- 2011年第42卷第10期文章目次
>車輛與動力工程
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2011, 42(10):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:受前輪轉(zhuǎn)向軸幾何結(jié)構(gòu)的影響，車輪輪心及輪胎印跡中心的位置隨車輪左右轉(zhuǎn)動而變化。如果在懸架結(jié)構(gòu)未知的情況下能夠根據(jù)車輪運動計算出主銷定位參數(shù)，將有利于懸架設(shè)計。提出了應(yīng)用汽車懸架KnC特性試驗臺轉(zhuǎn)向試驗數(shù)據(jù)解算主銷定位參數(shù)的方法，定位參數(shù)包括：主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、主銷后傾距、主銷偏移距、輪心主銷縱向偏移距及輪心主銷側(cè)向偏移距。應(yīng)用Adams仿真結(jié)果及試驗數(shù)據(jù)對提出的解算方法進行了驗證，誤差在允許范圍內(nèi)，解算方法滿足使用要求。
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楊福廣 , 阮久宏 , 李貽斌 , 榮學(xué)文 , 邱緒云 , 尹占芳
2011, 42(10):6-12. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:對四輪獨立驅(qū)動-獨立轉(zhuǎn)向（4WID-4WIS）車輛橫擺穩(wěn)定性控制進行研究。對側(cè)偏角與橫擺角速度之間的耦合性進行分析，提出了控制策略：當(dāng)質(zhì)心側(cè)偏角比較小時以理想橫擺角速度跟蹤控制為主，當(dāng)質(zhì)心側(cè)偏角比較大時以抑制質(zhì)心側(cè)偏角過大為主。基于模糊控制技術(shù)提出集成“主動前/后輪轉(zhuǎn)向+直接橫擺力矩控制”（FRD）的新型車輛橫擺穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，與直接橫擺力矩控制（DYC）的車輛相比，F(xiàn)RD可明顯降低車輛的制動力矩和車輪縱向滑移率，確保車輛在低附著路面上高速行駛時具有良好的橫擺穩(wěn)定性。
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2011, 42(10):13-19. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中軟/硬件分離以及軟件開放性不足等問題，提出利用軟/硬件協(xié)同設(shè)計和量子框架的綜合解決方案，形成了“五層/三總線/一框架”的軟/硬件綜合開發(fā)結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于AMT電控系統(tǒng)的設(shè)計中。實現(xiàn)了針對Nios Ⅱ軟核的量子框架移植，并設(shè)計了AMT主活動對象的層次狀態(tài)機。實現(xiàn)過程及試驗結(jié)果表明，此種設(shè)計方案可提高系統(tǒng)開發(fā)的靈活性和軟件的質(zhì)量。
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2011, 42(10):20-24,89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為了快速準(zhǔn)確提取復(fù)雜環(huán)境下的自動導(dǎo)引車(AGV)引導(dǎo)路標(biāo)參數(shù)，提出一種基于先驗知識的直線識別算法。根據(jù)視野和引導(dǎo)線結(jié)構(gòu)特征將全圖劃分為若干子區(qū)域，確定子區(qū)域自適應(yīng)閾值，利用前幀圖像中的直線參數(shù)信息選擇行列掃描方式，剔除干擾點并獲得中線點集，然后采用帶搜索角度限制和分區(qū)域非均勻采樣的改進Hough變換得到直線參數(shù)，最后用交比定理對參數(shù)加以校正。試驗表明本算法能在不同光照、反光、陰影下對路徑進行有效識別，具有較好魯棒性，處理分辨率為576×768的圖像，每幀平均用時不超過90 ms，滿足運行需要。
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2011, 42(10):25-29. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:利用ADAMS與NASTRAN軟件建立了某微型轎車整車剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型。通過ADAMS/Vibration模塊建立虛擬激振臺，分析懸架在路面中高頻段激勵下的振動響應(yīng)與傳遞特性。從提高懸架隔振性能的角度出發(fā)，分析了底盤/懸架系統(tǒng)中副車架、扭轉(zhuǎn)梁和橡膠襯套對整車振動的影響。采用ADAMS中的DOE技術(shù)對懸架系統(tǒng)中幾個主要連接襯套的剛度進行靈敏度分析，在ADAMS/Insight中對襯套剛度進行優(yōu)化，通過改變襯套剛度提高整車振動性能。仿真結(jié)果顯示,地板處的垂向加速度均方根值在整個研究頻率范圍內(nèi)由477.9 mm/s2降至454.2 mm/s2，降低了5%。
