2010, 41(2):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以集成优化方法为基础,建立汽油机进气系统优化流程,结合发动机循环模拟工具Boost进行计算,并通过试验对模型进行了验证。以标定转速下的进气系统几何参数(进气管长度、直径、谐振腔容积)、点火提前角与循环喷油量为设计变量,应用DOE试验方法,对发动机性能进行多目标优化计算,归纳了进气系统关键参数对整机性能的影响及各变量参数对发动机性能的影响规律,总结了进气管长度对发动机速度特性的影响,为进气系统优化设计提供了一种高效快捷的方法。
2010, 41(2):6-9,16. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:将铜基催化剂CNZ—1和分子筛HZSM—5按一定比例,采用机械混合法制成二甲醚水蒸气重整催化剂,分别考察了水和二甲醚流量、反应温度、催化剂用量等对二甲醚水蒸气重整制氢的影响。结果表明:常压条件下,随着二甲醚流量增大,氢气的产量先变大再变小;在250~500℃的温度范围内,随着反应温度的升高,氢气的产率增大,二甲醚转化率最高可接近100%;CO体积分数随着反应温度的升高而减小;试验条件下,加大催化剂用量对氢气的产率影响不大,但可大幅度提高二甲醚的转化率。
2010, 41(2):10-16. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:采用高速摄影技术研究比较了不同背压下斯特林发动机的喷雾过程,并分析了燃油流量、燃烧室背压以及喷嘴参数对斯特林发动机喷雾特性的影响。结果表明,燃烧室背压对喷雾过程具有明显的影响;随着流量的增大,贯穿距离和喷雾锥角都增大,但流量达到一定程度后,喷雾锥角的增加趋势减缓;随着燃烧室背压加大,喷雾的贯穿距离增大,喷雾锥角减小,背压对喷雾具有压缩作用,当背压增大到一定程度后,它对喷雾锥角的影响程度降低;相同流量工况下,随喷嘴流道通径的减小,喷雾的贯穿距离增大,喷雾锥角减小。
2010, 41(2):17-20. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:测量了不同转速和负荷下V型6缸增压柴油机6个气缸内的瞬态压力和瞬时转速波动,分析了瞬时转速波动和各缸燃烧不均匀性的相关性。试验表明:多缸柴油机相邻的两缸压力峰值对应的曲轴转角之间总会出现一个转速波动峰值,并且某一缸燃气对活塞作功越大,随后出现的转速波动峰值越大,反之,转速波动峰值越小;当平均转速一定时,负荷越大,转速波动率也越大;负荷相同时,转速波动率的大小与转速没有单调变化关系。
2010, 41(2):21-24. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:进行单缸单体泵的油泵台架试验,获得了不同转速下油泵入口端的低压供油压力和高压油管内的高压压力。分析了循环变动时低压和高压对应的压力曲线特点。研究表明:单体泵控制阀打开过程中,供油柱塞下行吸油使得低压油路内压力降低,同时高压油腔内燃油回流到低压油路时形成压力波,这两个因素导致高转速时低压油路的供油压力在部分循环内出现负压,产生单体泵循环变动。试验证明,提高输油压力和增大低压油路的流通面积能够降低单体泵循环变动。
2010, 41(2):25-28. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:停缸技术可明显改善车用发动机的燃油经济性,但对其动力输出产生影响。通过建立发动机曲柄连杆多体模型,基于示功图和经验公式,分析了模型边界计算方法,仿真了发动机多种停缸模式的转速波动特性。结果表明,停缸工作模式的转速波动主要受发火间隔角的影响,减小工作缸负荷可降低转速波动。
2010, 41(2):29-34,28. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:基于联合仿真技术,运用Matlab软件对不同悬置元件的试验数据进行拟合,建立非线性悬置仿真模型;通过信息交换接口进行数据传递,在ADAMS软件环境中对汽车动力总成悬置系统隔振特性进行研究,对比分析不同悬置系统的隔振性能,为悬置系统的优化分析、匹配选型提供参考。研究结果表明,基于非线性悬置模型的动力总成悬置系统振动特性更接近于实际情况。
汲文峰 , 贾洪雷 , 佟金 , 谭宏杰 , 刘昭辰 , 马成林
