2011, 42(2):1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:通过电子控制系统主动干预车辆的纵向、横向和垂向动力学特性,可以提高车辆的稳定性和操纵性,进而保证车辆的安全行驶。将主动转向、主动横摆力矩控制和主动悬架结合,根据轮胎的力学特性,利用模型预测控制策略,通过轮胎力分配,实现底盘三向动力学的协调控制,并进行了仿真验证,结果表明与两向动力学协调控制相比,该控制策略可以有效提高整车的主动安全性。
2011, 42(2):8-13. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对汽车助力转向制动过程中的动力学耦合关系,通过建立汽车转向和制动系统模型,分别设计了单个ABS及EPS子系统控制器和集成控制器,对两系统进行了集成控制,并将控制器局域网络应用到两系统集成控制中,采用SAE J1939协议,设计了CAN总线通讯系统。最后基于LabView进行了软件仿真和硬件在环实车试验。结果表明:基于CAN通讯的集成系统工作稳定,抗干扰能力强,汽车在转向制动工况下综合性能得到改善。
2011, 42(2):14-17,7. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对CAN总线不能有效处理时间触发的周期信息和事件触发信息共网实时性通信问题,考虑网络设计、调度的灵活性,将FTTCAN ( flexible time triggered CAN )引入汽车动力控制系统,与车身控制系统低速CAN互联组建车载网络,给出了FTTCAN同步相调度中周期信息调度表SchT的制定方法,通过分析车载网络系统实时性与确定性,验证了该方案的可行性和优越性。
2011, 42(2):18-22. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:线控转向系统取消了传统转向系统方向盘到转向车轮的机械连接,因而转向路感无法直接反馈给驾驶员,为此通过对汽车转向系统路感的理论分析,建立了线控转向系统动力学模型。采用卡尔曼滤波技术对汽车转向系统齿条受力进行估计,并引入电动助力转向系统的助力特性,设计复制电动助力转向系统路感的线控转向系统路感模拟方法。试验结果表明,路感模拟方法可以使驾驶员获得有效的路感信息,提高了汽车的操纵性和舒适性。
2011, 42(2):23-27,22. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:将粒子滤波(particle filter, PF)算法应用到汽车的状态估计之中,建立了包含定常统计特性噪声和非线性轮胎的汽车动力学模型,根据汽车非线性状态转移函数完成对粒子的预测,基于当前时刻的量测值实现对预测粒子权重的评估,最后通过重采样完成对汽车关键状态量估计。将PF估计器与常见的EKF、UKF估计器进行了比较分析,基于ADAMS/Car的虚拟试验和实车试验验证了PF在汽车状态估计中的可行性。
2011, 42(2):28-33. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为研究车辆随机动载对半刚性沥青路面性能的影响,利用SIMPACK软件建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型,提取了各轴车轮轮胎法向作用力。在此基础上建立了半刚性沥青路面三维有限元分析模型,分析了车辆随机动载作用下路面的动态响应。结果表明,随机动载作用下路面应力变化与车辆轴数有关,当三轴车辆车轮依次通过路面某一确定位置时,路面各层应力出现3次突变,最大应力出现在中、后轴车轮通过时;在车辆行驶区域,路面各点的最大拉、压应力均随车辆行驶距离和轮胎法向作用力不同而随机变化,轮迹中心线路面各点的垂直应力、水平应力、横向应力和水平剪应力变化频率与中、后轴轮胎法向作用力的变化频率相似,横向剪应力的变化频率与前轮的轮胎法向作用力变化频率相似,而轮迹边缘路面各点横向剪应力变化频率与中、后轮的轮胎法向作用力变化频率相似。
2011, 42(2):34-38,47. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对四履带车辆特点,建立了考虑履带宽度以及滑转、滑移的四履带车辆稳态转向数学模型,并对模型进行了数值求解,分析了各因素对其稳态转向性能的影响。基于多刚体动力学软件RecurDyn对某四履带车辆进行了虚拟样机转向仿真试验,仿真结果与理论计算吻合较好,证明模型具有较高的可靠性。
