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  • 2018年第49卷第1期文章目次
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    • >特約專稿
    • 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢分析

      2018, 49(1):1-20. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.001

      摘要 (5095) HTML (0) PDF 2.42 M (4490) 評論 (0) 收藏

      摘要:以人力為主的現(xiàn)有生產(chǎn)模式與勞動力持續(xù)減少、人均農(nóng)業(yè)資源匱乏與農(nóng)業(yè)資源利用率低,、新農(nóng)民年輕化與勞動力老齡化是阻礙我國農(nóng)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的主要矛盾,。依賴智能裝備實現(xiàn)精準(zhǔn)化、自動化和智能化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率,、資源利用率和土地產(chǎn)出率,是解決以上矛盾的重要途徑,。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是以挖掘農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,、提高農(nóng)業(yè)裝備精準(zhǔn)化水平、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化的新興技術(shù),,集農(nóng)業(yè)信息感知,、數(shù)據(jù)傳輸、智能信息處理技術(shù)于一體,,并根據(jù)大田種植,、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖,、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及農(nóng)產(chǎn)品物流的重大需求,,形成典型的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。本文重點總結(jié)了近年來農(nóng)業(yè)信息感知方向在農(nóng)業(yè)個體標(biāo)識研究與感知機理及工藝的最新發(fā)現(xiàn),、農(nóng)業(yè)信息傳輸方向在低功耗廣域網(wǎng)的最新成果,、農(nóng)業(yè)智能信息處理方向的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)人工智能技術(shù)的重大突破,提出以農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)模型驅(qū)動農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)控制,、以設(shè)備管理設(shè)備的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),,人的主要角色是實時數(shù)據(jù)與價值信息的消費者,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的農(nóng)機裝備智能化作業(yè)是最主要的勞動力來源,;進(jìn)而對比國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與集成現(xiàn)狀,,分析農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的制約因素,提出我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略,,最終得出農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的未來研究重點與發(fā)展方向,。

    • >農(nóng)業(yè)裝備與機械化工程
    • 拖拉機定速巡航系統(tǒng)縱向加速度跟蹤控制

      2018, 49(1):21-28. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.002

      摘要 (2786) HTML (0) PDF 1.90 M (1832) 評論 (0) 收藏

      摘要:拖拉機定速巡航系統(tǒng)通過對拖拉機加速度的精確控制實現(xiàn)定速巡航功能,,由于縱向動力學(xué)系統(tǒng)的非線性、道路坡度,、拖拉機懸掛農(nóng)機具導(dǎo)致的整車質(zhì)量變動及風(fēng)阻等外部干擾因素的存在,,使得控制系統(tǒng)魯棒性成為控制器設(shè)計的重點。本文基于模塊化機理建模及實驗數(shù)據(jù)的方法,,建立了拖拉機縱向動力學(xué)模型,,并在Simulink上建立了該模型,與實車平臺進(jìn)行對比,,驗證了該模型符合需求。針對拖拉機縱向動力傳動系統(tǒng)非線性特點,,采用逆模型方法線性化拖拉機縱向動力學(xué)模型,,基于線性化模型,獲取下層控制對象各工作點及各工況下頻率響應(yīng)特性數(shù)據(jù),,通過頻率響應(yīng)實驗和最小二乘法辨識下層對象系統(tǒng)的傳遞函數(shù),。根據(jù)傳遞函數(shù)和縱向加速度響應(yīng)的非線性特性,,設(shè)計了滑模變結(jié)構(gòu)控制器,,仿真結(jié)果表明,,與傳統(tǒng)的PID控制相比,,該控制器有效改善了系統(tǒng)對非線性特性及外界干擾的魯棒性能,。

    • 自動導(dǎo)航插秧機路徑跟蹤系統(tǒng)穩(wěn)定性模糊控制優(yōu)化方法

      2018, 49(1):29-34. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.003

      摘要 (3156) HTML (0) PDF 1.30 M (1932) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高自動導(dǎo)航插秧機路徑跟蹤系統(tǒng)的穩(wěn)定性,,提出了一種利用模糊控制調(diào)整純追蹤模型前視距離的路徑跟蹤方法,。在考慮自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一階慣性環(huán)節(jié)的情況下,建立插秧機運動學(xué)模型,,分析了在跟蹤直線時純追蹤模型的穩(wěn)定性條件,;基于此穩(wěn)定性條件,以速度和橫向偏差為輸入,,以前視距離為輸出,,建立模糊控制模型實時調(diào)整純追蹤模型的前視距離;以洋馬VP6E型水田插秧機為實驗平臺對所提出方法進(jìn)行了實驗驗證,,結(jié)果證明,,該方法能有效提高路徑跟蹤系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。

    • 夾剪一體的荔枝采摘末端執(zhí)行器設(shè)計與性能試驗

      2018, 49(1):35-41. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.004

      摘要 (2756) HTML (0) PDF 1.86 M (2539) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對荔枝串果低損高效的機械化采摘,設(shè)計了具有單動力源驅(qū)動,、夾剪一體的荔枝采摘機器人末端執(zhí)行器,,構(gòu)建了剪切力學(xué)模型和穩(wěn)定夾持力學(xué)模型,分析了夾持模塊的力封閉性,,推導(dǎo)了穩(wěn)定夾持的三點接觸正壓力計算模型,,設(shè)計了末端執(zhí)行器的物理樣機,并對其進(jìn)行了采摘,、負(fù)重和抗遮擋干擾工作性能試驗,。試驗結(jié)果表明:末端執(zhí)行器具有良好的夾持負(fù)重能力,串果母枝直徑分別為3mm和7mm時,,動態(tài)最大負(fù)重質(zhì)量分別為1.33kg和3.01kg,;采摘時能快速剪切母枝并穩(wěn)定夾持串果,平均夾剪時間為2s,,串果母枝直徑5mm以下采摘成功率均為100%,,串果母枝直徑6~7mm采摘平均成功率為70%;具有中等抗遮擋干擾采摘能力,。

    • 結(jié)合Beltrami流和遞歸濾波的高光譜圖像分類方法

      2018, 49(1):42-50. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.005

      摘要 (2168) HTML (0) PDF 3.85 M (1347) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出一種結(jié)合Beltrami流濾波和域轉(zhuǎn)換遞歸濾波的高光譜圖像分類算法(BFRF-SVM),。分別利用Beltrami流對主成分分析(PCA)降維后的高光譜圖像濾波方法和域轉(zhuǎn)換遞歸濾波方法對全光譜波段進(jìn)行濾波,兩種空間信息進(jìn)行線性融合后交由支持向量機(SVM)完成分類,。實驗表明,,相比使用光譜信息、高光譜降維,、空譜結(jié)合的SVM分類方法,,以及邊緣保持濾波和遞歸濾波以及形態(tài)學(xué)濾波特征方法,本文提出的BFRF-SVM方法對高光譜圖像的分類精度有較大提高,,驗證了該方法的有效性,。

    • 基于雞頭特征的病雞識別方法研究

      2018, 49(1):51-57. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.006

      摘要 (2521) HTML (0) PDF 1.62 M (2191) 評論 (0) 收藏

      摘要:健康黃羽雞雞冠鮮紅、紋理均勻,,雞眼圓潤有神,,病雞雞冠萎縮變色、雞眼半閉或全閉,。本文提出了一種基于雞冠及雞眼構(gòu)成的雞頭特征信息的病雞識別方法,。首先通過R、G,、B分量色差信息去除背景,,分析雞身和雞冠樣本區(qū)域H分量分布特點,提取H分量分割閾值分割黃羽雞。再利用H分量進(jìn)行閾值分割得到黃羽雞和雞冠雞垂,。提出一種利用雞冠和雞垂輪廓上兩點距離小于閾值的雞頭合并算法,,再通過修正算法識別雞頭。在雞頭中,,分別提取雞眼瞳孔輪廓并獲取形狀幾何特征,,提取雞冠的H分量共生矩陣特征,構(gòu)成基于雞頭特征,,采用ARA特征選擇算法獲得病雞特征向量,,采用支持向量機(SVM)分類器進(jìn)行訓(xùn)練分類。實驗結(jié)果表明,,病雞識別正確率為92.5%,,表明利用機器視覺獲取雞頭特征進(jìn)行病雞識別具有可行性和研究價值。

    • 高架栽培配套基質(zhì)自動移動攤鋪機設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):58-67. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.007

      摘要 (2215) HTML (0) PDF 2.89 M (1480) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現(xiàn)有高架栽培中的基質(zhì)攤鋪作業(yè)僅靠人工完成,、勞動量極大等現(xiàn)狀,,設(shè)計了集基質(zhì)運送、箱內(nèi)出料,、雙側(cè)分料落料和均勻攤填為一體的高架栽培配套基質(zhì)自動移動攤鋪機,。根據(jù)栽培高架設(shè)施結(jié)構(gòu)參數(shù)和基質(zhì)流動特性測定結(jié)果,提出了基于少量人工操控介入的自動作業(yè)式基質(zhì)架間雙側(cè)浮動移動攤鋪方案,,并設(shè)計了箱內(nèi)折彎出料機構(gòu),、雙側(cè)落料與架上攤平機構(gòu)等關(guān)鍵部件,解決了箱內(nèi)基質(zhì)向上均勻出料及出料-排料協(xié)調(diào)難題,,并實現(xiàn)了對高架豎直方向較大尺寸誤差的補償,。完成了參數(shù)定型和樣機開發(fā),,并進(jìn)行了性能試驗驗證。試驗結(jié)果表明,,該機實現(xiàn)了330m2/h的雙側(cè)4槽基質(zhì)精量攤鋪作業(yè),,能滿足100mm高度誤差的仿形作業(yè),,4個槽內(nèi)基質(zhì)深度相對誤差僅分別為7.72%、6.75%,、9.33%和9.66%,,各槽內(nèi)基質(zhì)深度平均誤差僅2.01mm,達(dá)到較好的4槽基質(zhì)平均和均勻攤鋪效果,。該機為實現(xiàn)高架栽培的機械化配套作業(yè)提供了裝備支持,。

    • 傾斜雙圓環(huán)型孔圓盤式玉米排種器設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):68-76. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.008

