2015, 46(2):1-7. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.001
摘要:针对运动学模型中的近似条件对模型控制方法曲线路径跟踪精度的影响,提出了一种农机导航自校正模型控制方法。该方法采用模型控制方法设计控制律,并采用模糊控制方法自适应地在线调节模型控制律的控制量。农业机械的路径跟踪实验结果表明,该方法既保留了模型控制方法在直线路径跟踪方面的优点,又弥补了模型控制方法在曲线路径跟踪方面的缺陷。当速度为1.0m/s时,直线路径跟踪最大横向偏差小于0.0649m,曲线路径跟踪的最大横向偏差小于0.1857m。
2015, 46(2):8-13. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.002
摘要:提出一种基于条件随机场模型的梨园场景分割方法,条件随机场模型直接对分割目标的后验概率建模,融入图像空间上下文信息,使得条件随机场模型可以获得更精确的分割结果。将已标记的场景图像划分为超像素,超像素的特征向量和标记的类别作为学习样本整合到类别数据库中;将未标记场景图像划分为超像素,利用条件随机场和类别数据库对未标记图像超像素的特征向量和空间关系进行建模;训练获得模型参数,利用最大后验边缘准则对未标记超像素进行类别推理。实验结果表明,与改进的K-最近邻方法相比该算法可以更加准确地进行梨园场景分割。
2015, 46(2):14-19. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.003
摘要:为精准分割纹理背景下的病虫害目标,提出一种基于混合高斯模型的纹理差异度表示方法和基于纹理差异度引导的DRLSE农作物病虫害精准分割方法。采用基于混合高斯模型的纹理差异度表示方法得到纹理差异度图像,利用Otsu自动阈值分割和形态学后处理得到农作物病虫害DRLSE演化的初始区域,将基于改进纹理差异度的边缘停止函数应用到DRLSE演化中。实验结果表明该方法可以获得精准的害虫和病变区域轮廓。
徐彦伟 , 徐爱军 , 颉潭成 , 崔建鹏 , 毛恒轩 , 刘守川
2015, 46(2):20-26. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.004
摘要:采用多信息融合方法研究疫苗制备中鸡蛋胚体状态的识别与分拣技术。在研究不同状态鸡蛋胚体图像特征、温度衰减和透光度变化情况的基础上,得出活胚图像中血管多、粗且呈放射状,弱胚图像中血管少、细且断裂,死胚图像内部均匀无血管,污染胚图像内部有明显黑块特征;鸡蛋胚体从37.8℃的孵化箱中取出置于25℃室温环境,活胚、弱胚、污染胚、死胚的温度衰减速度依次增大;活胚的透光度随孵化时间增加而逐渐降低,其他胚体透光度变化相对较小。将图像、温度、透光度信息特征融合,建立BP神经网络信息融合模型对鸡蛋胚体状态进行识别。最后,从37.8℃孵化箱中抽取80枚孵化6d的鸡蛋胚体放置于室温10min后,采集图像、温度和透光度信息,进行试验验证。结果表明多信息融合系统的识别准确率为96.25%,比单用图像、温度和透光度传感器进行识别的准确率分别提高了6.25%、13.75%和8.75%。
2015, 46(2):27-33. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.005
摘要:为解决非旋转式折射喷头水量分布集中,打击动能较大的问题,构建了动态水压喷灌测试平台。选择Nelson D3000型喷头为研究对象,施加以三角函数型动态变化的水压,对喷头的径向水量分布与能量分布进行测试,并与恒压条件下的水量和能量分布进行对比。结果表明:构建的动态水压测试平台能够满足对动态供水压力的要求,施加了动态水压的Nelson D3000型喷头径向湿润范围由恒压时的0.85~1.36m增加到2.55~4.42m,喷灌强度最大值降低67.6%~78.4%,能量通量密度最大值降低52.9%~71.6%,说明采用动态水压供水可以有效地改善Nelson D3000型喷头的径向水量分布和能量分布。
2015, 46(2):34-39. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.006
摘要:在不改变喷头原有结构的基础上,设计了一种由上支撑杆、下支撑杆、限位杆、柔性波纹管组件、内螺纹空心轴、定位螺钉、调节螺钉等组成的喷头仰角调节机构,实现喷头仰角在13°、18°、23°、30° 4个角度的调节,并对安装了该机构的喷头进行了水力性能试验。结果表明, 喷头仰角为23°时,不同工作压力下喷头的射程均最大;在23°与30°时组合均匀度系数相对较大,最利于组合喷灌。不同工作压力下,平均喷灌强度随着喷头仰角的减小而增大。喷头仰角由23°减小到13°时,喷头喷洒水滴的飘移损失减小,平均喷灌强度增加,因此喷头仰角减小可以增强其抗风、抗坡能力。仰角越小,喷头射程末端降水量变化越剧烈,导致喷头喷洒降水量分布不均,所以仰角调节不宜过小。安装了仰角调节机构的喷头在各象限的转动误差均小于±10%,其转动均匀性符合要求。
2015, 46(2):40-45. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.007
摘要:采用单因素比较法对6种不同喇叭管悬空高的立式轴流泵装置进行了全流道的CFD数值计算和喇叭管中心区域的PIV流场测试,分析了不同方案各工况时箱涵式进水流道内附底涡的初生位置变化情况。结果表明:相同工况时附底涡初生位置因喇叭管悬空高的不同而改变;在相同喇叭管悬空高时涡核中心起始位置因工况的不同而改变;喇叭管悬空高度越低,喇叭管底部的速度梯度变化越剧烈。箱涵式进水流道的喇叭管悬空高度建议取0.8D(D为叶轮名义直径),宜在该类型的进水流道内设置消涡装置。数值计算和PIV流场测试获得的测试区流场的速度分布及附底涡核线轨迹基本相同。
2015, 46(2):46-51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.008
摘要:以一台比转数为74的离心泵为研究对象,首先通过外特性试验发现当流量约低于18m3/h后,泵的扬程随流量变化非常小,然后采用PIV技术探索了该扬程曲线下叶轮流道内不稳定流动涡的发生、发展规律。试验结果表明:不稳定流动在0.6QBEP工况开始产生,直到0.4QBEP工况得到发展,最后在0.1QBEP时几乎扩展到整个叶轮流道;叶轮旋转过程中,靠近蜗壳隔舌处的叶轮流道内流动最不稳定,也是最先出现分离涡的流道;随着流量的降低,附着于叶片工作面的分离涡逐渐增多、汇聚,不断发展的漩涡向流道出口移动的同时,也偏向于流道中心。