2011, 42(2):39-42,53. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:轴荷动态分配规律是影响多桥驱动非路面车辆可靠性的主要因素,为了获得越障时的轴荷,建立了四桥驱动越障时轴荷动态分配动力学模型。对某型四桥驱动山地车辆进行了计算与分析,获得附着系数φ为0.1~1.0越障时各桥轴荷分配量,结果表明,该车辆越障时轴荷动态分配值差异较大,第4桥轴荷总是呈现较大值,导致各桥的疲劳寿命不一致。
2011, 42(2):43-47. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:设计了混合动力汽车强混合动力变速器e-CVT的液压系统。根据混合动力系统工作模式及结构特点确定液压系统方案。液压油泵采用机械驱动和电机驱动两种模式,满足混合动力系统各种工作模式的流量需求。通过理论计算确定了液压阀的主要参数。采用ITISimulationX 软件建立液压系统动态仿真模型,分析了系统流量和压力变化特性。分析结果表明,该液压系统能够满足设计流量和工作压力的要求。
2011, 42(2):48-53. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:由于现有的磁流变减振器数学模型不能准确描述其特性,因此对大行程磁流变阻尼器进行了动态特性试验。根据测试结果分析激励位移、激励频率和电流变化时,磁流变减振器的弹性、阻尼、电流饱和等基本特征的动态非线性特性。已有的Bouc-Wen模型在低速下滞回环描述不准确,在高速下缺少滞回特性,并且无法表述单出杆减振器中蓄能器造成阻尼力偏置的现象,因此根据试验结果提出一种改进的Bouc-Wen模型,通过试验数据对改进的Bouc-Wen模型进行参数辨识,并重点分析速度-力特性曲线在低速与高速情况下所形成滞环的斜率及宽度,试验数据验证了改进Bouc-Wen模型的正确性。
2011, 42(2):54-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:设计了2BMG-24Q型气流输送式小麦免耕播种机,采用高压气流输送种子到各播种行的播种单体导种管,实现精少量排种、破茬开沟和种肥分施,能够免耕播种小麦。试验表明:播种深度合格率为88.3%,施肥深度合格率为85.2%。
2011, 42(2):58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:利用Fluent软件,采用三维、不可压、黏性、RNG湍流模型和SIMPLE数值计算方法,对不同窝眼的气〖JP2〗吸滚筒流场进行模拟。模拟结果表明:滚筒在相对压力-4kPa、生产率350盘/h、窝眼行距23mm和孔间距31.4mm〖JP〗时,滚筒内部压力分布均匀,速度稳定,能量损失主要集中在窄缝和出口附近,窝眼窄缝间气流相互影响甚微,说明窝眼在滚筒轴向和周向上分布合理。通过对比不同窝眼滚筒的平均湍动能、窄缝出口的平均压力和最大速度差可知,半球型滚筒窝眼更为合适。试验结果表明:半球型窝眼的播种合格率最高,达85.34%,与模拟结果一致。
2011, 42(2):63-66. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:设计了一种适用于油菜精量排种的槽孔轮式排种器,分析了该排种器的结构特征及其工作原理,提出了清种轮轴实现清种、护种带护种和钢丝推种的排种机构,确定了该排种器的主要结构和性能参数。试验表明,在清种轮轴转速为104r/min、型孔直径2.8mm、推种钢丝倾角33°时,破碎率最低为0.73%。
2011, 42(2):67-70. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出了3种带导磁罩的磁力排种元件,并利用磁场有限元分析软件对有、无导磁罩2种磁力排种元件空间磁场特性进行了分析,得出了排种元件磁吸端面以及气隙空间磁感应强度分布规律。分析表明,有导磁罩排种元件漏磁少、磁能利用率高、磁吸端面附近的磁感应强度强,在相同安匝数下其磁吸端面磁感应强度比无导磁罩排种元件高30.41%,说明有导磁罩排种元件的吸种性能优于无导磁罩排种元件。通过对锥形、截锥形和阶梯形3种磁吸端部结构有导磁罩排种元件轴向、横向磁感应强度分析比较,得出有导磁罩锥形结构排种元件为优选结构。通过磁吸端面磁感应强度、最小吸种电流以及排种性能测试,证明了结构优选结果的正确性。