      摘要 (2756) HTML (0) PDF 2.44 M (1953) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現(xiàn)有氣力式排種器作業(yè)質(zhì)量受外界條件影響大以及傳統(tǒng)機械式排種器難以滿足高速播種要求的問題,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、充種效果好,、可適應(yīng)高速作業(yè)要求的傾斜圓盤式排種器,;以黃淮海地區(qū)玉米種子的物料學(xué)特性為基礎(chǔ),對該排種器的充種,、清種以及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法進(jìn)行了研究,。采用二次正交旋轉(zhuǎn)試驗對其排種性能進(jìn)行了試驗,,建立了排種器性能指標(biāo)(合格指數(shù)、重播指數(shù)和漏播指數(shù))與排種器傾角,、型孔數(shù),、型孔盤轉(zhuǎn)速的回歸方程,確定了各參數(shù)對性能指標(biāo)的影響規(guī)律,,并進(jìn)行了優(yōu)化計算,,對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了驗證試驗。最后進(jìn)行了田間試驗,,結(jié)果表明:在傾角為39°,、型孔數(shù)為30個、機器前進(jìn)速度為8.2~11.9km/h時,,排種器合格指數(shù)大于90%,,重播指數(shù)小于3%,漏播指數(shù)小于8%,,均滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,。

    • 凸輪搖桿式擺動型玉米株間除草裝置設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):77-85. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.009

      摘要 (2969) HTML (0) PDF 1.48 M (2186) 評論 (0) 收藏

      摘要:為滿足我國北方玉米苗間機械除草作業(yè)需求,設(shè)計了一種凸輪搖桿式擺動型玉米株間除草裝置,,闡述了除草裝置的總體結(jié)構(gòu)與工作原理,,對其關(guān)鍵部件凸輪搖桿機構(gòu)和除草刀進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計,通過對除草裝置避苗過程的運動和受力分析,,得到影響其作業(yè)效果的主要因素及各因素的取值范圍,。以前進(jìn)速度、彈簧剛度和除草刀轉(zhuǎn)速為試驗因素,,以除草率,、傷苗率為試驗指標(biāo),在室內(nèi)土槽中進(jìn)行L9(34)正交試驗,,以考察試驗因素對除草裝置工作性能的影響,。結(jié)果表明,各因素對指標(biāo)影響的主次順序為彈簧剛度,、前進(jìn)速度,、除草刀轉(zhuǎn)速;最優(yōu)水平組合為彈簧剛度60N/mm,、前進(jìn)速度0.6m/s,、除草刀轉(zhuǎn)速130r/min。以最優(yōu)水平組合進(jìn)行驗證試驗,,結(jié)果為除草率89.8%,,傷苗率2.1%,證明其具有較優(yōu)的作業(yè)性能。

    • 基于刮削與振動原理的減粘降阻鎮(zhèn)壓裝置研究

      2018, 49(1):86-92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.010

      摘要 (2605) HTML (0) PDF 1.50 M (1937) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對鎮(zhèn)壓作業(yè)時,,土壤粘附嚴(yán)重,、牽引阻力大等問題,借鑒地面機械觸土部件減粘降阻法,,設(shè)計了一種機械式減粘降阻鎮(zhèn)壓裝置,。進(jìn)行鎮(zhèn)壓裝置運動過程分析、鎮(zhèn)壓輪表面脫土機理分析和刮削板脫土機理分析,,為確定鎮(zhèn)壓裝置減粘降阻的能力提供了理論依據(jù),,并在此基礎(chǔ)上對鎮(zhèn)壓裝置的關(guān)鍵機構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。為研究機械式減粘降阻鎮(zhèn)壓裝置的工作性能,,以彈簧剛度,、前進(jìn)速度和刮削角為試驗因素,以牽引阻力,、土壤粘附量為試驗指標(biāo),,在室內(nèi)土槽中進(jìn)行L9(34)正交試驗。試驗結(jié)果表明:各因素對指標(biāo)影響的主次順序為彈簧剛度,、刮削角,、前進(jìn)速度;最優(yōu)水平組合為彈簧剛度40N/mm,、刮削角30°,、前進(jìn)速度7km/h。以最優(yōu)水平組合進(jìn)行驗證試驗,,得到牽引阻力39.6N,,土壤粘附量43.24g。與傳統(tǒng)鎮(zhèn)壓裝置的對比試驗表明,,機械式減粘降阻鎮(zhèn)壓裝置使?fàn)恳枇档?7.8%,,土壤粘附量降低34.8%。

    • 玉米秸稈皮瓤分離碾壓揭皮輥設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):93-99. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.011

      摘要 (2696) HTML (0) PDF 2.86 M (1684) 評論 (0) 收藏

      摘要:為提高玉米秸稈皮瓤分離效率,達(dá)到皮瓤分類利用,,以秸稈群為研究對象,,設(shè)計輥齒式碾壓揭皮輥,實現(xiàn)秸稈皮瓤有效分離,。采用密度理論法(SIMP)設(shè)計了輥齒式碾壓揭皮輥,并進(jìn)行了有限元模擬仿真分析,,確定了碾壓揭皮輥半徑為33mm,,齒型刀片齒刃高2mm、厚度2mm,、刃角30°,。為尋找最佳參數(shù)組合,以皮瓤分離率為試驗指標(biāo),碾壓揭皮輥轉(zhuǎn)速,、輥齒間隙,、切段長度為試驗因素,進(jìn)行二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗,。運用Design-Expert進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)處理與分析,,建立評價指標(biāo)與試驗因素之間的數(shù)學(xué)模型,并對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,,確定玉米秸稈皮瓤分離碾壓揭皮輥的最佳參數(shù)組合為:碾壓揭皮輥轉(zhuǎn)速為295r/min,,輥齒間隙為5mm,切段長度為22mm時,,皮瓤分離率為85%,。經(jīng)試驗驗證,試驗結(jié)果與分析結(jié)果基本一致,。

    • JP75卷盤式噴灌機水渦輪水力性能分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計

      2018, 49(1):100-107. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.012

      摘要 (2023) HTML (0) PDF 3.82 M (1824) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了揭示JP75卷盤式噴灌機切擊式水渦輪的水力性能及內(nèi)部流動特征,,采用電渦流制動器阻力代替噴灌機負(fù)載,進(jìn)行水渦輪水力性能試驗,,并基于SST k-ω模型對水渦輪內(nèi)部流動進(jìn)行數(shù)值模擬,。在此基礎(chǔ)上,通過模擬正交試驗對影響水渦輪水力性能的主要因素進(jìn)行分析,。研究結(jié)果表明,,水渦輪進(jìn)出口水頭差及輸出功率隨流量增加近似呈拋物線型增加,不同工況下水渦輪效率均低于35%,;水渦輪噴嘴出口處存在回流區(qū),,回流區(qū)的低速流動降低了噴嘴射流速度,造成水渦輪驅(qū)動力矩下降,;葉輪內(nèi)存在一個主過流葉片通道,,噴嘴出流在葉輪內(nèi)主要由主過流通道流經(jīng)葉輪,主過流通道內(nèi)葉片工作面壓力高于其他區(qū)域,;葉片出口側(cè)環(huán)形流道內(nèi)流速相對較高,,對葉輪內(nèi)非主過流通道流動起阻滯作用,導(dǎo)致葉輪區(qū)形成回流漩渦,;噴嘴出口直徑和葉片側(cè)端間隙大小對水渦輪水力性能有顯著影響,,模擬正交試驗獲得了噴嘴出口直徑24mm、葉片側(cè)向切削點與葉輪旋轉(zhuǎn)軸徑向距離52.7mm,、葉片側(cè)端間隙6.8mm的水渦輪改進(jìn)方案,;與原型水渦輪相比,不同工況下,,改進(jìn)方案水渦輪的進(jìn)出口水頭差降低了20%~30%,,輸出功率提高了10%~15%,,效率提高了12~17個百分點,最高可達(dá)52.21%,。

    • 基于CAN總線的旋翼無人機噴灑模擬系統(tǒng)

      2018, 49(1):108-115. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.013

      摘要 (2272) HTML (0) PDF 1.98 M (1361) 評論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計了一套高精度,、高可控性的無人機噴灑模擬平臺,并進(jìn)行了試驗驗證,。該系統(tǒng)機械部分采用直線導(dǎo)軌結(jié)合伺服電機,,最大承載質(zhì)量50kg,控制部分采用MFC設(shè)計上位機控制軟件,,與主控板STM32通過串口進(jìn)行通訊,,實現(xiàn)對水平和垂直2個方向上伺服電機的控制,同時采用CAN總線與噴灑控制器通訊和遠(yuǎn)程操控,,可以實現(xiàn)噴灑流量控制以及旋翼風(fēng)速控制,。為評價系統(tǒng)運行精度,采用激光測距儀分別對系統(tǒng)在水平運動速度0.05,、0.10,、0.15、0.20m/s下和垂直運動速度0.01,、0.02,、0.03、0.04m/s下的控制距離進(jìn)行距離測量,,結(jié)果顯示,,垂直和水平方向上,控制參數(shù)與實際行程決定系數(shù)R2=1,水平與垂直重復(fù)精度優(yōu)于2mm,,系統(tǒng)控制精度高,;采用振動測試儀對系統(tǒng)在0.05、0.10,、0.15m/s運行速度下進(jìn)行測試,,通過分析振動數(shù)據(jù),在不同運動速度下系統(tǒng)振動均不超過20m/s2,,其中X向和Y向在運行中存在較為穩(wěn)定的4~5m/s2的加速度,,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。本系統(tǒng)可以有效降低噴灑試驗載具成本,,降低試驗風(fēng)險,。

    • 植保無人機旋翼下洗氣流對噴幅的影響研究

      2018, 49(1):116-122. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.014

      摘要 (2568) HTML (0) PDF 1.61 M (2154) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于XV-2植保無人機,利用流體仿真,,探究了該無人機旋翼下洗氣流的速度分布特性,。在此基礎(chǔ)上,分析了在下洗氣流影響下的霧滴運動方式,,并進(jìn)行實地測試,。仿真分析說明:旋翼下洗氣流從中心向外的流速差使流場從上向下有向外的鋪展效應(yīng),使得噴幅增大,,且噴幅與飛行高度成正比,;旋翼外沿的卷揚氣流使得噴幅范圍內(nèi)的霧滴沉積數(shù)出現(xiàn)2個峰值。試驗結(jié)果表明:當(dāng)飛行高度為6m時,,有效噴幅為10m,;飛行高度8m時,有效噴幅為12m,。2種飛行高度下的霧滴分布均勻性基本一致,。試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。研究結(jié)果可為無人機噴霧系統(tǒng)設(shè)計和航空植保作業(yè)參數(shù)的選擇提供參考依據(jù),。