2015, 46(2):52-58. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.009
摘要:为研究双蜗壳式离心泵内部流动特性,基于标准k—ε湍流模型和标准无滑移网格模型,应用CFX软件对其不同工况下的非定常流动进行三维数值模拟,得到了不同工况下双蜗壳式离心泵叶轮和蜗壳内部流道的压力脉动特性。计算结果表明,在小流量工况下,各监测点处的压力脉动都比较大且不均匀;在叶轮流道中,叶轮流道靠近出口边缘的压力脉动是叶轮流道其他区域压力脉动的5~8倍;在流量Q为34、110、148、160m3/h 4个工况下叶轮分别旋转30步(90°)和90步(270°)时,压力脉动出现最大值。双蜗壳内圈流道的压力脉动强于外圈流道的压力脉动且隔舌处出现压力脉动较大值,大流量工况下双蜗壳隔舌和出口产生一定回流导致蜗壳该处附近监测点压力脉动先减小后增大。从傅里叶变换得到频域特性可知, 叶频及其倍频是压力脉动的主要频率,且呈衰减趋势。
2015, 46(2):59-63,58. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.010
摘要:为研究前口环间隙附近空化现象的成因,首先通过一系列无关性验证确保了包含口环间隙及泵腔的完整离心泵模型计算的可靠性,在此基础上进行空化条件下的非定常计算,预测了必需汽蚀余量工况下口环间隙附近的空化现象,结果表明:前口环间隙出口附近流动受叶轮旋转的影响,其静压呈周期性的非均匀分布,其频率为2.27倍转频,并于低压区发生空化,空化开始于以进口段中心为圆心,半径稍小于前口环间隙内侧与进口段流动交汇点半径的某处;前口环间隙出口附近的压力脉动受叶轮旋转及空化的影响而呈现2类频率,其一为叶频及其倍频,其二为空化周期性变化导致的低频,该频率为空化周期性变化频率的整数倍。
2015, 46(2):64-69. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.011
摘要:设置醋糟有机肥和化肥不同配比的5个处理:100%有机肥、70%有机肥+30%化肥、50%有机肥+50%化肥、30%有机肥+70%化肥以及100%化肥,并以不施肥为对照(CK),研究不同肥料配比对春茶生长、产量、品质及茶园土壤养分含量的影响。结果表明,不同施肥处理都有促进春茶产量、品质和土壤养分含量的作用,但处理之间差异较大。增产作用以70%有机肥+30%化肥的处理最显著,比对照平均增产276.91%,30%有机肥+70%化肥的处理次之,50%有机肥+50%化肥的处理居中;茶叶的新梢长、叶面积、芽密度、百芽质量等生长指标,以及茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物等品质指标都以70%有机肥+30%化肥的处理为最高。茶园土壤中有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥在肥料中所占比例的增加而增加,即以100%有机肥的处理最高,70%有机肥+30%化肥的处理次之,但两者差异不显著。综合分析表明,70%有机肥+30%化肥的配施是值得在茶园推广应用的优化方案。
2015, 46(2):70-78,136. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.012
摘要:基于涡度相关技术,对新疆典型绿洲棉田进行了连续4年的碳通量观测,并探讨覆膜滴灌棉田生育期内碳通量的构成和特征。结果表明:生长盛期(6—9月),棉田的总初级生产力(GPP)和净生态系统碳交换(NEE)日变化明显,峰值约出现在14:00。生态系统呼吸(Res)日变化稳定,与膜下土壤温度日变化稳定有关。日间GPP随太阳净辐射(Rnet)增加而增大,可用直角双曲线方程描述;且最大光合速率的峰值出现在7月。各碳通量的季节变化不同:GPP和NEE与LAI的季节变化一致,峰值出现在7月;而Res的峰值出现在6月。月累积GPP在6—9月间主要分配给NEE;而其余月份则分配给Res。整个生育期内(5—10月),总GPP平均为816.2gC/m2,其中NEE占58.6%,这表明生育期内覆膜滴灌棉田表现为碳汇。
2015, 46(2):79-87. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.013
摘要:选用北疆2个棉花主栽品种(石杂-2、新陆早-43),通过4个氮(N)素水平的小区试验数据,对全生育期叶面积指数(LAI)和辐热积(TEP)动态变化进行定量分析,并通过归一化处理,利用Curve Expert对其相对叶面积指数(RLAI)和相对辐热积(RTEP)进行动态模拟,得到7个模拟效果较好的模型,其中有理函数模型能够较准确地对棉花LAI的动态变化进行描述,决定系数为0.895。利用5个N素水平的田间试验和3个不同生态点独立的高产田试验对模型进行检验,其置信度为0.169、0.077、0.171,决定系数为0.948、0.964、0.971,一致性系数为0.987、0.991、0.989,相对误差为6.493%、4.371%、7.540%,均方根误差为0.188、0.143、0.227m2/m2;说明基于RTEP的RLAI动态模型能够准确地反映棉花群体动态变化。不同N素处理下棉花群体LAI特征参数施氮效应的研究结果表明,N施用量对棉花LAI动态具有调控作用,尤其是平均叶面积指数、最大叶面积指数及其二者的比值等重要特征参数对N素反应较为敏感,可作为改善棉花群体叶片光合特性和提高产量的重要指标。
2015, 46(2):88-96,119. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.014
摘要:在西北干旱半干旱地区,设置3个水分水平和3个氮素水平,共9个处理,应用完全随机区组试验设计,研究不同水氮处理组合对温室甜瓜氮素吸收分配、产量及土壤硝态氮分布和累积的影响。试验结果表明:甜瓜成熟期地上部干物质量以及氮素累积量以中水中氮(W2N2)处理为最大,甜瓜采收后各处理硝态氮含量在0~15cm土层内最高,随土层的加深硝态氮含量逐渐减小。0~60cm土层内硝态氮累积量随施氮量的增加而增大,随灌水量的增加而减小。甜瓜产量随灌水量和施氮量的增加而提高,但是在高水和高氮条件下略有下降。滴灌施肥的施氮量和灌水量控制在N2 (130kg/hm2)和W2(1.0ETc)时,有利于提高甜瓜产量,是试验地区膜下滴灌条件下温室甜瓜生产中适宜的水氮组合。
