冒曉建 , 宋君花 , 王都 , 張斌 , 王俊席 , 卓斌
2013, 44(1):1-5. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.001
摘要:研究了基于電控調(diào)壓器的增壓?jiǎn)稳剂螩NG發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng),,在分析寬域氧傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,,設(shè)計(jì)了以MPC561為主芯片的寬域氧傳感器控制系統(tǒng),采用CJ125芯片設(shè)計(jì)了寬域氧驅(qū)動(dòng)電路以及加熱電路。設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)算法的空燃比閉環(huán)控制器,對(duì)氧傳感器加熱溫度進(jìn)行閉環(huán)控制和對(duì)空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制。通過(guò)在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上的空燃比閉環(huán)試驗(yàn),驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的空燃比自適應(yīng)閉環(huán)控制算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空燃比的快速,、精確瞬態(tài)控制,為發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比智能控制、提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和改善排放提供了條件,。
2013, 44(1):6-10,16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.002
摘要:為實(shí)現(xiàn)四沖程自由活塞發(fā)電機(jī)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,,提出并研究了基于直線(xiàn)發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)切換和沖程終點(diǎn)預(yù)測(cè)的自由活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法。在混雜系統(tǒng)范疇內(nèi),,完成了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)仿真模型的建立,,結(jié)合自由活塞發(fā)電機(jī)仿真模型和循環(huán)燃燒波動(dòng)仿真模型,對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行了仿真研究,?;诟咝阅軘?shù)字信號(hào)處理器建立了四沖程自由活塞發(fā)電機(jī)的電控系統(tǒng),對(duì)所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,分析了失火對(duì)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的影響,。研究結(jié)果表明:該運(yùn)動(dòng)控制方法穩(wěn)定可靠、算法簡(jiǎn)單,,滿(mǎn)足了四沖程自由活塞發(fā)電機(jī)對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)控制的要求。
2013, 44(1):11-16. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.003
摘要:設(shè)計(jì)了一種采用軸向直流換氣的被動(dòng)進(jìn)氣式自由活塞直線(xiàn)發(fā)電機(jī),,闡述了其主要結(jié)構(gòu)和工作原理,,建立了動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)方程,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真模型的工作過(guò)程,,分析了工作過(guò)程運(yùn)動(dòng)特性和相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響規(guī)律,,為性能優(yōu)化及樣機(jī)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。結(jié)果表明工作過(guò)程中,,發(fā)動(dòng)機(jī)換氣持續(xù)時(shí)間約占全周期的58%,,有利于新鮮充量進(jìn)入到氣缸;活塞運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)呈非對(duì)稱(chēng)狀,,在上止點(diǎn)加速度變化劇烈,,需要加大燃燒放熱速度來(lái)適應(yīng)其變化;適當(dāng)加大活塞質(zhì)量及排氣口開(kāi)閉位置,,減小點(diǎn)火提前位置和進(jìn)氣閥門(mén)的開(kāi)啟壓力,,可使樣機(jī)具有較高的輸出功率。
張強(qiáng) , 李娜 , 張紀(jì)元 , 李國(guó)祥
2013, 44(1):17-20,32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.004