    • 雙吸離心泵蝸殼面積比對水力性能的影響研究

      2018, 49(1):123-129. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.015

      摘要 (2214) HTML (0) PDF 2.10 M (1492) 評論 (0) 收藏

      摘要:雙吸離心泵具有流量大,、揚程高的特點,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)輸水灌溉等工程,。雙吸泵的蝸殼和葉輪間具有動靜干涉作用,,兩者之間的匹配形式會對水泵的水力性能產(chǎn)生影響。將CFD數(shù)值模擬和已有試驗數(shù)據(jù)相結(jié)合,,通過研究不同比轉(zhuǎn)數(shù)的雙吸離心泵蝸殼面積比對水力性能的影響,,得出不同比轉(zhuǎn)數(shù)下雙吸離心泵最優(yōu)蝸殼面積比規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),,當(dāng)蝸殼面積比在原有基礎(chǔ)上增加時,,其最高效率點向大流量工況偏移,且揚程和效率有下降的趨勢,,設(shè)計工況附近的平均效率降低,;當(dāng)蝸殼面積比減小時,其在一定范圍內(nèi)揚程和效率均出現(xiàn)上升,,最高效率點偏向于小流量工況,,但是當(dāng)降低到一定程度時,揚程和效率均會出現(xiàn)急劇的下降,,最終通過總結(jié)各個比轉(zhuǎn)數(shù)雙吸泵的最優(yōu)蝸殼面積比,,得到隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的增加,最優(yōu)蝸殼面積比增加,,高效區(qū)范圍逐漸加寬這一規(guī)律,。

    • 單葉片離心泵蝸殼內(nèi)二次流的非定常特性研究

      2018, 49(1):130-136. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.016

      摘要 (2359) HTML (0) PDF 6.14 M (1378) 評論 (0) 收藏

      摘要:單葉片離心泵蝸殼內(nèi)易形成二次流旋渦,容易誘發(fā)高幅值的壓力脈動,,嚴(yán)重時還會降低水泵運行的安全穩(wěn)定性,。基于SST k-ω 模型,,對單葉片離心泵在典型工況下的非定常流動進(jìn)行數(shù)值模擬,,得到了其內(nèi)部流場和壓力脈動特性,。結(jié)果表明,數(shù)值計算結(jié)果與實驗結(jié)果基本一致,。對壓力脈動特性進(jìn)行分析,,發(fā)現(xiàn)在不同流量工況下,泵內(nèi)流場均表現(xiàn)出明顯的周期性變化的壓力脈動特性,,蝸殼第一斷面壓力脈動強度最低,,第二斷面壓力脈動強度最高。壓力脈動的主頻均是葉片通過頻率,,隨著流量的增加主頻幅值呈現(xiàn)減小的趨勢,。進(jìn)一步對單葉片離心泵的蝸殼內(nèi)二次流的非定常特性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)不同流量工況下,,蝸殼內(nèi)均出現(xiàn)二次流旋渦,,并隨著葉輪旋轉(zhuǎn)也呈現(xiàn)出周期性變化。蝸殼內(nèi)的橫向速度在額定流量下較小,,在非額定流量下顯著增大,。該研究可為單葉片離心泵機組運行穩(wěn)定性提供一定參考。

    • 水泵水輪機泵工況空化特性與轉(zhuǎn)輪受力分析

      2018, 49(1):137-142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.017

      摘要 (2498) HTML (0) PDF 1.89 M (1826) 評論 (0) 收藏

      摘要:為研究水泵水輪機在水泵工況運行時的空化特性及轉(zhuǎn)輪受力情況,,以某一抽水蓄能電站水泵水輪機模型為研究對象,,基于Zwart空化模型和SST k-ω湍流模型,進(jìn)行不同空化數(shù)下全流道三維非定常數(shù)值模擬和分析,,并與實驗結(jié)果進(jìn)行對比驗證,,探討了轉(zhuǎn)輪及活動導(dǎo)葉中間流面的湍動能分布、葉片上的氣泡體積分布和載荷分布,,并定量分析了轉(zhuǎn)輪受力情況,。結(jié)果表明:數(shù)值分析結(jié)果成功捕獲了空化的具體發(fā)展過程;隨著進(jìn)口總壓的降低,,轉(zhuǎn)輪出口的湍動能逐漸增加,,空泡首先在葉片吸力面靠近前緣處產(chǎn)生,然后沿流線向出口方向和葉片壓力面擴展,;由于動靜干涉及蝸殼形狀的不對稱性,,轉(zhuǎn)輪徑向力變化的周期性和對稱性逐步被破壞,揭示了低空化數(shù)下水泵水輪機在水泵工況運行時性能變差的主要原因,。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 區(qū)域農(nóng)用GNSS基準(zhǔn)站云端管理方法與系統(tǒng)研究

      2018, 49(1):143-150. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.018

      摘要 (2405) HTML (0) PDF 1.91 M (1461) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對區(qū)域農(nóng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站規(guī)?;瘧?yīng)用中存在無效冗余、頻率干擾和基準(zhǔn)不統(tǒng)一問題,,提出基于云端管理構(gòu)架實現(xiàn)區(qū)域基準(zhǔn)站管理與信息共享的初步解決方案,。選擇石河子市作為研究區(qū),獲得3個企業(yè)總計84個固定基準(zhǔn)站的備案數(shù)據(jù),,計算任意2個基準(zhǔn)站的站間距ΔD和頻率差ΔF形成數(shù)據(jù)集E,。在此基礎(chǔ)上,,利用GIS空間分析和數(shù)值統(tǒng)計方法,分析基準(zhǔn)站無效冗余和同近頻干擾,,開展基準(zhǔn)站坐標(biāo)平差與精度驗證,,開發(fā)基準(zhǔn)站管理服務(wù)系統(tǒng)原型。研究表明,,由于缺乏技術(shù)和管理協(xié)調(diào),區(qū)域農(nóng)用GNSS基準(zhǔn)站無效冗余,、頻率干擾和頻率浪費難以避免,,所統(tǒng)計的84個基準(zhǔn)站占用了26.7MHz頻帶,使用了47個頻點,,其中30個基準(zhǔn)站使用單獨頻點,,站間距40km以內(nèi)時多達(dá)18對基準(zhǔn)站頻率相同,29對基準(zhǔn)站頻率相近(ΔF≤25kHz),。石河子?xùn)|北18個基準(zhǔn)站,,平均冗余率達(dá)263.2%,中心區(qū)冗余率更高,。固定基準(zhǔn)站通過坐標(biāo)平差可以提高站址精度,,有利于發(fā)揮基準(zhǔn)站冗余的有效性和提高差分信號接入的可靠性,3個驗證點的經(jīng)度坐標(biāo)差最大為0.011m,,緯度坐標(biāo)差最大為0.023m,,精度分別達(dá)到毫米級和厘米級。管理服務(wù)系統(tǒng)原型和手機端APP原型的初步測試表明,,系統(tǒng)可以實現(xiàn)基準(zhǔn)站備案,、建站輔助、基準(zhǔn)站查詢和頻率推薦等功能,,可以提高基準(zhǔn)站管理效率和減少干擾現(xiàn)象,。

    • 基于Sentinel-2遙感影像的玉米冠層葉面積指數(shù)反演

      2018, 49(1):151-156. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.019

      摘要 (2657) HTML (0) PDF 1.36 M (1862) 評論 (0) 收藏

      摘要:葉面積指數(shù)是描述玉米冠層結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一,決定玉米冠層的光合作用,、呼吸作用,、蒸騰和碳循環(huán)等生物物理過程,因此精確反演葉面積指數(shù)對玉米長勢監(jiān)測具有重要意義,。以河北省保定市的涿州市,、高碑店市、定興縣為研究區(qū),,利用Sentinel-2遙感影像和LAI-2000地面同步實測數(shù)據(jù)進(jìn)行玉米冠層葉面積指數(shù)反演,,使用歸一化差異光譜指數(shù)和比值型光譜指數(shù)兩類指數(shù),構(gòu)建了單變量和多變量玉米冠層葉面積指數(shù)反演模型,,通過決定系數(shù)(R2)和均方根誤差(RMSE)篩選出最佳模型,。研究結(jié)果表明,,由NDSI(783,705)構(gòu)建的單變量模型為最優(yōu)反演模型,,其決定系數(shù)為0.5342,,均方根誤差為0.2885。因此,,基于Sentinel-2遙感影像利用植被指數(shù)反演玉米冠層葉面積指數(shù)的方法可作為判斷玉米長勢狀況的初步判斷依據(jù),。

    • 高分辨率遙感影像農(nóng)田林網(wǎng)自動識別

      2018, 49(1):157-163. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.020

      摘要 (2672) HTML (0) PDF 5.10 M (2117) 評論 (0) 收藏

      摘要:以0.5m的GeoEye-1衛(wèi)星遙感影像為數(shù)據(jù)源,充分利用影像的紋理和光譜信息,,研究農(nóng)田林網(wǎng)高分辨率遙感自動識別方法,。首先利用歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)和二維熵值構(gòu)建分類決策樹,并結(jié)合輔助數(shù)據(jù)初步提取出帶狀的農(nóng)田林網(wǎng),;其次對該結(jié)果進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理,,得到連續(xù)、細(xì)化的農(nóng)田林網(wǎng)識別結(jié)果,。選取甘肅省臨澤縣河西走廊中部巴丹吉林沙漠南緣綠洲的部分區(qū)域為研究區(qū),,進(jìn)行實例驗證,結(jié)果表明,,采用本文構(gòu)建的方法,,農(nóng)田林網(wǎng)的自動識別精度均在92%以上,平均精度達(dá)到92.97%,,空間位置吻合度均在86%以上,,平均吻合度達(dá)到93.13%,滿足土地整治等工程監(jiān)管的實際需求,。該方法可為農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)及相關(guān)工程監(jiān)管提供科學(xué)支撐,。