2011, 42(2):71-74,79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:采用光电传感技术获取种子下落信号后由单片机处理,实现了实际播种工况下播种量、漏播、重播量等参数的获取。系统采用一字线激光器和紧密排列的贴片光敏二极管分别作为光电传感器的发射端和接收端,实现了精密播种的无盲区监测,适用于直径大于2mm的种子监测。设计了与该系统配套的自清洁装置,能有效保证监测系统在恶劣环境中可靠工作。采用气吸式玉米精量播种机对农大86玉米种子进行试验,并使用高速线阵相机对系统的监测精度进行验证。试验结果表明,该系统播种量监测精度达98%,漏播监测精度达96%,并具有较高的稳定性。
2011, 42(2):75-79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:设计了3ZS-150型水稻中耕除草机。对除草部件结构参数进行理论分析,据此设计了苗间和行间除草部件。该机由插秧机底盘提供配套动力,设有软轴驱动式苗间弹齿式除草盘和旋转式行间耕耘锄,可一次完成苗间和行间除草作业。田间试验表明,当中耕深度31mm、苗间除草盘转速186~190r/min、机器前进速度为0.35m/s时,除草率为80046%,伤秧率为4.76%。
2011, 42(2):80-83. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为减少深施液态肥时土壤回带现象,建立了扎穴机构数学模型,利用VB编写了计算机辅助分析软件,并仿真得到影响施肥效果的因素以及喷肥针长度、摇臂长度、喷肥针与摇臂的夹角、行星架的初始位置等有关参数。其中一组优化后参数为:摇臂长度197mm,喷肥针长度180mm,喷肥针与摇臂的夹角76°,行星架的初始角度31°,行星轮轴心和喷肥针尖D的连线与行星架中心连线的初始夹角-70°。通过验证,优化后扎穴机构大大减少了喷肥针土壤回带现象。
2011, 42(2):88-93,119. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对大蒜在栽植过程中保持蒜尖朝上并直立的农艺要求,将水稻插秧机分插机构工作原理作为大蒜栽植机栽植系统的优化设计基础,对大蒜栽植机栽植系统进行适应性改进。对该机构的运动过程进行分析得到了成穴机构的穴宽、穴距和成穴深的表达式,并以穴宽适中为目标函数,增加了已有研究所缺少的约束条件,建立了大蒜栽植机栽植系统的优化数学模型,探讨了机构有关参数对穴宽的影响。利用Matlab软件对影响穴宽的因素进行了优化计算,优化结果显示理想穴宽与实际穴宽的误差为0.02mm。在ADAMS系统环境下,对大蒜栽植机栽植系统进行运动仿真和分析表明,优化后的分插机构工作参数符合大蒜栽植的农艺需求。
2011, 42(2):94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:设计了一种由锥形螺旋滚筒和拨指链组成的组合式扶起装置,并在土槽中进行了试验研究。以扶起合格率为试验指标,对甘蔗倒伏状态、螺旋滚筒转速、甘蔗与滚筒中心距离和前进速度为因素进行正交试验。在得出优化组合后,再分别进行滚筒轴线与地面夹角、滚筒叶片螺距和滚筒转速等因素的单因素试验,以及滚筒转速和前进速度的双因素试验。通过高速摄影分析了扶起过程。试验结果表明,在最优参数组合下,组合式扶起装置对严重倒伏甘蔗的扶起合格率达到90%。
李心平 , 李玉柱 , 高 吭 , 邱兆美 , 马福丽 , 高连兴
2011, 42(2):99-103. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在分析玉米种子生物力学特性与鸡喙结构基础上,进行了鸡喙啄取玉米籽粒的单玉米穗试验。为使玉米籽粒低损伤脱粒,首先要在水分适宜时按照一定顺序破坏籽粒与籽粒之间的相互支撑作用。在同一含水率下玉米籽粒三面承载能力不同,腹面承载最大而顶面承载最小。在选择作用部位时,尽可能避开在籽粒顶部施加载荷。鸡喙不仅具有优良的插入籽粒间隙能力,还具有较强的啄取籽粒能力;鸡喙插入玉米穗部位是纵行与纵行之间的间隙,鸡喙插入籽粒过程是一个三角楔插入籽粒间隙作用的过程,鸡喙多次插入同一部位,会使啄取部位的籽粒低损伤脱下或松散。鸡喙啄取松散籽粒时鸡喙对籽粒产生拉力作用,当此拉力大于果柄的连接力时籽粒就被脱下。
