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

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

      摘要 (5578) HTML (0) PDF 2.42 M (4545) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以人力為主的現(xiàn)有生產(chǎn)模式與勞動(dòng)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(dòng)力老齡化是阻礙我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的主要矛盾。依賴(lài)智能裝備實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、自動(dòng)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(shí)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(diǎn)總結(jié)了近年來(lái)農(nóng)業(yè)信息感知方向在農(nóng)業(yè)個(gè)體標(biāo)識(shí)研究與感知機(jī)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(dòng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與價(jià)值信息的消費(fèi)者,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)機(jī)裝備智能化作業(yè)是最主要的勞動(dòng)力來(lái)源;進(jìn)而對(duì)比國(guó)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(guó)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(lái)研究重點(diǎn)與發(fā)展方向。

    • >農(nóng)業(yè)裝備與機(jī)械化工程
    • 拖拉機(jī)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 (2797) HTML (0) PDF 1.90 M (1868) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:拖拉機(jī)定速巡航系統(tǒng)通過(guò)對(duì)拖拉機(jī)加速度的精確控制實(shí)現(xiàn)定速巡航功能,由于縱向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的非線性、道路坡度、拖拉機(jī)懸掛農(nóng)機(jī)具導(dǎo)致的整車(chē)質(zhì)量變動(dòng)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(jì)的重點(diǎn)。本文基于模塊化機(jī)理建模及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法,建立了拖拉機(jī)縱向動(dòng)力學(xué)模型,并在Simulink上建立了該模型,與實(shí)車(chē)平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該模型符合需求。針對(duì)拖拉機(jī)縱向動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)非線性特點(diǎn),采用逆模型方法線性化拖拉機(jī)縱向動(dòng)力學(xué)模型,基于線性化模型,獲取下層控制對(duì)象各工作點(diǎn)及各工況下頻率響應(yīng)特性數(shù)據(jù),通過(guò)頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn)和最小二乘法辨識(shí)下層對(duì)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(jì)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(duì)非線性特性及外界干擾的魯棒性能。

    • 自動(dòng)導(dǎo)航插秧機(jī)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 (3172) HTML (0) PDF 1.30 M (1974) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了提高自動(dòng)導(dǎo)航插秧機(jī)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(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一階慣性環(huán)節(jié)的情況下,建立插秧機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,分析了在跟蹤直線時(shí)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(shí)時(shí)調(diào)整純追蹤模型的前視距離;以洋馬VP6E型水田插秧機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)所提出方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jì)與性能試驗(yàn)

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

      摘要 (2775) HTML (0) PDF 1.86 M (2589) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)荔枝串果低損高效的機(jī)械化采摘,設(shè)計(jì)了具有單動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、夾剪一體的荔枝采摘機(jī)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(diǎn)接觸正壓力計(jì)算模型,設(shè)計(jì)了末端執(zhí)行器的物理樣機(jī),并對(duì)其進(jìn)行了采摘、負(fù)重和抗遮擋干擾工作性能試驗(yàn)。試驗(yàn)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(shí),動(dòng)態(tài)最大負(fù)重質(zhì)量分別為1.33kg和3.01kg;采摘時(shí)能快速剪切母枝并穩(wěn)定夾持串果,平均夾剪時(shí)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(lèi)方法

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

      摘要 (2179) HTML (0) PDF 3.85 M (1374) 評(píng)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(lèi)算法(BFRF-SVM)。分別利用Beltrami流對(duì)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(duì)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(jī)(SVM)完成分類(lèi)。實(shí)驗(yàn)表明,相比使用光譜信息、高光譜降維、空譜結(jié)合的SVM分類(lèi)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(duì)高光譜圖像的分類(lèi)精度有較大提高,驗(yàn)證了該方法的有效性。

    • 基于雞頭特征的病雞識(shí)別方法研究

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

      摘要 (2577) HTML (0) PDF 1.62 M (2230) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:健康黃羽雞雞冠鮮紅、紋理均勻,雞眼圓潤(rùn)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(shí)別方法。首先通過(guò)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(diǎn),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(diǎn)距離小于閾值的雞頭合并算法,再通過(guò)修正算法識(shí)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(jī)(SVM)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練分類(lèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,病雞識(shí)別正確率為92.5%,表明利用機(jī)器視覺(jué)獲取雞頭特征進(jìn)行病雞識(shí)別具有可行性和研究?jī)r(jià)值。

    • 高架栽培配套基質(zhì)自動(dòng)移動(dòng)攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2228) HTML (0) PDF 2.89 M (1510) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)現(xiàn)有高架栽培中的基質(zhì)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)僅靠人工完成、勞動(dòng)量極大等現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了集基質(zhì)運(yùn)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(dòng)移動(dòng)攤鋪機(jī)。根據(jù)栽培高架設(shè)施結(jié)構(gòu)參數(shù)和基質(zhì)流動(dòng)特性測(cè)定結(jié)果,提出了基于少量人工操控介入的自動(dòng)作業(yè)式基質(zhì)架間雙側(cè)浮動(dòng)移動(dòng)攤鋪方案,并設(shè)計(jì)了箱內(nèi)折彎出料機(jī)構(gòu)、雙側(cè)落料與架上攤平機(jī)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(shí)現(xiàn)了對(duì)高架豎直方向較大尺寸誤差的補(bǔ)償。完成了參數(shù)定型和樣機(jī)開(kāi)發(fā),并進(jìn)行了性能試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,該機(jī)實(shí)現(xiàn)了330m2/h的雙側(cè)4槽基質(zhì)精量攤鋪?zhàn)鳂I(yè),能滿足100mm高度誤差的仿形作業(yè),4個(gè)槽內(nèi)基質(zhì)深度相對(duì)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(jī)為實(shí)現(xiàn)高架栽培的機(jī)械化配套作業(yè)提供了裝備支持。