    • 基于WOFOST-SHAW耦合模型的冬小麥冠層氣溫模擬

      2018, 49(1):164-172. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.021

      摘要 (2007) HTML (0) PDF 1.95 M (1661) 評論 (0) 收藏

      摘要:以河南省商丘地區(qū)為研究區(qū)域,在田間實驗的基礎(chǔ)上,,對WOFOST模型和SHAW模型進(jìn)行本地化標(biāo)定,,利用WOFOST-SHAW模型模擬2016年冬小麥拔節(jié)期-成熟期冠層0~80cm高度每小時氣溫的變化特征,并將其模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,。結(jié)果表明,,利用WOFOST-SHAW模型模擬的冬小麥冠層,除了80cm高度,,氣溫的模型效率均大于0.90,,超過75%的模擬氣溫的絕對誤差在-1.5~2.5℃之間,說明冠層氣溫的整體模擬精度較高,。WOFOST-SHAW模型對冬小麥冠層各高度的日最低氣溫的模型效率平均值為0.86, 日最低氣溫模擬值偏高0.53℃,,說明冠層日最低氣溫的模擬值與實測值吻合度較高。同時冬小麥易受凍高度層模擬氣溫能準(zhǔn)確地反映0℃以下的冠層日最低氣溫,因此,,WOFOST-SHAW模型可以很好地模擬冠層氣溫,,提升SHAW模型的適用性,可為冬小麥晚霜凍害的監(jiān)測提供參考依據(jù),。

    • 基于離散粒子群和偏最小二乘的水源地濁度高光譜反演

      2018, 49(1):173-182. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.022

      摘要 (2670) HTML (0) PDF 2.31 M (1441) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著面源污染的加劇,,導(dǎo)致水源地水體富營養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重,濁度作為衡量水體富營養(yǎng)化的一項重要指標(biāo),,是水質(zhì)評價的重要參數(shù),。為降低濁度偏最小二乘(Partial least squares, PLS) 反演模型建模的不確定性,提高模型反演精度,,提出了基于離散粒子群(Discrete binary particle swarm optimization, DBPSO)和偏最小二乘的水體濁度反演模型,。以2015年10月在南水北調(diào)東線重要水源地微山湖獲取的水體濁度和準(zhǔn)同步的HJ-1A HSI高光譜數(shù)據(jù)為例,利用HJ-1A HSI B26-B105(中心波長:518~870nm)全譜段光譜反射率(Original spectral reflectance, OSR)和歸一化光譜反射率(Normalized spectral reflectance, NSR)直接構(gòu)建濁度OSR-PLS和NSR-PLS反演模型,,同時利用離散粒子群算法優(yōu)選輸入濁度PLS反演模型的最佳原始波段反射率和歸一化光譜反射率,在此基礎(chǔ)上提出并構(gòu)建濁度OSR-DBPSO-PLS和NSR-DBPSO-PLS反演模型,;然后對上述模型進(jìn)行精度評價,,分析光譜歸一化處理和特征波段優(yōu)選對PLS模型反演精度的影響,選擇精度最高的模型反演微山湖水體濁度分布,。結(jié)果表明:NSR-PLS模型精度(R2=0.91)高于OSR-PLS模型(R2=0.50),,對波段進(jìn)行歸一化處理能提高濁度PLS反演模型精度;DBPSO能夠識別濁度PLS反演的最佳波段,,濁度PLS建模所需的波段數(shù)由80個分別減少為44個(OSR波段)和36個(NSR波段),,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的OSR-DBPSO-PLS模型(R2=0.96)和NSR-DBPSO-PLS模型(R2=0.97)均具有較高精度,顯著高于直接利用全譜波段構(gòu)建的濁度PLS模型反演精度,;選擇綜合誤差最小的NSR-DBPSO-PLS模型反演微山湖水體濁度,,反演結(jié)果符合實際,該模型適用于HJ-1A HSI數(shù)據(jù)和內(nèi)陸水體濁度反演,。

    • 我國玉米生產(chǎn)效率時空特征分析

      2018, 49(1):183-193. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.023

      摘要 (2540) HTML (0) PDF 2.32 M (1439) 評論 (0) 收藏

      摘要:為指導(dǎo)我國玉米生產(chǎn)效率提升,,基于DEA模型、Malmquist指數(shù)法以及ESDA分析法,,分析了2005—2015年我國20個玉米主產(chǎn)?。▍^(qū))玉米生產(chǎn)綜合技術(shù)效率與全要素生產(chǎn)率變化的時空特征。結(jié)果表明:①2005—2015年,,研究區(qū)域玉米生產(chǎn)綜合技術(shù)效率平均值,、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的均值都未達(dá)到DEA有效水平,綜合技術(shù)效率提高主要依賴生產(chǎn)方式改進(jìn),,玉米全要素生產(chǎn)率平均下降6.7%,,其增長顯著依賴于技術(shù)進(jìn)步。②各省(區(qū))綜合技術(shù)效率的差異主要受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式(技術(shù)運用等),、經(jīng)營規(guī)模及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占比等的影響,。綜合生產(chǎn)技術(shù)效率較高的省(區(qū)),,純技術(shù)效率與規(guī)模效率均較高,;而綜合效率較低的省(區(qū)),,純技術(shù)效率與規(guī)模效率的差異較大,。缺乏區(qū)域適用的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)或技術(shù)未得到有效投入,推廣運用會導(dǎo)致玉米全要素生產(chǎn)率降低,。③玉米生產(chǎn)各個投入要素均存在不同程度的松弛,,配置不合理,均有可節(jié)約的空間,。④研究區(qū)域玉米生產(chǎn)綜合技術(shù)效率呈現(xiàn)集聚性,,11年間空間差異擴大。少部分區(qū)域存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,,主要集中在北方地區(qū)與黃淮海地區(qū),呈現(xiàn)明顯的空間集聚特征,。因此,針對性提高區(qū)域適用技術(shù)的有效投入,、改善經(jīng)營規(guī)模,,是提高各省(區(qū))玉米生產(chǎn)效率的關(guān)鍵,,同時,,加強空間布局優(yōu)化,使玉米生產(chǎn)達(dá)到“H-H”集聚是整體提升我國玉米生產(chǎn)效率,、提高競爭力的關(guān)鍵,。

    • 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田生態(tài)位障礙因子診斷模型建立與應(yīng)用

      2018, 49(1):194-202. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.024

      摘要 (1997) HTML (0) PDF 2.06 M (2064) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于生態(tài)位理論,將生態(tài)位模型和指標(biāo)偏離度思想相結(jié)合構(gòu)建了基于生態(tài)位的障礙因子診斷模型,。以河南省新鄭市為研究對象,,從準(zhǔn)則層和指標(biāo)層對制約新鄭市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的主要障礙因子展開分析,結(jié)果顯示:新鄭市障礙度在0.5以下的耕地總面積為22741.14hm2,,占研究區(qū)域耕地總面積的41.98%,;障礙度在[0.51,0.65]之間的耕地總面積為22493.79hm2,占研究區(qū)域耕地總面積的41.53%,;障礙度大于0.65的耕地總面積為8933.01hm2,,占研究區(qū)域耕地總面積的16.49%??傮w來看,,新鄭市耕地整體自然稟賦條件較好,障礙度不高。制約新鄭市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的主要障礙因子是灌溉保證率和排水條件,,部分地區(qū)的土壤有機質(zhì)含量偏低和土壤污染指數(shù)偏高,。利用該模型獲取了新鄭市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)主要障礙因子的空間分布信息,與實地調(diào)查分析結(jié)果相符,,驗證了模型的有效性,。該模型既克服了目前障礙因子診斷模型中主觀賦權(quán)的局限性,又以最適生態(tài)位值代替指標(biāo)偏離度模型中的100%值,,為指標(biāo)偏離度模型中100%值的確定提供了相關(guān)的理論和科學(xué)依據(jù),,彌補了障礙因子診斷模型的不足,為障礙因子診斷提供了新思路,,拓展了生態(tài)位理論的應(yīng)用范圍,。

    • 縣域“旱改水”項目遴選布局方法與實證研究

      2018, 49(1):203-210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.025

      摘要 (1955) HTML (0) PDF 2.00 M (1438) 評論 (0) 收藏

      摘要:從分析遂溪縣“旱改水”建設(shè)適宜性和空間穩(wěn)定性入手,提出了基于耦合協(xié)調(diào)度模型和冷熱點分析方法的“旱改水”建設(shè)項目遴選布局方法,。結(jié)果表明,,遂溪縣開展“旱改水”建設(shè)潛力較大,其中高,、中適宜區(qū)占耕地總面積的81.08%,,主要分布在中東部鄉(xiāng)鎮(zhèn);穩(wěn)定性與適宜性的空間分布差異顯著,,高穩(wěn)定性地塊主要集中在北坡鎮(zhèn)和廣前公司,在其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有分布,;容易改造地塊占耕地總面積的41.04%,,主要分布在北坡鎮(zhèn)、界炮鎮(zhèn),、楊柑鎮(zhèn)和廣前公司等,,該類耕地自然稟賦較好、基礎(chǔ)設(shè)施完備,,并且與城鎮(zhèn),、交通干線有一定距離,建設(shè)占用的可能性較??;“旱改水”建設(shè)適宜性和空間穩(wěn)定性耦合協(xié)調(diào)的熱點區(qū)主要分布在楊柑鎮(zhèn)、北坡鎮(zhèn),、界炮鎮(zhèn)和廣前公司等中部鄉(xiāng)鎮(zhèn),,是“旱改水”項目布局的優(yōu)先選擇區(qū)域;結(jié)合研究區(qū)實際,,確定遂溪縣“十三五”期間“旱改水”建設(shè)區(qū)總面積462.75hm2,。該研究為科學(xué)遴選、布局“旱改水”建設(shè)項目提供了方法借鑒。

    • 激光攝影測樹儀設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):211-218. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.026

      摘要 (2277) HTML (0) PDF 2.07 M (1538) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統(tǒng)測量胸徑,、樹高和林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)的非智能化,、非集成化、效率低等不足,,以攝影測量學(xué),、測樹學(xué)、圖像處理技術(shù)和傳感器技術(shù)原理為理論基礎(chǔ),,設(shè)計了激光攝影測樹儀,。該儀器由CCD鏡頭、激光器,、光源筆,、 PDA和云臺組成,測量時獲取方位角,、傾角及圖像等參數(shù),,通過在Android Studio 2.2開發(fā)平臺下利用Java語言進(jìn)行編譯的3個模塊化程序,實現(xiàn)胸徑,、樹高和林分結(jié)構(gòu)參數(shù)測量功能,。對21株立木進(jìn)行胸徑、樹高測量,,對1塊樣地內(nèi)15株中心樹進(jìn)行林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)測量試驗,,并與傳統(tǒng)測量方法進(jìn)行對比,結(jié)果表明:胸徑測量相對誤差絕對值的平均值為2.55%,,樹高測量相對誤差絕對值的平均值為2.82%,,角尺度與大小比數(shù)測量相對誤差絕對值的平均值分別為2.50%和2.86%,混交度測量與傳統(tǒng)測量法測量結(jié)果相同,,能夠滿足林業(yè)調(diào)查的精度要求,。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 覆膜和水分虧缺對春小麥光合特性影響及模型比較