2015, 46(2):97-103. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.015
摘要:通过设置普通塑料地膜、A型生物地膜、B型生物地膜、液体地膜以及无膜覆盖(CK)5个处理,比较分析不同类型地膜覆盖对土壤地温、土壤基质势以及葵花生长和产量的影响。结果表明,葵花生育前期(6—7月)普通塑料地膜和生物地膜覆盖的地温无显著差异,而在生育后期特别是9月份普通塑料地膜处理的土壤表层(0~20cm)地温明显高于生物地膜覆盖处理,其中A型生物地膜覆盖处理的地温略高于B型生物地膜覆盖处理,而液体地膜覆盖与无膜处理在全生育期地温显著低于普通塑料地膜和生物地膜覆盖处理(p<0.05)。生物地膜覆盖处理的保水效应与普通塑料地膜覆盖处理相近,仅在作物生长末期(9月底)生物地膜与普通塑料地膜覆盖处理在0~20cm土层基质势差异达到显著水平,尽管液体地膜覆盖与无膜处理相比有一定的保水效应,但差异不显著。生物地膜覆盖下葵花株高、叶面积指数以及收获后的叶质量、茎质量、花盘质量和产量与普通塑料地膜覆盖处理均无显著差异,但都显著优于液体地膜覆盖和无膜处理(p<0.05)。
2015, 46(2):104-109. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.016
摘要:以Penman—Monteith方法计算的参考作物腾发量ETo为标准,与采用温度法和辐射法的Penman—Monteith温度法(PMT)、修正的PMT(PMT-cor)、Hargreaves—Samain (HG)、修正的HG公式(HG—M1,HG—M2)、Thornthwaite公式、Irmak公式、修正的Irmak公式(Irmak-cor)、McGuinness Bordne公式(M—B)的估算值进行对比分析,同时引入干旱指数对温度法中的PMT公式进行修正,采用多元线性拟合对辐射法中的Irmak公式进行修正。结果表明:温度法中的PMT公式、PMT-cor公式、HG公式和辐射法中Irmak公式、Irmak-cor公式的计算值与PM法计算值间的回归系数b都接近于1.0,相关系数R2大于0.80,相对误差RE小于20%,一致性指数d大于0.95。通过交叉比较发现,Irmak-cor公式精度较高(b=1.00、R2=0.98、RMSE=0.17mm/d、RE=7%、d=1.00),其次是Irmak公式(b=1.03、R2=0.95、RMSE=0.31mm/d、RE=12%、d=0.99),再次是PMT、PMT-cor、HG方法。考虑计算结果的精确度,该地区首选Irmak-cor公式估算ETo;如果考虑计算简便,该地区可选HG公式估算ETo。
2015, 46(2):110-119. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.017
摘要:利用20世纪80年代第二次全国土壤普查资料和2010—2012年耕地地力调查与质量评价项目数据,运用经典统计学、地统计学结合GIS 技术,分析了渭北旱塬近30年来土壤养分变化;并通过对该区测土配方施肥项目农户施肥调查数据的分析,明确了该区农户施肥现状及主要种植体系养分平衡状况。结果表明,渭北旱塬当前土壤有机质、碱解氮和有效磷含量平均分别为12.9g/kg、59.4mg/kg和15.4mg/kg,与20世纪80年代相比,分别提高了22.0%、37.9%和129.8%;速效钾基本保持不变。该区氮、磷肥过量投入现象严重,小麦、玉米和苹果的氮肥、磷肥投入过量农户分别占总调查农户的89%、69%、74%和75%、49%、52%;76%和67%的农户在小麦和玉米田间的钾肥投入不足,苹果钾肥投入过量和不足的农户比例均较高,分别为40%和48%。小麦、玉米和苹果三大主要种植体系土壤氮、磷均处于盈余状态,氮盈余量平均分别为116、111和655kg/hm2,磷盈余量平均分别为88、56和357kg/hm2,其实际盈余率均大大超出短期内允许的盈余范围。小麦和玉米种植体系钾素均为亏损状态,其亏损量平均分别为73和93kg/hm2,在允许亏损范围内;而苹果种植体系钾素年盈余量高达283kg/hm2,实际盈亏率较允许平衡盈亏率高出145个百分点。因此,为实现渭北旱塬粮食安全和环境安全的双重目的,今后该区域应适量减少氮、磷肥的投入,尤其是苹果园区;增加粮食作物的钾肥投入,以保证作物稳产、高产,保持地力。
2015, 46(2):120-125. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.018
摘要:为探讨围垦年限和土壤容重双因素对海涂土壤水分运动参数的影响,在室内试验的基础上结合理论计算,对海涂4个年限围垦区土壤2个不同容重下土壤导水率、水分特征曲线和扩散率的变化进行了研究。结果表明:围垦年限对土壤颗粒组成、结构及钠盐含量等影响显著,土壤饱和导水率随围垦年限的增长而减小;持水能力、土壤水分扩散率随围垦年限的增长而增大。土壤饱和导水率、吸渗率、土壤水分扩散率及相同土壤吸力下的含水率均随容重的增大而减小,随着围垦年限的增长,土壤容重对水分运动参数的影响更明显。
2015, 46(2):126-131. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.019
摘要:选择我国云南典型的坝子农业区鹤庆盆地为研究区域,用环刀采集表层(0~10cm)土壤样品114个,测定土壤干容重和土壤含水率。利用经典统计学方法、普通克里格(OK)方法和协同克里格(OCK)方法,研究坝子农业土壤干容重的空间变异特征。结果表明:研究区域土壤干容重变化范围为0.74~1.60g/cm3,平均值为1.25g/cm3。在空间分布上研究区域土壤干容重呈现南北低,中东部高的格局,土壤类型、质地和土地利用方式是影响其空间分布的主要因素。土壤干容重和土壤含水率具有显著的相关性,相关系数达到-0.686。Kriging插值分析表明,以土壤含水率为辅助数据,利用OCK法能有效提高土壤干容重的预测精度。
2015, 46(2):132-136. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.020
摘要:利用稳定同位素技术研究了稻田沟渠、池塘、湿地等水体的碳、氮稳定同位素组成特征与时空变化。结果表明,水中颗粒性有机物(Particulate organic matter,POM)δ13C值(稳定性碳同位素比值)在-31.5‰~-24.3‰之间变化,平均值为-27.7‰,可能主要来自于浮游植物和浮游动物的贡献。POM稳定性碳同位素比值存在明显的季节变化,呈现出春、夏季高于秋、冬季的趋势。浮游动物与POM稳定性碳同位素比值之间的时空变化存在一定的相关性,说明研究区内浮游动物对内源有机碳的利用可能主要来自POM。颗粒性有机物δ15N存在秋、冬季高于春、夏季的趋势,但空间差异不显著,其中湿地的变化幅度相对较大(3.2‰~6.3‰),δ15NPOM平均值为4.1‰,说明研究区固氮作用较小,外源物的污染程度较低。