    • 傾斜雙圓環(huán)型孔圓盤(pán)式玉米排種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2768) HTML (0) PDF 2.44 M (2119) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)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(jī)械式排種器難以滿足高速播種要求的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、充種效果好、可適應(yīng)高速作業(yè)要求的傾斜圓盤(pán)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(duì)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(yàn)對(duì)其排種性能進(jìn)行了試驗(yàn),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(pán)轉(zhuǎn)速的回歸方程,確定了各參數(shù)對(duì)性能指標(biāo)的影響規(guī)律,并進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。最后進(jìn)行了田間試驗(yàn),結(jié)果表明:在傾角為39°、型孔數(shù)為30個(gè)、機(jī)器前進(jìn)速度為8.2~11.9km/h時(shí),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(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

    • 凸輪搖桿式擺動(dòng)型玉米株間除草裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2989) HTML (0) PDF 1.48 M (2219) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為滿足我國(guó)北方玉米苗間機(jī)械除草作業(yè)需求,設(shè)計(jì)了一種凸輪搖桿式擺動(dòng)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(duì)其關(guān)鍵部件凸輪搖桿機(jī)構(gòu)和除草刀進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)除草裝置避苗過(guò)程的運(yùn)動(dòng)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(yàn)因素,以除草率、傷苗率為試驗(yàn)指標(biāo),在室內(nèi)土槽中進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn),以考察試驗(yàn)因素對(duì)除草裝置工作性能的影響。結(jié)果表明,各因素對(duì)指標(biāo)影響的主次順序?yàn)閺椈蓜偠取⑶斑M(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(yàn)證試驗(yàn),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(dòng)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 (2617) HTML (0) PDF 1.50 M (1976) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)鎮(zhèn)壓作業(yè)時(shí),土壤粘附嚴(yán)重、牽引阻力大等問(wèn)題,借鑒地面機(jī)械觸土部件減粘降阻法,設(shè)計(jì)了一種機(jī)械式減粘降阻鎮(zhèn)壓裝置。進(jìn)行鎮(zhèn)壓裝置運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析、鎮(zhèn)壓輪表面脫土機(jī)理分析和刮削板脫土機(jī)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(duì)鎮(zhèn)壓裝置的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為研究機(jī)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(yàn)因素,以牽引阻力、土壤粘附量為試驗(yàn)指標(biāo),在室內(nèi)土槽中進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:各因素對(duì)指標(biāo)影響的主次順序?yàn)閺椈蓜偠取⒐蜗鹘恰⑶斑M(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(yàn)證試驗(yàn),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(duì)比試驗(yàn)表明,機(jī)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(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2705) HTML (0) PDF 2.86 M (1739) 評(píng)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(lèi)利用,以秸稈群為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)輥齒式碾壓揭皮輥,實(shí)現(xiàn)秸稈皮瓤有效分離。采用密度理論法(SIMP)設(shè)計(jì)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(yàn)指標(biāo),碾壓揭皮輥轉(zhuǎn)速、輥齒間隙、切段長(zhǎng)度為試驗(yàn)因素,進(jìn)行二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)。運(yùn)用Design-Expert進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析,建立評(píng)價(jià)指標(biāo)與試驗(yàn)因素之間的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)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(zhǎng)度為22mm時(shí),皮瓤分離率為85%。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果與分析結(jié)果基本一致。

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

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

      摘要 (2038) HTML (0) PDF 3.82 M (1861) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了揭示JP75卷盤(pán)式噴灌機(jī)切擊式水渦輪的水力性能及內(nèi)部流動(dòng)特征,采用電渦流制動(dòng)器阻力代替噴灌機(jī)負(fù)載,進(jìn)行水渦輪水力性能試驗(yàn),并基于SST k-ω模型對(duì)水渦輪內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)模擬正交試驗(yàn)對(duì)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(dòng)降低了噴嘴射流速度,造成水渦輪驅(qū)動(dòng)力矩下降;葉輪內(nèi)存在一個(gè)主過(guò)流葉片通道,噴嘴出流在葉輪內(nèi)主要由主過(guò)流通道流經(jīng)葉輪,主過(guò)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(duì)較高,對(duì)葉輪內(nèi)非主過(guò)流通道流動(dòng)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(duì)水渦輪水力性能有顯著影響,模擬正交試驗(yàn)獲得了噴嘴出口直徑24mm、葉片側(cè)向切削點(diǎn)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(gè)百分點(diǎn),最高可達(dá)52.21%。

    • 基于CAN總線的旋翼無(wú)人機(jī)噴灑模擬系統(tǒng)