2010, 41(2):35-41. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在实验室土槽中对旋耕—碎茬通用刀片单刀扭矩进行了试验,确定了在旋耕作业和碎茬作业时,耕深、刀辊转速、机组作业速度对功率消耗的影响,建立了这两种作业状态下扭矩与工作参数关系的回归方程。土槽试验结果表明,转速对功率消耗影响显著,耕深影响次之,作业速度对功率消耗影响较小。将通用刀片安装到仿生智能耕整机上进行田间旋耕和碎茬试验,田间测试结果表明,耕深稳定性达93%,平均碎茬率、根茬覆盖率、碎土率分别为81.8%、87.2%、87.9%,均满足两种作业的农艺要求。
2010, 41(2):42-46,41. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对我国草原长期过载放牧,造成土壤板结严重,导致草原退化的问题,设计了9ST—460型草地振动式间隔松土机。该机采用间隔配置的梯形框架式松土部件,利用曲轴连杆机构产生的向上激振力,对通过松土部件的土壤进行强制振动疏松,实现了在不破坏草原植被的条件下,对高坚实度草原土壤的松土作业。田间试验表明:机具在前进速度1m/s、振动频率10.0Hz情况下,作业稳定,松土效果明显。经检测,松土平均深度20.01cm, 松土比43.4%,植被破坏率1.6%,生产率0.85hm2/h,达到了技术要求。作业后土壤容积密度和坚实度平均降低了30.0%和48.8%,可以获得适合牧草生长的虚实并存的耕作层,提高了土壤的蓄水保墒能力,天然草地和人工草地牧草产量分别增产73.99%和68.65%。
2010, 41(2):47-51,67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:目前保护性耕作技术类型繁多且我国地区差异较大,大面积推广存在很大困难,以免耕为例构建了该项保护性耕作技术适宜性区划的指标体系,并选取内蒙古武川县为实证研究区域,在利用GIS技术的基础上采取AHP加权法、聚类分析法等对其进行了免耕技术的适宜性区划,得到了较为合理的区划结果。为其他类型的保护性耕作技术适宜性区划研究提供了借鉴和参考。
2010, 41(2):47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:目前保护性耕作技术类型繁多且我国地区差异较大,大面积推广存在很大困难,以免耕为例构建了该项保护性耕作技术适宜性区划的指标体系,并选取内蒙古武川县为实证研究区域,在利用GIS技术的基础上采取AHP加权法、聚类分析法等对其进行了免耕技术的适宜性区划,得到了较为合理的区划结果。为其他类型的保护性耕作技术适宜性区划研究提供了借鉴和参考。
2010, 41(2):52-57,98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:研究了华北平原小麦、玉米一年两熟区固定道保护性耕作对机具田间牵引阻力的影响,对比分析了固定道与非固定道处理下机具田间作业的滚动阻力、开沟器牵引阻力和总牵引阻力。与非固定道保护性耕作时深松、小麦和玉米播种作业相比,固定道保护性耕作下机组总牵引阻力分别降低14.6%、13.3%和13.3%;滚动阻力分别降低26.9%、21.9%和19.7%,平均降低22.9%;机具牵引阻力分别降低7.5%、7.2%和12.4%,平均降低8.8%。固定道处理的开沟器牵引阻力平均比非固定道处理降低22.0%。与非固定道相比,固定道总牵引油耗在3种作业时分别降低17.6%、12.4%和9.1%。试验结果表明,固定道保护性耕作显著降低机具田间牵引阻力,减少了机具田间作业油耗。
2010, 41(2):58-61. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:运用改进后的大气采样器对棚室内距地面1.5m高水平面上不同位置采样,将采样后得到的药雾质量浓度采用三次样条函数插值法建立药雾质量浓度分布曲面。对分布曲面分析表明:沿棚室长度方向上,喷头前方10~12m区间中药雾质量浓度最大,烟雾机作业的有效区域为喷头后方10m、前方32m,共42m;宽度方向上,药雾质量浓度中间低,两侧高。
