2012, 43(2):1-5. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.001
摘要:考虑到智能车辆在不同工况下表现出不同的系统特性,设计了由线性二次型最优控制律和利用模糊逻辑推理得到的模糊控制律组成的混合切换控制器。当偏差和偏差变化率较小时(小角度转弯),假设系统特性固定不变,切换到最优控制律;而在偏差和偏差变化率较大时(大角度转弯),车辆具有强非线性、时变、耦合和参数不确定性等特性, 切换到模糊控制律。 采用ADAMS和Matlab/Simulink联合控制仿真的方法对该智能车辆的横向控制算法进行仿真,并通过试验验证。仿真和试验结果表明:该横向控制器可保证智能车辆在路径跟踪过程中的准确性和平稳性。
2012, 43(2):6-10. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.002
摘要:为进一步提高电动汽车的能量利用效率以改善其续驶里程,开发了一套电动汽车制动能量回收系统。系统结构简单,可靠性高,并具有机械制动备份功能。同时,考虑到电动汽车电动机和电池性能参数,开发了高效的再生制动控制策略,算法具有较强的移植性。采用硬件在环的方式对系统的控制效果和制动能量回收效率进行了仿真测试。结果表明,再生制动力和摩擦制动力可以很好地协调运作,同时有效地回收制动能量。最后,在燃料电池汽车上进行转鼓实验,很好地完成了Japan-1015循环工况,能量回收效率高达59.15%。
2012, 43(2):11-15. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.003
摘要:以履带车辆静动液辅助制动系统为研究对象,对液压泵/马达的性能进行了理论和数值分析,获得了液压泵/马达的效率曲线,在此基础上,根据液压泵/马达的效率最优原则,提出了基于液压泵/马达效率最优的再生制动控制策略。仿真结果表明,所提出的再生制动控制策略,在保证整车安全制动的前提下,使液压泵/马达工作在高效率区,实现了液压泵/马达的高效率工作,可进一步提高整车制动能量回收率。
2012, 43(2):16-20,25. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.004
摘要:阐述了一种摆动式复合转向机构,利用Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立了该转向机构的运动学模型,提出了确定复合式转向机构关键铰点位置的多目标优化设计方法,结合工程实例,对转向机构进行了优化设计,用ADAMS软件对计算结果进行了验证,对转向机构的转向油缸驱动的非对称特性,转向机构的平顺性、侧滑特性和对称特性进行了分析。结果表明,提出的优化计算方法具有简单、可靠的特点,该转向机构具有转弯半径小、侧滑小和易控制等特点。
2012, 43(2):21-25. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.005
摘要:为了对车用液力减速器叶片数目进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片数为设计变量,三维CFD计算作为求解器进行DOE试验设计,并根据试验样本结果构建RSM模型进行优化,得到液力减速器动、定轮最优叶片数。就叶片数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前、后缓速制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器缓速制动性能显著提高。
2012, 43(2):26-30. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.006
摘要:为提高液力传动系统性能,研究了发动机与液力变矩器匹配特性。按照功率分流形式,将液力传动系统划分为两种典型结构模型,在对两种结构模型进行图论化抽象的基础上,利用Python语言开发出通用的传动系统动力学平衡方程组自动列写并求解,并编制了发动机与液力变矩器匹配计算的计算机程序。结合计算实例,将2种结构模型在不同路况下的匹配结果进行了对比,结果显示前分流系统发动机与液力变矩器的匹配特性受外载荷影响作用明显,因此不能忽略负载变化而单独研究这类液力传动系统的匹配特性。
2012, 43(2):31-36. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.007