2015, 46(2):137-145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.021
摘要:利用HYDRUS—3D模型对室内试验条件下微咸水膜孔沟灌水盐分布进行数值模拟,结果表明HYDRUS—3D模型模拟膜孔沟灌入渗过程的可靠性较高。在此基础上,通过模型模拟,对不同方案下的水盐运移规律进行探索,结果表明:当灌水量为450~900m3/hm2时,3%、6%和9%开孔率下的脱盐率均在46%以上,短期内达到0~40cm土层内压盐的效果,可为花生的生长提供良好环境。为达到节水、压盐的效果,膜孔沟灌条件下的灌水量不宜小于300m3/hm2。
2015, 46(2):146-152. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.022
摘要:在室内不同坡度和流量条件下,用电解质脉冲边界模型以及染色剂示踪法进行冻土坡面和未冻土壤坡面径流流速测量的对比研究。采用长3.8m、宽0.2m和深0.08m的试验土槽,用新疆阿克苏温宿县科其喀尔冰川流域草甸土,装土容重为1.0g/cm3、厚度5cm,将土样饱和后冻结,制备用于试验的冻土坡面。为提高试验效率,采用在砂纸上粘贴土壤颗粒的方法模拟未冻土壤坡面。在坡度5°、10°和15°,流量12、24和48L/min条件下,采用电解质脉冲边界模型方法和染色剂示踪方法测量冻土和未冻土壤坡面径流流速,并确定电解质脉冲边界模型方法的最优测量距离。结果表明:电解质脉冲边界模型测量流速随着测量距离增加呈指数增加,并逐渐趋于恒定。通过流速随沟长的变化关系,计算得到冻土坡面条件下,电解质脉冲边界模型测量流速与实际流速相差5%和10%,所需测量距离分别为1.7~2.7m以及1.4~2.1m。电解质脉冲边界模型法测得的冻土坡面径流流速随坡度、流量增大而增大,为0.45~0.98m/s,是未冻土壤坡面径流流速的1.43倍。冻土坡面染色剂示踪法测得的流速较电解质脉冲边界模型测得的流速大3%~20%;未冻土壤坡面染色剂示踪法测得的流速较电解质脉冲边界模型测得的流速大6%~35%。
程金花 , 秦越 , 张洪江 , 丛月 , 杨帆 , 闫永庆
2015, 46(2):153-161. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.023
摘要:采取野外模拟降雨试验,研究了降雨强度、降雨动能以及降雨历时对溅蚀量的影响规律,分析了溅蚀土粒的距离、方位的分布特征,以及溅蚀土粒的粒径组成规律。研究结果表明:雨滴击溅过程中,在不同强度的降雨作用下,下坡方向产生的溅蚀量最大,上坡方向产生的溅蚀量最小。溅蚀总搬运量与溅蚀净搬运量均与降雨强度呈正相关。溅蚀量与降雨强度呈指数函数关系,与降雨动能呈现线性函数关系。溅蚀率与降雨历时呈现指数函数关系。溅蚀土粒主要分布在0~10cm,占溅蚀总搬运量的45.40%~57.75%,在50~60cm 内的溅蚀量所占比例不高于1.75%。溅蚀量与溅蚀距离呈负指数函数关系。溅蚀土粒径小于等于2mm,溅蚀土粒中细砂粒和粗粉粒百分比与原状土壤较为接近,粗砂粒百分比远低于原状土壤,而粘粒百分比高于原状土壤,粉粒百分比低于原状土壤。溅蚀土粒中细砂粒(0.05~0.2mm)最易于被溅蚀,而小粒径(小于0.002mm)和大粒径(大于0.2mm)土壤颗粒不易被溅蚀。当降雨强度足够大时,对于同种特征的土壤,溅蚀土粒存在稳定的粒径组成。当降雨强度保持不变时,溅蚀平均粒径随溅蚀距离的增加而变小。溅蚀距离在0~30cm,溅蚀平均粒径的变化率较大;随溅蚀距离的不断增加,溅蚀平均粒径的变化率较小。
2015, 46(2):162-167. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.024
摘要:选择传统的水体周长、水体总面积和河流密度以及最新的水体空间分布多样性4类地表水体分布特征评价参数,对河南省中部典型样区的地表水体信息进行深入分析。研究表明,当研究区内水体以河流等线状水体类型为主时,4者均能较好地描述区域地表水体的分布特征,且两两之间具有明显的一元线性正相关关系,判定系数平均达到0.89左右;当研究区由河流、湖泊、水库等复杂水体类型构成时,选择最新的水体空间分布多样性评价参数能够更好地描述区域地表水体的空间分布特征。
王殿龙 , 艾平 , 鄢烈亮 , 郁亮 , 晏水平 , 张衍林
2015, 46(2):168-175,180. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.025
摘要:基于两步厌氧发酵工艺,对比稀酸、稀碱预处理条件下的稻秸降解规律和水解液产甲烷潜力。HCl质量分数为0.5%~2.5%范围内(60℃),1.0%和1.5%的水解液COD值最高,HCl水解时稻秸半纤维素下降幅度大,水解液中葡萄糖质量浓度较低。NaOH质量分数为0.5%~4.0%范围内(60℃),0.5%和1.0%的水解能力弱,2.0%和3.0%时水解效率高,当NaOH质量分数高于2.0%时,纤维素、半纤维素和木质素均下降,木质素降解率最高。酸、碱实验组固液比为7.5%时均有良好的水解效率。以HCl和NaOH水解液序批式产甲烷,5个进料周期中HCl水解液COD的平均单位质量产气率为631~906mL/g,NaOH实验组为340~373mL/g,单位质量产气率受进料浓度差异的影响较小,主要受酸、碱等不同水解方法的影响,酸、碱实验组发酵类型不同,酸实验组的产酸过程更充分。
2015, 46(2):176-180. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.026
摘要:用自行设计的臭氧曝气装置对厌氧污泥进行臭氧曝气试验,在曝气时间分别为0、10、20、30、40、50min时取样测定各种形态氮素含量。结果表明,厌氧污泥随臭氧曝气时间的不同对氮素形态及含量有显著影响。总氮、总凯氏氮、溶解性凯氏氮、铵态氮、亚硝态氮、颗粒态有机氮、颗粒态总氮均随曝气时间延长而减少,连续曝气50min后,分别降低124.76、232.51、11.45、191.28、4.35、221.06、286.06mg/L,均达到显著性差异水平(P<0.05);可溶态总氮、硝态氮、溶解态有机氮随曝气时间延长而增加,持续臭氧曝气50min,分别增加161.29、29.42、179.83mg/L,与初始质量浓度相比,均达到显著性差异水平(P<0.05)。
