)性強,性能穩(wěn)定,動態(tài)水位誤差小于5mm,閘門定位誤差小于1mm,自由流的測流誤差小于4.6%,淹沒流測流誤差小于8.3%,可滿足各類自動調(diào)水工程應(yīng)用。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 生物質(zhì)-燃料電池/燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)特性研究

      2014, 45(8):178-183. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.028

      摘要 (3337) HTML (0) PDF 1.01 M (1793) 評論 (0) 收藏

      摘要:對生物質(zhì)氣化-固體氧化物燃料電池/燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的特性及不同運行參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響進行了分析。生物質(zhì)氣化為以水蒸氣為氣化介質(zhì)的基于UNIQUE概念的流化床氣化、高溫凈化系統(tǒng),建模中采用了化學(xué)動力學(xué)模型,并以萘作為焦油成分?;谒⒌南到y(tǒng)模型,分析了生物質(zhì)含水率和燃料利用率等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明,與其他生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù)相比該系統(tǒng)具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率,在200kW規(guī)模,生物質(zhì)含水率為20%時,電效率可以達到47%。生物質(zhì)含水率增加會降低系統(tǒng)的輸出功率,系統(tǒng)效率下降明顯;SOFC燃料利用率提高時系統(tǒng)輸出功率變化不明顯,但系統(tǒng)效率會明顯提高。

    • 醋酸改性電石渣催化酯交換特性研究

      2014, 45(8):184-189. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.029

      摘要 (2759) HTML (0) PDF 1.12 M (1398) 評論 (0) 收藏

      摘要:以醋酸為改性介質(zhì),從醇油摩爾比、催化劑質(zhì)量分數(shù)、酯交換溫度及時間等因素出發(fā),并輔以熱重分析儀、X射線衍射儀、N2吸附儀和哈米特指示劑等催化劑表征手段,通過酯交換實驗系統(tǒng)研究改性電石渣催化酯交換的特性。酯交換原料油(花生油)脂肪酸中的碳原子長度主要為16~18碳;醋酸改性后,電石渣主要成分為(CH3COO)2Ca·0.5H2O,經(jīng)800℃煅燒活化處理后轉(zhuǎn)變?yōu)镃aO,比表面積為19.07m2/g、比孔容積為 0.0814cm3/g,且能夠表現(xiàn)出比未改性電石渣煅燒產(chǎn)物更強的催化酯交換性能。在醇油摩爾比15、催化劑質(zhì)量分數(shù)4%、酯交換溫度59℃、酯交換時間2h的工況下,醋酸改性電石渣催化酯交換能取得甘油收率為96.79%,且重復(fù)使用5次時,甘油收率仍能達到92.90%。

    • 甘蔗渣兩級快速熱解特性研究

      2014, 45(8):190-196. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.030

      摘要 (3164) HTML (0) PDF 1.38 M (1481) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用Py-GC/MS(快速熱解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用)裝置進行了甘蔗渣的兩級快速熱解實驗,考察了甘蔗渣一級快速熱解的產(chǎn)物分布特性以及一級熱解溫度對后續(xù)二級熱解產(chǎn)物分布的影響。實驗結(jié)果表明,甘蔗渣低溫一級熱解產(chǎn)物富含4-乙烯基苯酚(4-VP),在250℃熱解時4-VP的選擇性最高(相對峰面積百分比高達48.11%),而在300℃熱解時4-VP的產(chǎn)率最大。一級熱解溫度對后續(xù)二級熱解產(chǎn)物分布有著較大的影響,隨著一級熱解溫度的升高,二級熱解產(chǎn)物中左旋葡聚糖(LG)含量顯著增加,而多數(shù)其他產(chǎn)物的含量則顯著降低;根據(jù)產(chǎn)物組成可以判斷,300℃下的一級熱解固體產(chǎn)物進行二級熱解所獲得的生物油,與甘蔗渣直接在500℃快速熱解獲得的生物油相比,具有更高的燃料品位。由此可確定甘蔗渣兩級快速熱解的應(yīng)用方式應(yīng)為:首先在300℃下進行一級快速熱解制備4-VP,隨后對固體殘渣在500℃進行二級熱解獲得高品位生物油。

