2011, 42(8):1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:离合器控制的优劣是影响机械式自动变速车辆起步和换挡平顺性的最重要因素,传统PID控制方法难以对电控机械式自动变速器(AMT)离合器这种复杂的大滞后、非线性系统进行精确控制。对灰色预测PID控制在AMT离合器控制中的应用进行了深入研究,与传统控制方法相比,该方法提高了离合器的控制精度。灰色预测PID控制使控制系统的灰量得到一定程度的白化,提高了控制的质量和鲁棒性,有效解决了离合器控制的超调和震荡问题,提高了车辆起步与换挡的平顺性。
2011, 42(8):7-14. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:以dSPACE为控制器设计了重型车辆电控机械式自动变速系统(AMT),按照V模式开发流程进行了硬件设计,控制软件代码自动生成,整车标定与测试。在12挡手动变速重型载货汽车平台上,设计了AMT液压控制系统、换挡执行机构和离合器自动控制系统,确定了系统控制策略,完成了控制软件设计,进行了实车标定与控制性能试验。结果表明,基于dSPACE的重型车辆AMT系统控制性能达到了预期的目标,控制软件开发与实车参数标定、调试容易,可减少控制系统在设计、开发、试验到定型过程中的重复工作,加快研发周期。
2011, 42(8):15-19,25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为了研究悬架控制对车身运动姿态的影响,运用八板块假说对整车模型进行分析,提出了构造悬架效用函数的方法,并且给出了基于熵值法优化权值方法,设计出相应的Simulink控制器;以某车型为例建立整车多体动力学模型,进行了脉冲路面和蛇形道路下不同车速工况的SIMPACK/Matlab联合仿真,将基于悬架效用函数优化的模糊控制和现有其他控制方法的悬架减振效果进行了对比分析;理论分析和仿真试验证明,基于悬架效用函数优化的模糊控制是可行的,较好地改善了车辆的平顺性,并能有效抑制车身俯仰和侧倾运动。
2011, 42(8):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为了提高混合动力汽车驱动电机系统评价的准确性和客观性,保证驱动电机发挥出最优性能,分别从电机本体设计、电机控制性能和整车行驶循环工况3个层面列出23个评价指标,以驱动电机台架试验和整车计算机仿真平台为评价测试手段,采用多属性决策灰色关联度的评价方法,建立了驱动电机综合性能评价体系。实例证明了该评价体系的完整性和可操作性。
2011, 42(8):26-29. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:颗粒阻尼技术中,颗粒与颗粒、颗粒与孔壁之间的碰撞和摩擦使得颗粒阻尼器具有高度非线性。为此,提出一种能够对颗粒阻尼器的减振性能进行快速预测的仿真算法——离散元—有限元耦合算法,并进行了试验验证,基于该算法研究了颗粒阻尼器的各参数对减振性能的影响规律。试验与仿真结果表明:耦合算法是有效的;影响颗粒阻尼器减振性能的主要参数是填充率和颗粒密度。
2011, 42(8):30-34. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对油菜籽等小粒径种子的精量播种要求和传统排种器单体只能实施单行播种致使结构复杂的问题,设计了一种气力集排式排种器,阐述了结构设计的关键技术。以华杂4号油菜籽为试验对象,取滚筒相对压力、滚筒转速为主要影响因素进行了排种均匀性与排种一致性试验,确定各因素对排种均匀性与排种一致性的影响程度及因素水平优化组合。结果表明:影响排种器排种均匀性的因素主次顺序为滚筒相对压力、滚筒转速,且在滚筒相对压力为-1.5kPa,滚筒转速为20r/min时,排种一致性与排种均匀性同时达到最优,排种器排种性能最好。
2011, 42(8):35-40,29. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:设计了一种内置式双位投种穴播器,在牵引工作状态下自动滚动、实现入土成穴器入土。采用内置式双位投种方式,且上位一次变量排种器布置在轮盘的定盘中心,以减小向入土成穴器的输种距离和省略传动装置。入土成穴器采用定、动两瓣结构,非开启状态为常闭,动瓣在达到最大入土深度后按杠杆原理打开,完成下位二次投种、出土后关闭。样机试验证明,穴播器各项性能符合设计和农艺要求。
