伏军 , 龚金科 , 吴钢 , 余明果 , 吁璇 , 张文强
2011, 42(3):1-5,10. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:阐述了DPF喷油助燃再生的工作原理,在考虑过滤体内沉积微粒氧化反应次模型的基础上,以壁流式蜂窝陶瓷过滤体为研究对象,建立柴油机稳态工况下过滤体入口孔道的再生简化模型。考虑到柴油机中小负荷排气富氧条件,通过无量纲化,结合DPF的排气背压模型,得到了喷油助燃再生DPF时过滤体入口端所需的温度条件。试验表明,以该条件获得的理论过滤体入口废气温度所对应的喷油率来调节燃烧器功率可顺利实现DPF的再生过程,为DPF喷油助燃再生系统的设计提供了一定的理论依据。
2011, 42(3):6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:利用振动加速度信号对柴油机燃烧始点进行了识别。通过模拟计算的方法分析了缸盖表面振动加速度特征点和燃烧始点的关系,表明缸盖表面振动加速度和缸内压力二次导数具有相似的变化趋势,可利用压缩冲程中振动加速度峰值之前的过零点估计燃烧始点出现时刻。在195型柴油机上进行的台架实验结果表明,以缸内压力信号识别的燃烧始点为参考点,振动加速度识别的燃烧始点偏差在1.5°CA之内,基于缸盖振动加速度识别柴油机燃烧始点是可行的。
2011, 42(3):11-14,25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:在一台液化天然气(LNG)发动机上进行60、70、80、90℃4个不同冷却液温度水平的发动机全工况性能试验,结果表明冷却液温度影响LNG发动机的性能;冷却液温度升高,燃料经济性增加,但同时NOx排放量也普遍增加;冷却液温度对HC和CO排放量有不同程度的影响。根据试验结果进行优化设计,得到该型LNG发动机的最佳冷却液温度MAP。
梁晨 , 纪常伟 , 孔令凯 , 朱永明 , 戴晓旭 , 范伯元
2011, 42(3):15-20. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:在压缩比为18.5的HCCI发动机上进行二甲醚(DME)流量分别为2.6和3.5L/min,不同混氢比例混合燃料的燃烧及排放试验。试验结果表明,在试验工况下,混氢HCCI燃烧可以提高缸压峰值、DME高温氧化放热峰值和制动平均有效压力,当DME流量为3.5L/min时,混氢使缸压峰值提高26.4%;DME混氢燃烧可以降低CO和HC的排放量,其中CO排放量可以减少到DME HCCI原机燃烧时的20%~30%,但NOx排放量较纯DME HCCI燃烧有所增加。
刘涛涛 , 张武高 , 陈晓玲 , 顾根香 , 郭晓宁 , 黄震
2011, 42(3):21-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:采用高速摄影技术、激光测粒仪和PIV测试技术系统试验研究了燃烧室背压对斯特林发动机压力涡流喷嘴喷雾形成过程、贯穿距离增长规律、喷雾锥角、液滴粒径和喷雾流场的影响。结果表明,燃烧室背压的增加使喷雾形状更加致密,贯穿距离的增加变缓,液滴平均速度增加,索特平均直径增加。当燃烧室背压大于1.0~1.5MPa之间的一个临界值时,其对喷雾锥角没有影响,小于此临界值,燃烧室背压的增加会使喷雾锥角急剧降低。
2011, 42(3):26-30. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:采用2万帧/s高速数码相机对生物柴油单液滴静电雾化现象进行微距拍摄,对比分析了荷电与非荷电时液滴的变形以及运动情况,获得了不同电压下液滴的雾化模式以及锥射流模式中Taylorcone的锥长和锥角的变化。结果表明:液滴粒径随着电压增大而减小,下落速度随着电压增大而增大;荷电后同一型号毛细管中生物柴油的变形率大于水,生物柴油小液滴的变形程度大于大液滴;随着电压增大,液滴依次经历滴状模式、过渡阶段、锥射流模式、多股射流模式,在锥射流中Taylor-cone的锥长与电压呈正比,锥角与电压呈反比;电导率对液滴运动有影响,电导率小的液滴基本沿毛细管轴向运动,而电导率大的液滴既有轴向运动又有径向运动。
2011, 42(3):31-35. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:分析了低速作业工况下轮式装载机的能耗损失和混合动力装载机节能潜力。根据液压储能的特点,设计了液压混合动力并联式节能方案,通过计算和仿真,研究影响节能效果的主要因素,并对其进行优化。结果表明:优化液压混合动力系统的匹配关系,合理选择控制策略参数,充分回收制动动能和整机下长坡的重物势能,有利于提高装载机的节能指标。