2010, 41(2):62-67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:基于CFD技术建立了Hardi LB—255型果园风送式喷雾机雾滴沉积分布模型。根据实测的喷雾机相关参数,确定了二维流场的边界条件及模型参数,得到了约束条件下的雾滴沉积轨迹及不同层面上的沉积比率。设计了与模拟条件相同的验证试验,对模拟结果进行了验证分析。研究表明,在距风扇中心小于240cm的区域内,所建模型模拟结果能较准确描述雾滴沉积规律。
2010, 41(2):68-72. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:超级稻育秧精密播种器中的精密播种部件采用气吸滚筒和振动种盘的组合方式来控制精确吸种,种盘供种区域内种子的“沸腾”状态和蠕动状态均与振动参数密切相关。本文结合供种区域不同的种层厚度以及气动振动器的不同安装位置测试了滚筒的吸种效果,并探讨了超级稻育秧精密播种器中种盘振动特性对滚筒吸种效果的影响。试验结果表明, 激振源安装在种盘后方对播种精度最为有利,种层厚度为0.7cm、振动频率为98Hz时吸种效果最佳,其合格率达93.118%。
2010, 41(2):73-77. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:驱动链式、驱动圆盘式和带状旋耕式3种小麦免耕播种机防堵装置具有不同性能和适应性。通过田间性能对比试验,分析了装有不同防堵装置的小麦免耕播种机通过性、土壤扰动量、单位油耗、返青期小麦苗情和产量。试验结果表明:3种防堵装置在不同秸秆覆盖量的免耕地均能满足通过性要求,但在100%秸秆覆盖量情况下,带状旋耕式防堵装置通过性最好,驱动链式和驱动圆盘式防堵装置存在轻微堵塞;在土壤扰动量、单位油耗、小麦返青期苗情以及产量上,驱动链式防堵装置效果要优于驱动圆盘式防堵装置和带状旋耕式防堵装置。
2010, 41(2):78-81,121. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对机械式多功能精密排种器传动轴不在排种轮中心的问题,采用新的推种轮齿形曲线,使推种轮位置降低,传动轴在排种轮中心。研究确定了不同种子对应排种轮孔径和数量的关系,测定了排种器的排种量、种子破损率和可靠性,设计了中心传动强推式精密排种器。
2010, 41(2):82-86. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:基于Pro/E软件,将锯齿双圆盘切割器、强制输送喂入装置和刀盘式揉搓切碎器有机地组合,建立了4QR型青贮揉搓饲料收获机的虚拟装配模型,并根据实际装配尺寸研制出试验样机。在室内台架试验的基础上,分析了刀盘式揉搓切碎器的结构参数及运动参数对切碎性能的影响,确定了合理的工作参数。经性能测试与生产试验证明,4QR型青贮饲料收获机符合设计要求,切碎青贮饲料质量好,生产效率高。
张斌 , 阴秀丽 , 吴创之 , 邱泽晶 , 马隆龙 , 武书彬
2010, 41(2):87-92. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以典型的稀酸水解工艺中产生的残渣为原料,通过高温管式炉以慢速升温方式制备了木粉酸水解残渣(AHR)热解半焦。通过工业分析对比分析了AHR与其热解半焦组成的变化。利用XRD和SEM分析方法对半焦样品的晶相结构及表面形貌进行了表征,通过不同热解终温下半焦样的结构形貌变化解释其反应性的差异。在热重分析仪上通过分析半焦在CO2气氛下的失重,表征AHR热解半焦CO2气化反应性。工业分析结果表明随着热解终温的升高,半焦的炭化程度升高。XRD结果分析显示:随着热解终温的升高,AHR热解半焦的类晶相结构的有序化程度增高;SEM结果表明:木粉的纤维结构经酸水解后发生了变化,AHR热解半焦形态与木粉半焦有着明显区别;随着热解终温的升高,半焦样的解构程度增加。对气化反应活性的研究表明:随着热解终温的升高,半焦样的反应活性降低。
2010, 41(2):93-98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以我国22个省市的120份畜禽粪便为原料的有机肥产品样品为研究对象,利用近红外漫反射光谱法与支持向量机相结合建立了有机肥产品中总养分含量的快速测定模型,并与偏最小二乘法所建模型作了比较。利用偏最小二乘回归法所建立的基于原始样品和干燥粉碎样品的总养分含量近红外模型验证决定系数Rv2、预测标准差SEP和验证相对分析误差RPD分别为0.96、7.95g/kg、2.47和0.93、8.02g/kg、3.58。利用支持向量机回归法所建立的干燥粉碎样品中总养分含量的近红外模型验证决定系数Rv2、预测标准差SEP和验证相对分析误差RPD分别为0.93、7.38g/kg和3.88。结果表明,近红外漫反射光谱法可以快速测定畜禽粪便为原料的有机肥产品中总养分含量,与偏最小二乘法相比,支持向量机所建模型具有更高的预测精度。