2015, 46(2):181-186. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.027
摘要:利用密度泛函理论(DFT)方法计算了18种β—O—4连接的木质素模型化合物的Cβ—O键均裂解离能,讨论了模型化合物上不同位置羟基和甲氧基对解离能的影响,探究了取代基之间的交互作用。结果表明,Cα位羟基对解离能影响小。在R3位无甲氧基时,增加的Cγ位羟基对解离能影响较小;然而在R3位有甲氧基时,增加的Cγ位羟基氢与甲氧基氧之间形成氢键,显著增加醚键解离能。R3和R4位甲氧基均降低解离能,在Cγ位无羟基时,R3位甲氧基对解离能的降低作用最为显著;在Cγ位有羟基时,受Cγ位羟基与R3位甲氧基形成的氢键对醚键的稳定作用影响,R3位甲氧基对解离能的降低作用被弱化。R4位甲氧基不受Cγ位羟基的影响,对解离能的降低程度稳定。R1、R2位甲氧基对解离能影响较小也无特定规律,并且不与其他位置取代基产生交互作用。
2015, 46(2):187-192. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.028
摘要:以函数拟合、近红外检测及发芽率测定,研究稻谷热风、微波干燥的去水性能及其蛋白质、直链淀粉含量与出芽品质;结合TG/DSC测试,探讨2种热源干燥稻谷的玻璃化转变对其干燥后品质的影响。结果表明:以对数函数拟合稻谷热风、微波干燥去水性能的准确度高;经2种热源干燥稻谷的蛋白质、淀粉含量过程差异不显著;但热风干燥稻谷初期蛋白质含量差异明显。鲜稻谷发芽率显著低于其经热风、微波干燥后的发芽率,三者分别为0.65±0.19、0.93±0.03、0.77±0.02。随含水率降低,经热风、微波干燥稻谷的热重损失与热流则呈不同趋势变化,二者中点温度均减小,综合影响干谷品质。
2015, 46(2):193-197,246. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.029
摘要:以烟台红富士为原料,研究膜结合态多酚氧化酶(mPPO)的分离纯化条件,采用非离子型去污剂结合热诱导方法粗提,硫酸铵分级沉淀,DEAE Sepharose Fast Flow离子交换柱层析方法对mPPO进行纯化,并对其进行串联质谱(LC—MS/MS)分析鉴定。结果表明mPPO提取纯化最佳条件为:超声提取10min,50%~80%饱和度硫酸铵沉淀,0.1mol/L NaCl 梯度洗脱。纯化后的mPPO纯度提高了64.30倍,比活力高达387032.97U/mg。纯化后的mPPO经SDS—PAGE和Native—PAGE分析均为单一蛋白带,且为亚基分子量67kDa的二聚体。经串联质谱分析及蛋白数据库鉴定此纯化蛋白为多酚氧化酶。
2015, 46(2):198-207. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.030
摘要:以分离自陕西成熟猕猴桃的6株嗜酸耐热菌为研究对象,对这6株分离菌以及4株相应的标准菌株进行了猕猴桃汁污染能力评估,并对分离菌与标准菌株的常规生理生化指标进行了测定和对比分析。通过气质联用对不同菌株特征污染代谢产物形成能力检测、绘制热死亡曲线进行的抗热性差异检测,以及通过API鉴定系统进行碳源代谢谱分析和通过基因组DNA杂交实验复性速率测定,对嗜酸耐热菌群菌株的生物多样性进行评测。结果表明,分离菌株产污染物愈创木酚量可达10.56~34.74μg/L,在猕猴桃汁中D90℃值达到27.1~34.2min,z值达到12.14~13.66℃;API实验结果表明,分离菌株与标准菌有3~19项糖代谢结果差异,与文献报道相应菌种不同菌株中有7~22项糖代谢差异;6株分离菌与标准菌DNA杂交率在74.75%~104.79%之间。实验结果表明:分离自陕西地产猕猴桃果汁的6株本土脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus)具有潜在污染猕猴桃果汁的能力,并具有一定的生物多样性。
2015, 46(2):208-212,207. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.031
摘要:研制了一种有较高相变潜热、低Onset温度,适用于农产品贮运保鲜的高效安全有机物水溶液相变蓄冷剂。从初选的甘氨酸、赖氨酸、山梨醇、脯氨酸、葡萄糖等5种有机物中,利用DSC法筛选了相变潜热较高的甘氨酸水溶液为主储能剂,再与0.1mol/L的丙三醇进行复配获得更低的Onset温度。以质量分数为0.1%的苯甲酸钠作为防腐剂延长蓄冷剂的使用期限,并用高吸水性树脂作为基质,得到蓄冷剂的最终配方为:甘氨酸0.4~0.8mol/L,丙三醇0.1mol/L,苯甲酸钠质量分数为0.1%,其余为水,并添加质量分数为0.75%~0.81%的SAP作为基质。通过调节甘氨酸浓度,可获得相变潜热为296.4~305.9J/g,Onset温度为-7.3~-5℃的系列有机物水溶液相变蓄冷剂,并且无明显过冷度和相分离现象,安全性好,具有应用前景。
江慎华 , 刘梦莹 , 杜余辉 , 沈勇根 , 廖亮 , 马海乐
2015, 46(2):213-221. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.032
摘要:采用三频恒温数控超声辅助提取技术优化了诃子总多酚提取工艺;通过比较试验和扫描电镜分析了该技术高效提取的原因;从Fick第一定律出发建立了诃子总多酚扩散动力学方程,并进行了验证。结果表明,恒温超声提取诃子总多酚最佳工艺条件为:乙醇体积分数60%、超声频率80kHz、超声功率180W、提取温度70℃;该工艺提取效率显著高于水浴振荡提取工艺(P<0.001);扫描电镜观察发现,恒温超声提取技术对原料粉末微观结构破坏更严重。结合Fick第一定律及超声提取动力学推导了恒温超声辅助提取诃子总多酚动力学方程;验证试验表明,在相应的范围内,提取时间对数和提取功率对数均与诃子总多酚浓度对数呈正比关系。结果表明:恒温超声辅助技术可用于诃子总多酚高效提取。
2015, 46(2):222-227. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.033