张霖 , 赵祚喜 , 可欣荣 , 冯贤超 , 张智刚 , 黄健
2011, 42(8):41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:提出了一种基于压电传感器的种子数粒系统,该系统用悬臂梁结构感受种子冲击以及用压电元件将冲击转换为电信号,经过放大整形后变成脉冲信号输入单片机计数并显示。根据典型的弹簧—质量—阻尼系统的二阶传递函数理论,对系统阻尼振动频率和阻尼比进行了分析。选用合适的高分子材料和安装方式,使系统拥有较好的阻尼比,种子短暂的冲击作用变换为单个波峰电压信号以实现准确计数。实验室试验结果表明,数粒系统单粒测量误差小于0.4%。
2011, 42(8):46-49. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:通过测量旋转式分插机构中非圆齿轮的齿顶圆数据,利用反求设计法求解了机构中的非圆齿轮节曲线和齿轮系中心距。并通过人机交互图形软件对旋转式分插机构的秧爪运动轨迹进行了动态仿真,验证了设计的非圆齿轮行星轮系旋转式分插机构满足农艺要求,同时进行了机构参数的优化设计。
2011, 42(8):50-53. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为揭示犁体表面与土体间的相互关系,探讨使用压力传感器阵列测试犁体表面所受土体压力的可行性。用自制的隔离盒分别将11个压力传感器封装后布置在犁体表面,形成传感器阵列,并将构建的系统置于流变态粘性土壤中进行测试。测试结果表明,该测试手段满足使用要求,其数据表明最大点荷载产生于犁铧的铧面上,最小点荷载产生在犁铧与犁壁的过渡区域。
2011, 42(8):54-57,69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:提出了一种移栽机自动分钵式栽植器,并对分钵原理、栽植器的机构以及钵苗运动轨迹进行了分析与仿真。结果表明,栽植器两机械手配合准确、运行稳定,可实现自动连续分钵。田间试验测得,栽植角度为88.08°~88.34°,其变异系数为2.37%~2.92%;栽植株距为350.67~351.17mm,其变异系数为1.42%~1.60%。结果表明该栽植器运行稳定,不受前进速度的影响。
韩文霆 , Nguyen Van Lanh , 徐琳
2011, 42(8):58-64. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:用Pro/E软件建立喷头内流道的三维实体模型,选择RNG k—ε模型在CFD软件Fluent中模拟了雨鸟30PSH型摇臂式喷头在10种入口压力和4种主喷嘴直径组合下的内流道流场,分析了喷头主副喷嘴的流量、入口压力与出口平均速度等参数的关系。研究结果表明:主喷嘴直径增大时,副喷嘴流量几乎不变;主、副喷嘴的流量分配比例由主喷嘴直径决定,与入口压力无关。入口压力增大,主喷嘴出口平均速度增大,但副喷嘴出口平均速度不变。喷头主、副喷嘴的平均湍动能随入口压力增大而增大,不受主喷嘴直径变化的影响。主喷嘴出口静压力、湍动能和速度的标准差、副喷嘴出口静压力标准差与入口压力近似成正比;而副喷嘴出口湍动能和速度的标准差随主喷嘴直径或入口压力增大产生较大的无规律变化。喷头内流道流场的可视化结果显示喷头副喷嘴与弯管连接处静压力较大,接近喷头入口静压力。
翟长远 , 朱瑞祥 , 黄胜 , 薛文斌 , 马永兵 , 刘遇哲
2011, 42(8):70-74,84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:基于STC12C5A60S2单片机,采用串口通信技术、数据库技术、VS2008软件编程技术,设计并实现了施药监测系统。该系统具有可扩展性,可支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器,以采集压力、流量和速度等各种施药参量,并通过LCD显示器实时显示;系统可将各施药参量存入SD卡中,同时通过RS232串口传给PC机;PC机将接收到的数据存储于数据库中,并以表格和图形方式向用户显示施药参量。试验表明:采样周期为1s时,速度经一次校核后测量平均精度达97.7%;测试平台试验和喷药机试验的压力测量平均精度分别为99.3%和98.7%,流量平均测量精度达99.3%。