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2011, 42(10):30-34. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對混聯(lián)式混合動力電動汽車（HEV）發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩估計存在誤差，進而導(dǎo)致HEV能量控制策略無法得以準(zhǔn)確實現(xiàn)的問題，以行星齒輪混聯(lián)式HEV為研究對象，分析了動力耦合機構(gòu)的參數(shù)，并應(yīng)用行星齒輪傳動動力學(xué)模型及效率模型，推導(dǎo)得出了行星齒輪混聯(lián)式HEV發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的估計算法。理論計算及實車測試結(jié)果表明，模型計算值與實車測試值之間的最大相對誤差由5%~8%減小為3.94%。
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2011, 42(10):35-38,34. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:以提高磁粉離合器轉(zhuǎn)矩容量為目的，在深入研究其工作機理的基礎(chǔ)上，利用虛位移電磁力計算理論推導(dǎo)得出了轉(zhuǎn)矩傳遞公式；以麥克斯韋方程為磁場分析的理論基礎(chǔ)，建立了磁粉離合器二維有限元分析模型并進行了計算，仿真結(jié)果與試驗結(jié)果吻合；根據(jù)仿真分析結(jié)果，對其進行了改進設(shè)計，改進后的磁粉離合器轉(zhuǎn)矩性能提高了45%。
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2011, 42(10):39-44,73. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對負載敏感系統(tǒng)特點和挖掘機工作性能要求，以液壓多路閥最大開口面積為主要設(shè)計變量，以作業(yè)循環(huán)時間為主要優(yōu)化目標(biāo)，以其他設(shè)計要求為主要約束，建立了負載敏感型液壓挖掘機作業(yè)循環(huán)時間的分析和優(yōu)化模型。以現(xiàn)有某型號挖掘機為例，采用仿生物進化法進行優(yōu)化設(shè)計，結(jié)果表明該機作業(yè)循環(huán)時間由優(yōu)化前的14.04 s縮短為12.61 s，即整機作業(yè)效率提高10.2%。與此同時，優(yōu)化后的鏟斗和斗桿最大實際挖掘力分別提高4.38 kN和3.61 kN，最大挖掘高度和最大挖掘半徑分別增大189 mm和37 mm，從而實現(xiàn)了挖掘機全系統(tǒng)全性能的廣義優(yōu)化。
>農(nóng)業(yè)裝備與機械化工程
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2011, 42(10):45-50. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:由三坐標(biāo)測量機獲得犁體曲面的點云數(shù)據(jù)，然后利用Pro/E 的逆向造型工具反求出犁體曲面，并將反求模型導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA軟件中完成犁體耕作過程的動力學(xué)模擬仿真。仿真結(jié)果表明，在與土體-犁體接觸點垂直的平面內(nèi)，土體位移以與犁體接觸點為中心呈環(huán)帶狀向四周逐漸減小。并將模擬結(jié)果與土槽試驗的結(jié)果進行對比分析，驗證了模擬過程的可行性。
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何進 , 李洪文 , 王慶杰 , 張喜瑞 , 李慧 , 張東遠
2011, 42(10):51-55,67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對我國西北綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)現(xiàn)有固定壟免耕播種機種類少，且在玉米秸稈地固定壟免耕播種小麥易堵塞、破壞壟形等問題，提出了動力甩刀碎、拋茬和刀刃型開溝器破茬結(jié)合防堵及雙翼型犁鏵修壟的方法。設(shè)計了動力甩刀破茬式小麥固定壟免耕播種機，并確定了L型甩刀、開溝器、雙翼型犁鏵等關(guān)鍵部件的參數(shù)。在玉米秸稈覆蓋地試驗結(jié)果表明，動力甩刀破茬式小麥固定壟免耕播種機能有效地解決秸稈堵塞問題，具有較強的防堵能力；該機在減少動土量的情況下，其產(chǎn)量與2BMF-5型固定壟免耕播種機基本持平，且修壟效果更好。
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范旭輝 , 賈洪雷 , 張偉漢 , 楊海天 , 顧耀權(quán) , 李洪剛
2011, 42(10):56-60. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:論述了一種免耕播種防堵裝置——仿形爪式清茬機構(gòu)的工作原理，推導(dǎo)了輪爪上任一頂點的運動軌跡、速度和加速度方程并給出了相應(yīng)計算機繪圖，分析了該機構(gòu)的參數(shù)對工作性能的影響。結(jié)果表明：運動偏角δ宜在20°～40°之間選取，運動偏角δ比爪輪半徑R對清茬機構(gòu)工作幅寬影響大，輪爪宜采用后傾的布置形式。