2010, 41(2):99-103. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:运用生命周期评价方法对一种以废煎炸油为原料制取的生物柴油生命周期能耗和排放进行了分析,并将其全生命周期各项指标与传统柴油路线进行了对比,结果显示其化石能源消耗比柴油减少了65.7%,石油消耗较柴油全生命周期减少91.8%,常规排放也都明显降低,温室气体排放中CO2 排放下降88.1%,总的温室气体排放按全球变暖潜值折算后下降86.6%。表明废煎炸油制生物柴油是符合循环经济的环境友好型代用燃料。
2010, 41(2):104-107,112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在分析风力机制动数学模型的基础上,设计了柔性制动系统,搭建了半物理混合仿真实验台,并在实验台上进行了风力机柔性制动模拟仿真实验。实验结果表明,风力机正常停机时,柔性制动系统通过改变PLC的PWM输出控制高速开关阀通断时间,从而调节制动力,完成柔性制动过程,可以使叶轮转速下降平缓,风力机齿轮箱扭矩波动减小。
2010, 41(2):108-112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:研究了不同辐能流短波紫外线照射处理对采后香菇在4℃贮藏期间主要生理及品质指标的影响。结果表明:经2.0kJ/m2或4.0kJ/m2的短波紫外线处理后,可以显著抑制香菇硬度和丙二醛(MDA)含量的上升,延缓还原性糖与维生素C的下降并使维生素C含量维持在较高水平,同时促进了类黄酮的次生代谢合成,从而较好地保持香菇的感官品质和营养价值,延长香菇的贮藏保鲜期。这些结果表明,短波紫外线处理对采后香菇的贮藏保鲜具有潜在的应用前景。
2010, 41(2):113-116. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:通过小袋法测定了不同材料薄膜分别在2、8、14、20℃下的薄膜透气系数,分析了温度对薄膜透气系数和透气系数比的影响。试验得出:随着温度的升高果蔬包装薄膜的透气系数增大,薄膜材料LDPE的透气系数比显著上升,但薄膜材料PVC的透气系数比在试验温度范围内呈现不同的变化趋势。薄膜透气系数与绝对温度之间满足Arrhenius方程,透气系数的自然对数值与绝对温度的倒数值之间呈显著的线性关系。
王志华 , 丁丹丹 , 王文辉 , 佟伟 , 张志云 , 贾晓辉
2010, 41(2):117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:研究了黄金梨不同浓度1-MCP处理后,CA和MAP贮藏条件对果实的防褐保鲜效果。结果表明,3.0%O2+0.5%CO2组合贮藏黄金梨防褐保鲜效果较好,可保持果实较高硬度,完全抑制黑皮,明显降低果心褐变指数;在CA贮藏条件下使用1.0μL/L 1-MCP易对果实产生CO2伤害。挽口和薄袋扎口贮藏结合0.5μL/L 1-MCP处理能获得良好的防褐保鲜效果;在无1-MCP处理条件下,厚袋扎口处理能起到良好的自发气调作用,而1-MCP处理的果实则产生不同程度的CO2伤害。
2010, 41(2):122-126. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以竹荚鱼为试验材料,对热泵干燥过程中鱼片的内部温度分布和水分迁移特性进行了研究。结果表明:热泵干燥过程的大部分时段中(干燥中、后期),竹荚鱼片内部温度分布比较均匀,基本未呈现出整体性的温度梯度。干燥过程中,竹荚鱼片沿厚度方向存在含水率梯度,并且随着干燥温度、风速的变化而变化。热泵干燥前期,鱼体干燥速度取决于鱼体表面水分蒸发的速度;干燥后期,干燥速度取决于鱼体内部水分移动的速度。热泵干燥过程中,竹荚鱼片的水分迁移主要是含水率梯度的作用。