摘要:采用酶—湿热处理锥栗淀粉,研究酶用量与脱支时间对复合变性锥栗淀粉理化特性的影响。结果表明:酶—湿热处理锥栗淀粉的晶型均为A型,且预期血糖指数(pGI值)大多低于55%,属于低pGI值食品。由体外消化动力学分析、扫描电子显微镜、X射线衍射、差示扫描量热、高效阴离子色谱—脉冲安培检测等实验分析得出,酶—湿热处理锥栗淀粉的抗性淀粉含量、分子链平均聚合度(DP值)、相对结晶度和熔融焓等随酶用量和脱支时间的变化表现为3个阶段,尤其在第2阶段,即当酶用量在50~60U/g且反应时间在12~16h范围内时,因分子链DP值适合重新聚合形成稳定的结晶结构,抗性淀粉含量、相对结晶度和熔融焓均达到最大。
姚刚 , 李凤城 , 张绍英 , 杜志龙 , 王叶群 , 刘婷
2015, 46(2):228-233. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.034
摘要:为了调控苹果鲜榨汁的品质,对低温胁迫前、后国光和富士苹果及其鲜榨汁中的总抗坏血酸、可溶性糖、苹果酸、糖酸比、香气成分等品质指标进行了测定。结果表明:国光和富士苹果在(-7±0.5)℃分别处理20h和8h的总抗坏血酸、AA及DHA含量最高,分别提高了26.65%、28.93、18.26%和15.78%、17.33%、11.30%;可溶性糖和苹果酸分别下降了13.04%、7.27%和14.14%、7.14%。对比两种苹果的鲜榨汁发现:低温胁迫后国光和富士鲜榨汁中总抗坏血酸、AA、DHA分别比胁迫前提高31.26%、35.40%、20.54%和18.05%、20.46%、13.33%;可溶性糖、苹果酸和糖酸比分别下降了12.03%、7.54%、5.92%和14.53%、10.00%、5.04%;香气物质分别增加了6种和5种,且香气检出量分别提高了2.03%和8.02%。鲜榨可保留低温胁迫对原料中总抗坏血酸的提升效果,低温胁迫可作为提升两种苹果鲜榨汁中总抗坏血酸含量的有效措施。
2015, 46(2):234-239. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.035
摘要:为提升马铃薯片品质,采用含不同质量分数氯化钙、葡萄糖酸锌、抗坏血酸的溶液流体处理垂直磁场下的马铃薯片,结果表明,马铃薯片置于磁感应强度1500Gs环境下利于溶质的渗透,流速为0.05m/s处理的马铃薯片品质改善显著,若电解质流体流速过高则会干扰溶质的渗透。空白样即未施加磁场的情况下,产品品质均无任何改善。该技术可实现对马铃薯片的品质提升,包括微量元素的营养强化和保脆处理,且弱电解质即抗坏血酸在流场中也受垂直磁场的影响并富集于马铃薯片组织表面从而使其具有抑制褐变的效果。
2015, 46(2):240-246. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.036
摘要:采用扫描电镜(SEM)、质地剖面分析(TPA)及动态流变技术研究卤水及不同油包水(W/O)乳液凝固剂对大豆分离蛋白(SPI)冷凝胶微观结构及流变特性的影响。流变结果表明,弹性模量(G′)的变化高度依赖W/O乳液中的镁盐释放速度。随着反应时间的延长,G′值不断增大,与传统卤水相比,新型W/O乳液凝固剂延长了冷凝胶的凝固时间,在凝胶形成过程中,W/O乳液对镁盐起到了缓释作用。对比不同W/O乳液凝固剂发现,含有乳清分离蛋白(WPI)的乳液形成SPI冷凝胶的时间更长,而且弹性模量值更小。此外,电镜结果表明W/O乳液凝固剂能显著降低冷凝胶的硬度并改善蛋白凝胶的网络结构,使SPI冷凝胶具有更小的网孔孔隙和更加均匀的网状结构。
2015, 46(2):247-260. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.037
摘要:遥感技术具有覆盖面积大、重访周期短、获取成本相对低等优势,对大面积露天农业生产的调查、评价、监测和管理具有独特的作用。从20世纪70年代出现民用资源卫星后,农业成为遥感技术最先投入应用和收益显著的领域。特别是随着高空间、高光谱和高时间分辨率遥感数据的出现,农业遥感技术在长时间序列作物长势动态监测、农作物种类细分、田间精细农业信息获取等关键技术方面得到了突破。但是农业生产的分散性、时空变异性等特点,对当前农业遥感技术的应用还存在诸多挑战。本文简要回顾了农业遥感发展历程以及其应用的理论基础;再从农作物估产、农业资源调查、农业灾害监测和精准农业管理4个领域阐述了国内外相关研究和应用情况。最后提出农业遥感应加强与地面农业观测网技术的结合,推动新一代低空无人机遥感平台的发展,强化多源传感器融合以及农业过程模型与遥感数据同化的研究。
2015, 46(2):261-269,275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.038
摘要:通过连续5年定位研究不同氮磷耦合水平下,不同生育时期冬小麦群体FPAR与冠层光谱反射率,建立基于不同植被指数的不同生育时期FPAR分段监测模型。结果表明:随着氮磷水平增加FPAR呈递增趋势,不同品种间存在差异;冬小麦群体FPAR与670、850、960nm具有较高的相关性,在可见光和近红外波段处均有敏感波段;在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期FPAR与SAVI、NDVI705、EVI、RVI、RVI均达极显著相关,相关系数r范围为0.818~0.942;在不同生育时期,分别基于SAVI、NDVI705、EVI、RVI、RVI能建立较好的FPAR分段监测模型,决定系数R2分别为0.854、0.888、0.811、0.844、0.911;标准误差SE分别为0.054、0.032、0.044、0.047、0.044;以不同年份独立数据对模型进行验证,田间实测值与模型预测值之间相对误差RE分别为14.1%、17.4%、12.8%、18.8%、10.7%;均方根误差RMSE分别为0.139、0.146、0.136、0.158、0.130。该结果较拔节期至成熟期FPAR统一监测模型监测精度及验证效果均有所改善。因此,在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期可分别用SAVI、NDVI705、EVI、RVI、RVI预测冬小麦群体FPAR,具有较好的年度间重演性和品种间适用性。不同生育时期FPAR分段监测模型较统一监测模型有较好的监测效果。
2015, 46(2):270-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.039