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2011, 42(10):61-67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:設(shè)計了利用拖拉機輸出軸的動力驅(qū)動破土切根刀正向旋轉(zhuǎn)，以沖擊、貫入的方式割裂退化羊草草地土壤板結(jié)層，切斷羊草地下橫走根莖以改良該類型退化草地的破土切根機。破土切根機上安裝8組相等間距的刀盤，每個刀盤上安裝3把切根刀，切根刀在刀軸上以雙螺旋方式排列；刃口形狀采用偏心圓曲線，橫斷面呈箭型；機架安裝2組限深系統(tǒng)實現(xiàn)耕深在100~200 mm范圍內(nèi)可調(diào)。試驗表明：破土切根機純小時生產(chǎn)率在0.85 hm2/h以上，作業(yè)后地表溝縫寬度小于13 mm，最大切根深度為205 mm，土壤翻垡率為零，無壅土、破壞草皮等現(xiàn)象；機器作業(yè)后土壤容積密度有所下降，當(dāng)年可使羊草增產(chǎn)近一倍。
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2011, 42(10):68-73. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:提出了雙滾筒氣力循環(huán)式花生脫殼機總體結(jié)構(gòu)方案、二次循環(huán)脫殼與氣力輸送工作原理，進行了雙滾筒脫殼裝置、清選裝置和傳動系統(tǒng)等關(guān)鍵工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。雙滾筒脫殼裝置由直徑、轉(zhuǎn)速不同的一次脫殼滾筒和二次脫殼滾筒以及各自的凹板篩構(gòu)成；清選裝置主要由振動篩和風(fēng)機組成。花生脫殼試驗結(jié)果表明：適宜含水率下花育23品種花生，在一次脫殼滾筒和二次脫殼滾筒轉(zhuǎn)速分別為296、392r/min時，花生脫殼綜合性能指標(biāo)最優(yōu)，即花生脫凈率為99.12%，花生仁破碎率為1.82%，花生仁損失率為0.40%。
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王吉奎 , 郭康權(quán) , 呂新民 , 蔣蓓 , 李斌
2011, 42(10):74-78. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:采用高速攝像技術(shù)對改進型夾持式棉花穴播輪的工作過程進行了分析。分析得知，充種區(qū)的種子作大、小2個環(huán)流運動，可實現(xiàn)兩次沖刷充種，種子相對種子室的運動較改進前有所增大，從而增大了充種機率；取種器漏充的主要原因是2粒種子橫向并排擺放在夾種口中引起的；清種方式有3種：即種子在重力作用下落下、夾種口變小種子被擠出夾種口和種子的平衡位置被破壞落下；種子進入夾種口的平均速度隨穴播輪轉(zhuǎn)速的增大而逐漸減小。
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2011, 42(10):79-83,100. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:基于離散元法的基本方法，采用Hertz-Mindlin接觸模型，運用EDEM軟件對氣吸式精密播種機振動種盤中水稻種群運動進行模擬仿真。分析了不同頻率、振幅、種層厚度對種群空間分布密度的影響。對仿真區(qū)域垂直于種盤方向進行均勻分層，得到不同時間種群在每一層的分布情況。仿真結(jié)果表明：種盤振動頻率11～12Hz、振幅12～13mm、初始種層數(shù)3～5時，種群在振動種盤中的空間離散程度較為理想。在播種機試驗臺上進行試驗驗證，選取種盤振動頻率、振幅、初始種層數(shù)、吸種距離為試驗因素進行正交試驗，得出振動頻率為11Hz、振幅為12mm、初始種層數(shù)約為4、吸種距離為30mm時吸種效果理想。
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馬瑞峻 , 王凱湛 , 馬旭 , 張亞莉 , 汪昭軍 , 龔海明
2011, 42(10):84-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:通過高速攝像技術(shù)觀察了穴盤水稻秧苗通過分秧滑道的情況，發(fā)現(xiàn)滑道上部的過渡圓弧段是影響秧苗通過性的關(guān)鍵，其中分滑道1~3的通過性相對于其他分滑道要差；當(dāng)秧苗營養(yǎng)土含水率為26.6%時，秧苗通過整條滑道的時間比營養(yǎng)土含水率為31.2%時的要短，且與計算機虛擬仿真的結(jié)果更接近。試驗結(jié)果表明，秧苗通過分滑道1所用的時間最長，通過分滑道6所用的時間最短，秧苗在各分滑道中下滑的一致性較好，所設(shè)計的分秧滑道能夠滿足機械手式拋秧機中對分秧作業(yè)的要求。
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2011, 42(10):90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:利用有限元方法對寒地水稻浸種催芽過程中種子溫度場進行仿真。通過分析可知，水稻浸種催芽過程中最高溫度出現(xiàn)在水稻邊緣與水接觸處，溫度為31℃，水稻中心溫度最低。隨著催芽時間的增加，熱量不斷向水稻中心處傳遞，當(dāng)催芽23h后中心溫度達到了25℃，最高溫度仍然保持為31℃，此時水稻整體溫度達到了催芽的最適宜溫度25~31℃。試驗結(jié)果和仿真一致。
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邱白晶 , 徐溪超 , 鄧斌 , 楊寧 , 姜國微 , 吳春篤