2011, 42(8):75-79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:利用高速摄影技术对农药混药装置在线混合均匀度进行了试验分析。选用聚苯乙烯颗粒作为示踪粒子跟随混合液流动,根据获得的粒子图像提取了粒子的质心坐标,对不同工况下混药装置的混合均匀度进行了分析计算,并得到泵工作条件对混合效果的影响以及粒子分布与混合效果的关系。研究结果表明,示踪粒子质心纵坐标分布与正态分布越接近,混合效果越好;当泵转速较低时,随着泵工作压力增大,混合均匀度增大;当泵的工作压力不变时,随着泵工作转速提高,混合均匀度提高。
文韬 , 洪添胜 , 苏建 , 朱余清 , 孔繁波 , Chileshe J M
2011, 42(8):80-84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为研究山地果园链式循环货运索道负载数量、张紧位置、挂载方式及驱动电动机工作频率等因素对驱动链张紧力的影响,设计了一种用于检测山地果园链式循环货运索道驱动链张紧力的试验装置。试验结果表明:除驱动电动机工作频率外,其他三因素对驱动链张紧力影响显著;将张紧机构置于起始位置与终端位置以及改变负载数量,检测得张紧力均值差异变化范围为105.929~164.641N;将张紧机构置于起始位置,采用均衡和非均衡两种挂载方式,张紧力均值变化范围为1.165351~1.425864N和1.140500N~1.435353N,相应的变异系数变化范围为0.115~0.139和0.155~0.227。
2011, 42(8):85-88. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为解决山地果园果实、肥料和农药等运输劳动强度大、效率低的生产实际问题,设计了7YGS—45型双轨道果园运输机,重点解决了钢丝绳与驱动轮对配合实现摩擦驱动、抱轨与碟刹配合实现制动、防止运输机侧滑和上跳、防止钢丝绳在弯道中上抬与拉直、拖车自适应坡度调节等关键技术问题。试验表明,运输机最大爬坡角度47°,最小水平转弯半径8m,平均运行速度1.0m/s。该机可适用于山地果园中运输果实、肥料等,也可搭载喷雾机或修剪机械等进行作业。
2011, 42(8):85-69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对扇形喷头球头处的复杂结构以及农药中固体颗粒对喷头内表面的冲蚀情况,运用立体几何方法建立了扇形喷头基本结构尺寸的数学方程,并对其进行力学分析。结果表明,扇形喷头球头处x向磨损最严重。通过试验验证了理论分析,建立了时间和基本结构尺寸的变化对磨损率的影响关系式。
2011, 42(8):89-93. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为降低捡拾脱粒机捡拾损失,采用响应面分析方法对捡拾部件的参数进行试验。试验结果和分析表明:影响捡拾损失的重要因素是机组前进速度、输送带速和输送倾角;3个影响因素按重要性排序为:机组作业速度、输送带速、输送倾角。确定了一组最优的参数组合:机组前进速度0.80m/s,输送带速0.78m/s,输送倾角11.19°,优化后捡拾损失率的理论值为2.91%。考虑实际机械作业过程中的参数调整问题,推荐参数组合为:机组前进速度0.71m/s,输送带速0.80m/s,输送倾角12°。
2011, 42(8):94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为降低玉米种子脱粒过程中的机械损伤,掌握玉米种子抗压特性及其裂纹生成规律,在LDS微机控制电子拉压试验机上,对不同品种的玉米种子进行了静态压缩试验。试验结果表明:最大破裂力随含水率的增加而降低;同一品种在相同含水率下,平放时最大破裂力最大,立放时最小,侧放时居中;同一放置方式时,不同品种玉米种子承载压力的能力不同;不同放置方式时,不同受压面生成裂纹的形状、部位和规律不同。
2011, 42(8):99-103,98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对目前离散元法边界建模中存在的问题,基于UG软件二次开发,结合VC++平台、MFC函数库和Access数据库,设计了三维离散元法边界建模软件,实现了与UG软件和三维离散元法分析软件的集成。以型孔轮式排种器为例,通过排种器的CAD设计、排种器工作过程的三维离散元法仿真分析以及与试验的对比,证明了边界建模软件的可行性和有效性。