    • 堆肥預(yù)處理對松木屑厭氧發(fā)酵的影響

      2014, 45(8):197-200,320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.031

      摘要 (3257) HTML (0) PDF 1.02 M (1717) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前針葉類林木松樹厭氧發(fā)酵前預(yù)處理效果差、成本高的問題,在添加食品廢棄物的條件下,研究好氧堆肥方法對松木屑(6.35mm、9.53mm和 12.70mm)和食品廢棄物混合物料的預(yù)處理效果,以及對后續(xù)干式厭氧發(fā)酵過程的影響。研究結(jié)果表明,好氧堆肥過程對松木屑的預(yù)處理效果明顯,但隨著松木屑粒徑的增大預(yù)處理效果降低;經(jīng)堆肥預(yù)處理后物料的厭氧發(fā)酵原料的VS產(chǎn)氣率均維持在199~215L/kg范圍內(nèi),約為未預(yù)處理組的1.4倍,而且發(fā)酵后物料中的VFA總量均維持在24.5左右,約為未堆肥預(yù)處理組的1.5倍,后續(xù)產(chǎn)氣潛力更大。

    • 餐廚廢油脂肪酸固體酸催化氣相反應(yīng)制備生物柴油

      2014, 45(8):201-205. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.032

      摘要 (3328) HTML (0) PDF 1.02 M (1542) 評論 (0) 收藏

      摘要:為實現(xiàn)高酸值油料更加高效、綠色的生物柴油制備,以餐廚廢油水解后脂肪酸為原料,采用強酸性陽離子交換樹脂為固體酸催化劑,在氣相反應(yīng)條件下進行酯化反應(yīng)制備生物柴油。采用正交試驗設(shè)計的方法考察了催化劑用量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等因素對酯化效果的綜合影響,獲得最佳的工藝條件為:催化劑質(zhì)量分數(shù)15%,反應(yīng)時間60min,反應(yīng)溫度105℃。在此條件下催化劑可重復(fù)使用5次,制備的生物柴油酸值(以KOH計)僅為0.64mg/g,酯化率可達99.65%,產(chǎn)品達到GB/T 20828—2007相關(guān)標準。

    • NiO/HZSM-5催化改性生物油模擬物研究

      2014, 45(8):206-213. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.033

      摘要 (3016) HTML (0) PDF 1.65 M (1649) 評論 (0) 收藏

      摘要:以HZSM-5為載體,通過浸漬法制備不同NiO負載量的NiO/HZSM-5催化劑并進行表征,發(fā)現(xiàn)負載量為8%的催化劑表面形貌相對平整,比表面積、酸位等特性較理想。通過生物油模擬物催化試驗對催化劑性能進行評價,試驗結(jié)果表明負載量和反應(yīng)溫度都對催化劑活性有明顯影響。在反應(yīng)溫度為400℃時,負載量為8%的催化劑使模擬物中甲苯和愈創(chuàng)木酚具有較好的轉(zhuǎn)化率,分別達到83%和88%;較HZSM-5催化的情況分別提高60%和70%。改性后生物油的熱值也可增加約30%。負載物NiO的加入使催化劑表面強酸位降低約45%,同時提高了催化劑的穩(wěn)定性和抗積碳能力,延長了催化劑使用壽命,其中8-ZSM-5催化劑在反應(yīng)6h后仍保持較高活性。

    • 相對彎度對鈍尾緣改型提升翼型氣動性能的影響

      2014, 45(8):214-219. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.034

      摘要 (3075) HTML (0) PDF 1.24 M (1906) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究不同彎度的風(fēng)力機專用翼型修改前后的氣動性能,揭示相對彎度對鈍尾緣改型增升效果的影響規(guī)律。利用XFOIL軟件,對低速翼型S809、S823和S830進行尾緣厚度對稱分布的鈍尾緣改型。采用S-A和k-ω SST湍流模型模擬翼型原型的氣動性能,并用實驗數(shù)據(jù)比較兩模型的計算精度。進而基于精度較高的k-ω SST湍流模型,計算了修改后翼型的升、阻力系數(shù)、升阻比和三者增幅,以及翼型表面壓力系數(shù)分布。結(jié)果表明:對低速翼型進行鈍尾緣改型時,隨相對彎度增大,升力系數(shù)增幅在一定攻角范圍內(nèi)先增大后減小,升阻比增幅在一定攻角之前呈遞增趨勢;相對彎度約為2.5%弦長的翼型增升效果最佳,且大彎度翼型不適合鈍尾緣改型。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 不完全分形多孔介質(zhì)熱導(dǎo)率模型