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

      摘要 (2285) HTML (0) PDF 1.98 M (1425) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了一套高精度、高可控性的無(wú)人機(jī)噴灑模擬平臺(tái),并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。該系統(tǒng)機(jī)械部分采用直線導(dǎo)軌結(jié)合伺服電機(jī),最大承載質(zhì)量50kg,控制部分采用MFC設(shè)計(jì)上位機(jī)控制軟件,與主控板STM32通過(guò)串口進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)對(duì)水平和垂直2個(gè)方向上伺服電機(jī)的控制,同時(shí)采用CAN總線與噴灑控制器通訊和遠(yuǎn)程操控,可以實(shí)現(xiàn)噴灑流量控制以及旋翼風(fēng)速控制。為評(píng)價(jià)系統(tǒng)運(yùn)行精度,采用激光測(cè)距儀分別對(duì)系統(tǒng)在水平運(yùn)動(dòng)速度0.05、0.10、0.15、0.20m/s下和垂直運(yùn)動(dòng)速度0.01、0.02、0.03、0.04m/s下的控制距離進(jìn)行距離測(cè)量,結(jié)果顯示,垂直和水平方向上,控制參數(shù)與實(shí)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(dòng)測(cè)試儀對(duì)系統(tǒng)在0.05、0.10、0.15m/s運(yùn)行速度下進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)分析振動(dòng)數(shù)據(jù),在不同運(yùn)動(dòng)速度下系統(tǒng)振動(dòng)均不超過(guò)20m/s2,其中X向和Y向在運(yùn)行中存在較為穩(wěn)定的4~5m/s2的加速度,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。本系統(tǒng)可以有效降低噴灑試驗(yàn)載具成本,降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。

    • 植保無(wú)人機(jī)旋翼下洗氣流對(duì)噴幅的影響研究

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

      摘要 (2587) HTML (0) PDF 1.61 M (2239) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于XV-2植保無(wú)人機(jī),利用流體仿真,探究了該無(wú)人機(jī)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(yùn)動(dòng)方式,并進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。仿真分析說(shuō)明:旋翼下洗氣流從中心向外的流速差使流場(chǎng)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?yè)P(yáng)氣流使得噴幅范圍內(nèi)的霧滴沉積數(shù)出現(xiàn)2個(gè)峰值。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)飛行高度為6m時(shí),有效噴幅為10m;飛行高度8m時(shí),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(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。研究結(jié)果可為無(wú)人機(jī)噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)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 (2242) HTML (0) PDF 2.10 M (1544) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:雙吸離心泵具有流量大、揚(yáng)程高的特點(diǎn),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(dòng)靜干涉作用,兩者之間的匹配形式會(huì)對(duì)水泵的水力性能產(chǎn)生影響。將CFD數(shù)值模擬和已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合,通過(guò)研究不同比轉(zhuǎn)數(shù)的雙吸離心泵蝸殼面積比對(duì)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(shí),其最高效率點(diǎn)向大流量工況偏移,且揚(yáng)程和效率有下降的趨勢(shì),設(shè)計(jì)工況附近的平均效率降低;當(dāng)蝸殼面積比減小時(shí),其在一定范圍內(nèi)揚(yáng)程和效率均出現(xiàn)上升,最高效率點(diǎn)偏向于小流量工況,但是當(dāng)降低到一定程度時(shí),揚(yáng)程和效率均會(huì)出現(xiàn)急劇的下降,最終通過(guò)總結(jié)各個(gè)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 (2373) HTML (0) PDF 6.14 M (1401) 評(píng)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(dòng),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)降低水泵運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。基于SST k-ω 模型,對(duì)單葉片離心泵在典型工況下的非定常流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了其內(nèi)部流場(chǎng)和壓力脈動(dòng)特性。結(jié)果表明,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。對(duì)壓力脈動(dòng)特性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在不同流量工況下,泵內(nèi)流場(chǎng)均表現(xiàn)出明顯的周期性變化的壓力脈動(dòng)特性,蝸殼第一斷面壓力脈動(dòng)強(qiáng)度最低,第二斷面壓力脈動(dòng)強(qiáng)度最高。壓力脈動(dòng)的主頻均是葉片通過(guò)頻率,隨著流量的增加主頻幅值呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。進(jìn)一步對(duì)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(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性提供一定參考。

    • 水泵水輪機(jī)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 (2515) HTML (0) PDF 1.89 M (1859) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為研究水泵水輪機(jī)在水泵工況運(yùn)行時(shí)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(jī)模型為研究對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,探討了轉(zhuǎn)輪及活動(dòng)導(dǎo)葉中間流面的湍動(dòng)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(guò)程;隨著進(jìn)口總壓的降低,轉(zhuǎn)輪出口的湍動(dòng)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(kuò)展;由于動(dòng)靜干涉及蝸殼形狀的不對(duì)稱(chēng)性,轉(zhuǎn)輪徑向力變化的周期性和對(duì)稱(chēng)性逐步被破壞,揭示了低空化數(shù)下水泵水輪機(jī)在水泵工況運(yùn)行時(shí)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 (2415) HTML (0) PDF 1.91 M (1492) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)區(qū)域農(nóng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站規(guī)模化應(yīng)用中存在無(wú)效冗余、頻率干擾和基準(zhǔn)不統(tǒng)一問(wèn)題,提出基于云端管理構(gòu)架實(shí)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(gè)企業(yè)總計(jì)84個(gè)固定基準(zhǔn)站的備案數(shù)據(jù),計(jì)算任意2個(gè)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(jì)方法,分析基準(zhǔn)站無(wú)效冗余和同近頻干擾,開(kāi)展基準(zhǔn)站坐標(biāo)平差與精度驗(yàn)證,開(kāi)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(wú)效冗余、頻率干擾和頻率浪費(fèi)難以避免,所統(tǒng)計(jì)的84個(gè)基準(zhǔn)站占用了26.7MHz頻帶,使用了47個(gè)頻點(diǎn),其中30個(gè)基準(zhǔn)站使用單獨(dú)頻點(diǎn),站間距40km以?xún)?nèi)時(shí)多達(dá)18對(duì)基準(zhǔn)站頻率相同,29對(duì)基準(zhǔn)站頻率相近(ΔF≤25kHz)。石河子?xùn)|北18個(gè)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(guò)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(hào)接入的可靠性,3個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)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(jí)和厘米級(jí)。管理服務(wù)系統(tǒng)原型和手機(jī)端APP原型的初步測(cè)試表明,系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站備案、建站輔助、基準(zhǔn)站查詢(xún)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 (2673) HTML (0) PDF 1.36 M (1899) 評(píng)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(guò)程,因此精確反演葉面積指數(shù)對(duì)玉米長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)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(shí)測(cè)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(lèi)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(guò)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(zhǎng)勢(shì)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(dòng)識(shí)別