2010, 41(2):127-131. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以胡萝卜为原料,采用三因素二次正交旋转组合设计,研究了预脱水的胡萝卜含水率、过热蒸汽温度和滞留时间对膨化胡萝卜比容以及产品复水率的影响。这3个因素的影响均达到显著水平,过长的滞留时间可增加比容,但极大降低产品复水率。优化的过热蒸汽膨化工艺条件为:预脱水的胡萝卜含水率23%,过热蒸汽温度150℃,滞留时间50s。过热蒸汽膨化干燥的胡萝卜收缩较小、复水率高、硬度适中、品质好。过热蒸汽膨化干燥胡萝卜较热风干燥效率高,干燥时间缩短近40%。
史波林 , 赵镭 , 刘文 , 汪厚银 , 朱大洲 , 尹京苑
2010, 41(2):132-137. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:应用声光可调谐滤光器近红外光谱仪检测苹果内部品质(可溶性固形物含量、总糖、总酸和硬度)时,综合利用Cook距离、马氏距离、杠杆值和学生化残差,判断疑似异常样本点,然后用二审剔除判别法确定异常样本点。最终可溶性固形物含量、总糖、总酸模型都剔除了11个异常样本,硬度模型剔除了6个异常样本。其偏最小二乘回归模型的相关系数分别从0.868、0.791、0.443、0.693提高到0.904、0.849、0.501、0.718,校正误差均方根(RMSEC)分别从0.882 °Brix、9.213g/L、0.805g/L、0.105MPa降低到0.733 °Brix、7.300g/L、0.687g/L、0.097 MPa。所建的苹果各品质模型更加稳定,准确度更高。
2010, 41(2):138-142. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出了一种基于小波变换的近红外光谱波长选择方法,小波分解低频系数是原光谱的离散近似,将最佳小波分解低频系数与原光谱数据进行关联,求出小波分解低频系数与原光谱数据的列相关系数R,取与原光谱数据相关系数较大的波长组合,作为最后参与建模的谱区。不仅考虑了浓度矩阵对波长选择的影响,且由于把小波分解结构中的高频系数全部滤除,避免了高频噪声的干扰,减小建模和预测运算时间,使最终建立的近红外光谱模型的预测精度提高。在大米直链淀粉含量的近红外光谱分析中进行了验证,并与其他常用波长选择方法进行了比较,结果表明,该方法波长点数最少,减小为原光谱数据点数的20%,校正模型和预测效果都较理想。
2010, 41(2):148-150,163. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对蛋品运输多维隔振装置阻尼的设计问题,指出按单自由度隔振系统经典幅频特性图确定阻尼系数不合理,而应按“二阶系统瞬态响应性能指标”理论确定该多维隔振装置的阻尼系数,并进行了相关计算。利用数控车床测定了所用气缸阻尼器的阻尼系数。通过仿真和实验,对比了阻尼比分别为0.100和0.707时的上平台加速度。结果表明,当采用最佳阻尼比0.707确定气缸阻尼器的阻尼系数时,蛋品运输多维隔振装置隔振效果良好。
2010, 41(2):151-156. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以明胶和阿拉伯胶为壁材,通过Box-Behnken设计响应面优化试验,采用冷冻干燥工艺制备蛋白酶微胶囊。将微胶囊添加到干酪中,测定pH 4.6可溶性氮总氮比、水溶性氮总氮比以及12%TCA可溶性氮总氮比,同时进行质构、SDS—PAGE、SEM分析。结果表明:明胶质量分数为3.8%、阿拉伯胶质量分数为3.7%、芯材添加量为6.4 mg/(100 mL)时蛋白酶微胶囊化效率达到93.4%;干酪中应用该微胶囊后使pH 4.6可溶性氮总氮比、水溶性氮总氮比以及12%TCA可溶性氮总氮比增加,酪蛋白逐渐被降解为小肽且质地改善,干酪成熟60d后蛋白质微观结构破坏。
李杨 , 江连洲 , 张兆国 , 吴海波 , 许晶 , 吴霞
2010, 41(2):157-163. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在单因素试验和挤压膨化机稳定工作基础上,采用响应曲面设计研究了挤压膨化工艺参数对水酶法提取大豆油脂得率与纤维降解率的影响。利用SAS软件建立了数学模型,并对各因素及交互作用进行了分析。结果表明:当模孔孔径为20mm、物料含水率为14.5%、螺杆转速为105r/min、套筒温度为90℃时,总油提取率最优值为93.02%±0.29%。当模孔孔径为18mm、物料含水率为15%、螺杆转速为100r/min、套筒温度为95℃时,纤维降解率最优值为40.28%±0.43%。挤压膨化过程中纤维降解程度对总油提取率影响很大。总油提取率并不完全取决于挤压膨化过程中纤维降解程度。