      2014, 45(8):220-224. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.035

      摘要 (3609) HTML (0) PDF 1.06 M (1573) 評論 (0) 收藏

      摘要:將多孔介質(zhì)的物理構(gòu)成分為具有分形結(jié)構(gòu)的團聚體集合和不具有分形特性的固相和孔隙相,建立了簡化單元體模型解釋其微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)合多孔介質(zhì)在干燥過程中熱量守恒定律和傅里葉導(dǎo)熱定律導(dǎo)出了材料總有效熱導(dǎo)率模型。此模型無經(jīng)驗常數(shù),每一個參數(shù)都有物理意義。研究結(jié)果表明,有效熱導(dǎo)率與迂曲分形維數(shù)、面積分形維數(shù)、孔隙率和熱風(fēng)溫度呈反比,與熱風(fēng)速率和時間呈正比。

    • 凍干扇貝肉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與狀態(tài)圖研究

      2014, 45(8):225-230. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.036

      摘要 (3559) HTML (0) PDF 1.01 M (1481) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用靜態(tài)稱量法研究了25℃下凍干扇貝肉(包括純扇貝肉(PS)和按總固形物質(zhì)量分數(shù)添加5%麥芽糊精的扇貝肉(PS-MD))的吸附等溫線;采用差示掃描量熱法測定了PS和PS-MD的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和凍結(jié)點溫度TF。分別采用Gordon-Taylor方程和Clausius-Clapeyron方程擬合Tg和TF數(shù)據(jù),構(gòu)建扇貝肉的狀態(tài)圖,探討添加麥芽糊精(MD)對扇貝肉貯藏穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,扇貝肉的水分吸附等溫線呈J型,描述扇貝肉水分吸附特性的適宜模型為GAB模型。扇貝肉的平衡干基含水率隨水分活度aw的增加而增加。aw一定時,平衡干基含水率隨MD添加而降低,尤其是當aw>0.62時更明顯。添加MD降低了扇貝肉的GAB單分子層干基含水率,其值由0.0822g/g降低至0.0716g/g。扇貝肉的Tg隨含水率升高而降低,PS濕基含水率由2.81%增加至21.96%時,Tg由-4.25℃降低至-60.92℃;PS-MD濕基含水率由2.11%增加至19.72%時,Tg由1.32℃降低至-51.41℃。扇貝肉的TF隨著固形物含量的增加而降低。根據(jù)扇貝肉的狀態(tài)圖,PS和PS-MD最大冷凍濃縮溶液時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T′g分別為-70.99℃和-54.58℃,與之對應(yīng)的溶質(zhì)含量分別為76.7%和82.0%,非凍結(jié)水含量分別為23.3%和18.0%。

    • 微波流態(tài)化干燥姜片工藝與品質(zhì)分析

      2014, 45(8):231-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.037

      摘要 (4111) HTML (0) PDF 1.19 M (1907) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了不同微波功率下,微波流態(tài)化干燥姜片的工藝和品質(zhì)。在工藝參數(shù)比較適中的0.7W/g的微波功率下,姜片流態(tài)化干燥時間為1.83h,與75℃熱風(fēng)干燥相比干燥時間縮短了6.67h,且維生素C保有率優(yōu)于熱風(fēng)干燥。然而,微波流態(tài)化干燥,姜片的微觀結(jié)構(gòu)和復(fù)水能力都發(fā)生了明顯的變化,當干基含水率降到200%以下,姜片的感官品質(zhì)變化很快。發(fā)揮微波流態(tài)化干燥的相對優(yōu)勢,需要控制干燥后期的降水速度,這也是改進工藝的研究重點。