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

      摘要 (2696) HTML (0) PDF 5.10 M (2154) 評(píng)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(dòng)識(shí)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(lèi)決策樹(shù),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(duì)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(shí)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?yàn)檠芯繀^(qū),進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)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(dòng)識(shí)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(shí)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 (2016) HTML (0) PDF 1.95 M (1762) 評(píng)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)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(shí)氣溫的變化特征,并將其模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(guò)75%的模擬氣溫的絕對(duì)誤差在-1.5~2.5℃之間,說(shuō)明冠層氣溫的整體模擬精度較高。WOFOST-SHAW模型對(duì)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(shuō)明冠層日最低氣溫的模擬值與實(shí)測(cè)值吻合度較高。同時(shí)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(cè)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 (2681) HTML (0) PDF 2.31 M (1469) 評(píng)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(yíng)養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重,濁度作為衡量水體富營(yíng)養(yǎng)化的一項(xiàng)重要指標(biāo),是水質(zhì)評(píng)價(jià)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(zhǎng):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(shí)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(duì)上述模型進(jìn)行精度評(píng)價(jià),分析光譜歸一化處理和特征波段優(yōu)選對(duì)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(duì)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(shí)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(gè)分別減少為44個(gè)(OSR波段)和36個(gè)(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(shí)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(guó)玉米生產(chǎn)效率時(shí)空特征分析

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

      摘要 (2553) HTML (0) PDF 2.32 M (1470) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為指導(dǎo)我國(guó)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(guó)20個(gè)玉米主產(chǎn)省(區(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(shí)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(lài)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(zhǎng)顯著依賴(lài)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(yùn)用等)、經(jīng)營(yíng)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(yùn)用會(huì)導(dǎo)致玉米全要素生產(chǎn)率降低。③玉米生產(chǎn)各個(gè)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(kuò)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(duì)性提高區(qū)域適用技術(shù)的有效投入、改善經(jīng)營(yíng)規(guī)模,是提高各省(區(qū))玉米生產(chǎn)效率的關(guān)鍵,同時(shí),加強(qiáng)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(guó)玉米生產(chǎn)效率、提高競(jìng)爭(zhēng)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 (2015) HTML (0) PDF 2.06 M (2094) 評(píng)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(duì)象,從準(zhǔn)則層和指標(biāo)層對(duì)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(kāi)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%。總體來(lái)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(jī)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(shí)地調(diào)查分析結(jié)果相符,驗(yàn)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(bǔ)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(xiàng)目遴選布局方法與實(shí)證研究

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

      摘要 (1964) HTML (0) PDF 2.00 M (1470) 評(píng)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(diǎn)分析方法的“旱改水”建設(shè)項(xiàng)目遴選布局方法。結(jié)果表明,遂溪縣開(kāi)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(lèi)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)占用的可能性較小;“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(diǎn)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(xiàng)目布局的優(yōu)先選擇區(qū)域;結(jié)合研究區(qū)實(shí)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(xiàng)目提供了方法借鑒。

    • 激光攝影測(cè)樹(shù)儀設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2282) HTML (0) PDF 2.07 M (1571) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量胸徑、樹(shù)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(cè)量學(xué)、測(cè)樹(shù)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(jì)了激光攝影測(cè)樹(shù)儀。該儀器由CCD鏡頭、激光器、光源筆、 PDA和云臺(tái)組成,測(cè)量時(shí)獲取方位角、傾角及圖像等參數(shù),通過(guò)在Android Studio 2.2開(kāi)發(fā)平臺(tái)下利用Java語(yǔ)言進(jìn)行編譯的3個(gè)模塊化程序,實(shí)現(xiàn)胸徑、樹(shù)高和林分結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量功能。對(duì)21株立木進(jìn)行胸徑、樹(shù)高測(cè)量,對(duì)1塊樣地內(nèi)15株中心樹(shù)進(jìn)行林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量試驗(yàn),并與傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:胸徑測(cè)量相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值為2.55%,樹(shù)高測(cè)量相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值為2.82%,角尺度與大小比數(shù)測(cè)量相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值分別為2.50%和2.86%,混交度測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量法測(cè)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(duì)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 (2677) HTML (0) PDF 1.51 M (1594) 評(píng)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(duì)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(yàn)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(gè)處理,測(cè)定春小麥灌漿期的光響應(yīng)曲線,通過(guò)對(duì)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(duì)春小麥光合特性的影響并對(duì)光響應(yīng)模型的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,水分虧缺會(huì)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(bǔ)償點(diǎn)(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(shí)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(shí)測(cè)值最為相符,尤其在高光強(qiáng)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(dòng)力學(xué)模型擬合效果較差,在高光強(qiáng)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(lái)看,對(duì)于4個(gè)處理擬合效果優(yōu)劣排序?yàn)槿~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(dòng)力學(xué)模型。

