• 2013年第44卷第12期文章目次
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    • >车辆与动力工程
    • 车辆惯容器-弹簧-阻尼器半主动悬架模糊控制

      2013, 44(12):1-5. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.001

      摘要 (3544) HTML (0) PDF 1.13 M (1920) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究惯容器-弹簧-阻尼器(ISD)半主动悬架系统对汽车平顺性和安全性的影响,建立了2自由度车辆ISD半主动悬架模型,采用模糊控制策略,以车身垂直加速度及车身垂直加速度变化率作为模糊控制器的输入信号对ISD半主动悬架系统进行了仿真分析。在此基础上,设计开发了基于dSPACE的半主动悬架模糊控制系统,并进行了台架试验研究,分析了ISD半主动悬架系统在不同车速下对随机输入路面的相应。仿真结果和台架试验结果基本吻合,结果表明:所建立的ISD半主动悬架数学模型正确,采用模糊控制的ISD半主动悬架系统在减少振动,提高汽车行驶平顺性方面要优于ISD悬架。

    • 拖拉机前桥半主动悬架特性参数匹配与控制

      2013, 44(12):6-10,5. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.002

      摘要 (3814) HTML (0) PDF 1.43 M (1557) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对拖拉机减振性能差的问题,以定位阀输入电压与磁流变减振器励磁电流作为半主动悬架特性参数,进行了参数匹配台架试验。基于匹配试验结果,提出频域快速控制策略,采用LabView作为软件开发平台,以PCI6024E型数据采集卡为核心设计了半主动悬架控制系统,进行了试验验证。结果表明,定位阀输入电压与磁流变减振器励磁电流的合理匹配,可明显衰减悬架动态特性响应;所设计的半主动悬架控制系统能有效抑制簧载质量的垂向振动,改善拖拉机减振性能。

    • 基于粒子群算法的汽车自适应巡航控制器设计

      2013, 44(12):11-16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.003

      摘要 (3384) HTML (0) PDF 1.31 M (1496) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于粒子群优化算法的模糊自校正控制器参数优化方法。基于搭建的Carsim和Simulink联合仿真环境,选取典型优化工况,利用粒子群优化算法对控制器比例因子和隶属度函数形状参数在取值区间内多次随机选值,并重构控制器,发挥算法本身具有的记忆最佳取值点和各点间相互对比机制,以跟踪目标函数为最优,实现对控制器性能优化问题的求解。通过典型工况仿真和实车试验结果表明,该方法优化后的控制器具有更优良的控制性能,可有效降低自适应巡航系统与整车的性能匹配设计工作量,为模糊控制器的参数确定提出了一套可行的研究途径。

    • 轿车转向系与前悬架耦合动力学特性研究

      2013, 44(12):17-21,35. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.004

      摘要 (3344) HTML (0) PDF 1.04 M (1661) 评论 (0) 收藏

      摘要:在考虑簧载质量振动的情况下以轿车转向系与前悬架的耦合非线性振动系统为研究对象,应用集中参数法建立髙维耦合系统的7自由度非线性动力模型,模型中综合考虑轮胎的非线性侧偏特性,悬架的非线性弹簧-阻尼力以及转向系连杆的弹性作用。通过数值仿真研究,揭示了车轮存在失衡量时耦合系统的动态特性和转向系参数、前悬架参数对整车摆振的影响,明确了转向系振动与前悬架振动的相互作用关系,为耦合动力系统的动态设计与综合动力学控制提供了理论依据。

    • 电控空气悬架系统阻尼多模式自适应切换控制研究

      2013, 44(12):22-28. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.005

      摘要 (3669) HTML (0) PDF 1.23 M (2302) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种阻尼多模式自适应切换控制思想,根据车辆实际行驶工况和电控空气悬架性能特点,分别设计了车身高位、车身中位、车身低位以及转向工况4种阻尼控制模式,并采用逻辑判断方法制定了各模式间的切换策略,通过Simulink/Stateflow建立了多模式自适应切换控制系统,使得系统能够根据实际工况选择最佳的阻尼控制模式。在此基础上,基于不同模式所侧重的控制目标,分别设计了相应的阻尼力局部控制器,从而保证了系统的局部控制性能。最后进行了控制系统的实车道路试验,验证所提出的电控空气悬架系统阻尼多模式自适应切换控制方法的有效性和实用性。

    • 车辆液压减振器设计理论与仿真

      2013, 44(12):29-35. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.006

      摘要 (3445) HTML (0) PDF 1.37 M (1524) 评论 (0) 收藏

      摘要:从理论上研究了局部节流损失、沿程节流损失、起始段填充和常通孔等影响因素,建立了减振器开阀后的节流公式。研究了阀片与弹簧座的3种接触方式:集中接触、部分受液压作用的分布接触和全部受液压作用的分布接触,并基于板壳理论建立了相应的阀片变形计算公式。完成了阻尼力-速度特性测试,获得了节流通道的压力-速度特性曲线,验证了瞬态双向流固耦合分析的仿真结果;采用流固耦合仿真分析了阀片应力和位移分布、筒内流场分布及其变化特点,与Java数值计算的理论结果吻合。

    • 球活塞式车辆转向泵流量递减控制特性研究

      2013, 44(12):36-44. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.007

      摘要 (2853) HTML (0) PDF 1.13 M (1420) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于流量递减式球活塞车辆转向泵的结构和工作原理,从力平衡和流量平衡出发,构建了该泵的动态特性方程组,据此对该泵的变流量控制特性进行了仿真和试验研究。结果表明,该泵转速在超过开启转速之后,泵的输出流量增速不升反降,与车辆行驶速度越高,需要的转向力越低的实际工况完全同步,为智能化车辆转向泵的研制奠定了基础。