    • 幾種消化抗性淀粉體外厭氧發(fā)酵前后的結(jié)構(gòu)變化

      2014, 45(8):236-240. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.038

      摘要 (2801) HTML (0) PDF 1.14 M (1368) 評論 (0) 收藏

      摘要:制取了綠豆、馬鈴薯、錐栗和板栗消化抗性淀粉,并對它們體外厭氧發(fā)酵前、后腸道菌群及其結(jié)構(gòu)的變化進行了研究。結(jié)果表明:4種消化抗性淀粉對雙歧桿菌和乳酸桿菌都有明顯的增殖作用,對大腸桿菌有顯著抑制作用,對產(chǎn)氣莢膜梭菌有較強抑制作用,對糞腸球菌、梭狀桿菌、兼性細菌無明顯影響。發(fā)酵液總酸度增大,說明4種消化抗性淀粉能被腸道微生物發(fā)酵利用。4種消化抗性淀粉經(jīng)發(fā)酵后,平均聚合度降低較明顯,但具有更大的比表面積和密度,這種結(jié)構(gòu)變化可能會使其吸附能力增加,有利于其他益生作用的發(fā)生。發(fā)酵后4種消化抗性淀粉的晶型均變?yōu)锳型,且微晶度降低。

    • 牧區(qū)奶干渣組合式發(fā)酵劑響應(yīng)面法優(yōu)化

      2014, 45(8):241-247. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.039

      摘要 (3425) HTML (0) PDF 1.47 M (1242) 評論 (0) 收藏

      摘要:以脫脂牦牛乳為試驗材料,發(fā)酵3.5h滴定酸度為試驗指標,在不同菌種最佳組合方式篩選的研究基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面Box-Behnken中心組合試驗研究了4株篩自牧區(qū)、發(fā)酵性能優(yōu)良的菌種:保加利亞乳桿菌(MGD1-3)、嗜熱鏈球菌(MGB39-5)、嗜熱鏈球菌(G81-1)、植物乳桿菌(BM5152)不同接種比例對牧區(qū)奶干渣發(fā)酵效果的影響。結(jié)果表明,優(yōu)化得到最優(yōu)組合式發(fā)酵劑為:MGD1-3體積分數(shù)3.06%、MGB39-5體積分數(shù)0.64%、G81-1體積分數(shù)0.55%、BM5152體積分數(shù)2.04%,滴定酸度為75.87°T。為了便于實際操作,確定最終體積接種比為:MGD1-3∶MGB39-5∶G81-1∶BM5152=30∶6∶5∶20,接種量體積分數(shù)為6.0%,該條件下進行3次平行試驗,得到滴定酸度平均值為74.21°T;將接種優(yōu)化后組合式發(fā)酵劑制成的奶干渣(試驗組)與牧區(qū)采集奶干渣(對照組)進行感官與理化指標比較,結(jié)果表明該組合式發(fā)酵劑發(fā)酵性能優(yōu)良。

    • 基于肌電信號的仿齒壓頭對食品質(zhì)地的影響

      2014, 45(8):248-253,281. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.040

      摘要 (3278) HTML (0) PDF 1.20 M (1487) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用設(shè)計的仿齒壓頭進行了食品質(zhì)地測試,并提取了咀嚼過程中咬肌肌電圖的特征值。研究表明:仿齒壓頭測試數(shù)據(jù)與特征值相關(guān)性顯著;第1次壓縮做功與咬肌活動量、硬度與咬肌信號峰值的相關(guān)系數(shù)分別為0.866、0.934,均大于普通壓頭的測試數(shù)據(jù)與特征值的相關(guān)系數(shù)(0.740、0.907)。利用仿齒壓頭測得的質(zhì)地特性與咬肌活動變化規(guī)律的平均密切程度比普通壓頭高9.3%,仿齒壓頭能更好地反映食品的實際質(zhì)地特性。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 農(nóng)田春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度時空變異性研究