2011, 42(8):104-110. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:利用Gibbs自由能最小化原理对生物油模型化合物水相重整制氢过程进行了热力学平衡计算,考察了反应温度为340~660K、压力比psys/pH2O为0.1~2.0时两个变量对H2选择性、CH4选择性、积碳以及原料转化率的影响。计算结果表明,当体系存在甲烷化与积碳反应时,原料转化率大于99.99%且无固态碳生成,但甲烷化较制氢反应热力学更有利。限制甲烷化反应后可提高H2选择性,其产氢机理主要为原料的直接裂解反应,且1mol甲醇、乙酸与乙二醇可分别生成约0.999、1.940、1.999mol的固态碳。同时限制甲烷化反应和积碳反应,在反应温度500K、压力比psys/pH2O为1.1时,水相重整甲醇、乙酸、乙二醇可得到H2选择性为74.98%、66.64%、71.38%,且3种原料转化率均大于99%。
2011, 42(8):111-116. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:基于沼气主要成分CH4气体和CO2气体物理性质的差异,利用PR方程,得出不同CH4体积分数下,沼气泡点和露点的温度和压力;在Aspen HYSYS平台中,设计了低温液化分离沼气中CO2气体的流程,仿真分析了低温液化对CH4体积分数和CO2体积分数的影响。根据低温液化分离沼气中CO2气体的流程,对沼气进行纯化实验,结果表明:实验结果与模拟结果相吻合;液化分离后CH4体积分数从58.2%升至82.8%,CO2体积分数由36.4%降至8.8%,N2+O2体积分数小于4.0%。
2011, 42(8):117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:采用锐钛矿型二氧化钛对两种硫酸盐黑液半焦在860℃的温度下进行了直接苛化与水蒸气气化实验。结果表明:黑液半焦中的有机碳可在6min内气化完毕,直接苛化反应也可在此时间内完成;气化所得气体的干基高位热值约10MJ/m3;气化与直接苛化所得固体产物熔点高于900℃且粉末状态良好,主要成分为五钛酸钠,该产物水解后生成氢氧化钠和不易继续水解的三钛酸钠;回收的三钛酸钠继续用于直接苛化实验时,固体产物没有发生结块现象,可以循环利用;约占黑液总硫20%的硫以非还原态留存于气化残余固体中。
2011, 42(8):122-127. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为提高无损检测在判断鸡蛋新鲜度方面的稳定性和模型适应性, 通过D—S证据理论和BP神经网络将电子鼻和机器视觉两种传感器在特征层进行融合,构建了鸡蛋新鲜度的融合模型。探讨了一种可以弥补D—S证据在信息融合过程中不足的改进方法。验证试验结果表明:通过融合优化,不确定性的基本概率赋值下降到0.01以内,解决了单一检测方法检测模型存在识别空白区间或稳定性差的问题。经过D〖—S融合的多传感器融合BP模型在判别效果和稳定性方面都有较大提高,判别鸡蛋新鲜度准确率平均值达到92.6%。
2011, 42(8):128-130,137. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对热风干燥制作牡丹压花时含水率不便实时测定的问题,探讨了干燥过程中热风温度、风速、压花板孔密度和牡丹花初始质量对干燥速率的影响。利用BP神经网络建立了干燥时间、热风温度、风速、牡丹花初始质量、压花板孔密度与牡丹花干燥过程中含水率之间的关系模型,采用Matlab神经网络工具箱对模型参数进行训练和模拟。结果表明,利用神经网络建立的模型仿真结果与实测值接近,预测性较好。
2011, 42(8):131-137. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:以感官评价和功能性成分含量检测相结合,研究了微波工艺与传统炒制、热风干燥方法对杜仲雄花茶品质的影响。结果表明,微波干燥方法效率高,可最大程度地保持杜仲雄花中的功能性成分,干燥的杜仲雄花茶的感官品质佳,可作为生产杜仲雄花茶的首选方法;热风干燥方法也可保持杜仲雄花中的功能性成分,干燥的杜仲雄花茶感官品质较佳,但效率较低,可作为生产杜仲雄花茶的可选方法;传统制茶工艺中的炒制干燥方法对杜仲雄花茶中的功能性成分破坏较大、感官品质差、操作不易控制,不适宜于杜仲雄花茶的干燥。