2011, 42(10):95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:以探索農(nóng)藥和水混合后混藥均勻性表征的數(shù)值計算途徑為目標(biāo)，確定了射流混藥裝置混藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布場數(shù)值模擬方案，采用CFD軟件Fluent對射流混藥裝置混藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布場進行了數(shù)值計算。引入離析度概念來定量評價射流混藥裝置中農(nóng)藥和水的混合均勻程度，離析度降為0.05視為藥水混合均勻。當(dāng)面積比m∈［2.56,4.00］時，隨面積比的增大，最小混合距離下降，但最小混合距離的下降受混藥效率的制約。綜合考慮，面積比m=3.06的射流混藥裝置混藥性能高于面積比m=2.56、4.00的射流混藥裝置。混合管中最大湍流強度均下降1496%進入擴散混合區(qū)，擴散混合區(qū)所在的坐標(biāo)區(qū)間為：X∈［(-13.85m+111.37)mm，116.5mm］。因此，在實驗測量射流混藥裝置混藥后的農(nóng)藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，應(yīng)按照擴散混合區(qū)所在的坐標(biāo)區(qū)間，針對不同面積比合理布置質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量點。
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張京 , 何雄奎 , 宋堅利 , 曾愛軍 , 劉亞佳 , Herbst A
2011, 42(10):101-104. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:通過風(fēng)洞試驗與除草劑田間藥效試驗對擋板導(dǎo)流式罩蓋進行了性能測定。結(jié)果表明：罩蓋防飄噴霧系統(tǒng)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為擋板寬度40cm、擋板傾角50°、噴頭傾角50°。噴施除草劑30d后，使用此罩蓋噴霧技術(shù)的株數(shù)防效為81.4%、鮮重防效為76.4%，均優(yōu)于常規(guī)噴霧。當(dāng)藥劑用量減少20%時仍然可達到與常規(guī)噴霧相同的防效，實現(xiàn)減量噴霧，節(jié)約了農(nóng)藥，降低了成本。
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2011, 42(10):105-109,140. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為了設(shè)計蝗蟲LED誘導(dǎo)光源以及誘導(dǎo)光場的數(shù)字化調(diào)控，利用LED光源和行為試驗裝置，采用對比試驗法，進行了不同時間段內(nèi)蝗蟲對紫、綠紫藍光照梯度的趨光選擇對比試驗，分析了影響蝗蟲趨光響應(yīng)的原因。結(jié)果顯示：蝗蟲的趨光響應(yīng)與光譜光梯度、蝗蟲生物特征及環(huán)境因素有關(guān)；相同光梯度條件下，蝗蟲對紫光的趨光響應(yīng)優(yōu)于綠紫藍；不同光梯度條件下，蝗蟲趨向于較強的光梯度，并當(dāng)綠紫藍光照度高出紫光的10倍以上時，蝗蟲對綠紫藍的選擇高于紫光；蝗蟲生物特征及環(huán)境因素制約了提高光照強度對蝗蟲趨光響應(yīng)在不同時間段內(nèi)的增效作用；蝗蟲對紫、綠紫藍光譜光照敏感程度不同，蝗蟲趨光行為上表現(xiàn)出了在夜間不同時間段內(nèi)蝗蟲對紫、綠紫藍光的趨光敏感臨界點及最適和最佳趨光光照度范圍不同。
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2011, 42(10):110-115. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:分析了聯(lián)合收獲機的工作過程，針對其工作過程中的非線性、時變、大滯后特性，提出了采用灰色預(yù)測模糊控制方法對聯(lián)合收獲機的前進速度進行自動控制，使其負荷保持穩(wěn)定。分析了預(yù)測控制和模糊控制相結(jié)合的必要性和重要性，設(shè)計了基于灰色預(yù)測模糊控制的聯(lián)合收獲機前進速度控制裝置，建立了灰色預(yù)測模糊控制模型，并進行了仿真和試驗。仿真結(jié)果表明，運用灰色預(yù)測模糊控制算法能使控制系統(tǒng)的調(diào)整時間更短、超調(diào)量更小、控制性能更加優(yōu)越。
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李震 , 盧加納 , 洪添勝 , 宋淑然 , 黃家洋 , 陳輝鑫
2011, 42(10):116-120. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為避免山地果園鋼絲繩牽引式貨運機運行時碰撞穿越軌道的行人或其他障礙物，提高果園軌道貨運系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，開發(fā)了山地果園鋼絲繩牽引式貨運機避障系統(tǒng)，包括STC單片機、超聲波測距、紅外光電檢測、無線通信、語音報警及手動控制等模塊。系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)為：障礙物檢測距離不小于150cm，避障成功率達到100%。系統(tǒng)應(yīng)用試驗結(jié)果表明：使用靜態(tài)障礙物，上坡避障完成后貨運機前端與障礙物間最小距離為100cm，下坡避障完成后該間距為90cm；使用動態(tài)障礙物，上坡避障完成后貨運機前端與障礙物間最小距離為98cm，最小延時為0.64s；下坡避障完成后該間距為66cm，最小延時為1.30s。