摘要:阐述了多模式机电复合传动的工作原理。提出了折线式双模式机电复合传动速度特性,提供了基于该速度特性双模式机电复合传动方案设计方法。设计了4种双模式机电复合传动系统方案。对4种双模式机电复合传动方案进行了速度、转矩、功率特性理论分析、仿真验证和对比分析。发动机输入连接第一行星排齿圈的方案,从转速关系、转矩关系以及功率关系上均满足车辆要求,并且行星排的参数调节范围较宽。方案选择需综合考虑电力相对分流功率、电动机弱磁比、冷却方式和系统应用背景等。
2012, 43(2):37-42,60. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.008
摘要:针对华北平原小麦、玉米一年两熟区固定道保护性耕作,进行了节能效应的研究,对比分析了固定道与非固定道下机具田间作业的能耗。 深松作业时,固定道保护性耕作比非固定道保护性耕作油耗降低23.7%, 其中纯行走油耗降低23.8%,纯作业油耗降低36.3%。夏玉米和冬小麦播种作业时,固定道保护性耕作分别比非固定道保护性耕作油耗减少23.9%和26.0%。两年试验期,相对于非固定道保护性耕作,固定道保护性耕作平均减少总作业燃油消耗27.09 L/hm2,节油率为28.6%。研究结果表明,固定道保护性耕作通过区分机具行走道和作物生长带,改善机具行走性能,减少机具对作物生长带的压实,明显降低了机具田间作业的能耗,具有明显的节能优势。
2012, 43(2):43-47. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.009
摘要:结合机械内充种式排种器的结构特点和气吹式排种器的单粒留种原理,设计了一种机械气力组合式玉米精密排种器。阐述了其基本结构和工作原理,对关键部件进行了设计计算,并对工作压力、重播指数、漏播指数、粒距合格率等性能指标进行了台架试验。试验结果表明,该排种器工作气压低、粒距合格率高,能够适应高速作业需求。
2012, 43(2):48-51,95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.010
摘要:设计了一种适用于油菜一器多行排种的离心式排种器,分析了离心式油菜排种器的工作原理,确定了排种器的主要结构和性能参数。研究了排种器锥筒转速与排量、各行排量一致性、总排量稳定性、破碎率等的关系;正交试验表明,在排种器锥筒转速为150 r/min、出种孔直径为3.2 mm、出种孔倾角为15°时,单行播量稳定性变异系数最小,为2.38%,播种均匀性变异系数为18.2%。
2012, 43(2):52-54,74. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.011
摘要:针对植物育苗对泥炭资源的大量需求,从泥炭资源保护和可再生资源利用的角度出发,以农作物秸秆作为主要基质原料生产育苗钵,并设计了相应的基质装载成型装备。通过实验研究表明,农作物秸秆作为育苗钵基质具有良好的发展前景,基质装载成型装备的开发应用为高效批量生产育苗钵奠定基础。
2012, 43(2):55-60. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.012
摘要:为使真实路面激励可以用于喷杆喷雾机的系统辨识和系统特征评价,建立了在路面单侧激励条件下,从路面激励相继作用于喷雾机前、后轮时的喷杆运动响应中,提取路面激励仅作用于喷雾机前轮时的喷杆理想运动响应的方法。试验结果表明,所提方法可获得与实测响应值间可决系数为0.9551的模型预测值。获得的喷杆理想运动响应用于喷杆运动响应特性分析的同时,也为路面激励仅作用于喷雾机后轮时的喷杆理想运动响应的提取提供了依据。
2012, 43(2):61-65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.013
摘要:针对传统农业施药过程中雾滴漂移量大和雾滴冠层穿透力不足的问题,以风幕式气力辅助喷雾系统为研究对象,采用称重平面沉积量方法,研究了风幕式气力辅助下荷电喷雾和非荷电喷雾在不同高度面上的沉积规律,以及不同风幕风速影响下荷电喷雾和非荷电喷雾的沉积特性,分析了风幕射流流场对喷雾液滴沉积分布的影响。研究表明:风幕式气力辅助有效减少了液滴的横向扩散,使喷雾沉积集中在靠近喷雾中心的狭窄区域,有效抑制雾滴漂移;风幕流场加强喷雾流场的扰动,使非荷电喷雾和荷电喷雾沿喷杆轴向沉积都更加均匀。气体射流增加了液滴的动量,射流速度越大风幕对喷雾沉积分布影响越大。
2012, 43(2):66-69. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.014