    • 加氣灌溉對(duì)溫室葡萄生長(zhǎng)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 (2408) HTML (0) PDF 1.35 M (1631) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為探討地下穴貯滴灌條件下根際注氣對(duì)“紅地球”葡萄幼苗生長(zhǎng)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(yàn)材料,通過(guò)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(duì)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(zhǎng),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(duì)植株葉片瞬時(shí)水分利用效率具有負(fù)面影響。通過(guò)氮同位素示蹤標(biāo)記表明,地下穴貯滴灌條件下無(wú)論是否注氣,葡萄新生部位對(duì)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(duì)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(zhǎng),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(duì)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(lái)源。

    • 噴灌定額和灌水頻次對(duì)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 (2532) HTML (0) PDF 1.89 M (1448) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了解圓形噴灌機(jī)不同灌溉定額和灌水頻次對(duì)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(yàn),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(shí)進(jìn)行灌水。每個(gè)生育時(shí)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(shí)間間隔為9d。試驗(yàn)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(duì)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(shì),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(duì)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(jī)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(duì)小白菜吸收鉻(Cr)的影響及預(yù)測(cè)模型研究

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

      摘要 (2109) HTML (0) PDF 1.48 M (1526) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采集我國(guó)15個(gè)省份理化性質(zhì)差異很大的耕作土壤,利用溫室試驗(yàn),以小白菜為研究對(duì)象,通過(guò)外源添加鉻(Cr),研究Cr從土壤向植物的運(yùn)移,探索影響Cr生物有效性的主要土壤因素,并建立預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明,土壤總Cr含量、pH值和有機(jī)碳(OC)含量對(duì)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(jī)碳(OC)含量納入逐步多元線性回歸(SMLR)后評(píng)價(jià)Cr生物有效性時(shí),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(gè)處理的數(shù)據(jù)(n=45)得到Freundlich預(yù)測(cè)方程(R2=0.927,RMSE為0.12),較單獨(dú)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(píng)估Cr在土壤中生物有效性,試驗(yàn)結(jié)果可用于預(yù)測(cè)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(píng)價(jià)

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

      摘要 (2470) HTML (0) PDF 1.41 M (1523) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)在很大程度上存在著模糊性和隨機(jī)性,為有效解決評(píng)價(jià)中定性概念與評(píng)價(jià)指標(biāo)按隸屬函數(shù)定量描述這一不確定轉(zhuǎn)換問(wèn)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(píng)價(jià)方法。以吉林省大安市為研究對(duì)象,選取耕作層中有機(jī)質(zhì)等7個(gè)土壤養(yǎng)分元素的含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo),利用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重,計(jì)算得到評(píng)價(jià)對(duì)象的土壤養(yǎng)分模糊云綜合指數(shù)(Cloud fuzzy comprehensive index,CFCI),并對(duì)CFCI進(jìn)行COK插值,形成土壤養(yǎng)分CFCI等級(jí)分布圖。結(jié)果表明:從評(píng)價(jià)結(jié)果的數(shù)據(jù)特征來(lái)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(píng)價(jià)結(jié)果的空間分布格局來(lái)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(shì),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(diǎn)。

    • 我國(guó)規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞便重金屬污染特征與農(nóng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

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

      摘要 (3023) HTML (0) PDF 1.16 M (2078) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:系統(tǒng)收集了我國(guó)21省市規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)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(shí)對(duì)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(guó)規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)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(guò)國(guó)家土壤質(zhì)量二級(jí)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(guò)國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。建議在生豬養(yǎng)殖及其糞便農(nóng)用過(guò)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 (2424) HTML (0) PDF 1.23 M (1561) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在無(wú)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(zhǎng)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(shí)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(cè)量測(cè)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(lèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,箱線圖檢測(cè)異常數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確,其檢測(cè)率比狄克遜準(zhǔn)則高近19.2%,對(duì)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(gè)數(shù)量級(jí),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(shí)還能有效地降低決策風(fēng)險(xiǎn)。

    • 機(jī)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 (2172) HTML (0) PDF 3.22 M (1314) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以夏季機(jī)械通風(fēng)式籠養(yǎng)蛋雞舍內(nèi)外顆粒物為研究對(duì)象,采用風(fēng)機(jī)將雞舍內(nèi)顆粒物排放到舍外,監(jiān)測(cè)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(duì)人體危害最大的細(xì)顆粒物為主,且雞舍外顆粒物主要來(lái)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(duì)周?chē)用竦慕】翟斐捎绊憽Mㄟ^(guò)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(dòng)和喂料機(jī)工作均會(huì)擾動(dòng)舍內(nèi)沉積的顆粒物,并驚動(dòng)蛋雞,致使蛋雞活動(dòng)性增強(qiáng),引起舍內(nèi)、外顆粒物濃度升高。同時(shí),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(shì)。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(chǎng)顆粒物對(duì)周?chē)h(huán)境的危害。

    • 春茶采摘末期遮蔭對(duì)其生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

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

      摘要 (2227) HTML (0) PDF 983.16 K (1532) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為延長(zhǎng)春茶采摘期,提高其產(chǎn)量,進(jìn)行了遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭栽培試驗(yàn)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(gè)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(wú)遮蔭的對(duì)照處理(CK);試驗(yàn)全程分為前、中、后期。試驗(yàn)研究以上各處理遮陽(yáng)網(wǎng)內(nèi)外溫、濕度環(huán)境的差異,茶樹(shù)新稍、葉片生長(zhǎng)狀況和茶芽葉品質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明:遮蔭后,茶樹(shù)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(duì)濕度均增大,遮光率越高增幅越大,最大增幅為9.01%;新稍長(zhǎng)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(duì)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(yàn)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(yáng)網(wǎng)進(jìn)行遮蔭栽培,對(duì)于保持春茶品質(zhì)、延長(zhǎng)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 (2241) HTML (0) PDF 1.64 M (1468) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用熱重紅外聯(lián)用儀(TG-FTIR)對(duì)雷尼鎳催化的乙醇木質(zhì)素(EOL)熱解過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,考察雷尼鎳催化劑對(duì)木質(zhì)素?zé)峤膺^(guò)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(jī)理。實(shí)驗(yàn)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(lèi)、烷烴類(lèi)和CO2產(chǎn)物釋放量明顯增加;EOL最大失重速率對(duì)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(dòng)力學(xué)研究