      2014, 45(8):254-261,235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.041

      摘要 (3595) HTML (0) PDF 1.17 M (1363) 評論 (0) 收藏

      摘要:準確獲取春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度的時空變異特征,對春小麥生長參數(shù)時空分析至關(guān)重要,也是利用遙感準確反演春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度必須解決的問題,對于尺度轉(zhuǎn)換研究具有十分重要的意義。綜合運用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法、地質(zhì)統(tǒng)計分析方法及時間穩(wěn)定分析方法,研究了春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度在不同生育階段的時空變異特征,并探討了二者的關(guān)系,建立了綜合考慮時空特征的春小麥葉面積指數(shù)增長模型。研究結(jié)果表明:在研究條件下,春小麥覆蓋度和葉面積指數(shù)隨時間的變化趨勢相似,但二者變異系數(shù)(CV)的變化趨勢明顯不同,隨著春小麥的不斷生長,覆蓋度CV不斷減小,而葉面積指數(shù)CV則是先增加后減小;春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度都具有空間結(jié)構(gòu),其中在播種-分蘗階段(頭水灌溉前)的空間相關(guān)距離最大(50~60m),頭水灌溉后,春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度的空間相關(guān)距都減小,其中葉面積指數(shù)相對比較穩(wěn)定(約20m);春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度均具有時間穩(wěn)定特征,播種-分蘗階段處于頭水灌溉前,這個階段的春小麥覆蓋度對其在整個生育期的穩(wěn)定性有顯著影響,相比之下,這個階段的葉面積指數(shù)對其在整個生育期的穩(wěn)定性影響不明顯;春小麥葉面積指數(shù)除了與生育期有密切的時間相關(guān)關(guān)系外,還在一定范圍內(nèi)與覆蓋度有顯著的空間相關(guān)關(guān)系,為此從時空變異角度,建立了一個以生育期和覆蓋度為預(yù)報因子的葉面積指數(shù)增長模型,經(jīng)檢驗,擬合模型方程在置信度0.01水平上表現(xiàn)顯著。葉面積指數(shù)增長模型將不同時間的葉面積結(jié)合了空間上的變異特征,較之前的僅基于生育期的Logistic模型適應(yīng)性更廣。

    • 鉬脅迫對煙草光合熒光參數(shù)和葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響

      2014, 45(8):262-268. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.042

      摘要 (2664) HTML (0) PDF 1.16 M (1413) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探明煙草響應(yīng)鉬脅迫光合生理機制,研究了缺鉬脅迫對煙草光合氣體交換、葉綠素熒光參數(shù)和葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:缺鉬培養(yǎng)10d后,煙苗光合色素含量和凈光合速率較對照有所降低,胞間二氧化碳濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率提高,光系統(tǒng)初始熒光和非光化學(xué)猝滅系數(shù)提高,光合電子傳遞速率和最大光化學(xué)效率降低,但差異均不顯著;煙苗的葉綠體基類片層和基質(zhì)片層排列松散,淀粉粒數(shù)量少。培養(yǎng)20d時,缺鉬和對照煙苗的多數(shù)指標差異顯著。培養(yǎng)30d時,除蒸騰速率外,缺鉬和對照煙苗的其它指標差異均顯著,葉綠體片層結(jié)構(gòu)受損嚴重,淀粉粒發(fā)育差。缺鉬脅迫損傷了葉綠體超微結(jié)構(gòu),抑制了原初光能轉(zhuǎn)化效率,降低了光合能力。且隨脅迫時間延長,缺素表現(xiàn)明顯。

    • 基于反射光譜的蘋果葉片葉綠素和含水率預(yù)測模型

      2014, 45(8):269-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.043

      摘要 (3384) HTML (0) PDF 1.17 M (1726) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探索蘋果葉片葉綠素含量(質(zhì)量比)、葉片含水率與反射光譜之間的關(guān)系,以華北地區(qū)蘋果樹為研究對象,分別測定了各個關(guān)鍵生長期蘋果葉片的光譜反射率、葉綠素含量和葉片含水率。分析光譜反射率與葉綠素含量以及葉片含水率之間相關(guān)性發(fā)現(xiàn),在不同生長時期,蘋果葉片葉綠素a含量與反射光譜在515~590nm和688~715nm兩組波段內(nèi)具有較高的相關(guān)性,且果實成熟期數(shù)據(jù)顯示相關(guān)度最高(R2=0.6)。在420~500nm、640~680nm、740~860nm 3個波段葉片含水率與反射光譜有較高的相關(guān)性,且果實膨大期的葉片含水率在可見光波段的相關(guān)系數(shù)最大。根據(jù)所選敏感波段,分別利用多元線性回歸、主成分分析和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立基于反射光譜的蘋果葉片不同生長時期葉綠素和含水率的預(yù)測模型。通過對所建立的預(yù)測模型進行校驗,結(jié)果顯示,利用主成分分析方法所建立的蘋果葉片葉綠素含量預(yù)測模型的決定系數(shù)最高(R2=0.8852),校驗系數(shù)為0.8289。該模型可以較為準確地預(yù)測蘋果葉片葉綠素含量。而采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)所建立蘋果葉片含水率預(yù)測模型的決定系數(shù)R2=0.862,校驗系數(shù)為0.8375,預(yù)測效果最好。