摘要:研究了玉米秸秆抗根倒伏强度检测方法并设计了相应的检测仪。将玉米秸秆简化为悬臂梁力学模型,以植株的最大垂直拔根阻力作为衡量玉米秸秆抗根倒伏强度的参数。设计了由螺旋机构、活动三角架平台、夹具和数字显示仪等组成的玉米秸秆抗根倒伏强度检测仪。采用手轮对螺旋机构施力的方式,使操作者施加的力仅为被测量值的1/97;夹具采用双重夹紧装置以适应不同直径的玉米秸秆。试验表明,玉米秸秆的最大垂直拔根阻力与根倒率之间存在着负相关性。
2012, 43(2):70-74. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.015
摘要:在对麦类作物茎秆整体抗倒性的研究中,针对作物茎秆结构参数如弹性模量、惯性矩、节间长度以及载荷分布等在不同节间的变化情况,建立了变刚度杆件模型,采用初参数法对该模型的临界载荷作了分析。通过对乳熟期的小麦品种晋农190的测试,得到了其在不同节间位置处的结构参数,采用变刚度模型对该品种的承重能力作了计算,得到该品种的安全系数为1.97, 表明该品种有较强的抗倒伏能力。针对该品种茎秆各节间局部失稳的分析表明,该品种在自重及穗重作用下很难发生Brazier屈曲。
2012, 43(2):75-78,84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.016
摘要:运用图像处理中的超绿特征提取与分割技术,构建油菜粘附特性测试系统,以残留粘附面积r为测量指标,引入粘附率μ和减粘率τ为衡量指标,通过粘附试验,测取并分析了油菜混合物与仿生筛面基体之间的粘附特性。试验结果表明,仿生非光滑筛面的减粘率普遍超过30%,最高达到90%,减粘作用显著;仿生凸包的减粘作用优于仿生凹坑;普通筛面的粘附程度依赖于油菜混合物的成分,而仿生非光滑筛面的粘附程度基本不依赖于油菜混合物的成分及质量比例,能在不同的收获环境与条件下保持较为稳定的减粘作用。
2012, 43(2):79-84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.017
摘要:采用计算流体力学和颗粒离散元耦合的方法模拟风筛式清选装置中物料在筛面上的运动,并将模拟结果和试验结果进行了对比。仿真结果表明:在一定范围内风机出风口风速增加,物料后移速度增加,有助于提高振动筛的处理能力,但也会增加籽粒的损失;风速增加使籽粒在筛下分布后移,在15分区后籽粒数量很少。通过试验验证表明,利用CFD-DEM耦合对风筛式清选装置进行数值模拟是可行的。
牟向伟 , 区颖刚 , 吴昊 , 刘庆庭 , 宋键铭 , 黄世醒
2012, 43(2):85-89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.018
摘要:为了研究整秆式甘蔗联合收获机剥叶过程甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下的破坏机理,研制了甘蔗剥叶试验台,利用高速摄像机拍摄了蔗叶的破坏过程,并对图像进行分析。结果表明,甘蔗叶鞘在弹性剥叶元件作用下的主要破坏形式有叶鞘脱落、叶鞘撕裂和叶鞘与茎秆分离。通过建立弹性剥叶元件作用于叶鞘的简化力学模型,结合叶鞘的力学特性分析了蔗叶在弹性剥叶元件作用下的破坏机理。弹性剥叶元件对叶鞘施加的力是破坏叶鞘的主要作用力。叶鞘不同的破坏形式与叶鞘的生长性状和力学特性有关,含水率低于20%干叶鞘的主要破坏形式为叶鞘脱落,含水率为20%~50%的湿叶鞘的主要破坏形式为叶鞘撕裂,含水率大于50%的青叶鞘的主要破坏形式为叶鞘与茎秆分离。
2012, 43(2):90-95. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.019
摘要:为解决山地果园运输困难的问题,设计了一种山地果园遥控单轨运输机。该单轨运输机由链轮链条机构实现驱动;单轨依地形铺设,适应了复杂地形的运输需要;机架装有防脱轨防侧倒装置,防止运行时单轨运输机脱轨和侧倒。以人工驾驶单轨运输机为研究对象,设计了一套遥控驾驶系统,实现单轨运输机的遥控驾驶。试验表明,该单轨运输机上坡可载重300kg,爬坡角度不大于38°,下坡载重1000 kg,转弯半径不小于4 ,其控制系统遥控距离可达300 ,工作可靠,适合山地果园作业。
2012, 43(2):96-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.020
摘要:为了考核D型打结器打结过程中打结嘴钳咬绳索的可靠性和准确性,利用数学解析法求解了打结器与钳咬相关的关键位置点的空间轨迹方程,依据打结嘴钳咬绳索的位置、运动要求,建立了对已有打结器结构、运动匹配关系进行理论预测的通用评判方程,利用Matlab软件得到了已有D型打结器的结构、运动参数匹配关系产生的直观作业效果。