>農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
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2011, 42(10):121-124,115. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:依據(jù)有機質(zhì)降解一級動力學(xué)方程和系統(tǒng)熱量平衡方程，充分考慮豬糞好氧堆肥有機質(zhì)降解的梯次性對數(shù)學(xué)建模的影響，建立了反應(yīng)器好氧堆肥過程有機質(zhì)降解Monod模型和熱量平衡模型。有機質(zhì)降解Monod模型考慮了溫度、含水率、氧體積分?jǐn)?shù)和自由空域4種因素對降解系數(shù)的影響，其中溫度作為最主要影響因素；熱量平衡模型中主要考慮了對流、傳導(dǎo)的熱量傳遞方式。利用實驗室好氧堆肥反應(yīng)器進行的模型驗證試驗結(jié)果表明：堆肥試驗實測值與模型模擬值表現(xiàn)出較好的一致性，有機質(zhì)降解的實測值與模型模擬值的相對標(biāo)準(zhǔn)誤差為13.02%，溫度變化的實測值與模型模擬值的相對標(biāo)準(zhǔn)誤差為9.9%。
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2011, 42(10):125-128,104. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:實現(xiàn)秸稈和煤混燃物中秸稈含量快速檢測對制定生物質(zhì)混燃發(fā)電補貼方法具有重要意義。收集我國不同地區(qū)、不同品種秸稈樣品81個，煤樣品9個，樣品粉碎后，按不同秸稈質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%～30%）制備樣品90個，其中60個為校正集，30個為獨立驗證集。用傅里葉變換近紅外光譜儀進行光譜掃描，分別采用間隔偏最小二乘法（iPLS）和遺傳算法（GA）進行波長選擇，用偏最小二乘法（PLS）建立定量分析模型。研究結(jié)果表明，采用GA-PLS方法，最優(yōu)模型建模數(shù)據(jù)點從3001個減少到33個，獨立驗證集決定系數(shù)為0.89，預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)差為2.87%，相對分析誤差為3.06。近紅外光譜技術(shù)結(jié)合GA-PLS建模用于快速檢測秸稈和煤混燃物中秸稈含量具有可行性。
>農(nóng)產(chǎn)品加工工程
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2011, 42(10):129-134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流環(huán)境中，傳感器節(jié)點的感知數(shù)據(jù)傳輸頻率高、能耗高和監(jiān)測時間短的問題，提出基于統(tǒng)計過程控制（SPC）的感知數(shù)據(jù)壓縮方法，設(shè)計了適用于傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)處理的動態(tài)-單值-滑動極差（D-X-RS）算法。通過冷鏈物流環(huán)境試驗仿真，對比了D-X-RS算法、閾值算法和K-滑動均值算法的數(shù)據(jù)壓縮性能。結(jié)果表明，D-X-RS算法數(shù)據(jù)的每數(shù)據(jù)點壓縮開銷（CCP）在溫度穩(wěn)定和波動狀態(tài)均與最優(yōu)方法所得結(jié)果接近，具有良好的平衡性和適應(yīng)性。
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2011, 42(10):135-140. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:以Fourier方程和Fick定律為基礎(chǔ)，建立了地黃真空紅外輻射干燥過程傳熱、傳質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。通過理論推導(dǎo)和試驗測定，確定了模型中有關(guān)參數(shù)的數(shù)值或方程。利用有限差分法進行了不同干燥條件下物料溫度和含水率變化的數(shù)值模擬。結(jié)果表明：模擬值和試驗值吻合較好，該模型可以較好地擬合地黃干燥過程中溫度和含水率的變化，且能較好體現(xiàn)各干燥參數(shù)對干燥特性的影響情況。
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2011, 42(10):141-144. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為解決氣體射流沖擊干燥機裝載量低、噴嘴直徑與噴嘴出口形狀更換困難等問題，設(shè)計了一種脈動式氣體射流沖擊干燥機。該干燥機可根據(jù)不同物料調(diào)整風(fēng)溫、風(fēng)速、料架轉(zhuǎn)速及噴嘴直徑與出口形狀。干燥過程中物料受脈動高速熱氣流的沖擊，有利于物料內(nèi)部水分向外遷移。以加工番茄為例進行了干燥機的性能驗證試驗，結(jié)果表明：脈動式氣體射流沖擊干燥與氣體射流沖擊干燥相比裝載量和去水強度得到了較大的提高。