    • 基于廣角攝影技術(shù)的柑橘樹冠層葉面積指數(shù)檢測系統(tǒng)

      2014, 45(8):276-281. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.044

      摘要 (3148) HTML (0) PDF 1.60 M (1775) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出一種基于廣角攝像技術(shù)的柑橘樹葉面積指數(shù)快速、簡易檢測方法。將廣角攝像鏡頭拍攝的柑橘樹圖像導(dǎo)入計算機,進行灰度化、圖像增強、濾波處理與二值化處理,計算出柑橘樹冠層的孔隙率,據(jù)此推導(dǎo)柑橘樹冠層葉面積指數(shù)。試驗以掃描法檢測結(jié)果作為真實值,并以加拿大WinSCANOPY型冠層分析儀與本系統(tǒng)作檢測效果對比,結(jié)果表明在同等試驗條件下,利用WinSCANOPY型冠層分析儀檢測柑橘樹葉面積指數(shù)的相對誤差變化范圍為-30.39%~43.53%,相對誤差絕對值的平均值為18.90%,本系統(tǒng)檢測的相對誤差變化范圍為-27.26%~37.06%,相對誤差絕對值的平均值為19.91%,滿足柑橘樹冠層LAI檢測試驗要求。

    • 基于葉綠素相對值的植物葉片顏色模擬方法

      2014, 45(8):282-287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.045

      摘要 (3060) HTML (0) PDF 1.80 M (1434) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種基于葉綠素相對值(SPAD)的植物葉色模擬方法。首先利用自制的葉色數(shù)據(jù)采集裝置,在外部環(huán)境恒定的條件下采集葉色數(shù)據(jù),跟蹤監(jiān)測葉片不同生理時期的葉色變化。再基于數(shù)據(jù)對葉色進行分析,構(gòu)建SPAD值與特定光環(huán)境下葉片顏色值的關(guān)系函數(shù),并利用該函數(shù)推導(dǎo)出葉片的漫反射計算公式;最后采用基于SPAD紋理的方法對葉片表面的顏色差異以及隨著時間發(fā)生的老化現(xiàn)象進行模擬。結(jié)果顯示在確定的恒定外部環(huán)境下,SPAD值與葉片漫反射紅綠藍三通道關(guān)系函數(shù)呈指數(shù)關(guān)系,決定系數(shù)分別為0.972、0.968、0.509,表明SPAD與葉片漫反射顏色之間存在相關(guān)性,因此可利用SPAD作為驅(qū)動因子進行葉色仿真。同時,從視覺角度加以分析,基于SPAD的葉色模擬結(jié)果與真實圖像對比,葉色的變化趨勢一致,結(jié)果較真實。

    • 桃子表面缺陷分水嶺分割方法研究

      2014, 45(8):288-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.046

      摘要 (3451) HTML (0) PDF 1.56 M (1656) 評論 (0) 收藏

      摘要:水果表皮缺陷的有效檢測是水果自動化無損檢測重要的部分,并且表皮缺陷的準確分割是對缺陷果準確分級的前提,也有助于缺陷果的分類識別。然而,通常水果表面具有較大的曲率變化,這種變化的曲率導(dǎo)致水果表面對同一入射光源照度反射的不均,進而影響缺陷區(qū)域的準確分割。本研究以平谷大桃為例,提出采用基于形態(tài)學(xué)梯度重構(gòu)和內(nèi)外標記的分水嶺算法對水果表面缺陷進行分割。首先,提取R通道圖像,采用NIR圖像構(gòu)建掩模模板并對R通道圖像去背景;隨后,去除背景后的圖像進行形態(tài)學(xué)梯度變化獲取梯度圖像,并對梯度變化后的圖像進行梯度重建以去除水果表面的細小噪聲;接著,對重建后的梯度圖像進行形態(tài)學(xué)標記運算獲取標記圖像;然后,采用標準分水嶺算法實現(xiàn)缺陷的準確分割。對正常果、刺傷果、裂果、黑斑果、蟲咬傷果、腐爛果和疤傷果7種表皮類型樣本共計525幅圖像檢測結(jié)果表明,能夠獲得96.8%識別率。實驗證明,基于形態(tài)學(xué)梯度重構(gòu)和標記提取的分水嶺算法能夠有效用于桃子表面缺陷的分割,并不會受到桃子表面光照不均的影響。