2012, 43(2):101-105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.021
摘要:采用相位多普勒粒子分析仪,研究生物质热解油喷雾特性,考察气液质量流量比对液滴平均直径的影响,并与0号柴油和生物油/乙醇混合燃料的喷雾特性进行对比。结果表明:生物油的索特平均直径沿着轴向距离的增加呈先减小后增大的趋势,沿着径向不断增大;随着气液质量流量比的增加,液滴的平均直径不断减小,但减小趋势变缓;柴油雾化性能最好,生物油最差,添加乙醇能增强生物油的雾化性能。利用试验数据拟合得到生物油索特平均直径的经验公式,拟合值与试验测量值吻合良好,为生物油燃烧喷嘴的设计和运行工况的优化提供了参考。
刘玉环 , 王允圃 , 王应宽 , 万益琴 , 张锦胜 , 阮榕生
2012, 43(2):106-111,105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.022
摘要:以光皮树果实油脂通过皂化反应获得的皂类为研究对象,利用微波裂解选择性加热优势开展皂类脱羧制备烃类燃料研究。通过气质联用等方法对裂解产物的分析表明,单纯钠皂微波裂解所得到液态产物一般都在皂类干质量的70%以上,裂解液态产物的密度为0.850~0.875g/cm3,运动粘度为2.09~2.85mm2/s,与柴油的性质基本相似。裂解液态产物中最高峰是十五碳烯,证实脱羧是皂类微波裂解的主要反应形式。
2012, 43(2):112-115. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.023
摘要:引入Arrhenius一级反应动力学模型方程,描述玉米秸秆粉闪速热解挥发特性。影响该模型动力学参数准确性的因素有挥发百分比、最终挥发百分比和颗粒停留时间。利用自行设计的层流炉装置进行热解挥发特性实验,获得了玉米秸秆粉的挥发和最终挥发百分比。利用PIV冷态实验结果,优化了热解挥发特性实验中颗粒停留时间计算方法,获得了更准确的颗粒停留时间。通过分析实验数据,得到了相应的热化学动力学参数:表观频率因子A和表观活化能E。结果表明,实验数据与模型预测数据有很好的一致性,说明所建立的模型实用性强。
施爱平 , 张银丽 , 叶丽华 , 王一冰 , 徐荣进 , 龚建华
2012, 43(2):116-120. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.024
摘要:利用非等温热重分析法,在不同升温速率、样品粒径及氧气体积分数条件下对特殊的生物质醋糟进行了燃烧特性的研究,分析了不同条件对醋糟燃烧特性参数的影响,并且建立了醋糟的燃烧动力学方程,计算了燃烧动力学参数及机理函数。结果表明:升温速率的增大有助于醋糟的燃烧。样品粒径及氧气体积分数的影响相对较小,且其值变化到一定值后影响不再明显。由Satava-estak法计算得到了醋糟燃烧动力参数:活化能Es、指前因子As、机理函数的积分形式G(α)。得到G(α)=[-ln(1-α)]3, 醋糟的挥发分析出和燃烧阶段及固定碳燃烧阶段的Es和lgAs都比较相近, Es为120~130kJ/mol,lgAs 为9~11。
郑广钊 , 肖志刚 , 孙树坤 , 王利民 , 刘宇欣 , 李杰
2012, 43(2):121-127,169. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.025
摘要:采用二次正交旋转组合试验,借助粘度速测仪(RVA)综合考查了机筒温度、物料含水率、螺杆转速和L-a-磷脂酰胆碱质量分数4个参数对挤压重组米崩解值的影响。推导出描述重组米崩解特性的二次回归模型,并对参数进行响应面分析,得出4个因素对重组米崩解值的影响大小依次为机筒温度、L-a-磷脂酰胆碱质量分数、螺杆转速、物料含水率。通过频数选优,崩解值较佳时各参数范围分别为:机筒温度71.1~75.5 ℃、物料含水率29.2%~30.5%、螺杆转速185~208 r/min、L-a-磷脂酰胆碱质量分数0.44%~0.55%。经试验验证,在此条件下获取的挤压重组米,崩解值平均为1 221 cp,满足常规稻米对重组米崩解值(大于1200cp)特性的要求。
周竹 , 李小昱 , 高海龙 , 陶海龙 , 李鹏 , 文东东
2012, 43(2):128-133,185. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.026