2011, 42(8):138-142. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对Mozzarella干酪品质存在的缺陷,拟通过添加乳化盐来改善Mozzarella干酪功能特性。在Mozzarella干酪拉伸过程中分别添加1%、3%、5%的柠檬酸钠、焦磷酸钠,测定贮藏第21天干酪功能特性的变化。结果表明,添加乳化盐后干酪的硬度和粘聚性显著上升(P<0.05),油脂析出面积显著增加(P<0.05),干酪熔化性改善,其中添加3%的柠檬酸钠和焦磷酸钠后,熔化面积分别增加了37.58%和59.57%;干酪中钙离子含量下降,说明乳化盐通过螯合酪蛋白胶体,削弱了酪蛋白间的相互作用,从而改善了Mozzarella干酪的功能特性。
2011, 42(8):143-148,110. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:简述了目前国内外植物木质部穿孔板流体建模研究概况,对穿孔板孔口流动特性进行了数学建模,利用Fluent软件对不同几何结构的穿孔板孔口附近的水分流动进行流场仿真,通过计算和分析仿真结果,研究了穿孔板倾斜角、导管内径、穿孔板孔数、等效孔宽对穿孔板流阻系数的影响规律。结果表明,当其他参数设定时,倾斜角增大,平均流量不变,穿孔板两侧的总压降及流阻系数先减小后增大;导管内径增大,平均流量增大,总压降减小,流阻系数减小;孔数增加,平均流量不变,穿孔板总压降增加,流阻系数也增加;等效孔宽增大,平均流量保持不变,总压降与流阻系数均减小。
苑严伟 , 张小超 , 吴才聪 , 李颉 , 张帅 , 柏流芳
2011, 42(8):149-153. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:设计了农业机械虚拟试验系统,建立了田间工况模拟与虚拟交互控制试验平台。根据耕作区域的数字地图及农田作物图像信息,设计农业机械虚拟试验场,实现人和农业机械在虚拟环境内的漫游。建立四自由度模拟试验台,实现对拖拉机在田间行走时姿态的模拟仿真。从虚拟场景中提取作物行的位置信息,根据这些信息给出控制信号,进行拖拉机行驶速度、方向和平衡控制,使拖拉机沿作物行行驶。试验表明,横滚角最大偏差为0.34°,偏航角最大偏差为0.51°,高程最大偏差为2.5mm,行走速度最大偏差为0.12km/h。实体样机和虚拟样机有较好的一致性。
2011, 42(8):154-158. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:在农业移动机器人平台上运用机器视觉技术检测作业环境中是否存在运动障碍目标时,机器人自身运动会与障碍目标运动叠加在一起。为此,首先在移动机器人平台上连续采集两帧图像,提取其特征点并加以匹配;然后应用双线性模型描述对应特征点在图像之间的运动特性,并用最小二乘法对模型参数进行最优估计,得到两帧图像之间的变换矩阵;最后利用此变换矩阵补偿前帧图像来消除机器人自身运动的影响,再与后帧图像作帧差,在线检测出运动障碍目标。实验结果表明,该方法仅依据图像信息即可有效地检测出农业机器人导航环境中存在的运动障碍目标。
2011, 42(8):159-163. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:提出了一种水果表面亮度不均校正算法。以脐橙为研究对象,首先提取R分量图像并除去背景后获得原始图像;然后根据照度—反射模型,利用低通滤波获得该图像的入射分量图,将此入射分量图作为该图像的亮度图像;最后,原始图像与亮度图像相除后即为亮度校正后的图像。基于亮度校正后的图像,利用单阈值对水果表面缺陷一次性成功分割。利用开发的算法对正常样本和带有10类不同缺陷的样本共计788幅图像进行处理,总体识别正确率达到97%。
2011, 42(8):164-167,142. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:为定量描述水果形状以便为后续识别提供特征信息,以黄瓜为研究对象,通过对黄瓜图像进行增强、阈值、形态学及边界提取操作,提取黄瓜边界并用数对表示。采用椭圆傅里叶描述子定量描述边界信息,并做尺度变换、旋转变换及起始点变换归一化处理。利用描述子对黄瓜边界进行重建,对重建后边界做误差分析。实验结果表明:采用椭圆傅里叶描述法,只需少量描述子即可完成黄瓜形状识别,并可准确重建原始形状。