      2018, 49(1):219-227. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.027

      摘要 (2663) HTML (0) PDF 1.51 M (1558) 評論 (0) 收藏

      摘要:為揭示西北干旱地區(qū)覆膜條件下水分虧缺對春小麥光合生理特征的影響及光響應(yīng)模型的適用性,以春小麥為試驗材料,,分別設(shè)置充分灌溉不覆膜(W1M0),、充分灌溉覆膜(W1M1)、虧缺灌溉不覆膜(W2M0)和虧缺灌溉覆膜(W2M1)4個處理,,測定春小麥灌漿期的光響應(yīng)曲線,,通過對5種常用的光響應(yīng)模型進(jìn)行分析比較,探討覆膜條件下水分虧缺對春小麥光合特性的影響并對光響應(yīng)模型的適用性進(jìn)行評價,。結(jié)果表明,,水分虧缺會降低春小麥葉片的最大凈光合速率(Pmax)、表觀量子效率(AQY),、暗呼吸速率(Rd),,而光補償點(LCP)升高,。而在水分虧缺條件下覆膜處理能夠有效減緩春小麥光合速率的下降,同時提高了春小麥葉片的最大凈光合速率(Pmax),、表觀量子效率(AQY),、暗呼吸速率(Rd)等表征春小麥光合特性的生理指標(biāo)。其中,,5種模型的模擬效果在W2M0處理下具有明顯差別,,只有葉子飄模型擬合值與實測值最為相符,尤其在高光強條件下擬合效果更為貼切,,決定系數(shù)(R2)大于0.9,;而直角雙曲線模型、非直角雙曲線模型,、指數(shù)模型和動力學(xué)模型擬合效果較差,,在高光強條件下光合速率仍然是增加的,并未下降,,R2只有0.7左右,;葉子飄模型在不覆膜虧水條件下適用性較好。從決定系數(shù)的均值比較來看,,對于4個處理擬合效果優(yōu)劣排序為葉子飄模型,、指數(shù)模型、非直角雙曲線模型,、直角雙曲線模型和動力學(xué)模型,。

    • 加氣灌溉對溫室葡萄生長及不同形態(tài)氮素吸收利用影響

      2018, 49(1):228-234. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.028

      摘要 (2383) HTML (0) PDF 1.35 M (1599) 評論 (0) 收藏

      摘要:為探討地下穴貯滴灌條件下根際注氣對“紅地球”葡萄幼苗生長及不同形態(tài)氮素吸收代謝的影響,以2年生“紅地球”葡萄幼苗為試驗材料,,通過地下穴貯滴灌注氣技術(shù)和15N示蹤技術(shù)研究根際注氣條件下葡萄對銨態(tài)氮(NH+4-N)和硝態(tài)氮(NO-3-N)吸收,、分配和利用的影響。研究結(jié)果表明,,地下穴貯滴灌根際注氣可促進(jìn)葡萄新梢增長,莖粗增加,,顯著提高葡萄新梢,、細(xì)根等植株干物質(zhì)量的積累。在同一灌水周期內(nèi),,地下穴貯滴灌根際注氣可提高葉片葉綠素,、凈光合速率,延緩植株脅迫,,但對植株葉片瞬時水分利用效率具有負(fù)面影響,。通過氮同位素示蹤標(biāo)記表明,地下穴貯滴灌條件下無論是否注氣,,葡萄新生部位對硝態(tài)氮的征調(diào)能力,、吸收利用效率均顯著高于銨態(tài)氮,;與不注氣相比,注氣處理可顯著促進(jìn)新生部位對硝態(tài)氮的吸收,,抑制銨態(tài)氮的吸收利用,。地下穴貯滴灌根際注氣可促進(jìn)葡萄的生長,提高葉片光合效率,,15N示蹤表明根際注氣并未影響葡萄根系對硝態(tài)氮的偏好,,在地下穴貯滴灌注氣條件下氮素形態(tài)宜選擇硝態(tài)氮作為氮肥來源。

    • 噴灌定額和灌水頻次對冬小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響分析

      2018, 49(1):235-243. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.029

      摘要 (2519) HTML (0) PDF 1.89 M (1413) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了解圓形噴灌機不同灌溉定額和灌水頻次對冬小麥產(chǎn)量及籽粒品質(zhì)的影響,,于2014—2016年在北京市順義區(qū)進(jìn)行了水肥一體化大田試驗,,共設(shè)置3種灌水處理(W1、W2,、W3),,其中2014—2015年灌溉定額分別為135、112.5,、90mm,,2015—2016年分別為154.5、132,、109.5mm,。每種處理在冬小麥的返青-拔節(jié)、拔節(jié)-抽穗和抽穗-灌漿期土壤含水率分別達(dá)到田間持水量的70%,、75%和75%時進(jìn)行灌水,。每個生育時期又按灌水定額設(shè)置為1次灌水(C1)和均分成2次灌水(C2),其中C2處理2次灌水時間間隔為9d,。試驗結(jié)果表明,,冬小麥拔節(jié)-抽穗期的階段耗水量和日均耗水量均最大,W1處理產(chǎn)量最高,。2015—2016年灌溉定額與灌水頻次對水分利用效率的影響均不顯著,,但水分利用效率有隨灌溉定額增加而降低的趨勢,最大水分利用效率為W3處理的2.28kg/m3,。在W1和W2處理下,,分2次灌水有利于提高冬小麥的穗數(shù)、產(chǎn)量和容重等指標(biāo),,其中W1C2組合獲得最高產(chǎn)量9286.4kg/hm2,。灌溉定額與灌水頻次組合對產(chǎn)量的效應(yīng)中,灌溉定額起主導(dǎo)作用,。建議北京地區(qū)冬小麥在圓形噴灌機條件下采用W1C2灌水方案,,在返青-拔節(jié)、拔節(jié)-抽穗,、抽穗-灌漿期分別灌水45,、55.5,、54mm,且均分成2次灌水,。

    • 土壤性質(zhì)對小白菜吸收鉻(Cr)的影響及預(yù)測模型研究

      2018, 49(1):244-250. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.030

      摘要 (2104) HTML (0) PDF 1.48 M (1488) 評論 (0) 收藏

      摘要:采集我國15個省份理化性質(zhì)差異很大的耕作土壤,,利用溫室試驗,以小白菜為研究對象,,通過外源添加鉻(Cr),,研究Cr從土壤向植物的運移,探索影響Cr生物有效性的主要土壤因素,,并建立預(yù)測模型,。結(jié)果表明,土壤總Cr含量,、pH值和有機碳(OC)含量對小白菜吸收Cr有顯著影響,。小白菜Cr含量與土壤Cr含量呈正相關(guān),而與土壤pH值,、OC含量呈負(fù)相關(guān),。相比于土壤總Cr含量的單因素回歸分析,將土壤總Cr含量,、pH值和有機碳(OC)含量納入逐步多元線性回歸(SMLR)后評價Cr生物有效性時,,相關(guān)性更高,決定系數(shù)由0.861提高到0.927,。Cr在酸性土壤中生物富集系數(shù)(BCF)較堿性土壤中更大,。利用合并CK、Cr1,、Cr2處理3個處理的數(shù)據(jù)(n=45)得到Freundlich預(yù)測方程(R2=0.927,,RMSE為0.12),較單獨使用CK處理數(shù)據(jù)(R2=0.572, RMSE為0.25, n=15)和使用Cr1和Cr2處理結(jié)合的數(shù)據(jù)(R2= 0.745,RMSE為0.17, n=30)得出的方程,,能更準(zhǔn)確地評估Cr在土壤中生物有效性,,試驗結(jié)果可用于預(yù)測Cr從土壤到小白菜的轉(zhuǎn)移。

    • 基于云模型的耕地土壤養(yǎng)分模糊綜合評價

      2018, 49(1):251-257. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.031

      摘要 (2461) HTML (0) PDF 1.41 M (1491) 評論 (0) 收藏

      摘要:土壤養(yǎng)分綜合評價在很大程度上存在著模糊性和隨機性,,為有效解決評價中定性概念與評價指標(biāo)按隸屬函數(shù)定量描述這一不確定轉(zhuǎn)換問題,,基于云理論及模糊數(shù)學(xué)原理,構(gòu)建了基于云模型的耕地土壤養(yǎng)分模糊綜合評價方法,。以吉林省大安市為研究對象,選取耕作層中有機質(zhì)等7個土壤養(yǎng)分元素的含量作為評價指標(biāo),,利用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重,,計算得到評價對象的土壤養(yǎng)分模糊云綜合指數(shù)(Cloud fuzzy comprehensive index,CFCI),并對CFCI進(jìn)行COK插值,,形成土壤養(yǎng)分CFCI等級分布圖,。結(jié)果表明:從評價結(jié)果的數(shù)據(jù)特征來看,,研究區(qū)域CFCI范圍在2.43~4.89之間,平均值為3.78,,標(biāo)準(zhǔn)差為0.45,,變異系數(shù)為11.85%,屬于中等變異程度,;從評價結(jié)果的空間分布格局來看,,大安市耕地土壤養(yǎng)分綜合水平呈現(xiàn)由北向南逐漸下降的趨勢,且呈現(xiàn)耕地集中連片度越高的地方,,土壤養(yǎng)分綜合水平越高的特點,。