摘要:为提高利用高光谱成像技术快速检测马铃薯干物质含量的精度,比较了主成分分析法(PCA)、组合间隔偏最小二乘法(siPLS)、遗传偏最小二乘法(GA-PLS)、无信息变量消除法(UVE)以及竞争性自适应重加权算法(CARS)等变量选择方法。在此基础上提出一种竞争性自适应重加权算法与连续投影算法(SPA)相结合的波长选择方法,最终将原始光谱变量从678个减少到了27个。用27个变量建立多元线性回归模型,模型预测集相关系数Rp为0.86,预测均方根误差为1.06%。实验结果表明:高光谱成像技术能够对马铃薯干物质含量进行检测,同时CARS-SPA是一种有效的变量选择方法。
2012, 43(2):134-139,145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.027
摘要:为了适应蔬菜等农产品对大肠杆菌快速检测的需求,提出采用形态特征参数及染色后菌体区域的颜色特征参数统计值对大肠杆菌进行快速识别,同时提出采用主成分神经网络作为预测模型来提高识别能力。提取了Hu’s不变矩、形状因子、密集度、饱和度等14个具有尺度、平移、旋转不变性的特征参数,提取主成分建立了基于主成分的3层BP神经网络模型。将其与普通神经网络模型比较的结果表明,主成分神经网络简化了网络结构、减少了训练时间和计算量、提高了识别的正确率,对大肠杆菌的识别正确率达到91.33%。
2012, 43(2):140-145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.028
摘要:为提高判别种蛋孵化前期受精的准确性和稳定性,将视觉和声学2种传感器信息在孵化第5天进行特征层融合,采用2种人工神经网络构建种蛋孵化前期受精性判断的融合模型。研究表明:采用LVQ神经网络判别模型的准确率和稳定性,优于BP神经网络。单独利用计算机视觉技术和敲击振动技术对鸭蛋孵化早期受精情况的判别准确率为92%和88%,而将2种传感器信息进行融合构建的模型的准确率可达98%,说明传感器信息融合技术在判断鸭蛋孵化前期受精性方面是可行的。
2012, 43(2):146-150,204. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.029
摘要:对条斑紫菜ACEI抑制肽进行了超滤分离和离子交换纯化的试验研究。先后采用截留分子量分别为10 kDa和3 kDa的超滤膜对条斑紫菜ACEI抑制肽超滤,分子量小于3 kDa的组分对ACE活性抑制最高,多肽的IC50值从超滤前的0.844 mg/mL下降到0.523 mg/mL。南开D61阳离子树脂对分子量小于3 kDa的ACEI抑制肽组分吸附率最大,用不同浓度氨水阶梯洗脱,得到第2个洗脱峰的蛋白回收率和活性回收率最高,分别为45.2%和61.5%,其IC50值最低,为0.127 mg/mL,比纯化前下降了75.7%。
2012, 43(2):151-158,191. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.030
摘要:利用热泵干燥装置探讨了热风温度和热风风速对荔枝果肉干燥水分比MR和干燥速率U的影响。结果表明:荔枝果肉薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。对9种常见食品薄层干燥模型进行试验数据非线性拟合,通过比较评价决定系数R2、卡方χ2和标准误差eRMSE以及试验验证,结果显示Page模型是描述荔枝果肉薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数Deff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度和风速的增加而变大,平均活化能Ea为29.939kJ/mol。
2012, 43(2):159-164. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.031
摘要:根据小汤山国家精准农业示范基地土壤采样结果,对全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效铁等8种营养元素与2001~2006年小麦产量之间的空间相关关系进行了研究。结果表明:土壤养分之间存在互作关系,即多重共线性关系,利用简单相关很难判断作物产量与土壤各个养分之间真实的相关关系;利用偏最小二乘回归(PLS)提取的前2个主成分可解释约30%的因变量方差,约占所有主成分能够解释部分的96%;对于该试验地而言,氮、磷、钾3元素中,有效磷对产量发挥了更加重要的作用;微量元素中,有效锌对小麦产量影响最大,说明该试验地在施用传统的氮、磷、钾肥的同时,增施有效锌将会对小麦增产产生积极的作用。基于PLS方法建立了土壤养分与小麦产量之间的回归模型。