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

      摘要 (2138) HTML (0) PDF 2.31 M (2009) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為研究厭氧發(fā)酵過(guò)程對(duì)秸稈類(lèi)生物質(zhì)熱解特性及動(dòng)力學(xué)的影響,以玉米秸稈及其厭氧發(fā)酵沼渣為研究對(duì)象,分析了二者熱解特性,分別采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Starink法對(duì)熱解活化能分布進(jìn)行研究,并結(jié)合Malek法對(duì)其主要熱解階段的最概然機(jī)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(guò)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(duì)含量分別降低了39.94%與30.96%,木質(zhì)素相對(duì)含量增加了109.14%。熱重試驗(yàn)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(duì)二者熱解動(dòng)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(jī)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(shí)可由反應(yīng)級(jí)數(shù)n=2機(jī)理模型進(jìn)行描述;當(dāng)轉(zhuǎn)化率大于0.6時(shí),玉米秸稈更符合圓柱形對(duì)稱(chēng)三維擴(kuò)散機(jī)理(D4),發(fā)酵沼渣更符合球形對(duì)稱(chēng)三維擴(kuò)散機(jī)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(yú)無(wú)水低溫保活的血糖傳感信號(hào)監(jiān)測(cè)方法

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

      摘要 (2218) HTML (0) PDF 2.21 M (1689) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)水產(chǎn)品無(wú)水低溫保活運(yùn)輸監(jiān)測(cè)需求,設(shè)計(jì)了可植入式血糖傳感器及信號(hào)處理電路,以實(shí)時(shí)獲取血糖傳感信號(hào),信號(hào)經(jīng)過(guò)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(shí)序預(yù)測(cè)模型;以鱘魚(yú)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)所提出的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的可植入式血糖傳感器能在鱘魚(yú)體內(nèi)對(duì)血糖信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定的采集,傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)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(diǎn)漂移量為722.83mV;所構(gòu)建的血糖信號(hào)自回歸移動(dòng)平均模型(ARIMR)預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間的平均絕對(duì)誤差為-0.014mmol/L,平均相對(duì)誤差為-0.117%,預(yù)測(cè)精度和平滑度較其他模型具有優(yōu)勢(shì)。該信號(hào)監(jiān)測(cè)方法對(duì)于提高水產(chǎn)品無(wú)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化具有重要參考價(jià)值。

    • 基于HPLC-ECD法與聚類(lèi)分析的中國(guó)白酒品質(zhì)鑒別

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

      摘要 (2158) HTML (0) PDF 1.94 M (1549) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:白酒中的活性物質(zhì)影響人的味覺(jué),是感官品評(píng)的重要指標(biāo)之一,庫(kù)侖陣列高效液相色譜法能夠檢測(cè)白酒中電化學(xué)活性物質(zhì)。建立了我國(guó)白酒的HPLC-ECD檢測(cè)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(gè)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(wú)需前處理,檢測(cè)到的物質(zhì)無(wú)需定性、定量分析,簡(jiǎn)便快捷、成本低。使用該方法對(duì)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(cè)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(shí),運(yùn)用聚類(lèi)分析對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理,能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確區(qū)分固態(tài)法白酒與酒精勾兌白酒。運(yùn)用該方法進(jìn)一步分析不同勾兌比例的固液法白酒,聚類(lèi)結(jié)果與實(shí)際相符,白酒樣品被準(zhǔn)確分為4類(lèi):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(lèi)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 (1931) HTML (0) PDF 1.44 M (1454) 評(píng)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(duì)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(duì)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(kuò)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(yàn)該方法的有效性及實(shí)用性,將其應(yīng)用于4種白酒的鑒別中。對(duì)4種白酒電子鼻數(shù)據(jù)按測(cè)試時(shí)間順序生成訓(xùn)練集和測(cè)試集,線性的Fisher判別分析結(jié)果表明,訓(xùn)練集、測(cè)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(cè)能力。同時(shí),為了進(jìn)一步檢驗(yàn)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(cè)試集鑒別正確率也達(dá)到了97.5%。這不僅說(shuō)明了4種白酒的鑒別屬較復(fù)雜的非線性分類(lèi)問(wèn)題,還充分說(shuō)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 (2427) HTML (0) PDF 1.99 M (1453) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)稻谷熱風(fēng)干燥過(guò)程中出現(xiàn)爆腰,而其機(jī)理又尚未明確的問(wèn)題,以圖像法構(gòu)建稻谷籽粒三維適體網(wǎng)格,TPS法測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù),逆推法計(jì)算水分有效擴(kuò)散系數(shù),利用COMSOL Multiphysics軟件模擬計(jì)算熱風(fēng)干燥過(guò)程中稻谷籽粒內(nèi)部的溫度和水分分布,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)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(guò)程中稻谷籽粒干基含水率模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)軸)大,且水分梯度維持時(shí)間遠(yuǎn)大于溫度梯度;沿籽粒徑向由外表面至中心1/3長(zhǎng)度內(nèi)的水分梯度較徑向其它部分的水分梯度大,與實(shí)驗(yàn)觀察的爆腰由籽粒表面向內(nèi)擴(kuò)展相吻合。研究結(jié)果為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)籽粒內(nèi)部的干燥應(yīng)力,揭示稻谷爆腰機(jī)理提供了基礎(chǔ)。