    • 近紅外光譜云計算分析系統(tǒng)構(gòu)架與實現(xiàn)

      2014, 45(8):294-298,327. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.047

      摘要 (3370) HTML (0) PDF 1.24 M (2017) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統(tǒng)的近紅外光譜分析系統(tǒng)是單機版,建模工作難度大。為了在近紅外光譜分析中實現(xiàn)對現(xiàn)有光譜模型資源共享,提出利用云計算中心的高性能服務(wù)器代替單機版的主機,然后在云服務(wù)器上開發(fā)近紅外光譜軟件分析系統(tǒng),并詳細分析了近紅外光譜云分析系統(tǒng)的構(gòu)架與設(shè)計步驟。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)近紅外光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理、定量分析、定性分析以及光譜模型查找和光譜模型轉(zhuǎn)移等功能。最后以潲水油近紅外光譜定性鑒別為例,分析比較了單機版和基于云計算的近紅外光譜分析結(jié)果。在近紅外光譜云分析系統(tǒng)中,對預(yù)測集58個樣品進行判別,總體鑒別正確率為86.21%,這一結(jié)果與在單機環(huán)境下的分析結(jié)果完全一致。實驗結(jié)果表明近紅外光譜云分析系統(tǒng)具有成本低、建模方便、接入方式靈活、可實現(xiàn)資源共享和遠程訪問等優(yōu)點。

    • >機械設(shè)計制造及其自動化
    • 4-UPS/UPR并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)分析

      2014, 45(8):299-306. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.048

      摘要 (3071) HTML (0) PDF 1.14 M (2213) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于車輛在行駛過程中的運動特性,提出了一種耦合型4-UPS/UPR并聯(lián)機構(gòu)作為車輛運動模擬臺。應(yīng)用螺旋理論分析了中間約束分支對上平臺的約束作用,并基于Grassmenn線幾何分析了機構(gòu)的鉸鏈點布置對機構(gòu)奇異的影響。利用旋轉(zhuǎn)矩陣的運動算子功能對機構(gòu)的耦合運動特性進行了分析?;谛克俣取⒓铀俣?,建立了機構(gòu)運動學(xué)模型,并利用剛體的牛頓-歐拉公式建立了機構(gòu)(包括各個分支)詳盡的動力學(xué)模型,并給出了相應(yīng)的數(shù)值算例進行驗證。

    • 4自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)和工作空間分析

      2014, 45(8):307-313. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.049

      摘要 (3510) HTML (0) PDF 1.53 M (1807) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了能實現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動和二維移動的空間4-UPS-RPU4自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu),并對該機構(gòu)進行了運動學(xué)和工作空間分析。4-UPS-RPU并聯(lián)機構(gòu)包含5條驅(qū)動分支,其中4條分支為UPS(虎克鉸-移動副-球副)結(jié)構(gòu),1條分支為RPU(轉(zhuǎn)動副-移動副-虎克鉸)結(jié)構(gòu)。建立了該機構(gòu)的位置反解數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出了該機構(gòu)的速度雅可比矩陣和加速度分析表達式,求解了機構(gòu)的位置反解、速度和加速度,并在此基礎(chǔ)上分析該機構(gòu)的工作空間。研究結(jié)果為4-UPS-RPU冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的實際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