原翠萍 , 雷廷武 , 张满良 , 范云涛 , 胡小军 , 徐峰
2011, 42(3):36-43. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:以黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区内治理小流域桥子东沟和未治理小流域桥子西沟为对象,分析降雨、径流、泥沙资料,研究水土保持综合治理对流域侵蚀产沙、水沙关系、次降雨泥沙输移过程的影响。结果表明:水土保持综合治理的桥子东沟的年降雨侵蚀产沙显著低于未治理的桥子西沟。水土保持综合治理降低了径流平均含沙量、输沙率,桥子东沟的径流平均含沙量、输沙率比桥子西沟分别减少40%、80%。水土保持综合治理改变了次降雨径流含沙量和输沙率动态过程。治理初期,桥子东沟的径流含沙量过程都明显高于桥子西沟,桥子东、西沟输沙率在不同时间段有高有低;治理后期,桥子东沟的径流含沙量、输沙率都显著低于桥子西沟。水土保持综合治理影响小流域次降雨水沙关系。
2011, 42(3):44-50. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:为阐明粒径分布与土壤物理特性之间的关系,测定了土壤颗粒组成、土壤容积密度和饱和导水率等参数,运用多重分形谱参数描述了土壤粒径分布的非均匀性,探讨了土壤粒径分布多重分形参数与土壤容积密度、饱和导水率等参数之间的关系。结果表明:土壤粒径分布的多重分形谱参数D1/D0和Δα可以反映土壤粒径分布的非均匀程度,参数与土壤粘粒含量密切相关,当土壤非均质性较大时,土壤中粘粒含量较多,表现为土壤容积密度增大,而饱和导水率减小。因此,土壤粒径分布的多重分形参数可以作为反映土壤物理性质的指标。
2011, 42(3):51-57. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:基于非饱和土壤水动力学理论,利用Hydrus-2D软件分析了垂直线源入渗条件下的土壤水分分布特征。通过试验对比验证,反推出试验土壤的水力参数。结果表明,Hydrus-2D软件可用于垂直线源入渗土壤水分分布特征的模拟,且精度较好。对不同灌水技术要素条件下的垂直线源入渗土壤水分分布特征进行模拟研究,结果表明,垂直线源入渗条件下,不同质地土壤的湿润体形状差别不大,大小有明显的差别:砂壤土和粘壤土的水平湿润半径分别是砂土的0.59和0.24,垂直湿润深度分别是砂土的0.42和0.31;在不同线源埋深情况下,土壤湿润体的形状和大小差别不大,湿润体的位置有显著的差别,当埋深增加5cm,砂土、砂壤土、粘壤土的垂直湿润深度分别增加6%、11.5%、16%;线源长度和直径对土壤水分分布影响较大,其中线源长度主要影响垂直湿润深度,线源直径主要影响水平湿润半径;初始含水率高时,相同断面处的含水率增大;在相同入渗时段内,湿润锋水平运移距离和垂直运移距离随土壤初始含水率的增大而增大。
2011, 42(3):58-64,79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:为探求土壤剖面斥水性的变化规律及其与土壤水盐含量、pH值的关系,在新疆新垦膜下滴灌棉田以10 cm×10 cm和5cm×5cm的网格等间距采集两个土壤剖面样品,对剖面土壤的斥水性、含水率、含盐量和pH值了进行经典统计、地学统计和相关性分析。结果表明:次生盐渍土剖面斥水性呈中等程度变异,空间自相关性中等偏弱;土壤斥水性在40cm深度附近时最强,在大于80cm深度的土层斥水特征不明显;在0~40cm深度土层,含水率与土壤斥水性正相关,在40~80cm深度与斥水性负相关;含盐量除在0~10cm的表层与斥水性正相关外,在其余土层均为负相关; pH值与斥水性之间多为正相关。
2011, 42(3):65-68,43. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:应用现代设计理论与方法对水稻插秧机核心工作部件分插机构进行优化,采用3种方法建立分插机构的理论模型。在建立模型过程中,用电路模拟解决机构冲击载荷引起的弹性动力学问题;对难以用理论演绎建立理论模型的取秧过程,通过试验测定建立数值模型,镶嵌到总的理论模型中;通过台架试验测定分插机构支座力,验证总的理论模型的可靠性;通过高速摄影,测得推秧杆的运动与行星架转角关系,验证推秧装置微分方程。提出了一种解决强耦合性、模糊性、非线性的多目标复杂优化问题的方法——参数导引优化方法,并建立了该方法的理论模型。在VB平台上设计了优化、虚拟制造、虚拟试验和测试软件。该软件在目标函数数值化基础上,增加了优化参数导引功能。