    • 基于機(jī)器視覺(jué)定位的家禽屠宰凈膛系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2574) HTML (0) PDF 2.30 M (1780) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)國(guó)內(nèi)家禽屠宰凈膛作業(yè)中存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、作業(yè)環(huán)境差等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種基于機(jī)器視覺(jué)定位的家禽屠宰凈膛機(jī)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(jī)械手本體、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成。通過(guò)視覺(jué)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(qiáng)對(duì)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(guò)閉運(yùn)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(jì)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(duì)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(jī)械手完成凈膛工作。試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)對(duì)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(jī)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(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2569) HTML (0) PDF 2.29 M (1814) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)目前國(guó)內(nèi)人工包裝生鮮食品勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種負(fù)壓式生鮮食品包裝機(jī)。該包裝機(jī)由橫封裝置、切斷機(jī)構(gòu)、送膜機(jī)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(guò)FLUENT對(duì)后吸風(fēng)盒流場(chǎng)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(guò)試驗(yàn)確定后吸風(fēng)盒吸風(fēng)口靜壓為32Pa。張膜輸送帶通過(guò)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(jī)試驗(yàn)表明:包裝機(jī)對(duì)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(jī)達(dá)到了生鮮食品包裝作業(yè)要求。

    • 雞蛋自動(dòng)上料裝置機(jī)構(gòu)分析與試驗(yàn)

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

      摘要 (2433) HTML (0) PDF 1.26 M (1489) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了優(yōu)化雞蛋加工生產(chǎn)線吸盤(pán)自動(dòng)上料裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù),并確定樣機(jī)安裝中關(guān)鍵零部件同步位置,對(duì)該裝置的核心部分——吸盤(pán)擺臂組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)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(pán)擺臂組合機(jī)構(gòu)自由度為1、曲柄整周轉(zhuǎn)動(dòng)、搖桿往復(fù)擺動(dòng)60°、擺臂往復(fù)擺動(dòng)180°;同步帶角度補(bǔ)償可以保證在擺臂180°擺動(dòng)中,吸盤(pán)組件始終處于水平狀態(tài),保證雞蛋水平搬運(yùn);擺臂末端運(yùn)動(dòng)參數(shù)(位移、速度、加速度)變化曲線顯示,當(dāng)搖桿擺動(dòng)到2個(gè)極位146°和206°附近時(shí),擺臂存在一段水平速度為零的垂直上下運(yùn)動(dòng),分別對(duì)應(yīng)曲柄84°~108°和252°~312°,以確保吸蛋和放蛋時(shí)吸盤(pán)垂直運(yùn)動(dòng);為了保證該裝置同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),樣機(jī)安裝時(shí)必須使曲柄在96°時(shí),搖桿處在146°、擺臂處在174°位置。樣機(jī)試驗(yàn)表明:理論分析和仿真結(jié)果與樣機(jī)實(shí)測(cè)值一致性較好。

    • >車(chē)輛與動(dòng)力工程
    • 四驅(qū)汽車(chē)電控分動(dòng)器性能預(yù)測(cè)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2380) HTML (0) PDF 2.32 M (1827) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了探討四驅(qū)汽車(chē)電控分動(dòng)器的傳動(dòng)性能,以帶多片式離合器式的電控分動(dòng)器為研究對(duì)象,提出一種基于遺傳PID控制的電控分動(dòng)器性能預(yù)測(cè)方法。首先通過(guò)分析分動(dòng)器各部件功耗損失,構(gòu)建電控分動(dòng)器傳動(dòng)特性預(yù)測(cè)模型;其次探討離合器摩擦副數(shù)、摩擦片內(nèi)外徑、潤(rùn)滑油粘度等參數(shù)對(duì)其性能傳遞的影響規(guī)律;最后在電控分動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)展了分動(dòng)器性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,所提性能預(yù)測(cè)方法能較好地預(yù)測(cè)行駛過(guò)程中電控分動(dòng)器傳動(dòng)特性,為后期控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

    • Urea-SCR系統(tǒng)尿素噴射數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)預(yù)測(cè)控制研究

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

      摘要 (2309) HTML (0) PDF 2.30 M (1506) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了同時(shí)實(shí)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(dòng)預(yù)測(cè)控制技術(shù)設(shè)計(jì)了一款urea-SCR系統(tǒng)尿素噴射控制器。數(shù)據(jù)來(lái)自某型號(hào)柴油機(jī)臺(tái)架ETC瞬態(tài)循環(huán)測(cè)試試驗(yàn),控制器直接由四輸入及兩輸出(預(yù)測(cè)輸出和約束輸出)耦合激勵(lì)再分離得出。基于系統(tǒng)的實(shí)際物理特性,在控制問(wèn)題描述中明確考慮了輸入輸出量的時(shí)域約束。考慮到相對(duì)參考無(wú)偏的控制需求,預(yù)測(cè)方程采用增量型。臺(tái)架測(cè)試表明,激勵(lì)工況下,控制器能夠滿足優(yōu)化問(wèn)題提出的排放控制目標(biāo);非激勵(lì)瞬態(tài)工況下,對(duì)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 (1966) HTML (0) PDF 1.24 M (1285) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以無(wú)水乙醇為燃料,運(yùn)用荷電霧化技術(shù),實(shí)驗(yàn)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)。火焰溫度、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(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)小尺度條件下液體乙醇的良好噴霧、蒸發(fā)與燃燒。