    • 新标准下汽车平顺性虚拟道路试验系统与评价方法

      2013, 44(12):45-51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.008

      摘要 (3816) HTML (0) PDF 1.39 M (1941) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于CAN和TCP/IP总线搭建了包括座椅上方测点角速度信号测量的虚拟测试系统,基于LabVIEW设计了上位机程序,状态机构架保证了程序易读易维护,队列方式实现采样和数据处理并行执行提高了程序运行效率。整个系统具有集成度高、传感器体积小易于安装、易于功能扩展的特点。对国内外4个平顺性法规进行了对比分析,利用搭建的测试系统进行了系统实车试验。研究表明:测试系统工作稳定可靠;座椅上方角速度信号对评价指标的影响随车速的提高而增大,在车速达70 km/h时已接近20%(ISO标准),不应忽略;加速度功率谱密度函数的估计方法、原始信号采样频率等对评价指标影响大,相对而言,时域法比较稳定可靠,但确定符合频域频率加权的滤波器是难点。

    • >农业装备与机械化工程
    • 小麦免耕播种机浮动支撑式防堵装置

      2013, 44(12):52-55,153. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.009

      摘要 (3590) HTML (0) PDF 1.09 M (1755) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对我国华北一年两熟区秸秆量大,根茬粗,免耕播种机开沟器前易产生壅堵,影响机具通过性能和播种质量等问题,设计了一种浮动支撑式防堵装置,阐述了其工作原理,设计了主要工作部件,确定了其结构参数,并进行了田间性能试验。试验结果表明:安装有浮动支撑式防堵装置的小麦免耕播种机通过性能良好,符合农艺要求;与带状旋耕防堵装置相比,土壤扰动量减少约25%,油耗降低约7.04%。

    • 基于灵敏度分析的木薯收获机机架结构优化设计

      2013, 44(12):56-61,51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.010

      摘要 (3794) HTML (0) PDF 1.32 M (1646) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高木薯收获机的工作性能,对其机架结构进行了多目标优化设计。在CAD/CAE协同设计平台下,对木薯收获机的机架进行静力学有限元分析和灵敏度分析,建立了多目标优化设计模型,求解后得到了6组非劣解。在所得6组优化设计方案和原方案中,采用模糊物元法和熵权法进行优选,获得了最佳机架结构设计方案。优化设计前、后的对比分析表明,机架质量减小4.29%情况下,最大变形减小27.04%,从而证明所提出的基于灵敏度分析的机架结构多目标优化设计方法是合理可行的。

    • 基于ADAMS的甜菜收获机自动对行探测机构仿真

      2013, 44(12):62-67. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.011

      摘要 (3816) HTML (0) PDF 1.00 M (1810) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了土下果实收获机械自动对行机构。应用UG建立了自动对行机构三维模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中构建了虚拟样机模型。通过设置模型参数,添加约束和驱动,以甜菜为收获对象,实现了在ADAMS/View环境下自动对行的运动仿真。以自动对行机构复位弹簧的刚度、预紧力和作业前进速度为影响因素,以角度传感器获得的角速度为目标函数表征自动对行灵敏度及漏挖率,对影响自动对行的参数进行了虚拟正交试验研究,并进行了田间验证试验。结果表明,复位弹簧刚度的影响不显著,当复位弹簧预紧力为200 N、作业前进速度为1.5 m/s时,漏挖损失率最小。

    • 气力滚筒式油菜精量集排器

      2013, 44(12):68-73. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.012

      摘要 (4083) HTML (0) PDF 1009.54 K (1564) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种可实现一器多行的气力滚筒式油菜精量集排器,分析了气力滚筒式油菜精量集排器的工作原理,并确定了其结构组成和主要结构与运行参数。以集排器排种性能为主要评价指标,进行了集排器排种滚筒转速、正压区相对压力、负压区相对压力等运行参数的单因素试验与正交试验。台架试验结果表明:集排器种子破碎率小于0.5%;当排种滚筒转速为20 r/min、正压区相对压力为2200 Pa和负压区相对压力为-2200 Pa时,集排器单行合格指数可高达94.02%,漏播指数小于4.0%;集排器各行排量一致性变异系数为5.73%,总排量稳定性变异系数为1.21%。

    • 双α结打结器关键传动机构设计

      2013, 44(12):74-79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.013

      摘要 (3941) HTML (0) PDF 1.66 M (2048) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种利用两组打结嘴同时绞扭出两个α结的方法,并采用一套具有对称的不完整齿面和凸轮槽的驱动齿盘,实现两打结嘴的等速、相向、间歇转动与拢推切装置规律摆动。依据压捆作业要求,确定了用凸轮-摆臂运动转换形式顺序实现拢绳、切断、推扣和回位的传动方案;利用反转法建立驱动凸轮的轮廓曲线方程,用Matlab编程得到凸轮轮廓曲线并分析动力传递特性。在打结试验台上对压捆过程进行了模拟,结果表明利用驱动齿盘严格同步和对应的动力传递,可满足同时成双α结过程对结构、位置和运动匹配的要求。

    • 弹性喷嘴变量喷头结构设计与参数模型

      2013, 44(12):80-86. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.014

      摘要 (3498) HTML (0) PDF 2.48 M (1976) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种弹性喷嘴的变量喷头,其喷嘴直径随压力的增大而变大,从而降低喷头的雾化程度。为研究确定弹性喷嘴锥形角、喷嘴直径、末端圆柱段长度、弹性材料厚度和喷嘴伸出量等主要参数,利用ANSYS建立了变量喷头及其内流道的三维实体模型,采用k-ε模型在CFX和ANSYS单向流固耦合中模拟喷头弹性喷嘴在不同工作压力,不同喷嘴直径组合下的内流道流场和喷嘴的变形过程,建立了工作压力、喷嘴直径变形和喷头流量等参数的关系模型。采用全面喷洒的方法对喷头样品进行了试验,通过测量喷头流量和喷头工作压力等,对模拟结果进行验证。