摘要:以0.5m分辨率的WorldView—2为数据源,根据田间道路和沟渠在该影像中的特点,基于Canny边缘检测算子,设计了一种适合云环境下自动检测农田沟渠、道路等线状工程地物的方法。在Canny算子边缘检测的基础上,首先通过设计连接断点算法,抑制单像素断点现象;然后,利用种子点生长法,通过判定欧氏距离识别疑似线状工程地物片段,并拟合疑似片段所在直线方程;进一步利用低长度阈值过滤,连接疑似地物片段;再通过高长度阈值筛滤伪线状片段,最终实现线状工程地物的提取。以内蒙古达拉特旗土地整治工程区为研究区,对提出的方法进行了验证,实验结果表明,提取长度精度优于95%,对于地物简单的区域正确率优于95%,满足土地整治工程等建设监管的基本需求。
2015, 46(2):276-280,300. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.040
摘要:利用声音连续监测动物生长过程的缺点是无效声音数据量大。为了获得便于研究人员使用的小数据量并同时反映动物行为信息的声音,引入分类识别方法对原始声音进行处理。以栖架饲养环境中的含有海兰褐蛋鸡鸣叫声的声音片段和风机噪声片段为研究对象,基于不同类型声音在1000~1500Hz频率范围内的功率谱密度存在差异,对2种声音片段进行了分类识别。试验结果表明,该方法的全面正确识别率为95%,其中蛋鸡声音片段正确识别率为93.3%。该方法将有助于实现风机噪声环境中动物声音实时检测与提取,从而减少无用声音数据的储存与传输。
2015, 46(2):281-287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.041
摘要:在馈能悬架系统馈能回路中引入Boost/Buck型DC—DC变换器,将DC—DC变换器的非线性数学模型描述为稳态分量和扰动分量之和,设计了自适应离线神经网络逆控制器。控制器由离线神经网络逆控制器和自适应控制器组成,离线神经网络逆控制器产生直流变换器的稳态输入,并利用变换器的稳态分量产生训练离线神经网络逆控制器的样本,自适应控制器产生补偿系统参数变化和不确定性扰动的动态输入。在此基础上,对控制器的性能进行了快速控制原型试验验证。最后,对馈能悬架进行了仿真研究。结果表明,自适应离线神经网络逆控制器能够使电动机电磁阻尼力较好地跟踪理想力,改善车辆的舒适性和平顺性,并有效地回收部分悬架振动能量,实现自供能控制。
2015, 46(2):288-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.042
摘要:根据悬架约束最小化原理,提出一种液压互联消扭悬架系统,阐述了该系统的结构与原理,构建了液压互联消扭悬架系统模型及整车动力学模型,分析了各种工况下液压互联消扭悬架动态性能,设计液压互联消扭悬架原理样机,进行台架试验,仿真与试验结果基本一致。结果表明:与传统被动悬架相比,液压互联消扭悬架能有效抑制车身振动,控制了车身姿态,协调了车辆的行驶平顺性与安全性,提高了车辆极端路况的路面通过性能,消除了部分车身扭转载荷,并能实时控制车辆的转向特性。
2015, 46(2):294-300. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.043
摘要:与驱动单元和车体刚性连接的传统结构及拖车结构不同,潜入牵引式自动导引车的驱动单元置于车体底部与车体柔性连接。针对车体的运动轨迹问题,建立了车体与所跟踪路径的位姿关系模型,根据车体的几何尺寸及所跟踪圆弧路径的圆心角和半径,推导出车体在世界坐标系中的位姿状态及保证纯滚动运动的最小转弯半径。针对车体负载运行的行驶性能问题,建立车体的动力学模型,求出忽略侧向力影响的条件,推导出车体的角加速度。车体位姿实验证明了所建车体运动学模型的正确性。动力特性实验表明,该种结构的自动导引车行驶稳定性较好。
包瑞新 , 贾敏 , Edoardo Sabbioni , 于会龙
2015, 46(2):301-306. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.044
摘要:汽车行驶过程中的某些参数通常需要通过实验室内较为昂贵的试验设备获得,测量成本较高,而获取车辆的行驶状态和参数对于车辆行驶过程中的控制有着重要的意义。通常情况下,需要将车辆行驶状态变量和侧偏刚度等参数进行联合估计。这些参数将会被用于车辆动力学模型来分析汽车的操纵状态。本文建立了包含定常统计特性噪声的汽车动力学模型,利用龙格—库塔方法模拟模型,引入扩展Kalman滤波技术,生成粒子滤波重要性概率密度函数,对状态和参数同时进行估计,仿真结果表明,扩展Kalman粒子滤波技术改善了标准粒子滤波算法的精度,验证了算法的有效性。
2015, 46(2):307-311,342. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.045
摘要:为了提高车辆的驱动防滑能力,提出了一种基于滑模极值搜索算法的驱动防滑控制策略。采用滑模极值搜索算法作为一种自寻优方法找到轮胎力—滑转率曲线的极值点,无需估计路面附着系数和建立理想参考模型就可以将轮胎的滑转率控制在最优滑转率附近,提高车辆的动力性和方向稳定性。在Matlab/Simulink中建立车辆系统仿真模型。仿真结果表明,此控制策略能使车辆在驱动过程中快速达到实时路面条件下的最优滑转率,增强了车辆的动力性能。
2015, 46(2):312-315,350. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.046
摘要:对气动系统中常用的真空发生器样机,采用有限体积法对其内部流场进行数值计算,分析了背压不同时内部压力分布和吸入流速改变情况。以此为基础,测量系统背压升高时吸入流量变化量,绘制了背压与吸入流量关系曲线,提出了通过判断系统背压防止逆流现象的方法。在真空发生器系统的设计和应用中,需要在理论计算的基础上,根据试验得出系统正常工作的背压范围,防止逆流现象,保证系统工作。
2015, 46(2):316-321,327. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.047
摘要:综合传动系统油液污染度较高,污染颗粒磨损极易引发齿轮泵流量劣化。基于齿轮泵流量劣化机理,从颗粒破碎的微观角度建立了端面间隙泄漏通道的污染颗粒破碎模型,确定了颗粒破碎常数与泄漏因子的取值。在此基础上推导齿轮泵流量劣化模型,建立了污染颗粒质量与磨损参数的线性关系,并分析了污染颗粒浓度、齿轮泵结构参数等影响因素。试验验证结果表明,齿轮泵流量劣化模型能较好地解释颗粒破碎、磨屑生成等污染磨损过程,并从理论角度提出齿轮泵污染耐受度的估算方法。该模型对于综合传动液压润滑系统设计与污染控制研究有重要的实用价值。