2011, 42(8):168-172,121. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:提出一种堆叠葡萄果粒尺寸检测算法:首先通过8-邻域轮廓跟踪提取果穗轮廓曲线,然后基于改进的曲线旋转和局部极值判断方法搜索曲线上的凹点,从而将曲线分割成分段圆弧以实现果粒的分割和识别,进而采用最小二乘分段曲线拟合计算果粒直径。通过对巨峰葡萄的检测试验表明,该算法对葡萄果穗的果粒正确识别率在35%左右,用于统计葡萄的平均果粒直径,平均误差为0.61mm,最大误差为1.69mm,根据果粒大小分级的准确率为72.7%。
2011, 42(8):173-177,163. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:基于现场可编程门阵列FPGA并行运算平台,设计了一种采用线阵CCD芯片的西瓜子色选机系统。硬件平台将CCD芯片驱动、动态图像的采集与处理、分类计算及气阀控制信号输出等集中在一个FPGA芯片上实现。色选机试制系统产量为1.2~1.8t/h,色选精度97.7%,带出比为6~8。与传统工控机平台进行对比试验,验证了基于FPGA的西瓜子色选机系统具有良好的实时性和高效性。
2011, 42(8):178-183. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对棉花受棉蚜、棉叶螨、棉盲蝽、斜纹夜蛾和烟粉虱等害虫为害后叶片表面出现不同症状,利用计算机视觉技术识别棉花虫害。通过获取受害棉花叶片图像,预处理后转换至2G—R—B空间,结合Otsu算法实现色斑分割,提取色斑图像R变量、(R+G+B)/3变量的一阶矩、二阶矩和三阶矩为颜色特征,提取非色斑图像拓扑描述子和Hu不变矩为形状特征,提取2层双树复小波变换的细节图像均值方差为纹理特征,并应用径向基支持向量机识别棉花棉蚜、棉叶螨、棉盲蝽、斜纹夜蛾、烟粉虱等虫害和正常叶片。试验结果表明,当径向基参数σ为3时,棉花虫害识别正确率达88.1%。
2011, 42(8):184-188,206. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对机电产品各子系统之间的复杂作用关系,提出了基于有向模糊图的产品系统结构相似度计算模型,以实现产品概念设计的实例检索。扩展定义了有向模糊图概念,建立机电产品系统有向图模型,利用积和式矩阵对有向图模型进行描述;通过积和式函数多项式对产品系统进行结构分析,将主观权重和客观权重组合计算产品系统有向图结构相似度。以SF2005型加速度传感器的实例检索为例证明了该结构相似度计算模型的可行性。
2011, 42(8):189-194. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对结构优化设计中先分解后组合的重复优化问题,提出一种焊点布局的结构多目标拓扑优化方法。在连续设计域中,给定载荷和约束的情况下,同时优化整个结构的拓扑空间和几何造型,并决定子结构间的连接位置和布局形态。通过有限元分析和基于几何学交叉过程的多目标遗传算法得到Pareto解集,可根据不同需求确定权重,选择最优方案。
2011, 42(8):195-199. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对音圈式快速刀具阻尼较小、超调较大的开环特性,经典控制采用速度环和位置环双闭环反馈控制,但速度传感器增加了系统的复杂度,且易带来附加噪声。基于二阶积分器串联系统的最速控制方,提出了采用最速过渡环节调节输入或控制信号阻尼,进而改善无速度传感器的输出阻尼前馈控制方法,设计了相应闭环控制方案,在DSP控制平台上进行刀具动态性能测试,并进行了球形透镜阵列的加实验。实验结果表明:所提出的控制方法能有效改善快速刀具的阻尼特性,刀具方波响应超调约4%,上升时间仅为3ms,所加工球透镜阵列具有良好的面形精度及表面粗糙度,PV值约为0.228λ,表面粗糙度Ra小于15nm。