    • 喷雾液滴撞击大豆叶片表面研究

      2013, 44(12):87-93,113. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.015

      摘要 (5271) HTML (0) PDF 4.14 M (2015) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用两台高速数码摄像机对喷雾液滴撞击大豆叶片表面过程和结果进行了测试与分析。研究结果表明,产生沉积和回缩破碎两种状态时,液滴K值均小于57.7;发生喷溅时,大部分液滴K值大于57.7,但由于叶片表面密被长柔毛使得液滴在低撞击角度下易于喷溅,因此液滴在撞击角度为28°和44°时K值小于57.7。液滴在沉积过程中,在相同粒径和撞击角度下,液滴撞击速度越高最大铺展越大,铺展时间也越长,但撞击速度高和撞击速度低的液滴最终铺展比接近。沉积部位对液滴铺展过程和结果有重要影响。液滴在回缩破碎过程中,在表面张力的回缩和叶片表面的粘滞作用下分离破碎,与沉积于叶片表面的液滴相比较,液滴收缩破碎后合计最终铺展比大大提高,均匀破碎的液滴其合计最终铺展比比不均匀破碎的液滴大。当撞击We数较高时,喷溅液滴将呈现喷射成串小液滴的状态;当撞击We数较低时,喷溅液滴将呈现喷射单独的2~3个大液滴的状态。喷射出成串小液滴后的液滴主体部分最终铺展比比喷射出单独大液滴后的液滴主体部分大。

    • 无人机高浓度施药对水稻品质的影响

      2013, 44(12):94-98,79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.016

      摘要 (4997) HTML (0) PDF 1000.98 K (1633) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索了2种常规药剂在低量高浓度无人机施药作业方式下对水稻品质的影响。采用2种药剂(毒死蜱chlorpyrifos,己唑醇hexaconazole),2种作业方式处理南粳5050一个生长季的水稻,对比采后稻谷加工品质。由航空高浓度低量喷洒与常规喷洒处理的水稻籽粒的DMA动力学频谱得知:飞机喷洒毒死蜱处理的水稻硬度高于常规喷洒;飞机喷洒己唑醇处理的水稻与常规喷洒作业的黏弹性指标差异不大。采用X射线衍射仪测定水稻籽粒中淀粉的晶体结构,结果表明:航空施药和常规施药方式对水稻籽粒的微观结构均会产生影响,航空施药对水稻籽粒的微观结构影响小于常规施药对水稻籽粒微观结构的影响。

    • >农业水土工程
    • 土壤环式入渗仪测量效果分析

      2013, 44(12):99-104. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.017

      摘要 (3833) HTML (0) PDF 976.83 K (2045) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤入渗率的测量受到广泛关注与研究。环式入渗仪是目前广泛应用的土壤入渗性能测量仪器之一。模拟降雨法和双环法是目前测量土壤入渗的常用方法,圆盘入渗仪多用于测量土壤的饱和导水率。大量测量结果表明,环式入渗仪测量得到的最可靠结果是土壤稳定入渗率,但结果远高于人工降雨测量结果,说明环式入渗测量方法并不准确。环式入渗仪入土过程中,环与土壤间的缝隙为土壤水入渗,提供优先路径是造成测量结果远高于土壤本身入渗性能的重要原因。环式入渗仪测量过程中采用的时间步长偏大是产生入渗率偏大的另一原因。采用数值计算方法分析了计算入渗赋值方式和时间步长对测量得到的土壤入渗性能曲线的影响,具体估算了不同时间步长和赋值方式下,在入渗初期可能引起的入渗测量误差。

    • 景观高度异质区土壤有机质时空变化特征分析

      2013, 44(12):105-113. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.018

      摘要 (3707) HTML (0) PDF 1.74 M (1640) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于GIS和环境相关法,构建了集传统统计学、空间趋势分析、时间稳定性评估、结合辅助信息的地统计混合模型联合的景观高度异质区土壤属性时空变化研究模型,并利用该联合模型揭示了北京市密云县土壤有机质时空变化特征及其影响因素。结果表明,构建的时空联合模型能够较好地体现景观高度异质区土壤有机质时空变化细节特征;土壤有机质以中等稳定为主,且随着时间的推移,随机部分占土壤有机质空间变异的比例越来越大;不同时期土壤有机质含量空间分布格局一致;高土壤有机质含量区域的土壤有机质随时间呈减小趋势,低区与之相反,且高土壤有机质含量区变幅大,而低土壤有机质含量区变幅小;影响密云县土壤有机质时空变异的因素主要为土壤质地和土地利用方式。

    • 轮作条件下秸秆施用方式对农田水分及作物产量的影响

      2013, 44(12):114-119. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.019

      摘要 (3279) HTML (0) PDF 1.12 M (1196) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过小区试验,研究了粉碎、氨化秸秆以及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合配施措施对土壤水分及作物产量的影响。结果表明,氨化秸秆利于提高土壤对降水的保蓄能力,显著增加0~100 cm土层土壤蓄水量。在夏玉米-冬小麦轮作中,氨化秸秆提高土壤蓄水能力主要反映在夏玉米苗期和冬小麦抽穗期。粉碎秸秆氨化与硫酸钙处理的夏玉米、冬小麦水分利用效率分别较粉碎秸秆覆盖提高了4.97%、30.32%,效果显著。氨化秸秆施入土壤的措施较未氨化秸秆覆盖还田的措施夏玉米、冬小麦产量分别提高4.56%~10.00%和6.65%~11.12%。

    • 不同灌溉制度对棉田盐分分布与脱盐效果的影响

      2013, 44(12):120-127. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.020

      摘要 (3538) HTML (0) PDF 1.01 M (1568) 评论 (0) 收藏

      摘要:以直径20 cm蒸发皿蒸发量为基础,采用双因素组合随机区组设计,研究了不同灌溉制度对膜下滴灌棉田土壤盐分分布与脱盐效果的影响。结果表明:增大灌水频率与灌水定额,有利于对棉花根区盐分在水平方向的淋洗,5 d和8 d灌水频率对水平方向含盐量有影响的土层深度分别为0~20 cm和0~30 cm;5 d灌水频率的土壤盐分随深度的增加呈现先降后升趋势,8 d灌水频率0~100 cm深度内各土层含盐量相差不明显,中等灌水定额(T60)0~60 cm土层含盐量小于高水(T80)和低水(T40)处理;与播前相比,棉花收获时0~20 cm含盐量降低,但30~60 cm土层含盐量增加,0~60 cm土层含盐量总体表现增加,中等灌水定额(T60)处理含盐量变化幅度最小,脱盐率为0.44%。灌水处理对0~100 cm深度土壤总含盐量无明显影响。此外,灌水量过高与过低均不利于提高棉花产量,与其他处理相比,高频(5 d)中定额灌溉(T60)处理不但可以获得合理的盐分分布与脱盐效果,且籽棉产量最高,为9.18t/hm2,是实现抑盐、控水、高产、高效的适宜棉花灌溉制度。