摘要:通過(guò)采集分析二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖,試驗(yàn)研究了噴射系統(tǒng)參數(shù)和低壓供油系統(tǒng)參數(shù)對(duì)二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)變動(dòng)的影響,。結(jié)果表明:增大噴孔直徑可以減小燃燒循環(huán)變動(dòng),,高速時(shí)噴孔直徑對(duì)燃燒循環(huán)變動(dòng)的影響較低速時(shí)更顯著;增大噴油器的開(kāi)啟壓力,,低速時(shí)燃燒循環(huán)變動(dòng)增大,,高速時(shí)則反之;發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加,,燃燒循環(huán)變動(dòng)減弱,;供油提前角從BTDC 6°CA提前到BTDC 13°CA后,燃燒循環(huán)變動(dòng)系數(shù)呈先增大后減小的趨勢(shì);增加低壓供油系統(tǒng)儲(chǔ)能器的體積可以有效控制燃燒循環(huán)變動(dòng),。
2013, 44(1):21-26. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.005
摘要:針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴油器中電—機(jī)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)存在的問(wèn)題,,基于永磁自鎖原理提出了一種電磁直線(xiàn)執(zhí)行器(EMLA)。在考慮渦流,、結(jié)構(gòu)尺寸及邊緣效應(yīng)等影響因素下,,采用等效磁路法建立了EMLA的動(dòng)態(tài)模型,并通過(guò)仿真數(shù)據(jù)與樣機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,,驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)模型的正確性,,使其可作為分析EMLA動(dòng)態(tài)特性的有效工具。分析表明,,EMLA在0.5MPa開(kāi)啟油壓條件下其過(guò)渡時(shí)間為1.57ms(行程0.25mm),,滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)高速?lài)娚涞囊螅⑶乙蚱錈o(wú)需保持電流而可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性,。
2013, 44(1):27-32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.006
摘要:針對(duì)氫氣在汽車(chē)上不易存儲(chǔ)和攜帶的問(wèn)題,,利用自行設(shè)計(jì)的一套燃料重整制氫系統(tǒng)回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱,實(shí)現(xiàn)乙醇水蒸氣重整制氫,。通過(guò)改裝發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管,,將制取的重整氣引入發(fā)動(dòng)機(jī),和汽油一起實(shí)現(xiàn)混合燃燒,。試驗(yàn)中汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為1800r/min,,進(jìn)氣壓力為61.5kPa,在不同的過(guò)量空氣系數(shù)下,,分別對(duì)原機(jī)和重整氣摻混體積分?jǐn)?shù)2.5%的汽油機(jī)的性能進(jìn)行研究,。研究結(jié)果表明,隨著過(guò)量空氣系數(shù)的增大,,重整氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)越來(lái)越大,,而一氧化碳的變化趨勢(shì)則相反。重整氣的引入縮短了火焰發(fā)展期和快速燃燒持續(xù)期,,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率,,并降低了HC的排放量,而CO和NOx的排放量略有增加,。
韓文赫 , 蔡憶昔 , 李小華 , 張琳 , 江飛 , 董淼
2013, 44(1):33-37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.007
摘要:利用熱重分析,、掃描電鏡和透射電鏡等技術(shù)對(duì)直噴式柴油機(jī)4種工況下顆粒物(PM)樣品進(jìn)行分析,考察了低溫等離子體(DNTP)處理前后樣品中元素碳和可揮發(fā)物含量,、表面形貌和初級(jí)粒子組織形式的變化,。結(jié)果表明:原機(jī)PM中元素碳含量隨負(fù)荷增加逐漸升高,形貌上則從團(tuán)簇積聚狀向?qū)悠询B狀和多孔疏松的海綿狀過(guò)渡,,初級(jí)顆粒由堆疊厚度大,、分形單一的塊狀形態(tài)逐漸向堆疊厚度小、分形復(fù)雜的線(xiàn)條式積聚體形態(tài)過(guò)渡;DNTP處理后,,PM中元素碳含量較原機(jī)升高,,形貌呈現(xiàn)的規(guī)律與原機(jī)相似,但在全負(fù)荷呈樹(shù)杈狀,;初級(jí)粒子的組織形式與原機(jī)全負(fù)荷時(shí)獲取的PM樣品相似,,表明DNTP可有效地將PM中粘性較高的可揮發(fā)物成分分解。
2013, 44(1):38-42,47. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.008