2012, 43(2):165-169. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.032
摘要:利用不同测试方法对冬小麦返青期和拔节期的冠层叶片反射光谱进行了测量,分析了反射光谱与叶绿素质量浓度之间的相关关系。分析结果表明:处于返青期的小麦由于生长较为稀疏,冠层叶片反射光谱受到裸露地面等外界因素的影响,反射率和NDVI值与叶绿素的相关性差。拔节期由于地表覆盖率提高,反射率和NDVI值与叶绿素之间的相关性较好。返青期和拔节期冠层叶片反射光谱曲线的“红边”位置与叶绿素之间的相关性,可以较好地反映其叶绿素的质量浓度。通过实验分析两者之间的相关性,分别建立了返青期和拔节期叶绿素质量浓度线性预测模型和二项式模型,结果显示模型可用于冬小麦冠层叶片叶绿素质量浓度的无损检测预测。比较了植被指数NDVI值的不同获取方法,提出了不同生长阶段测试方法的选择方案,为冠层叶片叶绿素检测以及精细追肥提供技术支持。
2012, 43(2):170-174. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.033
摘要:提出了一种基于真实数据并保持原始参数不变的植物叶柄器官建模方法。首先通过叶柄长度、叶柄半径参数建立柄的三维模型,并加入表面绒毛的模拟以增强真实感;为了丰富模型的形态,提出了基于交互的形态调整方法,该方法以关节链及逆向运动学为基础,辅以误差补偿算法,使交互调整过程中模型的原始参数(长度、半径)保持不变。试验结果表明,该方法可以快速、灵活地构建出叶柄器官的三维形态,具有较好的真实感效果,且变形过程中参数的变化很小。
2012, 43(2):175-180. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.034
摘要:采用传统光谱特征参数和新建光谱特征参数对色素含量进行多光谱特征参数的偏最小二乘法(PLS)估算,以此来估测加工番茄白粉病病叶色素含量,并进行精度检验。结果表明:色素含量原始光谱与反对数光谱的敏感波长分别为350~718nm、719~839nm和350~718nm、728~857nm。从传统光谱特征参数和新建光谱特征参数中选取9个光谱特征参数PSNDa、GNDVI、PSSRa、PSSRb、GM、TPMPa、 TPMPb、 TPMPc和TPMPd,分别构成PGP 、PGT、 TTT 3组对色素含量进行估测,TTT组为色素含量光谱组合最佳估测模型。
2012, 43(2):181-185. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.035
摘要:针对棉花中白色异性纤维检测,分析了棉纤维与异性纤维不同的反光特性,在此基础上提出了一种基于线激光的检测方法。实验结果表明,在线激光照射下,棉花与白色异性纤维图像的灰度直方图呈双峰特性,显著提高了白色异性纤维与棉花背景之间的对比度,简单的图像二值化分割算法就能有效检测出大部分白色异性纤维,对6种典型实验白色异性纤维的平均检出率为92.08%。
2012, 43(2):186-191. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.036
摘要:提出了一种基于嵌入式技术的蛋鸡养殖场网络视频监控系统设计方案。在嵌入式终端上搭建Linux操作系统环境,并行处理视频和图像:通过H.264编码对基于V4L采集的视频进行压缩,并通过RTP/RTCP和UDP协议将视频传输到监控平台上进行解码和显示;同时采用Ohta阈值对帧拼接的图像进行二值化,获取距离图像,以鸡蛋半径为阈值再次进行二值化并对鸡蛋计数,通过OSD技术将鸡蛋总数叠加到视频上。现场试验表明,监控平台上实时显示的视频清晰,鸡蛋计数平均准确率为96.07%。
2012, 43(2):192-197. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.037
摘要:基于静止液滴问题,对气液两相流数值求解过程中的虚假流动问题进行了研究。对虚假流动的涵义和特征进行了描述和分析,研究了表面张力、液体粘度等因素对虚假流动的影响。研究发现,计算域中虚假速度平均值与计算时间之间存在特定函数关系,并通过曲线拟合给出了相应的函数表达式,从而为虚假流动的削弱和消除提供了一个方法。分析了虚假流动成因,指出相界面迁移过程追踪方法的改进可有效削弱虚假流动现象,并通过CLSVOF方法与VOF方法模拟结果的对比对该结论进行了验证。