2011, 42(3):69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:以150QJ20型深井泵为例,利用CFD软件Fluent快速准确地预测深井离心泵的性能,分别用不同网格数、不同残差收敛精度、不同湍流模型、不同流场计算方法进行了数值模拟,分析了不同设置方法对数值模拟结果的影响;对不同级数深井离心泵模型的数值模拟结果进行了讨论。在此基础上,选择出适合深井离心泵的数值模拟设置方法。将数值模拟结果与试验结果对比,分析了两者的差异,表明了利用Fluent软件预测深井离心泵性能的可行性。
2011, 42(3):74-79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:基于雷诺时均N-S方程和S-A湍流模型对具有长中短叶片的复合叶轮离心泵内部的流动进行了三维紊流数值计算和分析,获得了过流部件内部的速度场、压力场的分布规律。由于蜗壳和叶轮的联合作用,叶轮通道内流动都是不对称的,除了靠近喉部叶轮通道外,其他两个通道内液流流动的规律和单通道内比较相似,易产生回流的位置也是在长叶片吸力边进口处,靠近长叶片压力边的中部,及靠近吸力边出口处的短叶片通道内;蜗壳对于靠近喉部流道内的流动影响比较大,靠近蜗壳喉部叶轮出口处的相对速度较大,同时在靠近蜗壳喉部的叶轮出口处的通道内较易形成回流区域;叶轮中的静压和总压从进口到出口逐渐增加;从叶轮出口流出的液流在进入蜗壳中时,在蜗壳靠近壁面处有形成旋涡的趋势,蜗壳中的液流螺旋形地向前运动。
2011, 42(3):80-84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:分析了离心泵锥形吸水室内部预旋及回流的产生原因,并指出在吸水室内置隔板优化内部流动状态的传统做法可行。采用CFD数值模拟与试验研究相结合的方法,分析了吸水室内置隔板对单级离心泵性能的影响。通过改变隔板的径向长度、轴向长度、安放位置以及数量,得出吸水室内流状态及泵性能随隔板参数值的变化趋势,确定出隔板最佳的相关参数值为:隔板数量n=2,径向长度a=D0/4,轴向长度b=3L/4,在靠近叶轮入口端安放;并设计内置相应隔板的锥形吸水室,制造典型样机进行试验测试,结果表明:改进隔板设计参数后的离心泵水力模型在设计工况点,扬程提高0.8m,效率提高1.7个百分点,消除了性能曲线驼峰。
2011, 42(3):85-90. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:以某混流泵装置为例,采用CFD技术分别进行包括进出水流道和水泵在内的水泵装置全流道数值模拟的性能预测和由不带泵进出水流道数值模拟得到的流道效率与泵效率乘积的泵装置性能预测,并与模型装置试验结果进行比较。结果表明,根据水泵装置全流道数值模拟方法进行的装置性能与模型试验结果误差较小;以流道效率与泵效率乘积的方法预测装置效率的误差较大,仅在最优工况点附近与模型试验泵装置效率近似相等,引起较大误差的主要原因是基本理论存在不合理性。因此,建议以进水流道、出水流道和水泵作为整体进行内流数值模拟和装置性能预测,并在考虑泵对流道影响的情况下进行流道的水力设计优化。
2011, 42(3):91-95,149. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:对核心部件射流元件依靠水流的科恩达效应驱动并控制喷头步进转动的PXSB型双向步进式全射流喷枪的水力性能进行了研究。分析了影响喷枪射程、射高、水量分布的主要因素,试验分析了工作压力及射流元件结构参数对喷枪主要水力性能的影响规律,获得双向步进全射流喷枪最佳工作结构尺寸,为建立双向步进式全射流喷枪设计方法提供了依据。通过国内外大中型旋转式喷枪的水力性能对比,表明双向步进式全射流喷枪结构简单、喷洒性能优良。
2011, 42(3):96-99. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:利用Fluent 6.3计算流体力学软件,对带导流壳的污水处理搅拌机搅拌的污水处理池进行了数值模拟,分析了全池内流体的流场。并对污水处理搅拌池内流体流场分布进行了试验研究,通过空间布点测量了污水处理池内不同位置流体速度。利用 Excel软件绘制了污水处理搅拌池内不同位置的截面上的流体速度分布图,分析了池内流体速度分布规律。数值模拟与试验结果均得出相同的结果。流体速度沿着轴向传递明显,流体径向扩散相对较小,且污水处理池内流体的流速基本沿污水处理搅拌机轴呈轴对称分布。结果表明:该污水处理搅拌机具有明显的轴向导流且减少池壁边界对池内流体影响的作用。