    • 埋深与压力对微润灌湿润体水分运移的影响

      2013, 44(12):128-134. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.021

      摘要 (3715) HTML (0) PDF 1.14 M (1863) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明微润灌土壤湿润体特性,设置5个不同埋深,6个不同压力水头,通过室内土箱试验研究了微润灌土壤水分运动规律。结果表明:压力水头是决定微润灌流量的重要因素;微润带埋深显著影响土壤湿润体的形状,湿润锋水平运移距离与宽深比γ均随埋深的增大而减小,垂直运移距离随埋深的增大而略微增大;土壤累计入渗量与埋深呈负相关关系;累计入渗量随灌水时间的变化过程符合Kostiakov入渗模型,建立了不同埋深累计入渗量预测模型,并用实测值进行了验证,实测值与预测值具有较高的相关性;土壤湿润均匀系数与埋深呈正相关,粘壤土微润灌最适埋深为15~20 cm。

    • 基于制造偏差的滴灌系统综合流量偏差率

      2013, 44(12):135-139. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.022

      摘要 (3794) HTML (0) PDF 958.79 K (1700) 评论 (0) 收藏

      摘要:在文献[10]提出的流量偏差率公式基础上,作了进一步推导,简化了公式中的参数。根据步进法水力解析原理,模拟了不同制造偏差下给定灌水小区的综合流量偏差率,通过对综合流量偏差率的统计分析,验证了理论公式。利用公式分析了制造偏差对综合流量偏差率的影响,提出了灌水小区综合流量偏差率允许值的建议。

    • 不均匀下垫面的地面光温模拟研究

      2013, 44(12):140-147. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.023

      摘要 (3101) HTML (0) PDF 1.46 M (1211) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了量化不均匀下垫面的地面光温分布,在作物生长条件下研究交替隔沟灌溉和常规沟灌在不同近地面环境下的地面光温分布规律,根据地表结构与太阳入射光线的物理几何关系,建立了地面光温传输模型,模拟地面不同点位处的太阳辐射和温度变化。结果表明,交替隔沟灌溉在非湿润点的地面太阳辐射量和地表温度高于湿润点,这种差异随玉米不同生长阶段而改变;在同一时间,交替隔沟灌溉的地面平均辐射量高于常规沟灌18.64~30.60W/m2,地表温度高于常规沟灌0.38~3.00℃。不同沟灌方式下地面不同点位处的太阳辐射模拟结果与实测值间绝对偏差为0.23~24.89 W/m2,模拟偏差(MAE)为3.36~13.79, 标准差(RMSE)为4.90~13.51,拟合度di为0.93~0.99;地表温度模拟结果与实测值间绝对偏差为0.1~1.7℃,MAE为0.07~1.11、RMSE为0.16~0.93、拟合度di在0.94以上。所建光温传输模型较好地模拟了沟垄表面的太阳辐射和温度变化。

    • 测量土壤质量含水率的体积置换方法

      2013, 44(12):148-153. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.024

      摘要 (3493) HTML (0) PDF 1002.06 K (1904) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种直接测量土壤质量含水率的方法,达到传统干燥称重法同等的效果。该方法将任意待测土样置于已知体积的容器中并将容器注满水,由已经测量得到的湿润土壤的质量、容器中盛满水后土样与水的总质量、假设已知的土壤颗粒密度和水密度,计算得到土壤质量含水率。给出了相应的测量方法、测量过程、土壤含水率计算过程。采用4种土壤,配制成10%、15%、20%、25%、30%的初始土壤体积含水率。用提出的体积置换法测得土壤质量含水率后,再将土样干燥,得到传统干燥法测量的土壤质量含水率。将两种方法测量的结果进行比较,说明所提方法的可行性。结果表明提出的方法较传统干燥8 h后称质量法测量的含水率高2.4%~2.7%。而传统方法延长干燥时间后,测量得到的含水率约增加1%~3%。表明所提方法测量过程优于传统方法。

    • 雷达影像提取垄行结构土壤含水率方法研究

      2013, 44(12):154-159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.025

      摘要 (3523) HTML (0) PDF 1.06 M (1405) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前通过主动微波法建立的土壤含水率反演模型都是针对非周期的随机粗糙地表,而不适用于周期性垄行结构的地表。通过对全极化雷达影像和野外采样数据的分析,证明了同极化(hh和vv)后向散射强度受垄行观测方位角的影响可达4 dB,而交叉极化(vh)对方位角不敏感,据此建立了同极化后向散射强度随方位角变化的响应函数。在hh和vv极化模式下,构造的采样点到响应函数曲线的距离参数与土壤体积含水率的相关系数分别为0.7095和0.8723,分离出了方位角的影响。同时通过3种极化组合方案消除了粗糙度参数的实测误差对反演精度的影响。18个检验点的反演值与实测值之间的相关系数为0.9461,标准差为0.0366 cm3/cm3。证明了该模型对垄行结构土壤含水率的反演是有效并可靠的。

    • >农业生物环境与能源工程
    • 棉秆热裂解工艺参数优化与固体产物性质分析

      2013, 44(12):160-163,134. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.026

      摘要 (3613) HTML (0) PDF 1.09 M (1627) 评论 (0) 收藏

      摘要:对未经粉碎的棉秆进行了直接热解炭化实验研究。研究表明,未经粉碎的棉秆在热解温度400℃时进行热解炭化后,生成的秸秆炭的比例最高,且秸秆炭中的固定碳含量最高。在棉秆热解过程中,随着反应温度的增加,热解固体产物质量不断减小;热解温度高于400℃以后,随着反应温度的增加,固体产物中固定碳含量开始下降。通过正交试验得到了最优组合的热解工艺参数为:热解温度400℃,升温速率5℃/min,保温时间2 h。得炭率可达49.98%。

    • 蔬菜废弃物好氧发酵腐殖液肥料化试验

      2013, 44(12):164-168,119. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.027