    • 我國規(guī)模化養(yǎng)豬場糞便重金屬污染特征與農(nóng)用風(fēng)險評價

      2018, 49(1):258-267. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.032

      摘要 (2999) HTML (0) PDF 1.16 M (2045) 評論 (0) 收藏

      摘要:系統(tǒng)收集了我國21省市規(guī)?;B(yǎng)豬場糞便和11省市豬飼料重金屬濃度數(shù)據(jù),,分析了其污染特征,同時對各省市豬糞總量及其重金屬總含量,、豬糞安全農(nóng)用年限進(jìn)行了估算,。結(jié)果表明:在21省市中,豬糞中Cu,、Zn,、As、Cd,、Cr平均含量超標(biāo)省市分別占到95.2%,、85.7%、33.3%,、20%和5.26%,。在其中有豬飼料數(shù)據(jù)的11省市中,豬飼料Cu含量超標(biāo)的樣品數(shù)量占到100%(四川除外,,為75%),,超標(biāo)倍數(shù)在13.2~49.0之間;豬飼料Zn含量超標(biāo)的樣品數(shù)量占到60.0%~100%,,超標(biāo)倍數(shù)在1.3~9.5之間,。豬糞和飼料間Cu、Zn達(dá)到極顯著相關(guān)水平(p<0.01),。豬糞安全農(nóng)用估算結(jié)果表明,,限制我國規(guī)模化養(yǎng)殖場豬糞農(nóng)用的主要因素是Cu,、Zn和Cd,。吉林省、遼寧省和山東省分別連續(xù)施用豬糞16,、23,、91a,,土壤中Cd含量超過國家土壤質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618—2008)。北京連續(xù)施用豬糞65,、51a而天津連續(xù)施用豬糞53,、91a,土壤Cu和Zn含量分別超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn),。建議在生豬養(yǎng)殖及其糞便農(nóng)用過程中,,不僅要從源頭嚴(yán)格控制飼料中Cu、Zn等微量元素添加量,,還應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制豬糞農(nóng)田施用量,。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 基于D-S證據(jù)理論的智能溫室環(huán)境控制決策融合方法

      2018, 49(1):268-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.033

      摘要 (2407) HTML (0) PDF 1.23 M (1527) 評論 (0) 收藏

      摘要:在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)下的智能溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中,農(nóng)作物的生長通常受多種環(huán)境因子共同作用,。根據(jù)溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的實際需求建立基于Dempster-Shafer(D-S)證據(jù)理論的決策框架,,并提出了一種數(shù)據(jù)預(yù)處理和決策融合方法。首先,,使用箱線圖檢測量測數(shù)據(jù)中的異常值,,考慮到現(xiàn)有直接剔除異常數(shù)據(jù)處理方法的弊端,提出了一種異常數(shù)據(jù)自適應(yīng)修正方法,;然后,,利用加權(quán)平均距離聚類處理更新后的數(shù)據(jù);最后,,根據(jù)所提出的基于加權(quán)相似度的基本概率分配方法結(jié)合D-S證據(jù)理論進(jìn)行融合,,為溫室環(huán)境控制做出正確決策。實驗結(jié)果表明,,箱線圖檢測異常數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確,,其檢測率比狄克遜準(zhǔn)則高近19.2%,對于不確定性融合結(jié)果,,本文提出的基于加權(quán)相似度的基本概率分配方法相比現(xiàn)有方法降低了1~2個數(shù)量級,,不僅可以提高溫室環(huán)境參數(shù)融合精度,加快收斂速度,,同時還能有效地降低決策風(fēng)險,。

    • 機械通風(fēng)式籠養(yǎng)雞舍內(nèi)外顆粒物特征與影響因素分析

      2018, 49(1):276-282. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.034

      摘要 (2161) HTML (0) PDF 3.22 M (1288) 評論 (0) 收藏

      摘要:以夏季機械通風(fēng)式籠養(yǎng)蛋雞舍內(nèi)外顆粒物為研究對象,采用風(fēng)機將雞舍內(nèi)顆粒物排放到舍外,,監(jiān)測舍內(nèi),、外顆粒物濃度變化,并分析顆粒物的傳播規(guī)律,。結(jié)果表明:籠養(yǎng)蛋雞舍內(nèi),、外以對人體危害最大的細(xì)顆粒物為主,且雞舍外顆粒物主要來源于舍內(nèi),其濃度最高可達(dá)到舍內(nèi)的55.2%,;雞舍外顆粒物粒徑越小,在空氣中傳播的距離越遠(yuǎn),,越容易對周圍居民的健康造成影響,。通過分析雞舍內(nèi)、外顆粒物濃度日變化發(fā)現(xiàn),,舍內(nèi)工作人員活動和喂料機工作均會擾動舍內(nèi)沉積的顆粒物,,并驚動蛋雞,致使蛋雞活動性增強,,引起舍內(nèi),、外顆粒物濃度升高。同時,,隨著蛋雞日齡的增加或空氣濕度的下降,,舍內(nèi)、外顆粒物濃度均呈現(xiàn)升高的趨勢,。因此,,控制雞舍內(nèi)顆粒物濃度并采用適當(dāng)?shù)慕祲m措施將有利于保障蛋雞和工作人員的健康,減輕畜禽場顆粒物對周圍環(huán)境的危害,。

    • 春茶采摘末期遮蔭對其生長和品質(zhì)的影響

      2018, 49(1):283-289. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.035

      摘要 (2211) HTML (0) PDF 983.16 K (1499) 評論 (0) 收藏

      摘要:為延長春茶采摘期,,提高其產(chǎn)量,進(jìn)行了遮陽網(wǎng)遮蔭栽培試驗研究,。根據(jù)不同遮光率和不同遮蔭高度,,在茶園中設(shè)置4個處理:60%遮光率+2.0m遮蔭高度(T1)、40%遮光率+2.0m遮蔭高度(T2),、40%遮光率+2.5m遮蔭高度(T3)和無遮蔭的對照處理(CK),;試驗全程分為前、中,、后期,。試驗研究以上各處理遮陽網(wǎng)內(nèi)外溫、濕度環(huán)境的差異,,茶樹新稍,、葉片生長狀況和茶芽葉品質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明:遮蔭后,,茶樹冠層處的日最高氣溫顯著降低,,遮光率越高降幅越大,最大降幅為3.9℃,;08:00—17:00的最低相對濕度均增大,,遮光率越高增幅越大,最大增幅為9.01%;新稍長度,、粗度均增加,,以T1處理的增幅最大,分別為22.3%和13.5%,;新稍葉片的葉綠素相對含量和芽葉含水率,,隨著遮光率增大而增高;與CK處理相比,,T1處理的新稍葉片日平均凈光合速率變大,,而T2和T3顯著變小,;T3處理增加了茶葉水浸出物,、茶多酚和酚氨比,降低了氨基酸含量,,導(dǎo)致茶湯濃厚,、苦澀味加重;而T1處理在試驗前期增加了咖啡堿含量,,降低了水浸出物含量和酚氨比,。綜上所述,在春茶采摘末期采用60%遮光率的遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮蔭栽培,,對于保持春茶品質(zhì),、延長采摘期具有重要的生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

    • 基于TG-FTIR的雷尼鎳催化乙醇木質(zhì)素?zé)峤馓匦匝芯?/a>

      2018, 49(1):290-295. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.036

      摘要 (2227) HTML (0) PDF 1.64 M (1434) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用熱重紅外聯(lián)用儀(TG-FTIR)對雷尼鎳催化的乙醇木質(zhì)素(EOL)熱解過程進(jìn)行實驗研究,,考察雷尼鎳催化劑對木質(zhì)素?zé)峤膺^程失重特性及揮發(fā)性產(chǎn)物釋放規(guī)律的影響作用,,推斷其催化作用機理。實驗結(jié)果表明:雷尼鎳催化EOL熱解提升木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單體間烷基醚鍵斷裂,,導(dǎo)致酚類,、烷烴類和CO2產(chǎn)物釋放量明顯增加;EOL最大失重速率對應(yīng)溫度降低50℃,CH4的釋放峰值溫度升高,。

    • 玉米秸稈及其發(fā)酵沼渣熱解動力學(xué)研究

      2018, 49(1):296-304. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.037

      摘要 (2117) HTML (0) PDF 2.31 M (1974) 評論 (0) 收藏

      摘要:為研究厭氧發(fā)酵過程對秸稈類生物質(zhì)熱解特性及動力學(xué)的影響,,以玉米秸稈及其厭氧發(fā)酵沼渣為研究對象,分析了二者熱解特性,,分別采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Starink法對熱解活化能分布進(jìn)行研究,,并結(jié)合Malek法對其主要熱解階段的最概然機理函數(shù)進(jìn)行了探討。原料基本特性分析結(jié)果表明,,玉米秸稈經(jīng)過厭氧發(fā)酵后,,揮發(fā)分含量減少19.48%,固定碳含量增加27.87%,,半纖維素與纖維素相對含量分別降低了39.94%與30.96%,,木質(zhì)素相對含量增加了109.14%,。熱重試驗結(jié)果表明,與玉米秸稈相比,,發(fā)酵沼渣最大失重速率減小,,且殘?zhí)柯瘦^高。對二者熱解動力學(xué)分析結(jié)果表明,,發(fā)酵沼渣的活化能主要分布于91~130kJ/mol之間,,低于玉米秸稈原樣;二者機理函數(shù)可采用兩階段理論描述,,當(dāng)轉(zhuǎn)化率小于0.6時可由反應(yīng)級數(shù)n=2機理模型進(jìn)行描述;當(dāng)轉(zhuǎn)化率大于0.6時,,玉米秸稈更符合圓柱形對稱三維擴散機理(D4),,發(fā)酵沼渣更符合球形對稱三維擴散機理(D3)。本研究為發(fā)酵沼渣熱解制備生物燃料工藝條件優(yōu)化和工業(yè)化應(yīng)用提供了理論依據(jù),。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 鱘魚無水低溫?;畹难莻鞲行盘柋O(jiān)測方法

      2018, 49(1):305-314. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.038

      摘要 (2199) HTML (0) PDF 2.21 M (1559) 評論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)水產(chǎn)品無水低溫保活運輸監(jiān)測需求,,設(shè)計了可植入式血糖傳感器及信號處理電路,,以實時獲取血糖傳感信號,信號經(jīng)過軟件濾波進(jìn)行去噪和平滑處理后,,構(gòu)建了血糖變化的時序預(yù)測模型,;以鱘魚作為實驗對象,對所提出的方法進(jìn)行了實驗驗證,。結(jié)果表明:所設(shè)計的可植入式血糖傳感器能在鱘魚體內(nèi)對血糖信號進(jìn)行穩(wěn)定的采集,,傳感器信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后輸出擬合程度達(dá)到0.9608,電路靈敏度為27.047mV/nA,,零點漂移量為722.83mV,;所構(gòu)建的血糖信號自回歸移動平均模型(ARIMR)預(yù)測值與真實值之間的平均絕對誤差為-0.014mmol/L,平均相對誤差為-0.117%,,預(yù)測精度和平滑度較其他模型具有優(yōu)勢,。該信號監(jiān)測方法對于提高水產(chǎn)品無水低溫保活全程透明度和追溯性,,并推斷水產(chǎn)品生命體及營養(yǎng)物質(zhì)變化具有重要參考價值,。