2011, 42(2):104-108. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为提高玉米对生种子脱粒率,降低籽粒的破损率,对对生种子脱粒机进行了试验设计。采用玉米品种为美玉3号,进行四因素二次回归正交试验,分析了玉米果穗平均含水率、玉米果穗平均直径、脱粒机钻具直径和钻具锥角等因素对对生种子脱粒率和籽粒破损率的影响,建立数学模型并利用多目标非线性优化理论与方法,优化其参数。以对生种子脱粒率最高和籽粒破损率最低为评价指标,在果穗含水率为44%情况下,确定脱粒机的最优参数组合:果穗平均直径为39mm时,钻具直径为23mm,钻具锥角为74°;果穗平均直径为42mm时,钻具直径为24mm,钻具锥角为72°;果穗平均直径为47mm时,钻具直径为25mm,钻具锥角为70°。
2011, 42(2):109-114,129. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:建立了风力发电机独立变桨距系统的线性化模型。为了便于控制器设计,通过Park坐标变换将叶根的弯矩转换到两个固定的直交坐标系,对两个坐标系分别设计无模型自适应控制器进行载荷控制。在NREL建立的风力发电机模型FAST上对设计好的控制器进行了验证,结果表明基于MFA的独立变桨距控制器可以有效消除风力机上的不平衡载荷。与统一变桨距控制相比,叶轮俯仰弯矩最大峰值减小62.5%,偏转弯矩最大峰值减小60.1%,独立变桨距技术的采用对功率的输出影响不大。
2011, 42(2):115-119. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为了研究二维与三维计算对风力机翼型气动性能预测的影响,采用数值求解N-S方程的方法,对DU93-W-210二维翼型和三维直叶片进行了数值模拟,并将气动性能的计算结果与实验值进行比较。结果表明:当翼型表面气流未发生分离时,二维翼型与三维直叶片周围的流场结构相同,二者之间的气动性能无明显差异,三维直叶片可被简化为二维翼型;当气流分离时,三维直叶片周围的流场结构具有明显的三维流动效果,气动性能更接近实验值,三维直叶片不能简化为二维翼型,而且三维直叶片的展向长度不宜过小,取2~4倍弦长为最佳。
2011, 42(2):120-125. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:结合Darrieus立轴风力机运行时叶片非定常气动特性,对B-L动态失速模型进行了适当修正。考虑叶片有限展弦比效应和叶尖气动损失,修正了等截面叶片的气动性能。基于DMST气动评价方法,给出了考虑动态失速和有限展弦比效应的Darrieus立轴风力机气动性能计算模型。对Sandia实验室17m风力机进行了气动评价,分析了动态失速与有限展弦比对叶片气动特性的影响,与实测的功率和功率系数的对比表明,该模型能较好地预测Darrieus立轴风力机的气动性能。
2011, 42(2):126-129. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:利用冻干显微镜研究了溶液冷冻干燥过程中降温速率、升华压力、溶液质量分数对干燥层塌陷温度Tc的影响,采用差示扫描量热法测量了溶液的玻璃化转变温度T′g。实验结果表明,对于10%蔗糖/水二元溶液,降温速率虽然能改变冰晶大小,但对塌陷温度没有明显的影响。而对于10%叔丁醇/10%蔗糖/水三元溶液,T′g和Tc均随降温速率增大而显著降低。压力对塌陷温度影响不大。溶液质量分数不同,塌陷温度略有变化。
2011, 42(2):130-133,143. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为寻求一种有效的涩柿脱涩保脆集成技术,对不同浓度1-MCP处理的磨盘柿采用PVC袋自发气调包装和真空包装两种方式,在室温条件下果实的生理变化规律及脱涩保脆效果进行了研究。试验表明:1-MCP结合单果真空包装处理有效抑制了柿果实硬度的下降、乙烯生成量和呼吸强度的增加、果实丙二醛(MDA)和果皮组织相对电导率的升高,防止贮藏期间果实水分的散失,促进果实可溶性单宁向不可溶性单宁的转化,可使磨盘柿常温货架寿命延长14d。0.5~1.0μL/L 1MCP结合单果真空包装是较为理想的处理方式。
2011, 42(2):134-137. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以马铃薯淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,采用预干燥干法制备出取代度为0.3903的高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂,并将其与聚合硫酸铁复配使用。通过正交试验优化出最佳絮凝工艺:阳离子淀粉质量分数为0.15%、聚合硫酸铁质量分数为0.15%,废液初始pH值为7.0。经过絮凝处理的马铃薯淀粉生产废液的化学需氧量去除率(COD)为64.31%。