      摘要 (3388) HTML (0) PDF 1.14 M (1408) 评论 (0) 收藏

      摘要:以蔬菜废弃物与牛粪的混合物为原料,采用好氧发酵工艺进行发酵试验,进行了试验优化设计,考察了原料配比、曝气时间和发酵时间对蔬菜废弃物固体残留率的影响,实时监测发酵液的pH值,同时对优化设计后的9个试验的凯氏氮(TKN)、氨氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、亚硝态氮(NO-2-N)和总磷(TP)进行了测定,考察发酵液的养分含量。通过对9个试验的综合极差分析和主成分分析得到,当蔬菜废弃物和牛粪的质量比为3∶1、曝气时间为2h/d,发酵时间为40d时可以获得最佳的发酵效果。

    • >农产品加工工程
    • 基于核磁共振成像技术的香梨褐变检测

      2013, 44(12):169-173,147. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.028

      摘要 (3201) HTML (0) PDF 1.14 M (1378) 评论 (0) 收藏

      摘要:将核磁共振成像技术与人工神经网络理论相结合,对香梨内部褐变进行了检测。在磁共振T2加权图像中选取果核区域作为感兴趣区域,提取出反映褐变特性的10个微观纹理特征参数,建立了BP神经网络模型进行识别研究。针对BP神经网络模型存在的不足,利用遗传算法对网络模型的权值和阈值进行优化。通过验证性试验发现:对于4组香梨样本,优化后BP神经网络模型的平均正确识别率为92.50%,比未优化模型的平均正确识别率80.83%,提高了11.67个百分点;同一组香梨样本相比较,优化后模型的识别效果也均优于未优化模型,每组香梨的识别率都得到了不同程度的提高。结果表明:遗传算法优化后的BP神经网络模型具有很好的预测精度和泛化能力,可以实现香梨内部褐变的无损检测。

    • 葡萄酒香气可视化指纹图谱构建方法

      2013, 44(12):174-179,220. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.029

      摘要 (3765) HTML (0) PDF 1.15 M (1850) 评论 (0) 收藏

      摘要:以我国5个主要葡萄酒产区霞多丽(Chardonnay)干白葡萄酒为实验对象,研究分析了葡萄酒中的香气成分,利用可视化方法发掘其香气指纹特征,实现对供试酒样的产区辨别。实验酒样的香气成分通过固相微萃取技术(SPME)偶联GC-MS定性定量分析,计算检出成分的气味活性值(OAV),香气成分数据经标准化处理后,投影到灰度空间,以二维灰度图直观表达香气数据的特征信息。研究结果表明,该法表达了不同产区供试酒样的香气特征差异信息明显,尤其是OAV的可视化图谱可作为葡萄酒的指纹图谱,直观表达供试酒样不同产区的香气指纹特征。

    • 基于高光谱的酿酒葡萄果皮花色苷含量多元回归分析

      2013, 44(12):180-186,139. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.030

      摘要 (4168) HTML (0) PDF 1.06 M (1968) 评论 (0) 收藏

      摘要:以酿酒葡萄赤霞珠果实为研究对象,利用高光谱成像技术检测葡萄果皮中的花色苷含量。采集60组样本的900~1700nm近红外波段高光谱图像,并用pH示差法测量样本果皮中花色苷含量。选取高光谱图像中葡萄果实区域作为感兴趣区域(ROI),计算其平均光谱,并采用SG平滑、归一化、多元散射校正等预处理方法提高光谱的信噪比。然后采用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量回归(SVR)和BP神经网络算法建立花色苷含量预测模型。研究表明:基于PLSR模型推荐的13个隐含变量建立的BP神经网络模型的预测决定系数和预测均方根误差分别为0.9102和0.3795。

    • 产香酵母分离鉴定与苹果酒发酵中的应用

      2013, 44(12):187-192. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2010.12.031

      摘要 (3132) HTML (0) PDF 1.04 M (1596) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得可用于苹果酒发酵的产香酵母,提高苹果酒的香气质量,采集苹果果库空气样和苹果样品,经分离纯化、产酯试验筛选得到6株具有产香能力的酵母,对其进行形态观察及相关生理生化特性研究,对ITS rDNA序列进行扩增和克隆测序,结合与标准菌株的ITS同源性分析和系统发育树的构建,明确了6株分离菌株的遗传学位置,其中菌株YN6被鉴定为Wickerhamomyces anomalus,该菌株产香能力较强,且能提高苹果酒的感官质量。苹果酒的GC-MS分析结果表明,与对照菌株WLS21独立发酵结果相比,接种YN6混合发酵后,主要挥发性香气物质的质量浓度由248.09 mg/L 提高到496.14 mg/L。

    • 玉米粉中黄曲霉毒素B1微波降解技术

      2013, 44(12):193-197. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.032

      摘要 (3804) HTML (0) PDF 1018.53 K (1448) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用微波辐照技术降解玉米粉中黄曲霉毒素B1(AFB1),采用免疫亲和柱净化-高效液相色谱-柱后衍生的方法测定玉米粉中AFB1的含量。试验考察了微波辐照功率、微波辐照时间以及AFB1初始含量对其降解效率的影响,并与传统加热法进行比较。结果表明:微波辐照主要利用非热效应对AFB1进行降解,当功率为250 W、时间为30 min时,AFB1降解率大于90%,残留量在国标和欧盟安全限量范围之内。微波辐照处理对玉米粉营养品质影响较小,且AFB1降解产物毒性明显降低,不会产生二次污染。

    • 不同离心强度损伤对绿豆芽抗病生理的影响

      2013, 44(12):198-203,214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.033

      摘要 (3190) HTML (0) PDF 1.17 M (1227) 评论 (0) 收藏

      摘要:对绿豆芽(Vigna radiata)进行了可逆损伤(94g)、轻微损伤(376g)、中度损伤(845g)、严重损伤(1503g)和破损损伤(3381g)的不同离心强度(加速度)的损伤,g为重力加速度,取9.8m/s2,测定过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及超氧阴离子自由基(O-2)的产生速率、过氧化氢(H2O2)质量摩尔浓度、水杨酸(SA)质量浓度和木质素含量变化。包括可逆损伤在内的所有损伤,在损伤初期都会诱导抗病生理。可逆损伤的游离态SA质量浓度、H2O2质量摩尔浓度和POD活性显著上升,O-2的产生速率、总酚质量浓度、木质素含量、SOD活性、CAT活性、PAL活性和PPO活性变化不显著;轻微损伤、中等损伤、严重损伤引起更多抗病生理指标显著变化,特别是轻微和中等损伤的POD活性上升最为显著;破损损伤的游离态SA质量浓度、H2O2、总酚、木质素含量上升最大,但是O-2产生速率、CAT、PAL、PPO活性下降也最大。SOD活性对损伤敏感性较低。