    • >機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
    • 直線驅(qū)動(dòng)型并聯(lián)機(jī)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 (2203) HTML (0) PDF 4.24 M (1490) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)型相比,直線驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)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(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,根據(jù)并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,提出了一種極坐標(biāo)變步長(zhǎng)迭代搜索法求解并聯(lián)機(jī)器人工作空間,分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)工作空間的形狀、尺寸、對(duì)稱(chēng)性的影響趨勢(shì)。提出一種綜合機(jī)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(duì)不同工況下機(jī)器人尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到基于機(jī)器人操作性能和工作空間利用率的最優(yōu)參數(shù),對(duì)不同權(quán)重下優(yōu)化得到的參數(shù)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了目標(biāo)函數(shù)的正確性和有效性。通過(guò)激光跟蹤儀測(cè)出的實(shí)際工作空間與理論工作空間模型進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)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(jì)與試驗(yàn)

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

      摘要 (2182) HTML (0) PDF 2.98 M (1610) 評(píng)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(jī)器人機(jī)構(gòu),能夠提高機(jī)器人與人交互作用時(shí)的安全性。本文設(shè)計(jì)了一種采用彈簧片的機(jī)械式仿生變剛度關(guān)節(jié),利用差動(dòng)輪系實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)位置與剛度的獨(dú)立控制。基于彈簧片大撓度變形,在關(guān)節(jié)中采用的2種彈簧片末端施力結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)偏轉(zhuǎn)時(shí)的剛度變化有較大影響。對(duì)變剛度關(guān)節(jié)樣機(jī)的剛度性能進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)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(jī)器人機(jī)構(gòu)方位特征集自動(dòng)生成算法

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

      摘要 (2069) HTML (0) PDF 1.14 M (1475) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法效率過(guò)低且難以得到完備結(jié)果的現(xiàn)狀,將機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)理論與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,提出了機(jī)器人機(jī)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(dòng)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(jī)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(yùn)算規(guī)則,進(jìn)而提出方位特征集的自動(dòng)生成算法和流程。最后,結(jié)合具體實(shí)例驗(yàn)證了上述數(shù)字建模方法和方位特征集自動(dòng)生成算法的有效性。

    • 面向定制產(chǎn)品進(jìn)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)種群產(chǎn)生策略

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

      摘要 (2046) HTML (0) PDF 1.70 M (1439) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了提高個(gè)性化定制產(chǎn)品進(jìn)化效率,提出了一種在相似實(shí)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(shì)種群產(chǎn)生策略。闡述了個(gè)性化定制產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)種群的特征,認(rèn)為精英個(gè)體應(yīng)同時(shí)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?xún)纱筇卣鳌T诋a(chǎn)品基因建模的基礎(chǔ)上,采用夾角余弦作為聚類(lèi)統(tǒng)計(jì)量,提取具有相似定制基因組的歷史實(shí)例作為優(yōu)勢(shì)種群的初始解;基于加權(quán)的閔科夫斯基距離,對(duì)初始解成員進(jìn)行等距采樣,形成差異化精英個(gè)體候選隊(duì)列,以實(shí)現(xiàn)種群的均勻布種;采用杰卡德距離度量候選個(gè)體承載的基因組與當(dāng)前初始基因庫(kù)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(píng)價(jià)函數(shù),基于評(píng)價(jià)反饋對(duì)優(yōu)勢(shì)度低的初始種群進(jìn)行改進(jìn)。以橋式起重機(jī)為例,對(duì)提出的策略進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該策略能同時(shí)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(gè)性化定制產(chǎn)品的進(jìn)化設(shè)計(jì)。

    • 永磁變剛度機(jī)構(gòu)柔性機(jī)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 (2208) HTML (0) PDF 1.81 M (1631) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種柔性機(jī)器人用永磁變剛度機(jī)構(gòu)。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩有限,在不用增加繩索拉力的情況下,通過(guò)該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了柔性機(jī)器人關(guān)節(jié)更強(qiáng)的變剛度能力。該永磁變剛度機(jī)構(gòu)主要由磁彈簧單元和滑輪繩索單元構(gòu)成。通過(guò)虛位移法建立了彈簧磁力和繩索拉力解析模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)永磁體間磁力和繩索上的拉力進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果和模型計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jī)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 (2243) HTML (0) PDF 1.52 M (1301) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為滿足農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的供電需求,提出了一種腔式壓電氣流發(fā)電機(jī),并從理論和試驗(yàn)兩方面進(jìn)行了研究,獲得了激勵(lì)參數(shù)(激勵(lì)距離、氣流壓力)及結(jié)構(gòu)參數(shù)(主副腔長(zhǎng)度及直徑)對(duì)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(shí),存在最佳距離d*f、最佳主腔長(zhǎng)度l*c及最佳腔蓋孔徑d*r,使發(fā)電機(jī)輸出電壓最大,且d*f、l*c、d*r及其所對(duì)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(shí)存在最佳副腔長(zhǎng)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(duì)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(shí),輸出電壓隨副腔長(zhǎng)度減小而增加,無(wú)副腔時(shí)輸出電壓最大。故實(shí)際測(cè)試中可根據(jù)氣流壓力確定腔體尺度。試驗(yàn)測(cè)得發(fā)電機(jī)最大功率為2.61mW。

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