摘要:為研究流固耦合作用對(duì)螺旋離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的影響,,以ZJ200—25型螺旋離心泵為研究對(duì)象,,應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件CFX12.1和有限元軟件ANSYS Workbench對(duì)螺旋離心泵進(jìn)行了考慮內(nèi)部流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)相互作用的兩場(chǎng)交替聯(lián)合求解,并以相同的設(shè)置對(duì)不考慮流固耦合作用的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算,。對(duì)比分析兩種計(jì)算方法得到的流場(chǎng)發(fā)現(xiàn),,考慮流固耦合作用后:泵進(jìn)口處的壓力波動(dòng)加劇,出口壓力波動(dòng)強(qiáng)度降低,,進(jìn)出口波動(dòng)頻率不變,,但相位有改變;速度分布滿(mǎn)足共同的規(guī)律,,但在小流量工況下差別最大,,同時(shí)在葉片與隔舌處于相干位置時(shí),隔舌附近流動(dòng)也受到明顯影響,;徑向力大小隨時(shí)間變化規(guī)律一致,但波動(dòng)范圍減??;考慮流固耦合作用后葉輪流道內(nèi)流動(dòng)更加不對(duì)稱(chēng)。
2013, 44(1):43-47. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.009
摘要:在射流式自吸離心泵的葉輪出口處增設(shè)新型導(dǎo)流器,,該導(dǎo)流器具有兩個(gè)不對(duì)稱(chēng)出口及隔流板,,隔流板與葉輪間隙為1.0mm?;贔luent軟件提供的Mixture多相流模型,、標(biāo)準(zhǔn)k—ε湍流模型及SIMPLE算法,對(duì)該泵的自吸過(guò)程進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬,,得到了泵內(nèi)壓力,、速度和氣液兩相分布及導(dǎo)流器兩個(gè)出口的壓力、氣相體積流率和液相質(zhì)量流率隨時(shí)間步長(zhǎng)的變化規(guī)律,。結(jié)果表明:導(dǎo)流器內(nèi)壓力沿流體流動(dòng)方向逐漸增大,,并出現(xiàn)較大的變化梯度,葉輪各流道內(nèi)的壓力近似對(duì)稱(chēng)分布,;導(dǎo)流器兩個(gè)不對(duì)稱(chēng)出口氣液混合物的各個(gè)流動(dòng)參數(shù)呈規(guī)律的周期性變化,;導(dǎo)流器上的隔流板與葉輪的間隙在泵自吸過(guò)程中不僅能阻止液體環(huán)流,減少水力損失,而且使泵加速氣液的混合及分離,,從而縮短泵的自吸時(shí)間,。
2013, 44(1):48-52. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.010
摘要:針對(duì)泵站過(guò)水建筑物中出現(xiàn)大量的泥沙淤積和不良流態(tài),基于歐拉固液兩相流模型對(duì)大型泵站進(jìn)水側(cè)流場(chǎng)進(jìn)行三維CFD數(shù)值模擬,。數(shù)值模擬結(jié)果表明,,泵站原始的布置方案會(huì)引起低速區(qū)、漩渦以及回流等不良的進(jìn)水流態(tài),,會(huì)導(dǎo)致在泵站前池出現(xiàn)泥沙淤積的現(xiàn)象,。為了改善泵站進(jìn)水流態(tài)和減少前池的泥沙淤積,對(duì)泵站分水堰形狀進(jìn)行修改并在引渠段加設(shè)整流底坎,。數(shù)值模擬結(jié)果顯示,,通過(guò)對(duì)泵站原始布置方案的修改,消除了前池內(nèi)的回流,,漩渦的范圍也有所減小,,泥沙淤積的現(xiàn)象得到了較大的改善,水流中的泥沙體積分?jǐn)?shù)平均減少了13%,。
2013, 44(1):53-57. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.011
摘要:選用RNG k—ε湍流模型,,對(duì)一臺(tái)混流式模型水輪機(jī)在部分負(fù)荷工況下的流動(dòng)進(jìn)行了全流道三維瞬態(tài)湍流數(shù)值模擬。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,,成功預(yù)測(cè)了水輪機(jī)尾水管內(nèi)壓力脈動(dòng)的幅值與頻率特性,。從混流式水輪機(jī)泄水錐處向尾水管內(nèi)射水可減弱尾水管內(nèi)低頻壓力脈動(dòng),對(duì)射水后水輪機(jī)內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,。計(jì)算結(jié)果表明,,通過(guò)射水可以有效減弱尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng),減小壓力脈動(dòng)幅值,。隨著射水量的增加,,壓力脈動(dòng)幅值減小更加明顯,但是同時(shí)會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)效率的下降,。為了盡可能大的減小壓力脈動(dòng)幅值,,并兼顧水輪機(jī)效率,建議選擇0.03~0.05倍該工況流量的射水量,。此時(shí),,水輪機(jī)壓力脈動(dòng)幅值降低明顯,而水輪機(jī)效率下降不大,。
張德勝 , 施衛(wèi)東 , 李通通 , 高雄發(fā) , 關(guān)醒凡
2013, 44(1):58-61,66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.012