苏德仁 , 周肇秋 , 谢建军 , 朗林 , 阴秀丽 , 吴创之
2011, 42(3):100-104. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:使用不同含水率的木粉为原料,以180~270kg/h的进料速度在内径0.5m、高9m的常压流化床气化炉上进行了富氧-水蒸气气化制备合成气实验。考察了当量比、水蒸气配比、二次风以及原料含水率对气化温度、燃气组分、低位热值、气体产率、气化效率和碳转化率等参数的影响。结果显示:当量比为0.25~0.27之间,水蒸气配比0.4时,H2含量最高可达28.7%,H2/CO为0.94,燃气热值9.9MJ/m3,气化效率大于75%, 碳转化率大于97%;提高二次风比率可明显降低焦油含量,在总当量比0.29、二次风比率25%时焦油含量为49mg/m3;原料水分增加,气体质量下降,含水率以不超过20%为宜。
2011, 42(3):105-108. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:影响玉米秸秆固化成型的工艺因素包括成型压力、温度及含水率等,成型块的微观结构对其宏观性能具有重要意义。利用电子立体显微镜观察玉米秸秆固化成型后的颗粒物料之间的结合方式和显微形貌,从微观角度研究成型工艺参数与成型块微观结构的关系。结果表明,玉米秸秆成型块颗粒之间主要以机械镶嵌、天然粘结剂粘结的形式结合。在成型压力60~90MPa,物料温度75~100℃,含水率8%~16%的成型条件下,制得的玉米秸秆成型块内部颗粒结合紧密,机械镶嵌作用明显,对应得到的成型块物理品质和力学性能较好。
2011, 42(3):109-114. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:为实现甘蔗叶的能源化利用,采用干法厌氧发酵方法研究发酵原料总固体含量为20%时,不同接种量、草粪比以及发酵温度对甘蔗叶产气量和产甲烷的影响。结果表明:接种量在30%和40%时发酵可以正常启动,接种量为40%时总产气量最高,但发酵后期甲烷含量下降很快;草粪比为1∶1和2∶1时总产气量高,甲烷含量均在60%以上,产气效果明显好于草粪比为1∶0的处理组;发酵温度为35℃时,总产气量和甲烷含量最高,发酵温度为30℃和40℃时总产气量相差不大。甘蔗叶干法厌氧发酵产沼气效果较好的工艺参数为:接种量30%、草粪比1∶1和发酵温度35℃。各处理组在甲烷含量达到最高值之前,甲烷含量与发酵时间之间呈现很强的线性相关性。产气高峰过后,虽然日产气量明显下降,但气体中甲烷含量下降幅度不大。
2011, 42(3):115-119,124. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:利用Helmholtz型脉动燃烧器,进行了不同燃气流量条件下的脉动燃烧运行实验,在3组不同尾管长度条件下,运行频率都随燃气流量的增大而增大。探究了燃气流量对脉动燃烧频率的影响,根据理论值与实测值的差异,提出Helmholtz型脉动燃烧器频率计算的修正公式,并对修正后的公式进行检验,实验值与理论值吻合度较好。
吕恩利 , 陆华忠 , 杨洲 , 韩小腾 , 张东霞 , 韩谞
2011, 42(3):120-124. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:针对液氮气调运输保鲜环境对运输厢体和通风系统的要求,设计了气调保鲜运输车通风系统试验装置。研究了通风风速、开孔隔板开孔率、堆栈方式、回风道长度等因素对气调保鲜运输车通风系统压力损失及能耗的影响,分析了通风系统的阻力特性。结果表明:通风系统的阻力特性可用Ramsin方程表述,通风系统的压差随风速的增大而增大;风速相同时,压差随开孔率的增大而减小;保鲜室内压差分布较均匀;满箱、留中间空隙和留两侧空隙等3种堆栈方式对压力损失的影响不明显;无回风道时压力损失比有回风道时小;气调保鲜运输车开孔隔板的开孔率大于3.89%时,通风系统的压力损失小且能耗较低。
张连文 , 杨传民 , 王勇 , 潘道津 , 孟宪文 , 佟瞳