    • 基于HPLC-ECD法與聚類分析的中國白酒品質(zhì)鑒別

      2018, 49(1):315-321. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.039

      摘要 (2134) HTML (0) PDF 1.94 M (1522) 評論 (0) 收藏

      摘要:白酒中的活性物質(zhì)影響人的味覺,是感官品評的重要指標(biāo)之一,,庫侖陣列高效液相色譜法能夠檢測白酒中電化學(xué)活性物質(zhì),。建立了我國白酒的HPLC-ECD檢測方法,在最優(yōu)色譜條件下,,8通道能采集固態(tài)法白酒中102個信息峰,,各物質(zhì)得到了很好的分離,精密度、穩(wěn)定性高,;樣品無需前處理,,檢測到的物質(zhì)無需定性、定量分析,,簡便快捷,、成本低。使用該方法對固態(tài)法白酒與酒精勾兌白酒進(jìn)行分析,,發(fā)現(xiàn)能夠檢測到白酒中多種活性物質(zhì),,指紋圖譜信息豐富,兩種白酒譜圖差異明顯,。同時,,運用聚類分析對檢測數(shù)據(jù)處理,能實現(xiàn)準(zhǔn)確區(qū)分固態(tài)法白酒與酒精勾兌白酒,。運用該方法進(jìn)一步分析不同勾兌比例的固液法白酒,,聚類結(jié)果與實際相符,白酒樣品被準(zhǔn)確分為4類:固態(tài)法白酒體積分?jǐn)?shù)分別為10%,、15%,、75%和100%。該方法可以有效應(yīng)用于白酒分類鑒定,。

    • 電子鼻漂移閾值構(gòu)建及其在白酒鑒別中的應(yīng)用

      2018, 49(1):322-328. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.040

      摘要 (1921) HTML (0) PDF 1.44 M (1399) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了有效去除電子鼻漂移,,提出了一種基于空載條件小波包分解的漂移去除方法。對電子鼻空載數(shù)據(jù)進(jìn)行小波包分解,,獲得小波包分解的逼近系數(shù)集,;在對其進(jìn)行離散度分析之后,構(gòu)建了空載條件下的一種閾值函數(shù),。在此閾值函數(shù)基礎(chǔ)上,,擴展成為樣本(有載)條件下的去漂移閾值函數(shù),進(jìn)而發(fā)展成有載樣本的漂移剔除方法,。為了檢驗該方法的有效性及實用性,,將其應(yīng)用于4種白酒的鑒別中。對4種白酒電子鼻數(shù)據(jù)按測試時間順序生成訓(xùn)練集和測試集,,線性的Fisher判別分析結(jié)果表明,,訓(xùn)練集、測試集數(shù)據(jù)處理后的鑒別正確率均得到了提高,,最低提高值為23.65%,。表明此方法能夠提升電子鼻的檢測能力。同時,,為了進(jìn)一步檢驗該漂移去除方法的性能,,采用非線性的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鑒別分析,,結(jié)果顯示:訓(xùn)練集的鑒別正確率從處理前的65.5%提高到處理后的100%,處理后的測試集鑒別正確率也達(dá)到了97.5%,。這不僅說明了4種白酒的鑒別屬較復(fù)雜的非線性分類問題,,還充分說明了該漂移去除方法的有效性。

    • 稻谷籽粒內(nèi)部熱濕傳遞三維適體數(shù)學(xué)模型研究

      2018, 49(1):329-334. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.041

      摘要 (2410) HTML (0) PDF 1.99 M (1422) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對稻谷熱風(fēng)干燥過程中出現(xiàn)爆腰,,而其機理又尚未明確的問題,,以圖像法構(gòu)建稻谷籽粒三維適體網(wǎng)格,TPS法測定導(dǎo)熱系數(shù),,逆推法計算水分有效擴散系數(shù),,利用COMSOL Multiphysics軟件模擬計算熱風(fēng)干燥過程中稻谷籽粒內(nèi)部的溫度和水分分布,并與實驗結(jié)果對比,。結(jié)果表明:三維適體數(shù)學(xué)模型具有較高的精度,,干燥過程中稻谷籽粒干基含水率模擬數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)最大誤差低于8%;稻谷籽粒內(nèi)部溫度和水分分布梯度沿徑向(短軸)比沿軸向(長軸)大,,且水分梯度維持時間遠(yuǎn)大于溫度梯度;沿籽粒徑向由外表面至中心1/3長度內(nèi)的水分梯度較徑向其它部分的水分梯度大,,與實驗觀察的爆腰由籽粒表面向內(nèi)擴展相吻合,。研究結(jié)果為準(zhǔn)確預(yù)測籽粒內(nèi)部的干燥應(yīng)力,揭示稻谷爆腰機理提供了基礎(chǔ),。

    • 基于機器視覺定位的家禽屠宰凈膛系統(tǒng)設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):335-343. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.042

      摘要 (2555) HTML (0) PDF 2.30 M (1729) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對國內(nèi)家禽屠宰凈膛作業(yè)中存在的勞動強度大,、工作效率低、作業(yè)環(huán)境差等問題,,設(shè)計了一種基于機器視覺定位的家禽屠宰凈膛機械手系統(tǒng),。系統(tǒng)由家禽胴體懸掛輸送裝置、雙直角坐標(biāo)式機械手本體,、機器視覺系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成,。通過視覺系統(tǒng)在線采集家禽胴體和膛口圖像,采用中值濾波和灰度增強對胴體圖像進(jìn)行預(yù)處理,,然后用全固定閾值法進(jìn)行圖像的二值化,,設(shè)定面積閾值后通過閉運算以及孔洞填充得到分割掉家禽翅膀和腿部的二值圖像,計算二值圖像輪廓,,獲取質(zhì)心坐標(biāo),;采用最大內(nèi)接圓法對家禽膛口進(jìn)行定位,得到膛口中心坐標(biāo),;坐標(biāo)變換后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC控制器中,,指導(dǎo)機械手完成凈膛工作。試驗結(jié)果表明,,該系統(tǒng)對家禽外形輪廓質(zhì)心坐標(biāo),、膛口中心坐標(biāo)的重復(fù)定位精度分別達(dá)到±1.6,、±1.52像素,凈膛機械手能夠準(zhǔn)確抓取內(nèi)臟,,內(nèi)臟平均殘留率為7.63%,,內(nèi)臟平均破損率為23%。

    • 負(fù)壓式生鮮食品包裝機設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):344-351. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.043

      摘要 (2552) HTML (0) PDF 2.29 M (1775) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前國內(nèi)人工包裝生鮮食品勞動強度大,、生產(chǎn)效率低等問題,,設(shè)計了一種負(fù)壓式生鮮食品包裝機。該包裝機由橫封裝置,、切斷機構(gòu),、送膜機構(gòu)和縱封裝置等構(gòu)成,能夠一次性完成物料的輸送,、封膜包裝作業(yè),,可適用多種規(guī)格生鮮食品的包裝。通過FLUENT對后吸風(fēng)盒流場分析,,采用截面參數(shù)lA和lB分別為25mm和64mm的直角盒型,,并經(jīng)過試驗確定后吸風(fēng)盒吸風(fēng)口靜壓為32Pa。張膜輸送帶通過調(diào)整偏心滾筒,,保證上部輸送帶和下部輸送帶之間有足夠的壓力,。樣機試驗表明:包裝機對于生鮮食品的包裝速度為49.4包/min,包裝率為99.4%,,鼓包率為5%,,基于負(fù)壓式原理的負(fù)壓式生鮮食品包裝機達(dá)到了生鮮食品包裝作業(yè)要求。

    • 雞蛋自動上料裝置機構(gòu)分析與試驗

      2018, 49(1):352-357. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.044

      摘要 (2422) HTML (0) PDF 1.26 M (1450) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了優(yōu)化雞蛋加工生產(chǎn)線吸盤自動上料裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù),,并確定樣機安裝中關(guān)鍵零部件同步位置,,對該裝置的核心部分——吸盤擺臂組合機構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和運動仿真。結(jié)果表明:由曲柄搖桿,、齒輪和同步帶串聯(lián)組合的吸盤擺臂組合機構(gòu)自由度為1,、曲柄整周轉(zhuǎn)動、搖桿往復(fù)擺動60°,、擺臂往復(fù)擺動180°,;同步帶角度補償可以保證在擺臂180°擺動中,吸盤組件始終處于水平狀態(tài),,保證雞蛋水平搬運,;擺臂末端運動參數(shù)(位移、速度,、加速度)變化曲線顯示,,當(dāng)搖桿擺動到2個極位146°和206°附近時,擺臂存在一段水平速度為零的垂直上下運動,,分別對應(yīng)曲柄84°~108°和252°~312°,,以確保吸蛋和放蛋時吸盤垂直運動,;為了保證該裝置同步協(xié)調(diào)運動,樣機安裝時必須使曲柄在96°時,,搖桿處在146°,、擺臂處在174°位置。樣機試驗表明:理論分析和仿真結(jié)果與樣機實測值一致性較好,。

    • >車輛與動力工程
    • 四驅(qū)汽車電控分動器性能預(yù)測與試驗

      2018, 49(1):358-365. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.045

      摘要 (2368) HTML (0) PDF 2.32 M (1794) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了探討四驅(qū)汽車電控分動器的傳動性能,,以帶多片式離合器式的電控分動器為研究對象,提出一種基于遺傳PID控制的電控分動器性能預(yù)測方法,。首先通過分析分動器各部件功耗損失,,構(gòu)建電控分動器傳動特性預(yù)測模型;其次探討離合器摩擦副數(shù),、摩擦片內(nèi)外徑,、潤滑油粘度等參數(shù)對其性能傳遞的影響規(guī)律;最后在電控分動器試驗臺上開展了分動器性能試驗,。試驗結(jié)果表明,,所提性能預(yù)測方法能較好地預(yù)測行駛過程中電控分動器傳動特性,為后期控制系統(tǒng)設(shè)計提供理論依據(jù),。