2012, 43(2):198-204. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.038
摘要:在Linux Rtai平台下,对开放式智能化STEP-NC控制器的实现方法进行了研究。引入本体论的方法,建立了一个数控专家知识库。采用自主研发的工业实时以太网现场总线技术作为控制器底层硬件接口。在嵌入了Rtai实时核的通用Linux平台上开发了原型机,验证了设计方案的可行性。此数控系统具有现场编程与重规划能力,可进行一定的自主决策,支持分布式控制。整个系统具有开放、智能、灵活的特点。
2012, 43(2):211-215,225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.040
摘要:基于Lagrangian方程和转子非线性扭簧模型,建立柔性机械臂刚柔耦合动力学模型;通过假设模态法将物理坐标转换为模态坐标;利用ADAMS建立了虚拟样机,用于求解仅考虑杆件柔性时的运动;在Matlab中编写了Runge-Kutta算法,用于求解综合关节和杆件柔性时的运动。针对重力和驱动力作用下的垂直面摆动,给出了不同末端负载影响下的柔性关节转角和末端变形曲线;分析了关节柔性与杆件柔性之间的耦合关系。结果表明关节柔性不可忽略,关节和杆件柔性耦合作用下的末端振动小于两者的叠加,振型由关节和杆件的柔性确定,但幅值主要受驱动力影响。
2012, 43(2):216-220. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.041
摘要:为实现未知光源的灰度图像高效重构形状,提出一种基于支持向量回归机和粒子群优化算法相结合的灰度图像重构三维表面形状的方法。通过研究和分析灰度重构形状(SFS)问题,基于支持向量回归机理论,构建了物体表面形状与其灰度图像间的非线性映射模型。对未知光照方向的实际图像进行光源方向估计,生成对应光照方向的训练样本以提高任意光照方向下的图像的形状恢复精度。为克服支持向量回归机中各参数选取无依据的不足,引入粒子群优化算法主动对各参数进行飞行寻优,使得回归模型为最优,以提高形状重构精度。最后,通过实例分析验证了所提方法的可行性及有效性。
2012, 43(2):221-225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.042
摘要:提出一种采用投影仪投射彩色伪随机编码图像实现物体高精度三维重构和测量的方法。首先设计了彩色伪随机编码投影模板,在Harris角点检测的基础上,提出了彩色角点提取算法,利用二次曲面拟合实现了角点亚像素定位,使左、右摄像机摄取的图像反生成伪随机阵列,从而实现特征点的快速匹配,并最终得以重构。
郑炜 , 董景石 , 于洪洋 , 杨志刚 , 吴博达 , 刘浩
2012, 43(2):226-229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.043
摘要:对单振子压电驱动微型气泵进行了结构设计,并对其主要构件单向阀进行了动力学建模与仿真分析,在此基础上制作了微型气泵样机,并进行了测试实验。设计的单振子压电气泵以中间开孔的压电双晶片为动力源,利用粘结在压电片孔上的单向阀来截止流体。泵的进、出口在压电片的两侧,以压电振子的振动动能直接驱动单向阀产生与泵腔容积变化相应的打开/关闭动作,与传统的进、出口在同侧、仅依靠单向阀两侧的压差驱动单向阀工作的压电气泵相比流阻小,且具有很好的单向截止性,并提高了气体输出流量和单向截止阀响应频率。实验证明当驱动电压为40 V、频率为1000 Hz时,输出流量可达到720 mL/min。
2012, 43(2):230-234. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.02.044
摘要:阐述了Hy-Vo齿形链的多元变异特性,构建了Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条的啮合设计体系,提出了Hy-Vo齿形链与链轮正确啮合就位的必要条件,指出了在拉直状态下Hy-Vo齿形链节距和当量边心距的一致性是多元变异设计的重要基础条件,分析了缠绕圆和接触圆在啮合设计时的相互关系。实践研究表明,Hy-Vo齿形链的多元变异设计方法是实现产品创新升级和知识产权保护的重要手段,是科学而切实可行的。
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