2011, 42(3):125-130,155. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:针对目前樱桃番茄储运过程中主要包装形式以及造成破损的情况,选择典型运输包装件,进行了正弦扫频、堆码强度、堆码扫频振动传递性能、垂直冲击和跌落试验。通过对单件包装件的扫频振动试验,测出单件的固有频率为26.61Hz;通过堆码强度试验,测出了包装件的最大堆码层数为9层。通过9层堆码扫频振动传递性能试验确定了底层、中间层和顶层包装件的固有频率分别为36.61、10.76和6.44Hz,得到了各层包装件振动加速度、振动传递率随时间的变化曲线,并探讨了固有频率和振动传递率峰值与堆码高度之间的关系。在此基础上,通过垂直冲击试验,测出了产品的脆值为89.58;通过跌落试验,测出了包装件最大允许跌落高度为580mm。
2011, 42(3):131-135. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:以红富士苹果为试材,研究了壳聚糖涂膜处理对苹果虎皮病的防治效果,并从α法尼烯的生成及氧化、膜结构和功能及褐变相关酶活性变化3个方面探讨壳聚糖涂膜对贮藏过程中苹果生理变化的影响,以揭示其对虎皮病的作用机理。结果表明:壳聚糖涂膜可以抑制果实呼吸作用和乙烯的生成,降低α法尼烯生成及氧化产物共轭三烯的积累,降低膜脂过氧化作用,较好地保持细胞膜的完整性,抑制PPO活性的升高;壳聚糖涂膜处理对虎皮病有明显的防治作用。
2011, 42(3):136-139,191. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:设计了一个果蔬红外干燥在线实时数据检测系统。采用质量传感器、AD温度传感器、PCI8310数据采集卡等将干燥设备中的果蔬样本信息储存到PC中,借助于VB程序进行数据处理,实现数据可视化,且生成了干燥曲线、辐射温度变化曲线及物料温度变化曲线。系统测试试验结果表明:该检测系统在线检测误差在±0.03%范围内,能够准确、实时反映果蔬红外辐射干燥过程特性。
单佳佳 , 彭彦昆 , 王伟 , 李永玉 , 吴建虎 , 张雷蕾
2011, 42(3):140-144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:结合高光谱图像处理和光谱分析方法,通过一次图像扫描同时对苹果的表面摔伤和糖分含量进行检测。苹果第一主成分图像与794nm的图像相减后进行去噪和阈值分割处理,摔伤检测的准确率为92.6%。对感兴趣区域的反射光谱曲线进行多元散射校正、一阶导数和SG平滑处理后利用偏最小二乘回归方法建立糖分含量的预测模型,校正集相关系数Rc为0.93,SEC为0.47°Brix,验证集相关系数Rv为0.92,SEV 为0.67°Brix。结果表明:利用高光谱成像技术可以实现苹果内部品质和外部品质的同时检测。
2011, 42(3):145-149. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:为了给猕猴桃成熟度判定提供一种无损检测手段,进行了基于近红外漫反射光谱定量分析技术检测冷藏期间猕猴桃硬度的试验研究。采用偏最小二乘法对“华优”猕猴桃的近红外光谱进行了分析,并且比较和讨论了4种光谱预处理方法的建模结果。试验结果表明,在全谱范围内,一阶微分光谱所建模型效果最佳,其校正相关系数为0.963,预测相关系数为0.852。
王振斌 , 张杰 , 王世清 , 马海乐 , 王倩倩 , 陈晓寅
2011, 42(3):150-155. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:采用超声波预处理固定化纤维素酶,通过单因素试验和响应面法探讨了超声波预处理条件(超声时间、超声频率、超声功率)以及预处理后的酶解温度和CMC-Na缓冲液pH值对固定化纤维素酶活性的影响,建立并分析了各因子与酶活相对关系的数学模型,优化得到的最佳条件为:酶解温度58.73℃、CMC-Na缓冲液pH值3.0、超声时间16.88min、超声频率22.33kHz、超声功率26.77W,在此条件下,固定化纤维素酶活性与未加超声波预处理相比较提高了9.75%。
郭媛 , 郭慧媛 , 王芳 , 万长江 , 姜鹭 , 任发政
2011, 42(3):156-160. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:研究了堆叠pH值对Mozzarella干酪熔化性的影响。通过考察不同堆叠pH值Mozzarella干酪贮藏1~7周的熔化性、可冻结水含量、pH值4.6可溶性氮含量、Urea-PAGE电泳,利用共聚焦激光扫描电镜、差示热量扫描仪、流变仪,探讨了堆叠pH值与Mozzarella干酪熔化特性的联系。结果表明,低堆叠pH值的Mozzarella干酪样品可冻结水含量低,结合水含量高,随贮藏期延长(21d以上)蛋白水解片段增多,形成的纤维状结构更加有序,相应的熔化性更好。