摘要:以軸流泵葉輪出口速度梯度方程和軸面速度表達(dá)式為基礎(chǔ),,建立了軸流泵葉輪非線(xiàn)性環(huán)量數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)了葉片出口流動(dòng)方程式,。采用微型五孔球形探針,,對(duì)南水北調(diào)工程用軸流泵模型(TJ04—ZL—06)最優(yōu)工況下葉輪出口不同半徑位置的環(huán)量和軸面速度分別進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量,。試驗(yàn)結(jié)果表明,高效軸流泵葉輪出口環(huán)量呈現(xiàn)非線(xiàn)性分布,,在葉片中部較為平直,,在輪轂側(cè)環(huán)量降低至中部的0.8倍左右,而輪緣側(cè)增大至中部的1.2倍左右,;同時(shí)葉輪出口軸面速度分布呈現(xiàn)拋物線(xiàn)流型,,葉片中部速度最大?;诮⒌姆蔷€(xiàn)性環(huán)量數(shù)學(xué)模型對(duì)葉輪出口軸面速度分布進(jìn)行了計(jì)算,,結(jié)果表明不同半徑的軸面速度計(jì)算值與試驗(yàn)值誤差均小于5%,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的可靠性,。
蔣小平 , 施衛(wèi)東 , 李偉 , 葉曉琰 , 胡敬寧 , 田海平
2013, 44(1):62-66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.013
摘要:針對(duì)當(dāng)前泵水潤(rùn)滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模態(tài)分析與穩(wěn)定性等動(dòng)力學(xué)特性研究相對(duì)薄弱等問(wèn)題,,以設(shè)計(jì)的某高壓多級(jí)泵為例,通過(guò)合理簡(jiǎn)化,,建立研究該泵軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的三維實(shí)體模型與數(shù)學(xué)模型,;利用ANSYS進(jìn)行的考慮慣性效應(yīng)、不同角速度的多載荷模態(tài)分析生成了剛性支承坎貝爾圖,,計(jì)算得到了考慮陀螺效應(yīng)的前4階固有頻率,、3000r/min載荷下的正進(jìn)動(dòng)渦動(dòng)轉(zhuǎn)速(即臨界轉(zhuǎn)速);分析得出了系統(tǒng)在工作轉(zhuǎn)速與非工作轉(zhuǎn)速下的軸系不平衡響應(yīng)曲線(xiàn),;恒定轉(zhuǎn)速下突加激勵(lì)時(shí)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)特性分析表明,,雖然突加激勵(lì)力后轉(zhuǎn)子系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)較大振動(dòng),但隨后振幅逐漸減小并趨于穩(wěn)定,,說(shuō)明該水潤(rùn)滑軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是穩(wěn)定的剛性系統(tǒng),。
劉春景 , 唐敦兵 , 何華 , 陳興強(qiáng)
2013, 44(1):67-72. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.014
摘要:由于滴灌滴頭流道曲折復(fù)雜,各種結(jié)構(gòu)參數(shù)都不同程度地影響著滴頭水力性能,,滴頭水力性能分析時(shí),很難建立顯式的解析模型,。為此提出基于移動(dòng)最小二乘響應(yīng)曲面法建立滴頭水力性能可靠性指標(biāo)對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)影響參數(shù)的靈敏度分析模型,。結(jié)果表明,滴頭流道流量系數(shù)的可靠度對(duì)流道長(zhǎng)度和流道寬度的均值靈敏性較強(qiáng),,對(duì)流道轉(zhuǎn)角的均值靈敏性較差,;滴頭流道流態(tài)指數(shù)的可靠度對(duì)流道寬度和流道轉(zhuǎn)角的均值靈敏性較強(qiáng),對(duì)流道長(zhǎng)度的均值靈敏性較差,;基本變量標(biāo)準(zhǔn)差的增加會(huì)降低滴頭流道流量系數(shù)和流態(tài)指數(shù)的可靠度,。基于移動(dòng)最小二乘響應(yīng)曲面滴頭水力性能可靠性靈敏度分析結(jié)果與通常的定性分析結(jié)果一致,,驗(yàn)證了本方法的有效性,。
2013, 44(1):73-79,89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.015
摘要:對(duì)DN75×75和DN75×50兩種PVC三通管進(jìn)行了試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究,,結(jié)果表明主管—側(cè)管流向的局部阻力系數(shù)ζ01和主管—直管流向的局部阻力系數(shù)ζ02隨雷諾數(shù)的增大而減小,在雷諾數(shù)大于1.5×105之后基本趨于穩(wěn)定,;ζ01,、ζ02與分流比呈二次拋物線(xiàn)關(guān)系,通過(guò)驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,。在此基礎(chǔ)上對(duì)5種常見(jiàn)型號(hào)的三通管進(jìn)行了數(shù)值模擬,,表明ζ01、ζ02隨管徑比的增大而減小,,ζ01的變化幅度遠(yuǎn)大于ζ02的幅度,,并給出了局部阻力系數(shù)隨分流比變化的定量表達(dá)式;流動(dòng)特征分析可知引起局部水頭損失ζ01的主要原因是水流方向變化的損失和離心力造成的速度分布變化損失,,而引起ζ02的主要原因是在較大分流比時(shí)水流的剪切和橫向環(huán)流導(dǎo)致直管分岔處上側(cè)的漩渦運(yùn)動(dòng)和流速梯度變化損失,。