2010, 41(2):164-170. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以苦杏壳为原料经热解制取木醋液,研究其抑菌活性和理化性质,为苦杏壳木醋液作为一种植物源抗菌剂的应用提供理论依据。利用干馏法,分别在90~170℃、170~370℃和370~500℃ 3个温度段收集粗质木醋液,并经过静置、木炭粉吸附杂质、过滤等过程得精制木醋液。结果表明,精制得率随干馏温度的增加而降低,其中170℃~370℃段产量最大、pH值最低、有机酸含量最高、抑菌能力也最强。GC/MS分析170~370℃段木醋液,主要化学成分为酸类、酚类、醛类、酮类、醇类、呋喃和酯类等。其中,乙酸含量最高,占总量的22.41%,其次为糠醛和苯酚。初步确定其抑菌活性物质为酚类、乙酸和糠醛。
2010, 41(2):171-175. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以红富士苹果为研究对象,设计了用于苹果采摘机器人的三维视觉传感器。根据苹果树的反射光谱特性,选择敏感波长的激光作为主动光源,在步进电动机的驱动下进行扫描,利用果树对激光的反射差异实现果实识别,利用三角测量原理实现果实定位。该传感器以ARM7芯片LPC2114为处理器,PSD为信号接收传感器,在电路和机械方面进行了优化设计,有效消除了外界各种干扰。实验结果表明,系统信号输出稳定,在150~750mm距离范围内,最大偏差13mm。
2010, 41(2):176-179. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出了基于改进随机Hough变换(RHT)的收获机器人行走目标直线检测算法。将摄像机安装在联合收获机的顶部,在收获过程中采集农田场景图像。根据已收获区域、未收获区域和非农田区域的不同颜色特征,利用统计分析和边缘检测,确定行走目标直线的终点位置以及直线方向上的候选点。以候选点为点集,采用改进RHT完成直线检测。与传统的RHT相比,避免了无效采样和累积问题。经过对多幅图片的处理,证明算法能够有效检测出直线参数,且处理时间在200ms左右。
2010, 41(2):180-184. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对三轮AGV具有不完整约束特性的运动学模型,提出一种串级轨迹跟踪算法,把模型转换为两个非线性时变系统,通过运用串级控制及状态微分反馈控制实现系统全局渐进稳定,最后再利用卡尔曼滤波算法对带有噪声干扰的状态进行估计,提高AGV自定位精度,从而进一步提高该控制器的输出精度。该控制策略具有一般性,对所有AGV及其他轮式移动机器人的运动学模型都适用,且设计方法简单、鲁棒性强。计算机仿真结果表明,该系统能在较短时间内实现全局渐进稳定,验证了该控制策略的有效性。
2010, 41(2):185-188,170. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:采用G—B色差分量,通过Otsu自适应阈值分割算法分割成熟柑橘图像,采用基于距离变换的分水岭分割将遮挡、重叠柑橘逐个分开,利用凸包算法修复遮挡区域,设定圆度阈值去除误分割区域,然后提取柑橘轮廓,并运用基于Tukey权重函数的最小二乘圆拟合特征圆,提取了柑橘的中心坐标及半径。对87幅图像中592个柑橘进行了识别试验,总体识别率达87.2%,遮挡或重叠柑橘识别率均超过80%。
2010, 41(2):189-192,202. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对传统轮廓提取方法自适应能力不强的问题,提出一种基于蚁群算法的稻种轮廓提取方法。将数字图像看作一个二维网格,以稻种轮廓为蚂蚁要寻找的食物,以梯度与方向作为启发信息,蚂蚁在启发信息与信息素强度的共同引导下搜索真实轮廓。为了加快算法的收敛速度,增强蚁群的搜索能力,定义了合理的启发信息与信息素更新机制,并研究了算法中初始参数之间的关系与规律。最后,用两种光照条件下采集的图像测试该算法。实验结果表明,该算法具有并行性、鲁棒性,自适应能力较强,提取的轮廓较准确。