    • >农业信息化工程
    • 生姜产业链物联网信息感知系统研究

      2013, 44(12):204-208,197. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.034

      摘要 (4423) HTML (0) PDF 1.47 M (1751) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现生姜产业链的深度信息化,构建了生姜产业链物联网信息感知系统。系统充分利用物联网透彻感知理念和方法,设计了生姜产业链种植、仓储、加工、冷链物流及销售等信息感知终端,实现了生姜产业链信息的无缝覆盖和自动采集。为便于产业链信息的现场查询与提交,开发了生姜产业链通用信息采集仪,采用J2EE架构构建了产业链信息管理平台,实现了产业链感知信息的有效管理。长期运行结果表明,感知系统信息采集全面准确,系统运行稳定可靠。

    • 基于主动光源的作物冠层反射光谱测量方法

      2013, 44(12):209-214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.035

      摘要 (3595) HTML (0) PDF 1.11 M (1290) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合自主研发的测量装置,对实现基于主动光源的冠层反射光谱测量方法进行了阐述。对测量装置的测量原理进行了论述,分析了高频调制光源模块、光电池响应一级放大模块、高通滤波模块、二级放大模块和信号提取模块5大功能模块。对其中一级放大电路的参数设计和信号提取模块的算法设计2个关键环节进行了理论分析与推导。应用自制测量装置对小麦冠层进行反射测量实验,实验结果表明:测量装置可以有效滤除环境光引起的响应,测量值稳定可靠,最大相对波动率小于4.97%。

    • 基于克隆选择聚类改进的植被变化回归趋势分析

      2013, 44(12):215-220. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.036

      摘要 (3145) HTML (0) PDF 1.25 M (1543) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于克隆选择聚类算法对植被变化趋势回归分析中线性方程的斜率k进行聚类,并按聚类中心大小分类,解决了对斜率k的划分问题。实验结果表明:所提算法的DBI值0.65明显小于与之对比3种算法的DBI值0.89、0.91和0.89。北京市城区植被变化趋势显著增强的结论与1998~2011年北京市城区绿化率和人均绿化面积稳步增长的统计数据一致,验证了算法的正确性,因此该方法有一定的实用性,可应用于长时序植被变化趋势分析。

    • 基于非抽样剪切波变换的遥感图像融合方法

      2013, 44(12):221-226. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.037

      摘要 (4217) HTML (0) PDF 1.88 M (1499) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于Mean-shift分割和非抽样剪切波变换(NSST)的多光谱与高分辨率全色图像融合方法。对高分辨率图像进行Mean-shift分割,并利用区域方差将多光谱图像划分为需要进行空间细节增强及需要光谱特征保持的区域;然后利用NSST变换对高分辨率图像和多光谱图像的强度分量进行多尺度分解。分解后的低频子带采用基于四阶相关系数的融合规则进行融合,带通方向子带根据分割所得的区域按区域方差进行融合;最后进行NSST重构得到融合后的强度分量,经IHS逆变换获得高分辨率的多光谱图像。仿真实验表明,与其他4种相关的融合方法相比,该方法能在空间分辨率的提高与光谱信息的保持之间达到良好的平衡,使得融合图像不仅具有较好的光谱保持特性,而且其空间分辨率也能得到有效提高。

    • 基于量子遗传模糊神经网络的苹果果实识别

      2013, 44(12):227-232,251. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.038

      摘要 (3908) HTML (0) PDF 1.60 M (1954) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对田间苹果采摘机器人视觉系统中彩色图像边界像素的模糊性和不确定性影响苹果果实识别精度和速度问题,提出了一种将量子遗传算法的全局搜索能力和模糊推理神经网络的自适应性相结合的算法来识别苹果果实。利用量子遗传算法对模糊神经网络的可调整参数初始值进行了全局优化,加快了网络学习速度,避免了传统BP误差反向传播学习算法易陷入局部极小值、迭代次数多等弊端。实验表明:该识别模型高速且稳定,鲁棒性好,对于果实本身颜色不均匀样本正确识别率为100%,对自然光照引起颜色不均匀样本正确识别率为96.86%,对邻接图像正确识别率为94.29%,对重叠图像正确识别率为92.31%。

    • 基于特征尺寸及局部极值点的茶鲜叶方向识别

      2013, 44(12):233-238. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.039

      摘要 (3103) HTML (0) PDF 1.54 M (1381) 评论 (0) 收藏

      摘要:对粗大茶鲜叶实行梗叶分离,有利于提高成品茶品质,降低能源消耗。梗叶分离的关键在于茶梗与叶柄的识别。通过倾斜滑槽限定茶鲜叶的方位,将其转换为两方向判别问题。首先将茶鲜叶划分为长梗和短梗,对长梗茶鲜叶,提出基于特征尺寸的识别方法,特征尺寸大的一方判为叶尖;对短梗茶鲜叶,提出基于轮廓线局部极值点的识别方法,局部极值点多的一方判为叶尖。通过对168幅随机获取的图像及1幅背景图像的处理表明,茶鲜叶的方向识别率达93.3%。每根茶鲜叶的平均处理时间为17.8 ms,能满足实时处理的要求。

    • 基于全景视觉的智能农业车辆运动障碍目标检测

      2013, 44(12):239-244. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.040

      摘要 (3697) HTML (0) PDF 4.72 M (1769) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足智能农业车辆安全正常作业,提出了基于全景视觉的运动障碍目标检测。与传统的单目和双目视觉相比,全景视觉具有360°无盲区检测的优点。首先系统使用多线程技术采集多目视觉图像,并用改进RANSAC-SIFT算法进行特征点提取与匹配,进而拼接全景视觉图像;其次采用改进的CLG光流法处理全景图像,检测运动障碍目标。试验表明:基于多线程技术和改进RANSAC-SIFT的全景拼接算法,与传统SIFT算法相比,平均提高特征点匹配准确度25.6%,加快运算速度25.0%;采用改进CLG光流法进行运动障碍检测,平均检测时间为1.55 s,检测成功率为95.0%。