2013, 44(1):80-84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.016
摘要:為消除在測(cè)量過(guò)程中因圓錐桿受被測(cè)材料摩擦力所產(chǎn)生的測(cè)量誤差,改進(jìn)了圓錐指數(shù)儀設(shè)計(jì),,將微型力學(xué)傳感器嵌入到圓錐桿下端,,實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤和青貯玉米飼料壓實(shí)度的精確測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果表明,,測(cè)量2種土壤壓實(shí)度過(guò)程中,,原有圓錐指數(shù)測(cè)量方法因圓錐桿受摩擦力作用所產(chǎn)生的測(cè)量誤差可忽略不計(jì)。而在青貯玉米飼料壓實(shí)度測(cè)量過(guò)程中,,2種不同緊實(shí)度樣本中圓錐桿受摩擦力約占?jí)毫鞲衅鳒y(cè)量值32.56%和34.05%,,當(dāng)圓錐頭不受阻力時(shí),嵌入式力學(xué)傳感器測(cè)量值為零,,而壓力傳感器測(cè)量值約為110N和280N,,表明原有測(cè)量結(jié)果存在較大誤差。
2013, 44(1):85-89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.017
摘要:為揭示波紋表面的降阻機(jī)制,,以蚯蚓體表為研究對(duì)象,,應(yīng)用離散單元法對(duì)接觸土壤顆粒動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真分析。仿真得出:波紋表面接觸的土壤顆粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程微觀可分為“分散—團(tuán)聚—分散”3個(gè)階段,,宏觀表現(xiàn)為土壤與波紋試樣之間形成孔隙,;波紋表面接觸顆粒X向位移與試樣的前進(jìn)方向一致,呈線(xiàn)性增加,,平均位移為60.33mm,,Y向速度隨著波紋表面的凹凸起伏呈正弦變化、產(chǎn)生微震,,且大于光滑表面接觸顆粒振幅,,波紋表面接觸顆粒和波紋的接觸位置直接決定受力的大小和方向。分析表明:波紋表面接觸顆粒的運(yùn)動(dòng)幅度和頻率大于光滑表面,,顆粒產(chǎn)生微震,,且波紋表面與土壤間存在孔隙,,從而使得接觸面積減小、阻力降低,。
丁啟朔 , 沈鳳悅 , 丁為民 , 李毅念 , 潘根興 , 姬長(zhǎng)英
2013, 44(1):90-94. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.018
摘要:對(duì)揉搓法與非標(biāo)準(zhǔn)普氏擊制樣方法進(jìn)行對(duì)比,,結(jié)果表明后者為土壤破碎機(jī)理研究提供了更多可控的土壤狀態(tài),同時(shí)土樣的力學(xué)行為更為穩(wěn)定,,因此便于定量研究粘性土的密度,、含水率、擊實(shí)功,、比沖擊破碎能之間的關(guān)系,。試驗(yàn)結(jié)果表明密度不能準(zhǔn)確反映粘性土的粒間結(jié)合強(qiáng)度,而比沖擊破碎能可以反映土粒間的結(jié)合緊密程度,,這表明傳統(tǒng)的以密度或者相對(duì)緊實(shí)度為參照的土壤耕作比阻預(yù)測(cè)方法需要改進(jìn),。將非標(biāo)準(zhǔn)普氏擊與沖擊破碎測(cè)試相結(jié)合的試驗(yàn)結(jié)果表明,土樣的比沖擊破碎能隨擊實(shí)時(shí)土壤含水率的增大呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì),,土壤破碎體的分形維數(shù)隨含水率呈對(duì)數(shù)下降的規(guī)律,。
2013, 44(1):95-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.019
摘要:地表水作為灌區(qū)的灌溉水源,灌溉回歸水補(bǔ)給容易引起土壤的次生鹽漬化,。選取了自然狀態(tài),、水環(huán)境、土壤環(huán)境,、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境這4個(gè)評(píng)價(jià)要素和相應(yīng)的17個(gè)評(píng)價(jià)因子,,構(gòu)建了吉林西部灌區(qū)地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系,采用突變理論對(duì)其進(jìn)行了評(píng)價(jià),。分析結(jié)果表明,,五家子灌區(qū)、大安灌區(qū)和松原灌區(qū)均屬于輕險(xiǎn),,風(fēng)險(xiǎn)值分別為0.9206,、0.9303、0.9196,。吉林西部灌區(qū)的地下水環(huán)境存在風(fēng)險(xiǎn),。
2013, 44(1):101-105,100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.020