卢青波 , 张学良 , 温淑花 , 武美先 , 兰国生 , 刘丽琴
2010, 41(2):193-197. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出了一种改进的差异演化算法MDE(modified differential evolution algorithm),该算法首先对差异演化算法的缩放因子进行混沌计算,减少了用户参与程度,平衡了算法的收敛速度与全局搜索能力;其次引入灾变因子,对群体中的个体进行小概率淘汰,同时又有新的个体加入,从而提高了群体多样性,提高了算法的全局搜索能力。仿真实验与工程实例表明,该算法具有较好的全局搜索能力。
2010, 41(2):198-202. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出一种WVD (Wigner Ville distribution)的改进方法。应用离散余弦谐波小波变换对多分量信号进行分解,计算分解后得到的单分量信号的WVD,将单分量信号的WVD沿频率轴串联得到整个信号的WVD,抑制分布的交叉项。应用修改群延时函数减少因WVD核函数截断而产生的波动效应,改善分布的时频分辨率。通过算例中的线性调频信号和应用实例中轴承振动信号验证表明,改进后的WVD有满意的时频分辨率和明显的交叉项抑制能力,能够通过离散余弦变换实现其快速算法,算法快速、简单,适合非平稳工程信号的时频分析。
2010, 41(2):203-207. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对滚动轴承故障特征信息往往被强背景噪声淹没的问题,提出采用基于多尺度差值形态滤波的形态非抽样小波分解方法提取故障特征。形态非抽样小波分解具有形态学的形态滤波特性与小波分解的多分辨率特性,通过非抽样方式对信号进行分解,克服了传统形态小波分解信息丢失的问题。结合差值形态滤波能够提取信号冲击成分的特点,构造了一种基于多尺度差值形态滤波的形态非抽样小波分解方法,〖JP3〗并将其应用于滚动轴承故障特征的提取。仿真与实例证明,该方法可有效提取信号中的故障特征,比传统小波包分解效果更好。形态非抽样小波分解算法只包含加减和极大、极小运算,具有计算简单、快速等优点,适用于滚动轴承的在线监测与故障诊断。
2010, 41(2):208-213. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:基于有序单开链单元原理提出了一种两平移一转动(2T1R)并联机构。进行了机构的自由度和运动输出特性分析;同时对机构的位置进行了分析,求出动平台位置的正、逆解析解;并对机构的奇异性进行了研究,讨论了机构的几种奇异位形,通过Matlab软件编程,绘出机构奇异时动平台的位置随姿态的变化情况。
2010, 41(2):214-220,226. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:分析了封闭环矢量运动分析法,提出了3个构件元概念:构件矢量元、雅可比元和雅可比速度元。由于构件元只与构件本身形态有关,可以非常方便地结合到构件的绘图程序中,通过引入有效因子,也可以很方便地组合成整个机构的雅可比矩阵和雅可比速度矩阵,从而得到了一种运动分析自动建模新方法。讨论了复杂平面机构封闭环的通用分析方法和利用构件元自动建模与运动分析的步骤。编程实验及实际程序测试表明,本方法具有极强的模块性,对复杂机构计算机自动求解的编程非常适用。
2010, 41(2):221-226. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出一种超声振动辅助化学机械复合抛光硅片边缘新技术,建立了抛光工具设计、性能检测及复合抛光实验系统,并进行了不同超声振动形式传统化学机械以及抛光工具对硅片边缘抛光的实验研究。结果表明,在相同抛光条件下,抛光工具超声椭圆振动对抛光效果的改善作用最佳。抛光工具加入超声椭圆运动后,工件表面粗糙度值Ra由传统抛光法的0.059μm降低到0.043μm,材料去除量增加22%,且抛光表面形貌有明显改善。
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