    • 插秧机行驶速度变论域自适应模糊PID控制

      2013, 44(12):245-251. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.041

      摘要 (3278) HTML (0) PDF 1.17 M (1526) 评论 (0) 收藏

      摘要:农机行驶速度控制是精细农业中导航控制和变量作业控制系统的重要组成部分。农机在田间行驶过程中状态多变且环境恶劣,对行驶速度控制算法的自适应能力要求较高。在分析农机变速机构的基础上设计了插秧机行驶速度控制系统,将变论域方法引入模糊PID控制器设计中,提高了控制算法的适应性,并以高速乘坐式插秧机为试验平台进行了控制算法的水泥道路试验验证。试验结果表明,所提出的控制算法对插秧机行驶速度控制是可行的,插秧机行驶速度平均误差小于0.02m/s,与PID控制算法相比,调节时间更短,超调量较小,并且具有更好的自适应能力。

    • 茶园防霜机不同时间尺度作用效果研究

      2013, 44(12):252-257. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.042

      摘要 (3871) HTML (0) PDF 1.27 M (1821) 评论 (0) 收藏

      摘要:在发生晚霜的茶园中,试验研究了防霜机不同时间尺度启闭的防霜效果。在茶树萌芽前不同天数、降霜前和日出后不同时间,分别设定开始启用和启闭防霜机的处理,测定其对茶树生长、冠层温度和防霜范围的影响。结果表明:在茶树萌芽前20、15、7 d开始启用防霜机,使新梢长度、芽密度和百芽质量均比对照增加20%以上;防霜机在降霜前2.0、1.5、1.0 h启动,对茶树防霜效果更显著,作用半径比对照增大60%以上;防霜机在日出后2.0、1.5、1.0 h延停,在开始的1 h内可平均减缓冠层温升45.76%,并减小茶树叶片光合强度的降幅。所以,晚霜时为保持茶树较好的长势和产量,应在茶树萌芽前不少于7 d开始启用防霜机,且合适的启动和延停时机分别为降霜前1.0 h和日出后1.0 h。

    • 基于事件驱动与数据融合的温室WSN节能传输模型

      2013, 44(12):258-261,257. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.043

      摘要 (3687) HTML (0) PDF 1.15 M (1606) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对温室内环境信息变化缓慢、冗余度大和时间空间相关性强的特点,提出了基于事件驱动与支持度融合的温室环境监测无线传感器网络(WSN)的节能传输模型。利用所建立的数据节能传输模型进行了温室环境试验,结果表明采用基于事件驱动的数据传输模型能够减少83.8%数据传输次数,基于支持度函数的数据融合能够根据数据之间的关联程度计算出各原始数据的加权值,融合效果优于算术平均值。

    • 设施环境中WSAN执行器节点协作算法研究

      2013, 44(12):262-268. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.044

      摘要 (3773) HTML (0) PDF 1.02 M (1576) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对WSN技术应用于设施作物无法摆脱人力监控的局面,提出将WSAN技术应用于设施作物,并针对应用中存在的执行器节点之间的协作问题提出了一种执行器节点协作算法。首先利用执行器节点重新部署算法将执行器节点部署到执行器节点执行区域的中间,然后利用基于密封第一价的拍卖算法将事件区域发生的任务进行拍卖与求解。仿真试验结果表明所提协作算法可以实现设施作物应用中的控制任务被WSAN网络中的执行器节点以协作的方式有效并快速地分配和执行。

    • 基于CFD的开放式牛舍扰流风机安装参数优化

      2013, 44(12):269-274. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.045

      摘要 (3687) HTML (0) PDF 2.31 M (1673) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确定开放式牛舍中扰流风机的安装参数,在对天津市某开放式牛舍气流场实测的基础上,建立了风机不同安装参数间组合的16个几何模型,对牛舍内的气流场进行了三维稳态模拟。以扰流风机安装高度和倾角为影响因素,以距地面1.0 m和1.5 m高度平面上风速大于1.0m/s区域面积的百分比为评价指标,分析了风机安装参数对扰流效果的影响。结果表明,在风机倾角相同时,安装高度对扰流效果的影响没有显著差异(P>0.05);风机最佳的倾角为:卧栏上方的风机为20°、颈枷上方风机为10°。

    • >机械设计制造及其自动化
    • 基于核密度估计的散乱点云边界特征提取

      2013, 44(12):275-279,268. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.046

      摘要 (4417) HTML (0) PDF 1.40 M (1910) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得逆向工程中复杂散乱点云的边界特征,提出了一种基于k邻域点集核密度估计的边界特征识别与提取算法,通过R*树索引结构和动态扩展空心球算法实现样点k邻域点集的快速查询,将查询区域半径作为带宽对点集进行核密度估计,由核密度估计获得反映点集分布的模式点,依据模式点到样点的距离与带宽的比值判别边界点特征。实验结果表明,该算法能够快速、准确提取逆向工程中均匀及非均匀分布的散乱点云的边界特征。

    • 元胞多目标粒子群优化算法与其应用

      2013, 44(12):280-287,320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.047

      摘要 (3616) HTML (0) PDF 1.15 M (1701) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有多目标粒子群算法多样性不佳,难以平衡多目标优化的全局搜索和局部寻优的能力,提出了一种元胞多目标粒子群算法。在分析多目标粒子算法理论基础上,该算法将元胞自动机思想融入粒子群算法,研究粒子之间相互关系和信息传递机制,并提出一种粒子飞行速度控制策略。实验证明,新算法相对于4种比较算法,在求解含有无约束和有约束的多目标优化问题时有更好的收敛性和多样性,将其应用于盘式制动器优化设计,得到的解精度更高。

    • 基于给定工作空间的球面变胞仿生关节机构优化设计

      2013, 44(12):288-293,320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.048