2011, 42(3):161-165. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:针对苹果采摘机器人中果实姿态信息缺失造成果实损伤及采摘失败等问题,根据苹果尾部花萼遗迹区域是否可见分析了果实姿态信息机器视觉测量方法,研究了果实姿态信息的粒子滤波估计。将单目摄像机固定在机器人末端手爪上,在手爪趋近果实的采摘过程中,随机采集多帧果实图像。对每帧图像运用惯性主轴或重心点偏移两种方法计算果实在机器人坐标系下的姿态向量值,并通过粒子滤波融合来得到果实姿态信息的最优估计。实验结果表明,粒子滤波方法可以有效地融合多帧图像的苹果姿态信息,能够减小因依靠单帧图像直接测量而产生的误差。
2011, 42(3):166-169. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:通过籽粒尖端形态特征分析,提出了一种基于Harris角点检测的籽粒尖端识别方法。Harris算子在一个局部区域中检测角特征,作为籽粒最明显的角结构,尖端在Harris角点检测中具有最大的响应值,使其对尖端不明显的籽粒也有良好的响应。通过对玉米、南瓜和西葫芦等具有尖端特征的750粒籽粒的测试结果表明,提出算法的尖端检测综合准确率为95.6%。
2011, 42(3):170-174. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:研究了可见光波段的黄瓜霜霉病信息分布和分割方法,有效实现了温室非结构环境下黄瓜病害信息识别。通过研究温室黄瓜图像在RGB、HIS和YCbCr颜色空间的分布特点,建立了光照分析模型,提高了不同光照条件下的病害提取适应性。分析了病害目标与环境背景Cb和Cr均值差,提出了CbCr组合算法,实现了目标的快速有效识别,满足了实时对靶施药的要求。通过随机抽取30幅黄瓜霜霉病图像进行算法验证,结果表明图像的平均识别正确率达90.6%。
2011, 42(3):175-179. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:为了提高硬皮甜瓜缺陷分类的正确率,提取基于纹理和颜色的综合特征,采用支持向量机分类器构造了甜瓜缺陷的自动检测系统。对甜瓜图像可疑区进行了纹理分析,提取灰度共生矩阵的4个特征参数,经过比较实验得出,对比度和角二阶矩2个参数对甜瓜瓜蒂、花萼、擦伤和霉变有明显的可区分性。在可疑区域上提取了由R、G、B分量及其算术运算组成的12种颜色特征,通过实验筛选出4种具有较好区分性的颜色特征。实验结果表明,由这些优选出的纹理与颜色特征组成的综合特征及支持向量机分类器对甜瓜缺陷的识别正确率达到92.2%。
2011, 42(3):180-183. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:针对遥感图像的特点及分割要求给出了一种CV简化模型,并对改进模型的正确性进行了实验验证。实验结果表明,该方法不但提高了运算速度,而且能够得到连续封闭的目标地物矢量数据,因此可方便地利用分割边界的几何特征实现地物目标的精确识别。
2011, 42(3):184-187. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:结合ZigBee和GPRS,设计了农田图像采集与无线传输系统。系统由MESH型ZigBee图像采集网络和远程服务器构成,服务器与ZigBee网络的协调器通过GPRS网络进行数据传输。基于V4L技术采集了农田图像,阐述了JPEG压缩和解压缩流程,使用改进的离散余弦变换减小了图像压缩的运算量,并对压缩后的图像作了数据分组和校验,保证了数据传输的可靠性。在选定农田对系统进行实地测试,系统能够顺利采集图像,无线传输成功率为76%,同时分析了传输一幅图像的理论最短时间和实际平均传输时间产生的差异。
2011, 42(3):188-191. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:以无损检测为前提,采用激光为激发光源,对杨树活体叶片进行荧光光谱采集,对采集到的光谱数据进行处理分析得到水分利用效率的荧光光谱敏感波段,建立基于叶片温度修正下的植物水分利用效率与荧光光谱的数学回归模型,模型的复相关系数R2=0.975。并对建立的数学回归模型进行效果检验,相关系数r=0.8746,模型的检测效果较好。