    • Urea-SCR系統(tǒng)尿素噴射數(shù)據(jù)驅(qū)動預(yù)測控制研究

      2018, 49(1):366-374. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.046

      摘要 (2297) HTML (0) PDF 2.30 M (1472) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了同時實現(xiàn)較高的NOx轉(zhuǎn)化效率和較低的NH3逃逸量這一矛盾的排放控制需求,,基于數(shù)據(jù)驅(qū)動預(yù)測控制技術(shù)設(shè)計了一款urea-SCR系統(tǒng)尿素噴射控制器。數(shù)據(jù)來自某型號柴油機臺架ETC瞬態(tài)循環(huán)測試試驗,,控制器直接由四輸入及兩輸出(預(yù)測輸出和約束輸出)耦合激勵再分離得出?;谙到y(tǒng)的實際物理特性,,在控制問題描述中明確考慮了輸入輸出量的時域約束??紤]到相對參考無偏的控制需求,,預(yù)測方程采用增量型。臺架測試表明,,激勵工況下,,控制器能夠滿足優(yōu)化問題提出的排放控制目標(biāo);非激勵瞬態(tài)工況下,,對于工況變化不確定性引起的干擾,,控制器具有較好的魯棒性。

    • 小尺度雙網(wǎng)格荷電霧化燃燒器熱損失特性研究

      2018, 49(1):375-380. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.047

      摘要 (1956) HTML (0) PDF 1.24 M (1256) 評論 (0) 收藏

      摘要:以無水乙醇為燃料,,運用荷電霧化技術(shù),,實驗研究了錐-射流噴霧模式下雙網(wǎng)格燃燒器的燃燒與熱損失特性。結(jié)果表明,,在當(dāng)量比Φ為0.85~1.40區(qū)間內(nèi)燃燒穩(wěn)定,,圓形片狀火焰附著于燃燒網(wǎng)格附近,,火焰直徑與燃燒器內(nèi)徑相當(dāng)?;鹧鏈囟?、燃燒效率均隨當(dāng)量比的增大先上升后下降,在當(dāng)量比Φ=1時分別達(dá)到最大值1197.38K,、93.26%,。尾氣溫度隨當(dāng)量比的增大而降低,壁面熱損失隨當(dāng)量比增大而增加,。壁面熱損失與燃料完全燃燒釋放熱量比例為27.25%~33.08%,,其中輻射熱損失略高于對流熱損失。燃燒器熱效率在當(dāng)量比Φ≤1下可達(dá)69%,。雙網(wǎng)格燃燒器可實現(xiàn)小尺度條件下液體乙醇的良好噴霧,、蒸發(fā)與燃燒。

    • >機械設(shè)計制造及其自動化
    • 直線驅(qū)動型并聯(lián)機器人工作空間分析與優(yōu)化

      2018, 49(1):381-389. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.048

      摘要 (2180) HTML (0) PDF 4.24 M (1464) 評論 (0) 收藏

      摘要:與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動型相比,直線驅(qū)動并聯(lián)機器人具有更大的工作空間,但存在工作空間求解較復(fù)雜,、精度不高和優(yōu)化目標(biāo)不合理的問題,。針對上述問題,根據(jù)并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)和運動學(xué)模型,,提出了一種極坐標(biāo)變步長迭代搜索法求解并聯(lián)機器人工作空間,分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對工作空間的形狀、尺寸,、對稱性的影響趨勢。提出一種綜合機器人靈巧度與工作空間利用率的全局混合性能指標(biāo),,并以此為目標(biāo)函數(shù)建立了結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,,利用粒子群算法對不同工況下機器人尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到基于機器人操作性能和工作空間利用率的最優(yōu)參數(shù),,對不同權(quán)重下優(yōu)化得到的參數(shù)進(jìn)行仿真,,驗證了目標(biāo)函數(shù)的正確性和有效性。通過激光跟蹤儀測出的實際工作空間與理論工作空間模型進(jìn)行對比,,驗證了工作空間理論模型的正確性,,為后續(xù)的尺度綜合研究打下基礎(chǔ)。

    • 仿生變剛度關(guān)節(jié)設(shè)計與試驗

      2018, 49(1):390-396. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.049

      摘要 (2166) HTML (0) PDF 2.98 M (1584) 評論 (0) 收藏

      摘要:變剛度關(guān)節(jié)是一種具有本質(zhì)柔順性的機器人機構(gòu),,能夠提高機器人與人交互作用時的安全性,。本文設(shè)計了一種采用彈簧片的機械式仿生變剛度關(guān)節(jié),利用差動輪系實現(xiàn)關(guān)節(jié)位置與剛度的獨立控制,?;趶椈善髶隙茸冃危陉P(guān)節(jié)中采用的2種彈簧片末端施力結(jié)構(gòu)對剛度特性的影響進(jìn)行分析,,仿真結(jié)果表明,,末端施力結(jié)構(gòu)對偏轉(zhuǎn)時的剛度變化有較大影響,。對變剛度關(guān)節(jié)樣機的剛度性能進(jìn)行試驗,試驗結(jié)果與仿真結(jié)果一致,,表明該關(guān)節(jié)具有較大的剛度變化范圍,,并且2種末端施力結(jié)構(gòu)可以分別滿足持續(xù)高剛度和碰撞安全性的應(yīng)用要求。

    • 機器人機構(gòu)方位特征集自動生成算法

      2018, 49(1):397-403. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.050

      摘要 (2060) HTML (0) PDF 1.14 M (1447) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法效率過低且難以得到完備結(jié)果的現(xiàn)狀,,將機器人機構(gòu)學(xué)理論與現(xiàn)代計算機技術(shù)相結(jié)合,,提出了機器人機構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)字建模方法,并給出方位特征集自動生成算法及流程,。首先,,提出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成要素的數(shù)學(xué)描述方法以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),得到機器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)字模型,。然后,,在揭示出方位特征集本質(zhì)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,利用線性相關(guān)性理論制定相應(yīng)的運算規(guī)則,,進(jìn)而提出方位特征集的自動生成算法和流程,。最后,結(jié)合具體實例驗證了上述數(shù)字建模方法和方位特征集自動生成算法的有效性,。

    • 面向定制產(chǎn)品進(jìn)化設(shè)計的優(yōu)勢種群產(chǎn)生策略

      2018, 49(1):404-413. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.051

      摘要 (2039) HTML (0) PDF 1.70 M (1408) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高個性化定制產(chǎn)品進(jìn)化效率,,提出了一種在相似實例等距布種的基礎(chǔ)上進(jìn)行等位基因多樣化閾值控制的優(yōu)勢種群產(chǎn)生策略。闡述了個性化定制產(chǎn)品優(yōu)勢種群的特征,,認(rèn)為精英個體應(yīng)同時具有定制需求宏觀上的相似性和種群基因微觀上的多樣性兩大特征,。在產(chǎn)品基因建模的基礎(chǔ)上,采用夾角余弦作為聚類統(tǒng)計量,,提取具有相似定制基因組的歷史實例作為優(yōu)勢種群的初始解,;基于加權(quán)的閔科夫斯基距離,對初始解成員進(jìn)行等距采樣,,形成差異化精英個體候選隊列,,以實現(xiàn)種群的均勻布種,;采用杰卡德距離度量候選個體承載的基因組與當(dāng)前初始基因庫兩者間差異度,,提出了等位基因閾值矩陣,構(gòu)建了多樣化等位基因生成算法,。給出了產(chǎn)品適應(yīng)度評價函數(shù),,基于評價反饋對優(yōu)勢度低的初始種群進(jìn)行改進(jìn)。以橋式起重機為例,,對提出的策略進(jìn)行了驗證,。實驗結(jié)果表明,該策略能同時兼顧進(jìn)化效率和進(jìn)化質(zhì)量,,有助于避免早熟收斂現(xiàn)象的發(fā)生,,適合個性化定制產(chǎn)品的進(jìn)化設(shè)計,。

    • 永磁變剛度機構(gòu)柔性機器人力學(xué)特性研究

      2018, 49(1):414-420. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.052

      摘要 (2197) HTML (0) PDF 1.81 M (1586) 評論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種柔性機器人用永磁變剛度機構(gòu)。由于電動機轉(zhuǎn)矩有限,,在不用增加繩索拉力的情況下,,通過該機構(gòu)實現(xiàn)了柔性機器人關(guān)節(jié)更強的變剛度能力。該永磁變剛度機構(gòu)主要由磁彈簧單元和滑輪繩索單元構(gòu)成,。通過虛位移法建立了彈簧磁力和繩索拉力解析模型,,通過實驗對永磁體間磁力和繩索上的拉力進(jìn)行測量,測量結(jié)果和模型計算結(jié)果基本吻合,。其結(jié)果表明,,永磁體間磁力、繩索拉力和剛度隨永磁體間氣隙減小呈非線性增加,,隨永磁體長度和平均半徑的增加而增加,,保持三角形結(jié)構(gòu)高不變,繩索拉力和剛度隨著三角形結(jié)構(gòu)底長的增加而增加,,減小滑輪半徑,,可以進(jìn)一步增加繩索剛度變化范圍。

    • 腔式壓電氣流發(fā)電機結(jié)構(gòu)與性能研究

      2018, 49(1):421-425,420. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.053

      摘要 (2229) HTML (0) PDF 1.52 M (1277) 評論 (0) 收藏

      摘要:為滿足農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的供電需求,,提出了一種腔式壓電氣流發(fā)電機,,并從理論和試驗兩方面進(jìn)行了研究,獲得了激勵參數(shù)(激勵距離,、氣流壓力)及結(jié)構(gòu)參數(shù)(主副腔長度及直徑)對輸出電壓的影響規(guī)律,。研究結(jié)果表明,其他參數(shù)確定時,存在最佳距離d*f,、最佳主腔長度l*c及最佳腔蓋孔徑d*r,,使發(fā)電機輸出電壓最大,且d*f,、l*c,、d*r及其所對應(yīng)的最大電壓均隨氣流壓力增加而增加。此外,,氣流壓力較低時存在最佳副腔長度l*r,,使輸出電壓最大,且l*r隨氣流壓力增加而減小,,所對應(yīng)的最大電壓隨氣流壓力增加而增加,;相反,氣流壓力較高時,,輸出電壓隨副腔長度減小而增加,,無副腔時輸出電壓最大。故實際測試中可根據(jù)氣流壓力確定腔體尺度。試驗測得發(fā)電機最大功率為2.61mW,。

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