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2011, 42(10):145-149. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:利用高速攝像機對刮膜式分子蒸餾器壁面上的液膜形態(tài)進行了研究，實驗發(fā)現(xiàn)隨著進料率和轉(zhuǎn)速的增加，不同物料在蒸發(fā)壁面上主要存在4種流動形態(tài)：液滴狀、股狀、不連續(xù)液膜和連續(xù)均勻液膜，同時測得水、乙醇、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%乙二醇溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%乙二醇溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%丙三醇溶液在不同轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)連續(xù)均勻薄膜的臨界流率。利用高斯過程進行數(shù)據(jù)預(yù)測表明：在一定轉(zhuǎn)速下，臨界流率隨表面張力的增大而增大,隨粘度的增大而減小。
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張敏 , 盧佳華 , 楊樂 , 陳健華 , 車貞花 , 謝晶
2011, 42(10):150-153,149. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:以蘋果、黃瓜為實驗對象，通過對采后果實熱空氣處理中表面對流換熱系數(shù)的實驗測定，得到換熱實驗關(guān)聯(lián)式。結(jié)果表明：在相同的熱空氣溫度下，果實表面對流換熱系數(shù)隨空氣流速的增大而增大；隨果實徑向尺寸的增大而減小；采后果實作為生物體，由于自身的蒸騰作用，傳熱過程中出現(xiàn)了流體的相變，進而導(dǎo)致?lián)Q熱效果顯著增強。
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2011, 42(10):154-157,161. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:研究了基于鄰域粗糙集理論的高光譜散射圖像蘋果粉質(zhì)化無損檢測方法。以576幅波長范圍為600~1000nm的蘋果高光譜數(shù)據(jù)為研究對象，利用鄰域粗糙集模型對81個原始波段進行選擇，從中選擇出最優(yōu)波長子集；利用支持向量機建立分類模型，隨機選擇526個樣本作為訓(xùn)練集，其余50個樣本作為測試集，重復(fù)仿真10次驗證分類能力。仿真結(jié)果表明鄰域粗糙集能夠得到充分表述粉質(zhì)化程度的14個最優(yōu)波長，測試模型的平均精度為75%，高于全波長模型的71%和采用主成分分析法的74%。
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2011, 42(10):158-161. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為了探討利用近紅外漫反射光譜技術(shù)判別蘋果霉心病的可行性，將健康蘋果和霉心病蘋果的近紅外光譜經(jīng)不同光譜預(yù)處理方法處理，將主成分分析提取的主成分作為自變量，對蘋果霉心病進行了判別研究。結(jié)果表明，光譜經(jīng)矢量歸一化處理后提取到的20個主成分建立的Fisher判別函數(shù)判別率最高，性能穩(wěn)定，建模集正確判別率為89.9%，對檢驗集正確判別率為87.8%。
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2011, 42(10):162-166. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:采用CARS波長變量挑選方法優(yōu)化建模，對食用油中4種主要脂肪酸（棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸）進行近紅外定量分析。應(yīng)用預(yù)測濃度殘差法剔除奇異樣本后，對樣品集光譜進行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，通過CARS優(yōu)選出的波長變量分別建立4種脂肪酸的偏最小二乘法（PLS）模型。與采用OPUS軟件自動優(yōu)化建模相比，CARS法所建模型的決定系數(shù)（R2）、交叉校驗均方根誤差(RMSECV)和預(yù)測均方根誤差(RMSEP)都優(yōu)于后者所建模型。CARS法有效地簡化了模型，且所挑選出的特征波長較少。
>農(nóng)業(yè)信息化工程
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2011, 42(10):167-170,175. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為研究單個葉肉細胞在缺水條件下的力學(xué)行為，利用有限元方法（FEA）建立了符合生理學(xué)特征的葉肉細胞力學(xué)模型——內(nèi)部充滿液體的球形細胞力學(xué)模型。根據(jù)水分代謝方程，計算出由于蒸騰作用而產(chǎn)生葉肉細胞膨壓變化量，對單個細胞進行受力分析，得到細胞壁上任一點的膨壓隨時間變化的動力學(xué)方程，通過該模型得到膨壓改變與單細胞變形之間的關(guān)系。仿真結(jié)果表明：在細胞內(nèi)膨壓隨時間從200 kPa減小到120 kPa過程中，細胞半徑從3.55×10-5 m減小到2.42×10-5 m；同時可以看出細胞壁的力學(xué)性能參數(shù)對細胞的變形有明顯的影響：穆尼材料常數(shù)C1分別取0.7、1.0、1.5MPa時，細胞在初始膨壓200kPa作用下的細胞半徑大小分別為3.58×10-5、3.30×10-5、3.13×10-5m；穆尼材料常數(shù)C2分別取0.10、0.15、0.20 MPa時，細胞在初始膨壓200 kPa作用下細胞大小分別為1.41×10-5、1.22×10-5、1.10×10-5 m。