2011, 42(8):200-206. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对球头铣刀在3轴数控铣床中应用的8种常见铣削情形,将铣刀轴向离散化为一系列微元切削刃,首先分析并建立局部切削力模型,进而通过积分运算求得铣刀整体切削力,建立了结合前刀面剪切效应与后刀面犁切效应双重机制的球头切削力预报模型。该模型考虑了走刀间距对切削区域的影响,采用几何分析方法求解瞬时参与切削的微元切削刃的分布,容易实现程序化,并利用Matlab对铣削力进行了数值仿真。最后,通过以45号钢为工件材料的铣削试验获得试验数据,数值仿真结果与试验结果对比,验证了球头铣刀切削力模型的有效性。
2011, 42(8):207-213,218. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:以某发动机轴系为研究对象,运用有限元建模,结合动力学、润滑理论对轴系动态应力分布进行分析,采用非线性弹簧(NONL)、动态液压润滑(HD)、弹性动态液压润滑(EHD)对轴系应力进行对比分析,并针对曲轴振动过程中影响曲轴应力分布的因素进行分析。结果表明,不同算法下曲轴的应力分布差别主要是由于曲轴的扭转和弯曲计算结果有差别,同时曲轴在不同时刻不同截面由扭振和弯振引起的应力大小的贡献度不同。以EHD为基本模型进行分析表明,润滑参数油槽对主轴颈应力分布影响较小,只有-2.5~2.5MPa。
2011, 42(8):214-218. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:模仿人类咀嚼系统,利用仿生技术设计了一种用于粉碎食物的仿生咀嚼装置。采用逆向工程方法设计制作了仿生牙齿、仿生颞下颌关节等零部件,并组装成咀嚼装置,实现了三维咀嚼运动,确定了运动参数。咀嚼功能测试结果表明,本装置的咬合力可达到咀嚼食物的力量,并且可根据食物的不同而改变;本装置的咀嚼效率和受试者无显著差异,最大值可达92.3%;重复试验无显著差异,本装置稳定可靠。
2011, 42(8):219-223,227. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:针对复合肥生产的高粉尘强腐蚀环境,设计了一种能够替代人工作业的取样机器人。分析使用需求,提出具有抗冲击、耐腐蚀、自清洁、传动机构内置、驱动远离末端执行件安装等特征的取样机器人设计原则。从仿生学角度出发,通过对螃蟹运动关节结构特征研究,提出取样机器人构型,进行了功能仿生和结构仿生设计。根据其使用工况,设计了取样机器人运动过程和控制方案。通过机构参数优化、仿真和冲击试验,验证了其可行性。
2011, 42(8):224-227. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:利用扫描电镜及能谱仪观察了东方蝼蛄口器表面及断面几何结构特征,对口器的表皮组成成分进行了分析,发现口器组织中含有多种金属元素和微量元素;东方蝼蛄口器具有中空结构,断面材料呈层状复合结构;采用切片法对东方蝼蛄口器进行了外形重构;利用纳米力学测试系统对东方蝼蛄口器表皮材料进行了测试,发现东方蝼蛄口器的弹性模量和纳米硬度较高。经比较发现,东方蝼蛄口器表皮的纳米硬度大于雄臭蜣螂唇基表皮的纳米硬度。
2011, 42(8):228-234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].8.[sequence]
摘要:基于图像采集与处理方法对液—液循环流化床液滴形成特性进行了实验研究,提出了形成液滴的3种液—液雾化方式,考察了液—液雾化方式与射流长度脉动、液滴粒径分布的相关性,获得了液—液雾化方式的转变规律以及雾化强度、射流长度脉动和液滴粒径分布基于相对雷诺数的变化规律。结果表明, 雾化过程与相对雷诺数密切相关,随着相对雷诺数的增加,雾化强度持续增强,液—液雾化方式由滴流型向层流射流型转变,最后发展为湍流射流型;在整个相对雷诺数实验范围内,射流长度的脉动表现出随机和非周期的特点,其标准方差与平均值的变化规律基本一致,在相对雷诺数为1.3×104时达到最大值;液滴的粒径分布参数一直增大到湍流射流型雾化阶段,在相对雷诺数为2.5×104时,液滴的粒径均匀性最好,而液滴平均粒径总体上随相对雷诺数的增大不断减小,形成液滴的最小平均粒径发生在湍流射流型雾化阶段。
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