2011, 42(3):192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:为真实仿真植物茎生长过程,对植物茎以及分枝进行更细粒度划分,把茎的生长按分生区、伸长区、成熟区三级结构划分依次迭代,结合参数L系统仿真植物的形态几何结构,达到了良好的效果。对植物分生区设置flower、subaxis、leaf 3种侧芽因子,以提高植物生成不同器官的可控性。通过仿真实验表明细粒度划分能够降低参数L系统的复杂度,较真实地仿真植物的生长过程及植物学现象。
2011, 42(3):197-202. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:在创造力模板法基础上,引入通用功能基的概念,提出了一种基于功能激励的产品创新设计方法。通过构建产品的功能结构模型,系统、规范地表达了产品信息;采用功能相关、功能变换、功能移出、功能转移和功能随机激励等策略对各级子功能进行操作,体系化、导向性地激励设计者的创造性思维,从而实现产品的创新设计。最后,以农用背负式喷雾器设计示例演示了该模型。
2011, 42(3):203-207,196. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:对于有限分离四位置及复合四位置刚体导引机构综合,用位移矩阵法给出布氏曲线的方程式,并通过坐标变换将方程式化为标准形式,再依据射影几何中二射影低阶曲线束构成高阶曲线的原理,以圆束和直线束中二对应线交点的轨迹得到布氏曲线,实现布氏曲线的单值有序绘制。最后根据映射理论建立机构解域,使设计者可以直观准确地知道机构的特性。
2011, 42(3):208-212,218. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:建立了2D数字阀的数学模型,对2D数字阀的由齿隙产生的滞环进行了研究和仿真分析,提出了在输入信号上叠加一高频颤振信号以减小甚至消除2D数字阀的滞环特性颤振补偿技术。利用专门的实验平台对所设计的样阀进行了实验研究。实验结果表明,采用颤振补偿技术后,当颤振幅值为25%、50%、100%齿隙量时,滞环宽度由2.2%分别降为1.7%、1.1%、0.5%。理论和实验结果均表明采用颤振技术在一定的频率和幅值的颤振信号作用下,可以减小或消除2D数字阀的滞环特性。
2011, 42(3):213-218. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:应用法向等距原理构建了基于始端一次曲率半径函数方程的涡旋型线;建立了基于母线参数的吸气腔、压缩腔和排气腔容积数学模型,得到了涡旋压缩机的轴向、切向和径向气体力随曲轴转角的动态变化历程,研究了一次曲率半径函数型线参数对压缩机动力学特性的影响。数值模拟结果表明:一次曲率半径函数始端重构型线的参数显著影响涡旋压缩机的动力学特性;母线始端一次曲线与基圆渐开线连接点处曲率半径的不连续性导致了径向气体力的波动和极性变化,进而对径向间隙的密封、泄漏损失和轴承寿命产生直接影响。
2011, 42(3):224-228. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:在分析单点渐进成形工艺特点的基础上,指出该工艺成形路径生成目前存在的问题,提出了一种面向该工艺的成形路径计算方法,及基于该方法的等高线成形路径生成算法。上述方法已应用到日本Amino公司单点渐进成形设备专用的工艺规划软件AFS2中,实际加工得到的零件表面具有较高质量。有限元模拟结果及试验结果表明,采用该算法生成的成形路径合理可行。
2011, 42(3):229-233. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].3.[sequence]
摘要:实验研究了利用进给方向超声振动辅助微细铣削对零件加工尺寸精度的影响。以2A12为实验工件材料,利用一个超声振子带动工件沿进给方向振动进行铣槽实验,加工后对槽宽进行了精确测量。通过单因素实验分析了施加超声振动前后加工槽宽的变化,结果表明超声振动有助于减小加工尺寸偏差,而大的振幅更有利于提高加工尺寸精度;基于日本田口方法,通过全因子实验考察了主轴转速、每齿进给量、振幅对加工尺寸偏差的影响并进行了加工参数优化。
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