郦金龙 , 刘 欢 , 赵文婷 , 王 盼 , 程永强 , 殷丽君
2011, 42(2):138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:研究了辣根过氧化物酶(HRP)和漆酶(Laccase)催化甜菜果胶间交联的反应条件及其对蛋白质乳化液稳定特性的影响。紫外〖CD*2〗可见分光光度法和傅里叶变换红外光谱结果均表明,HRP和Laccase在水相中可催化甜菜果胶间形成共价交联。HRP的反应体系为:5mL反应体系中含6mg甜菜果胶,20U HRP,0.5%(质量分数) H2O2,35℃下反应2h;Laccase的反应体系为:5mL反应体系中含6mg甜菜果胶,15U Laccase,40℃下反应24h。激光衍射粒度仪测定结果表明,不同酶反应体系下,蛋白质乳液特性不同。Laccase交联体系引起牛血清白蛋白(BSA)、乳清分离蛋白(WPI)乳状液发生分层现象,随反应时间延长,分层更加明显;而在HRP反应体系下,BSA乳状液的稳定性能明显提高。
2011, 42(2):144-148. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为了合理确定挤压蒸煮大米啤酒辅料的糖化工艺参数,采用二次正交旋转组合试验,研究挤压蒸煮大米糖化工艺参数对麦汁主要考察指标的影响规律。研究结果表明,当65℃糖化时间为60min,71℃糖化时间为15min,α-淀粉酶添加量为2.1mL时,糖化麦汁的浸出物收得率可达76.25%,麦汁的碘值降至0.15,辅料中的淀粉残留率降至0.52%。另外,麦汁各项指标的检测结果表明,挤压膨化大米作啤酒辅料的糖化工艺是可行的。
2011, 42(2):149-153. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:提出了一种应用于苹果采摘机器人末端执行器的仿生机械手。采用腱传动式仿生机械手取代了简单的夹具,提高了末端执行器在复杂环境中抓取苹果的适应性。建立了腱传动式机械手开环控制的驱动力和抓握力间的力学模型。仿真结果表明,在相同的驱动力下,腱传动仿生机械手的抓握力与其机构参数相关。其中,有效抓握力由手指的长度和厚度决定;抓握力的分布由各指节的长度比例决定;手指的初始张角决定了其可抓取苹果的半径范围;随着苹果半径的增大,有效抓握力将减小。摩擦力能够改善抓握力在各指节的分布,使抓握力分布均匀化,同时使有效抓握力变大。
2011, 42(2):154-157. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对黄瓜采摘机器人远景定位精度不高,以致切伤果实和茎蔓的问题,设计了一种基于机器视觉具有空间位置反馈功能的末端执行器。对温室环境下黄瓜果实采摘区域图像信息获取方法加以研究,综合HIS色彩空间H、S分量进行阈值分割,结合RGB色彩空间G通道边缘分布特征以及黄瓜形状特征,提取黄瓜采摘区域。基于摄像机线性透视模型,研究了采摘切割点空间定位方法,最终向采摘机械臂控制器反馈位置微调信息。采用远近景组合闭环定位方法,对采摘目标进行闭环定位,有效地解决了采摘机器人一次远景定位误差较大的问题。试验结果表明,排除温室复杂光照情况,机器人末端执行器定位精度达到2mm,满足采摘作业要求。
2011, 42(2):158-161. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在规则田块网格识别算法的基础上,阐述了不规则田块的自动网格识别算法。控制器读取传感器的脉冲信号,计算作业机具的行走距离,由不规则田块自动网格识别算法实现机具的自动网格识别。试验结果表明,随着机具的行走,应用该算法可以实现机具在不规则田块不同网格的自动识别,验证了该算法的可行性。
姚 霞 , 刘小军 , 王 薇 , 倪 军 , 曹卫星 , 朱 艳