摘要:以揮發(fā)性固體比1∶1的稻草與牛糞為混合原料,采用40L有機(jī)玻璃反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)厭氧消化,,考察不同有機(jī)負(fù)荷率(OLR)3~12kg/(m3?d)及溫度對(duì)厭氧消化性能及穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,,高溫消化在整個(gè)OLR范圍內(nèi),,池容產(chǎn)氣率逐漸增加,最高達(dá)到5.26m3/(m3?d),,平均揮發(fā)性固體產(chǎn)氣率在OLR為3.6kg/(m3?d)時(shí)達(dá)到最大值489.6L/kg,;中溫消化在OLR為12kg/(m3?d)時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的VFAs抑制,,在無(wú)揮發(fā)性脂肪酸抑制的OLR范圍(3~8kg/(m3?d))內(nèi),池容產(chǎn)氣率逐漸增加,,最高達(dá)到2.57m3/(m3?d),,平均揮發(fā)性固體產(chǎn)氣率在OLR為3.6kg/(m3?d)時(shí)達(dá)到最大值440.0L/kg;當(dāng)OLR升高到8kg/(m3?d)時(shí),,中溫和高溫發(fā)酵系統(tǒng)均出現(xiàn)了嚴(yán)重的污泥膨脹,。
2013, 44(1):106-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.021
摘要:為了提高汽爆水稻秸稈還原糖的轉(zhuǎn)化率,采用纖維素酶對(duì)水稻秸稈進(jìn)行酶解實(shí)驗(yàn),。還原糖的含量用3,5-二硝基水楊酸法進(jìn)行測(cè)定,。實(shí)驗(yàn)選用加酶量、酶解時(shí)長(zhǎng)和反應(yīng)溫度作為考察因素,,以原始水稻秸稈與蒸汽爆破預(yù)處理水稻秸稈作對(duì)比,。結(jié)果表明纖維素酶用量占秸稈干物質(zhì)質(zhì)量的10%,酶解時(shí)長(zhǎng)48h,,反應(yīng)溫度50℃是一個(gè)較為理想的反應(yīng)條件,;原始水稻秸稈最大酶解還原糖產(chǎn)量約為9.7%;蒸汽爆破水稻秸稈最大酶解還原糖產(chǎn)量約為34.3%,;蒸汽爆破預(yù)處理能夠顯著提高水稻秸稈的酶解還原糖產(chǎn)量,,并縮短酶解反應(yīng)時(shí)間。
2013, 44(1):113-118,112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.022
摘要:利用云模型實(shí)現(xiàn)玉米飲料感官鑒評(píng)過(guò)程中的定性描述性語(yǔ)言和相應(yīng)定量數(shù)值之間的任意轉(zhuǎn)換,,首先利用逆向云模型對(duì)玉米飲料感官鑒評(píng)的得分進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分析,,得到玉米飲料定性概念的表示。同時(shí)利用正向正態(tài)云模型完成玉米飲料定性概念向定量數(shù)值的轉(zhuǎn)化,,在保留數(shù)據(jù)特征的前提下將其還原至不同樣本點(diǎn),。并針對(duì)玉米飲料的評(píng)價(jià)將云模型推廣至多維空間。利用綜合定性概念特征在四維空間內(nèi)表征玉米飲料整體特征,。
2013, 44(1):119-124. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.023
摘要:設(shè)計(jì)了一套基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的油炸薯片中丙烯酰胺含量的測(cè)定系統(tǒng),,圖像獲取裝置采集每隔60s從電炸鍋內(nèi)取出的薯片的雙面圖像,采用氣相色譜—質(zhì)譜法測(cè)定相應(yīng)薯片的丙烯酰胺含量,;采用圖像濾波算法,、彩色圖像分割算法和顏色測(cè)量算法從雙面圖像中提取目標(biāo)薯片,測(cè)量整體薯片的L*,、a*,、b*平均值。數(shù)據(jù)分析表明,,薯片雙面a*平均值的平均值與薯片中丙烯酰胺含量之間有很強(qiáng)的相關(guān)性(R2=0.971),,建立了兩者之間的線(xiàn)性回歸方程。采集了10個(gè)不同品牌薯片的雙面圖像,,將獲取的雙面a*平均值的平均值代入方程,,計(jì)算得到的丙烯酰胺含量與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)方法測(cè)定值之間的最大相對(duì)誤差為4.94%,,表明該方法可行、準(zhǔn)確,。
梁琨 , 沈明霞 , 路順濤 , 劉志強(qiáng) , 李小林
2013, 44(1):125-130. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.024
摘要:基于靜力學(xué)谷物平衡水分模型,,利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)及嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)了倉(cāng)儲(chǔ)中稻谷含水率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)Henderson,、改進(jìn)Chung—Pfost和改進(jìn) Owin模型及對(duì)應(yīng)參數(shù)的稻谷含水率預(yù)測(cè)誤差和精度,,結(jié)果表明改進(jìn) Chung—Pfost模型具有準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的精度,且當(dāng)參數(shù)A=363.06,、B=0.1804,、C=26.674時(shí)該模型的預(yù)測(cè)精度較高。通過(guò)測(cè)試傳感器節(jié)點(diǎn)的傳輸質(zhì)量,,表明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定的傳輸,。
2013, 44(1):131-136,166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.025