2015, 46(2):322-327. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.048
摘要:无阀压电泵的泵送性能主要取决于管道系统中的正、反向流阻差值,因而对流阻的测试尤为重要。为此设计了能够实现自动或半自动上水功能的无阀压电泵流阻测试装置,该装置测试液体的流速范围较宽,易于分析、研究流阻作用规律;以半球缺阀为例推导了阻力系数公式;利用新、旧2种测试装置对半球缺阻流体无阀压电泵的流阻进行了测试并计算了泵理论流量,与试验流量的偏差分别为34.38%、117.33%。研究表明:无阀压电泵流阻测试装置极大地提高了流阻测试精度;能够进行流阻测试、分析、泵理论流量计算及试验流量的预测。
2015, 46(2):328-334. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.049
摘要:2D电液高速开关阀是采用具有双运动自由度阀芯的两级高速开关阀,该阀利用旋转电磁铁和拨杆拨叉机构驱动阀芯作旋转运动,实现导阀功能,由油液压力差推动阀芯作轴向移动,实现阀口的高速开启与关闭。为提高阀的动态特性,旋转电磁铁转子设计成3个52°叶片环形均布结构形式,拨杆拨叉对旋转电磁铁的输出转矩放大5倍。为测试2D高速开关阀的动态特性,设计了双摆轮和旋转电磁铁驱动2D高速开关阀两种实验方案。在建立数学模型和制作样机的基础上,对其动态特性进行了数字仿真和实验研究,仿真与实验研究结果吻合,2D高速开关阀的液压伺服螺旋机构具有很高的频响,当用旋转电磁铁驱动时,在28MPa工作压力下,阀芯轴向行程为0.8mm,开启时间约为18ms,6mm通径阀流量高达60L/min。
2015, 46(2):335-342. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.050
摘要:为了提高液压制动系统的性能,分析了制动效能的影响因素和矿用自卸车液压制动系统的原理。建立了液压制动系统简化模型,并对其关键元件制动踏板阀进行了特性分析。应用AMESim建立了液压制动系统的仿真模型,研究了参数变化对系统性能的影响,提出了余压控制减小制动器作用时间的方法,试验结果验证了仿真分析的正确性和余压控制的可行性,减小了制动器作用时间,缩短了制动距离,使制动性能大大提高。
2015, 46(2):343-350. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.051
摘要:提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电—机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电—机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电—机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电—机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。
2015, 46(2):351-356. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.052
摘要:运用统计学规律对滑动导轨副在实际运行工况下的磨损特征与精度衰减进行了分析,从而建立了滑动导轨副的精度保持性模型,该模型反映了导轨副的精度保持性能与导轨副工况参数、运行参数、材料属性以及磨损状况的定量关系。利用自主研制的导轨副精度保持性实验台进行了导轨副试样的磨损精度实验,验证了理论模型的有效性。该理论模型既可以预测导轨副的精度保持寿命,也可以指导导轨副的耐磨设计及精度保持性设计。
2015, 46(2):357-364. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.053
摘要:为提高支持向量回归(SVR)模型的预测能力,将核心向量回归(Core vector regression, CVR)方法引入到数控机床热误差建模中,并采用偏最小二乘(Partial least squares, PLS)算法从输入样本提取主成分,构建特征集,然后使用改进的粒子群优化(Improved particle swam optimization, IPSO)算法对CVR的模型参数进行寻优,从而提出一种基于PLS—IPSO—CVR的数控机床热误差建模方法。仿真实验表明,所提出的建模方法在预测精度和速度方面优于传统SVR模型和BP神经网络模型,从而验证了组合建模方法的可行性和有效性。
2015, 46(2):365-371. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.054
摘要:伪刚体模型是柔性机构运动、动力学性能分析及综合的基础,梁和铰链的组合是基本的柔性片段,用柔性片段代替刚性构件设计柔性机构是刚体替代综合法的基本思路。传统伪刚体模型不考虑几何非线性影响和梁的变形,使伪刚体模型和设计的实际柔性机构存在较大误差,为了减小误差,建立了几何非线性影响下的修正伪刚体模型;为了确定伪刚体模型的可用条件,提出了伪刚体因子的概念,通过分析得出伪刚体因子在一定范围可以用柔性片段直接代替刚性构件,从而得到柔性机构。最后在该条件下基于蚁群连续空间优化算法给出了用于细胞工程的LEMs机构的优化实例,结果表明该伪刚体因子可应用于LEMs的设计。
白硕玮 , 张进生 , 王长会 , 王志 , 黄波 , 程鹏
2015, 46(2):372-378,371. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.055
摘要:分析了金刚石圆盘锯锯切石材过程中节径型横向振动的形成原因,发现行波振动中锯齿边缘的波动变形导致了锯切力形成附加轴向力。在与锯片同转速的旋转坐标系下推导了轴向附加力的数学模型,进而建立了石材锯切过程中锯片横向振动模型。基于Newmark方法设计了振动模型的求解算法,并编写了仿真程序。为了验证模型的有效性,进行了石材加工生产现场锯片的横向振动监测实验,对锯片不同位置、不同工艺参数下的横向振动值进行了测量。6组振动模型的计算结果与对照实验结果的误差不超过13%,验证了模型的有效性。
您是本站第 访问者
通信地址:北京德胜门外北沙滩1号6信箱
邮编:100083 传真:64867367
电话:64882610 E-mail:njxb@caams.org.cn
技术支持:北京勤云科技发展有限公司
版权所有:农业机械学报 ® 2025 版权所有