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2011, 42(10):171-175. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:依據(jù)溫室黃瓜磷素吸收、分配與溫度、輻射的關(guān)系，構(gòu)建了基于輻熱積的溫室黃瓜磷素吸收與分配模型，并利用與之相獨立的試驗資料對模型進行了檢驗。結(jié)果表明：模型對溫室黃瓜磷素總吸收量的預(yù)測結(jié)果與1∶1直線之間的決定系數(shù)為0.91，均方根差為0.04g/株；根、莖、葉、果實磷素質(zhì)量分?jǐn)?shù)決定系數(shù)分別為0.74、0.65、0.72、0.65，均為根差分別為0.03%、0.04%、0.02%、0.06%。模型對不同季節(jié)溫室黃瓜磷素吸收量與各器官磷素含量的預(yù)測值與實測值較為一致。
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2011, 42(10):176-180,216. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:以連棟塑料溫室整體結(jié)構(gòu)為研究對象，采用實物模型試驗和有限元分析相結(jié)合的方法，探討薄膜預(yù)應(yīng)力對連棟塑料溫室結(jié)構(gòu)極限承載力的影響。在ANSYS 10.0軟件中，采用溫度載荷模擬預(yù)應(yīng)力，通過對薄膜施加不同的溫度載荷建立6種薄膜預(yù)應(yīng)力下的連棟塑料溫室結(jié)構(gòu)模型，并對該模型進行雪載荷工況下的雙重非線性屈曲計算。通過分析不同薄膜預(yù)應(yīng)力下的載荷-位移曲線，研究了薄膜預(yù)應(yīng)力對連棟塑料溫室結(jié)構(gòu)極限承載力的影響。結(jié)果表明，薄膜預(yù)應(yīng)力不會影響連棟塑料溫室結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)，但會使結(jié)構(gòu)極限承載力減小17%~63%。
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2011, 42(10):181-185,166. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:為實現(xiàn)高氨氮豬場養(yǎng)殖廢水高效脫氮處理，針對豬場廢水中尿素（主要源于豬尿液）水解過程伴隨著污水pH值的變化現(xiàn)象，采用序列間歇式活性污泥法（SBR）處理某豬場養(yǎng)殖廢水，在常溫（20℃）、非限制溶解氧的條件下，考察了pH值、曝氣時間等因素對氨氮去除效果和短程硝化特性的影響。實驗結(jié)果表明，pH值在7.0~9.5范圍內(nèi)亞硝酸鹽積累率在75%~80%之間；長時間曝氣并未對短程硝化造成影響；高質(zhì)量濃度氨氮廢水生物處理過程中，亞硝酸鹽積累與進水pH值、游離氨（FA）及游離亞硝酸（FNA）有關(guān)。
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2011, 42(10):186-191,234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對農(nóng)用機器人轉(zhuǎn)向系統(tǒng)狀態(tài)和控制具有復(fù)雜、時滯和增益時變的特性，將Adaline神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)與內(nèi)模控制相結(jié)合，提出一種在線調(diào)整時滯時間和控制增益的自適應(yīng)控制方法。建立基于Adaline網(wǎng)絡(luò)的增益與時滯的辨識算法，即通過反饋誤差在線優(yōu)化，適應(yīng)性地調(diào)整時滯時間和增益，克服參數(shù)時變對內(nèi)模控制和被控對象模型的影響。仿真和試驗結(jié)果表明,與常規(guī)的PID控制方法相比,該方法具有較高的控制精度、較強的自適應(yīng)性和魯棒性,完全適用于農(nóng)用機器人轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制。
>機械設(shè)計制造及其自動化
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2011, 42(10):192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:針對現(xiàn)有產(chǎn)品裝配過程中可靠性難以保證的問題，以灰色系統(tǒng)理論與多色集合理論為建模工具，提出可靠性驅(qū)動的產(chǎn)品裝配過程建模方法。描述了影響裝配過程可靠性主要工步的確定方法，分析了影響各工步的主要因素，詳細闡述了各因素與各道工步之間關(guān)系矩陣的建立方法及影響裝配可靠性主要因素的確定方法，提出了針對各主要影響因素的可靠性控制措施，從而達到產(chǎn)品裝配過程可靠性驅(qū)動的目的。以某加工中心數(shù)控轉(zhuǎn)臺可靠性驅(qū)動的裝配工藝過程控制為例證明了該方法的可行性。