摘要:通過(guò)不同濃度外源精胺脈沖負(fù)壓滲透處理的方法,研究了外源精胺在保持菜豆貯藏品質(zhì)方面的作用,。結(jié)果表明: 在溫度(20±2)℃,,相對(duì)濕度80%~85%貯藏條件下,經(jīng)不同濃度(0,、0.02,、0.2、0.5,、1.0mmol/L) 的外源精胺真空滲透處理后的菜豆,,其貯藏品質(zhì)均得到不同程度的保持。外源精胺不同處理可有效延緩菜豆腐爛和銹斑的發(fā)生,,而且可以抑制菜豆失重率和豆莢切割力的增加,,并使菜豆豆莢的可溶性固形物以及菜豆豆粒硬度和可溶性蛋白含量得以保持。不同濃度外源精胺處理效果比較表明,,0.5mmol/L精胺處理保持菜豆貯藏品質(zhì)的效果最好,,貯藏至第8天菜豆腐爛指數(shù)和銹斑指數(shù)分別比對(duì)照低68%和23%。
王寶剛 , 侯玉茹 , 李文生 , 馮曉元 , 楊軍軍 , 張開(kāi)春
2013, 44(1):137-141. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.026
摘要:以艷陽(yáng)櫻桃為試材,,研究了氣調(diào)箱保鮮處理對(duì)甜櫻桃果實(shí)貯藏品質(zhì)變化的影響以及抗氧化酶的調(diào)控,。結(jié)果表明:甜櫻桃果實(shí)在貯藏30d后,氣調(diào)箱內(nèi)CO2和O2體積分?jǐn)?shù)分別維持在11%~12%和9%~10%,。經(jīng)氣調(diào)箱貯藏的甜櫻桃果實(shí)硬度在各個(gè)貯藏時(shí)期均高于對(duì)照果實(shí),,并且,它保持了果實(shí)中較高的維生素C含量,,有效地延緩了可溶性固形物含量的下降,,誘導(dǎo)了貯藏前期果實(shí)中過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶及抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性,。氣調(diào)箱貯藏延緩了果實(shí)的pH值、花青素和總酚含量的升高,。氣調(diào)箱貯藏最明顯的效果是降低了甜櫻桃果實(shí)的病害發(fā)生率,,在(0±0.5)℃貯藏60d后仍具有較好的感官品質(zhì)。
2013, 44(1):142-146. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.027
摘要:以乳清蛋白為研究對(duì)象,,在電場(chǎng)強(qiáng)度15~55kV/cm,、脈沖數(shù)2~8個(gè)、水浴溫度50~90℃范圍內(nèi),,通過(guò)單因素試驗(yàn)考察各因素對(duì)乳清蛋白硬度,、彈性和保水性的影響。研究結(jié)果表明:乳清蛋白經(jīng)高壓脈沖電場(chǎng)作用后,,所形成凝膠的性質(zhì)有顯著變化,。與未受高壓脈沖電場(chǎng)處理的對(duì)照樣相比,凝膠硬度,、彈性和保水性在電場(chǎng)強(qiáng)度15~25kV/cm時(shí)降低,,在電場(chǎng)強(qiáng)度35kV/cm時(shí)顯著提高,45kV/cm時(shí)又降低,。在電場(chǎng)強(qiáng)度35kV/cm條件下,,凝膠硬度、彈性和保水性隨著脈沖數(shù)的增加而增強(qiáng),,但后期增幅變化不顯著,。凝膠硬度和彈性在水浴溫度為80℃時(shí)最佳,保水性在水浴溫度為70℃時(shí)最佳,。
2013, 44(1):147-151. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.028
摘要:選擇Savitzky—Golay平滑作為光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法,,根據(jù)偏最小二乘模型的回歸系數(shù)進(jìn)行有效波長(zhǎng)的選取,最終篩選出了桑蠶鮮繭干殼量指標(biāo)在可見(jiàn)/近紅外光譜譜區(qū)的7個(gè)有效波長(zhǎng),,并結(jié)合多元線(xiàn)性回歸建立干殼量的檢測(cè)模型,。該模型運(yùn)算簡(jiǎn)單且檢測(cè)精度較高,預(yù)測(cè)決定系數(shù)和剩余預(yù)測(cè)偏差分別為0.7587和2.0464,,是應(yīng)用可見(jiàn)/近紅外光譜檢測(cè)桑蠶鮮繭干殼量的理想模型,。
張樹(shù)明 , 楊陽(yáng) , 梁學(xué)軍 , 李景明 , 倪元穎
2013, 44(1):152-156. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.029
摘要:用近紅外光譜結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)葡萄酒酒精發(fā)酵中葡萄糖、果糖,、乙醇和甘油4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了定量分析,,化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定采用高效液相色譜法。通過(guò)對(duì)近紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,、變量標(biāo)準(zhǔn)化等預(yù)處理,,比較了主成分回歸和偏最小二乘回歸定量分析的模型質(zhì)量,以決定系數(shù)、校正均方根誤差,、預(yù)測(cè)均方根誤差為模型質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo),。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn),對(duì)于葡萄糖和果糖,,主成分回歸與偏最小二乘回歸的預(yù)測(cè)精度相當(dāng),;對(duì)于乙醇,主成分回歸預(yù)測(cè)結(jié)果較優(yōu),;對(duì)于甘油,,偏最小二乘回歸的預(yù)測(cè)結(jié)果要優(yōu)于主成分回歸。主成分回歸所采用的成分?jǐn)?shù)要多于偏最小二乘回歸,,但二者都可以用于上述4種成分的定量分析,,其預(yù)測(cè)精度也相近。