    • 三工作面旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器設(shè)計與實驗

      2014, 45(8):314-320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.050

      摘要 (3034) HTML (0) PDF 1.29 M (1620) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種具有3個工作面新型結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器,轉(zhuǎn)子2個端面和圓柱面均為工作面,在不增大轉(zhuǎn)子體積的情況下,有效增加了轉(zhuǎn)子工作面積?;诖帕髯円号c磁芯材料特性,對阻尼器進行了磁路設(shè)計,獲得了阻尼器的相關(guān)機械參數(shù)與電氣參數(shù)。針對阻尼器結(jié)構(gòu)特點,應(yīng)用有限元法,建立了磁流變阻尼器的有限元模型,并對其進行了電磁場分析,得到了阻尼器模型的電磁場物理量。結(jié)合有限元分析結(jié)果與磁流變液的本構(gòu)關(guān)系,對磁流變阻尼器的力學(xué)性能進行了仿真研究。在此基礎(chǔ)上,研制了磁流變阻尼器及其力學(xué)性能測試系統(tǒng),對阻尼器的力學(xué)性能進行了實驗研究,得到了阻尼器的力矩-轉(zhuǎn)速力學(xué)特性以及屈服力矩-電流力學(xué)特性。

    • 切削加工機器人剛度模型研究

      2014, 45(8):321-327. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.051

      摘要 (3300) HTML (0) PDF 1015.29 K (2240) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過對機器人臂桿的分析研究,把機器人臂桿當作一個柔性桿進行處理,分別求出其拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲的撓度,運用誤差參數(shù)建立運動學(xué)模型,從而求得臂桿末端撓度的映射模型,并結(jié)合機器人各關(guān)節(jié)傳動誤差在機器人操作末端上的撓度誤差映射,最終在機器人操作末端疊加關(guān)節(jié)撓度和臂桿撓度,通過剛度的定義求解出機器人總的操作空間剛度。建立的機器人剛度模型可為機器人切削加工過程中刀具的誤差補償提供依據(jù)。

    • 電液位置伺服系統(tǒng)模糊速度補償μ復(fù)合控制

      2014, 45(8):328-333. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.052

      摘要 (3257) HTML (0) PDF 1.72 M (1542) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對變剛度電液位置伺服系統(tǒng)在快速定位控制中存在的超調(diào)現(xiàn)象,考慮負載剛度對位置伺服系統(tǒng)的影響,提出了模糊速度補償μ復(fù)合控制策略,給出復(fù)合控制策略的工作原理,導(dǎo)出速度流量補償模型。設(shè)計模糊速度補償器及魯棒μ控制器,實現(xiàn)了伺服缸無擾速度補償及負載剛度攝動的抑制,應(yīng)用Matlab、AMESim聯(lián)合仿真和半實物仿真平臺分別進行復(fù)合控制策略驗證,仿真及實驗結(jié)果表明,μ控制器有效抑制了負載剛度攝動,而速度補償?shù)囊胧瓜到y(tǒng)在快速性條件下實現(xiàn)了位置的精確定位控制,驗證了所提控制策略的有效性。

    • 液壓Stewart主從系統(tǒng)六維控制策略

      2014, 45(8):334-338,346. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.053

      摘要 (3908) HTML (0) PDF 1.28 M (1705) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種主從手均為液壓Stewart機構(gòu)的主從控制系統(tǒng),用于操作者以遙操作的方式進行復(fù)雜曲面的研磨,避免研磨粉塵對現(xiàn)場工作的工人造成呼吸道傷害。針對該機構(gòu)需具有六維力反饋的工作要求,采用基于工作空間的四通道力覺雙向伺服策略,以降低連桿差異和外界干擾力等非線性因素的影響,提高力反饋精度。在此基礎(chǔ)上提出了六維的策略切換控制,解決因從端遭遇剛性沖擊引起的主手震蕩問題。通過柔性及剛性碰撞實驗證明了該策略的有效性。

    • 耐高壓雙向擺線轉(zhuǎn)子流量計設(shè)計與試驗

      2014, 45(8):339-346. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.054

      摘要 (3155) HTML (0) PDF 1.25 M (1451) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一種使用擺線內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子為計量元件的容積式流量計。該結(jié)構(gòu)流量計具有耐高壓,結(jié)構(gòu)簡單、精度高,大流量時壓力損失小等優(yōu)點。設(shè)計了擺線轉(zhuǎn)子流量計樣機,搭建了實驗平臺對其性能進行測試,給出了其流量系數(shù)曲線,并對影響容積式流量計精度的原因進行了分析。針對產(chǎn)生測量誤差的原因,提出了對流量系數(shù)進行線性補償?shù)姆椒▉硇拚嬃拷Y(jié)果。結(jié)果表明,通過修正后實驗樣機對1~100L/min的流量在31.5MPa以下的計量精度可達±0.3%。

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