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2011, 42(10):197-202. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:采用有限元理論建立Delta并聯(lián)機器人柔性構(gòu)件的運動微分方程，結(jié)合機構(gòu)的運動特點，規(guī)定了結(jié)點位移的方向，得到機構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)模型。將機構(gòu)的真實運動看作名義運動與彈性振動的疊加，同時將動平臺的位置和方向誤差看作名義運動的攝動，得出動平臺位形誤差與結(jié)點位移的關(guān)系方程。在實例中，綜合考慮重力、慣性力及阻尼共同作用下的動力響應(yīng)，得到機構(gòu)模態(tài)頻率在工作空間的特性，對動平臺的6維誤差進行了全面評估。
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2011, 42(10):203-208. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:研究一種采用高速電磁開關(guān)閥組實現(xiàn)數(shù)字式配流的液壓馬達。首先分析該數(shù)字配流式液壓馬達的運行機理與結(jié)構(gòu)特點；接著在柱塞運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)配流過程分區(qū)間建立了其逆時針和順時針旋轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)模型，分析了兩個方向旋轉(zhuǎn)模型之間的差異。針對所提出的模型進行了仿真，并在此基礎(chǔ)上研究了數(shù)字配流式液壓馬達轉(zhuǎn)向切換過程的特性。初步討論了高速開關(guān)閥的開關(guān)頻率對液壓馬達性能的影響，并將該馬達與傳統(tǒng)液壓馬達進行了對比。通過樣機試驗，證明了仿真結(jié)果的正確性和有效性。
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2011, 42(10):209-216. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:利用齒輪嚙合、摩擦學(xué)、傳熱學(xué)、赫茲接觸等理論，研究了嚙合過程中行星齒輪輪齒接觸面的相對滑動速度及齒面摩擦因數(shù)的變化規(guī)律，推導(dǎo)了行星齒輪輪齒齒面接觸應(yīng)力模型。精確計算了輪齒不同嚙合位置的摩擦熱流密度以及輪齒端面、輪齒齒面等區(qū)域的對流換熱系數(shù)。建立了輪齒本體溫度場有限元分析模型，獲得了行星齒輪輪齒穩(wěn)態(tài)溫度場。分析了標(biāo)準(zhǔn)齒廓和修形齒廓對接觸應(yīng)力及溫度場的影響。在穩(wěn)態(tài)熱分析的基礎(chǔ)上，采用有限元法進行瞬態(tài)熱分析，得到了嚙合過程中輪齒齒面瞬時溫度分布。
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蘭國生 , 張學(xué)良 , 丁紅欽 , 溫淑花 , 張宗陽 , 盧青波
2011, 42(10):217-223,229. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:提出了一種基于分形理論的結(jié)合面改進接觸模型，并通過對所建模型的仿真，直觀地揭示了結(jié)合面法向接觸剛度與結(jié)合面法向載荷、結(jié)合面分形維數(shù)D、結(jié)合面分形特征尺度參數(shù)G之間復(fù)雜的非線性關(guān)系。仿真結(jié)果表明，法向接觸剛度隨著法向載荷增大而增大，隨著G的增大而減小，隨著D的變化規(guī)律比較復(fù)雜，同時表明該模型可以用于結(jié)合面法向接觸載荷和法向接觸剛度的分析與計算。
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2011, 42(10):224-229. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:在對圓柱螺紋進行非接觸檢測時，螺紋牙型會產(chǎn)生失真現(xiàn)象,為此提出圖像校正的方法。從螺紋牙型失真的幾何原理出發(fā)，建立相應(yīng)的螺紋數(shù)學(xué)模型，對采集的螺紋圖像進行校正，獲得真實的螺紋牙型，并通過軟件仿真和試驗驗證了該模型的正確性。同時表明圖像校正的方法提高了圓柱螺紋非接觸檢測的精度、效率。
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2011, 42(10):230-234. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].10.[sequence]
摘要:基于圓柱杯拉深標(biāo)準(zhǔn)試驗，設(shè)計了用于研究高強度鋼板拉深性能的圓筒拉深試驗方案，在70 kN和10 kN兩種壓邊力工況下，分別對1.2mm厚高強度鋼板SPCN440W-NS進行拉深，并采用DYNAFORM軟件對拉深過程進行有限元仿真。試驗和仿真結(jié)果表明，試驗高強度鋼板減薄較為均勻，具有較好的深沖性能；壓邊力對高強度鋼板拉深性能影響很大，高壓邊力工況下拉深制件表面質(zhì)量較好，低壓邊力工況下拉深制件壓料區(qū)域容易起皺；DYNAFORM軟件對高壓邊力拉深工況仿真精度高于低壓邊力工況。
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