2011, 42(2):162-167. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:为研究不同核心波长时波段宽度对小麦冠层叶片氮素营养监测精度的影响,以作物氮素营养无损监测仪的最佳光谱指数NDSI(R860, R720)和RSI(R990, R720)为例,分析核心波长的反射率、光谱指数及基于光谱指数的冠层叶片氮积累量监测模型随波段宽度的变化规律。结果显示,随波段宽度的增加,核心波长为720nm时反射率快速上升,核心波长为860nm时反射率非常缓慢下降,核心波长为990nm时反射率缓慢上升;光谱指数NDSI(R860, R720)和RSI(R990, R720)逐渐减小;监测模型的建模精度和预测精度均逐渐减小,误差逐渐增大。860nm和720nm两个核心波长的适宜宽度分别小于96nm和28nm时,基于NDSI(R860, R720)的监测模型的表现保持稳定;990nm和720nm两个核心波长的适宜宽度分别小于3nm和13nm时,基于RSI(R990, R720)的监测模型的表现持续保持稳定。
2011, 42(2):168-172. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:设计了一种以槽轮为计量机构、以嵌入式系统为控制系统的奶牛个体精料变量补饲系统。该系统利用无线射频识别技术识别奶牛身份,根据个体奶牛的基础日粮采食量及其产奶量的差异,实现4种精饲料的精准配料、自动计量、混合与投放。检测结果表明,该系统的投料响应时间为1.47s、同步投料时间为15.15s、门禁栏杆开启时间为3.92s、系统读卡距离为523cm、报警料位高度为21.5cm,系统射频识别正确率为100%,并且4种饲料的混合质量良好,计量误差小于5%,能够满足奶牛的饲喂要求,同时具有奶牛补料数据在线查询和打印功能。
2011, 42(2):173-179. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以栽有番茄的Venlo型两连栋玻璃温室为研究对象,对作物蒸腾和土壤蒸发与室内外环境因子之间的关系进行了分析。在充分考虑太阳辐射影响和室内水蒸气传输过程基础上,结合多孔介质模型,构建了求解温室环境〖CD*2〗作物湿热系统的CFD数学模型,并对边界条件的设置进行了探讨。采用Fluent软件对不同天气条件和种植密度温室内温度分布模式进行了3-D数值模拟与预测。结果表明:室内温、湿度模拟值与实测值平均相对误差分别为5.7%和2.1%,CFD模型有效,边界设置合理。晴天室内作物区平均温度较阴天时高1.6℃左右,相对湿度约低3%,太阳辐射对温、湿度分布有影响;双密度栽培作物区温度较单密度高0.8℃,相对湿度高19%。温室背风侧温、湿度略高于迎风侧,作物区温、湿度分布比较均匀,作物和土壤腾发作用对室内温、湿度分布有影响。
2011, 42(2):186-189,161. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:考虑开关设备组合作用下温室测控系统的非线性动态特性,提出了结构简单、不需复杂数值计算的离散预测模型,在不小于最大时滞时域内设备组合不变情况下,对设备组合进行滚动优化预测控制,从而大大简化了温室测控系统预测控制算法的复杂性,缓解了测控系统分布大时滞问题。仿真分析和温度的均方差表明,对分布式、大时延温室测控系统的优化组合预测控制方法是有效的。
2011, 42(2):190-196. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对柔性作业车间的多目标调度问题,构建了以制造工期、加工成本及提前/拖期惩罚值为目标函数的柔性作业车间调度模型,提出基于密集距离排序的自适应多目标粒子群算法。采用精英策略保留进化过程中的优势个体,基于个体密集距离降序排列进行外部种群的缩减和全局最优值的更新,并引入小概率的变异机制以增强解的多样性和算法的全局寻优能力。最后,将该方法应用于某机械公司的柔性作业车间多目标调度中,仿真结果证明了该方法的有效性和适应性。
2011, 42(2):197-202. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对当前型线研究中尚未建立表征修正型线和主体型线固有特性统一模型的问题,建立了基于Frenet标架曲率半径函数的涡旋型线通用方程,分别采用零次曲线和一次曲线对涡旋始端型线进行重构。定量分析了型线参数对涡旋始端齿厚的影响,构建了基于母线曲率半径函数方程的涡旋压缩腔面积几何模型,研究了曲率半径函数参数对面积特性的影响。结果表明:以曲率半径函数构成涡旋母线的连续性方程,在设计阶段即能得到完全啮合型线和完整涡旋齿廓,无需再进行齿端修正;一次曲线重构较大的设计自由度可以使其兼顾涡旋端部齿厚和内容积比要求,获得较零次曲线重构综合性能更为优越的涡旋齿。