      摘要 (3598) HTML (0) PDF 1.08 M (1627) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究一种由静平台、动平台、3个环形支链和1个中间变胞支链组成的新型球面变胞仿生关节机构,该机构具有2个构态,即构态1(正常构态)和构态2(变胞构态)。通过中间支链的结构变换,可以实现构态切换。首先运用矢量代数法,建立机构运动学逆解模型,得到其速度映射模型和雅可比矩阵。其次,在逆解模型的基础上,研究机构工作空间与机构尺寸关系,根据分布规律对工作空间大小进行优化,确定预设工作空间。最后,根据承载力和刚度性能评价指标对给定工作空间下的机构进行尺寸优化设计,分别给出每种性能指标较好的尺寸范围,综合两种指标,得到机构最佳设计尺寸。

    • Gauss型粗糙表面对微通道流动与换热的影响

      2013, 44(12):294-300. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.049

      摘要 (4406) HTML (0) PDF 1.54 M (1716) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高斯分布描述粗糙表面形貌,提出了利用Coons曲面构造三维矩形粗糙微通道的方法,建立了光滑微通道和三条粗糙微通道。在等温壁面条件下,数值模拟了饱和水在微通道内的层流流动,分析了表面粗糙度对流动阻力特性及传热特性的影响。研究结果表明:区别于光滑微通道,粗糙微通道的Po和Nu高于理论值,不再保持常数,随着雷诺数的增大呈近似线性增加;受表面轮廓高度随机性的影响,沿程压降和Nux呈随机波动式变化,粗糙度越大波动越剧烈;Po和Nu随等效相对粗糙度的增加而变大,且在所研究Re范围内相对粗糙度对层流换热的强化作用比对流动阻力的影响更显著;微通道内等温线向粗糙度大的下表面偏移,温度分布呈现非对称性,随着粗糙度差距的变大,非对称性愈来愈明显。

    • 介电型电活性聚合物驱动器机电耦合特性

      2013, 44(12):301-306. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.050

      摘要 (4288) HTML (0) PDF 1.20 M (1700) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了介电型电活性聚合物(DEAP)的机电耦合特性,分析了电场作用下DEAP的受力情况,结合超弹性理论建立了DEAP的非线性机电耦合本构模型。对电场作用下圆形结构DEAP驱动器的变形行为进行建模研究,给出Yeoh形式的DEAP本构方程、平衡方程和边界条件。通过求解微分方程组得出DEAP驱动器薄膜中的主延伸率和主应力分布,同时分析了预拉伸率、驱动器主动区域面积及激励电压对驱动器变形的影响。利用试验研究了电激励下的圆形驱动器变形行为,试验结果与理论分析比较吻合,从而验证了本构模型的正确性。研究表明:预拉伸率取值为3~4比较合适。

    • 基于动网格的低速大扭矩水压马达配流盘结构改进

      2013, 44(12):307-313,325. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.051

      摘要 (3398) HTML (0) PDF 1.69 M (1503) 评论 (0) 收藏

      摘要:以低速大扭矩水压马达为研究对象,应用动网格及其UDF(用户自定义函数)编程技术模拟配流盘、转子和柱塞的运动,并对水压马达模型及加入阻尼槽的模型进行了三维数值模拟计算。基于最小过流面积公式及压力变化公式,建立了不同渗透角下柱塞腔中压力变化的数学模型。研究表明:原模型柱塞腔内会出现明显的压力超调、压力振荡、压力冲击以及速度的突变,而改进后的柱塞腔内部流场变化比较平稳,可以有效地降低配流过程中产生的冲击,降低压力飞升现象,减小振荡幅值和时间,实现了预升压的目的。同时还发现阻尼槽的渗透角越大,预升压效果越明显。

    • 中空液压马达系统建模与摩擦动态补偿算法研究

      2013, 44(12):314-320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.052

      摘要 (3584) HTML (0) PDF 1.23 M (1578) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对阀控中空液压摆动马达系统,建立数学模型;基于LuGre动态摩擦模型,设计摩擦状态观测器;在此基础上,通过提出带状态观测的滑模变结构控制算法进行大摩擦力矩动态补偿控制,并进行了试验研究。结果表明:所设计的摩擦状态观测器可以较好地估计摩擦力矩,基于状态观测的滑模变结构控制算法可以实现大摩擦力矩下的高精度轨迹跟踪,相比无状态观测的滑模控制,轨迹跟踪精度提高1个数量级以上。

    • 铸铁表面接触法向阻尼特性试验

      2013, 44(12):321-325. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.053

      摘要 (3108) HTML (0) PDF 1.01 M (1517) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了铸铁磨削表面在法向载荷作用下的接触阻尼特性,得知采用复阻尼形式表达接触阻尼比用复刚度形式能更好地反映试验结果和规律。研究了简谐激励下法向接触压力与接触层变形的关系,提出用复阻尼方法建立接触层的稳态动力学方程。研究了法向预紧力、激振力幅值和激振频率对相位的影响。结果表明,在激振频率为0.25~128 Hz,激振力幅值为22.7~296 kPa,预紧力0.205~1.68 MPa,变形滞后的相位在1.5°~55°之间变化。相位与预紧力保持线性关系,预紧力越大,相位越小。相位与激振频率的关系在频率比较高时大致呈线性关系,频率越高,相位越大。还得知相位与激振力幅值的关系曲线不是单调的,激振力幅值较小时相位存在一个最大值,即只有在激振力幅值合适时才会产生最大的接触阻尼。

    • 切削加工机器人系统综合误差解耦补偿

      2013, 44(12):326-331. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.12.054

      摘要 (3891) HTML (0) PDF 1.10 M (1524) 评论 (0) 收藏

      摘要:以6自由度机器人及2自由度变位机为研究对象,运用机器人微分变换理论建立存在误差情况下的运动学方程。针对机器人在切削加工中动、静态误差存在耦合的情况,通过分析切削加工系统的特点,运用摄动法建立了相邻两连杆间的动、静态误差的传递关系,并由此推导出机器人末端执行器与各关节轴动、静态误差的关系,对机器人及变位机各运动副间的误差进行了解耦,建立了切削加工机器人系统的误差补偿模型,并验证了其有效性,为进一步研究机器人末端执行器与各关节及臂杆间的误差关系打下了理论基础。

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