2011, 42(2):203-206. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在机械结合面切向接触刚度分形模型的基础上,结合两圆柱体接触强度分形模型,建立了齿轮结合面的切向接触刚度分形计算模型。该模型综合考虑齿轮接触面的微观特性和宏观特性,其计算结果与测量仪器的分辨率无关,具有尺度独立性。仿真结果显示:齿轮结合面的切向接触刚度与分形维数、材料的特性参数、齿轮的齿数成正比,与粗糙度幅值成反比。
2011, 42(2):207-211. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在Blok闪温公式的基础上,计算混合弹流润滑下的齿面平均摩擦因数,修正了公式中的齿面平均摩擦因数,提高了计算精度。同时,通过计算弧齿锥齿轮沿齿面啮合点的切向速度、赫兹接触带半宽和载荷分配系数,提出了混合弹流润滑下弧齿锥齿轮沿接触轨迹和全齿面的闪温公式。经算例分析表明,非正交弧齿锥齿轮副沿接触轨迹闪温的最大值位于啮出轨迹中部,全齿面闪温的最大值在大轮节锥与齿根之间的齿面中部,这些部位最容易发生胶合。
2011, 42(2):212-215,206. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:以农业装备试验数据采集方案为实例,提出了基于XidML文件对数据采集系统动态数据帧格式进行解析的方法,实现了包括载荷谱/环境谱田间测试、室内可靠性强化试验在内的联合收获机、拖拉机等农业装备可靠性试验的实时数据监测及其采集数据的后期回放。该方法明显提高了现场试验的效率。
2011, 42(2):216-219,228. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在分析加工中心典型故障模式时,同时考虑故障发生的随机性和模糊性,将故障间隔时间定义为一个随机模糊变量,建立随机模糊条件下的加工中心故障模式发生机会模型。使用随机模糊模拟技术,计算出典型故障模式发生机会并对典型故障模式进行排序,通过典型故障模式发生机会和发生频率的对比分析,从整体上掌握了此型号加工中心故障的发生情况,找出了对加工中心可靠性影响较大的故障模式。
2011, 42(2):220-224,234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:针对计算机辅助工艺规划中的切削用量决策问题,提出了一种基于Pareto遗传算法的切削用量优化算法。首先,以切削速度和进给量为优化变量,以切削效率和刀具耐用度为优化目标,通过对约束条件的分析,建立多目标优化模型。其次,改进选择算子,设置非劣解集以保存进化过程中用竞争法构造产生的Pareto最优解,从而保证算法的搜索方向;建立基于小生境技术的排挤机制以提高种群的多样性。然后,采用混合交叉算子和步长变异算子进行基因重组,经过若干次迭代,得到一个均匀分布于Pareto前沿的优化解集。最后,通过实例验证了该算法的可行性和有效性。
2011, 42(2):225-228. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:在分析锯齿形切屑形成的基础上,将切屑单个锯齿视为梯形,建立梯形各顶点的应变和应变率计算解析模型。进行高速切削GH4169实验,并收集实验获得的切屑。运用解析模型,分析不同切削速度下,高温合金GH4169切屑的变形情况。实验结果表明:在切削速度200~1000m/min范围内,随着切削速度的增加,GH4169切屑变形程度增大,应变和应变率最大可分别达到4.91和4.59×106s-1。
2011, 42(2):229-234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].2.[sequence]
摘要:采用微电铸技术对生物表面形貌进行直接复制以成形出与生物原型形貌相接近的仿生表面,是生物复制成形技术由高聚物成形向金属沉积成形扩展的新途径。以鲨鱼皮为生物模板,针对其表皮微形貌结构特征,通过倾斜溅射方式先在其鳞片表面沉积导电层,进而采用正负间断脉冲电流对鲨鱼皮生物模板进行微电铸复制,成形出鲨鱼皮微电铸模板及仿鲨鱼表面。复制精度分析结果表明,采用微电铸生物复制成形工艺可以实现对鲨鱼皮外端沟槽微形貌的高逼真复制,证明该工艺可以应用于微尺度、复杂生物表面形貌的直接复制。
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