2013, 44(1):157-161,156. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.030
摘要:在黑曲霉/產(chǎn)朊假絲酵母固態(tài)發(fā)酵三七渣生產(chǎn)蛋白飼料過(guò)程中,,考察了總糖含量,、淀粉含量、還原糖含量,、產(chǎn)品收率和pH值隨時(shí)間的變化,,并建立了總糖和淀粉降解動(dòng)力學(xué)模型。研究結(jié)果表明,,總糖和淀粉的降解動(dòng)力學(xué)適合采用四參數(shù)對(duì)數(shù)模型進(jìn)行描述,,該模型能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中總糖和淀粉含量的變化情況。在發(fā)酵過(guò)程中總糖和淀粉的半衰期分別為58.32h和42.47h,,其降解速率分別在發(fā)酵后46.1h和29.1h到達(dá)峰值,。總糖和淀粉在快速降解階段的平均降解速率是其慢速降解階段的平均降解速率的2倍以上,。在快速降解階段,,淀粉的平均降解速率大于總糖的平均降解速率,但在慢速降解階段則相反,。
2013, 44(1):162-166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.031
摘要:以質(zhì)量分?jǐn)?shù)11%的谷氨酸發(fā)酵液為對(duì)象,,研究了膜蒸餾技術(shù)對(duì)谷氨酸的分離效果、脫色效果和產(chǎn)水質(zhì)量,,探討了溫度,、谷氨酸濃度提高率對(duì)膜分離的影響。結(jié)果表明:利用膜蒸餾技術(shù)可以顯著提高谷氨酸濾液和谷氨酸脫色液中的谷氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(由最初的11%分別濃縮到63.2%和65.17%),。采用脫色工藝可以降低膜污染,、提高膜蒸餾的通量。用正交試驗(yàn)進(jìn)行脫色試驗(yàn),,方差分析結(jié)果表明各組之間活性炭用量具有顯著性差異,,其最佳方案為活性炭用量30g/L,、脫色時(shí)間0.5h、轉(zhuǎn)速120r/min,。氣相色譜法檢測(cè)可知,,產(chǎn)水中揮發(fā)性物質(zhì)各組分的出峰時(shí)間和谷氨酸濾液氣相色譜的出峰時(shí)間相同,表明膜蒸餾產(chǎn)水可以回到谷氨酸發(fā)酵罐中循環(huán)再利用,,以降低生產(chǎn)成本,、減少能耗和污染、提高產(chǎn)水利用率,。
2013, 44(1):167-173. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.032
摘要:針對(duì)目前田間監(jiān)測(cè)主要是物理數(shù)據(jù)而缺少多媒體數(shù)據(jù)的問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種基于無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(WMSN)的作物環(huán)境與長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。闡述了該系統(tǒng)存在的顯著優(yōu)勢(shì),;設(shè)計(jì)了Hi3512和CC2430硬件電路關(guān)鍵部分和軟件系統(tǒng),解決了作物環(huán)境信息與多媒體長(zhǎng)勢(shì)信息融合的關(guān)鍵問(wèn)題,;實(shí)現(xiàn)了4間溫室內(nèi)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫濕度,、光照度及4路視頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,該作物環(huán)境與長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,,實(shí)時(shí)精確,能實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)采集,、H.264壓縮,、3G傳輸、PC顯示和溫濕度,、光照度傳感器節(jié)點(diǎn)的ZigBee組網(wǎng),。
張東彥 , 王秀 , Coburn Craig , 王之杰 , 趙晉陵 , 郝強(qiáng)
2013, 44(1):174-178,173. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.033
摘要:針對(duì)現(xiàn)有多角度對(duì)地觀測(cè)設(shè)備存在機(jī)動(dòng)性差、操作周期長(zhǎng),、無(wú)法搭載較重儀器等問(wèn)題,,設(shè)計(jì)了一種面向作物信息快速獲取的地面多角度農(nóng)業(yè)遙感觀測(cè)裝置(GAMOD)及信息采集控制系統(tǒng),利用該裝置同步搭載高清相機(jī)和可見(jiàn)-近紅外成像光譜儀(VNIHS)進(jìn)行大田觀測(cè),,耗時(shí)10min(所需時(shí)間由觀測(cè)角度決定)可快速獲取太陽(yáng)主平面(0°,、180°)和垂直太陽(yáng)主平面(90°、270°)下4個(gè)觀測(cè)天頂角(0°,、20°,、40°、60°)的大豆植被影像數(shù)據(jù),。結(jié)果表明:該裝置及控制軟件運(yùn)行良好,,在多角度觀測(cè)方式支持下,能有效捕捉到大豆植被三維立體的結(jié)構(gòu)信息,。
吳偉斌 , 馮灼峰 , 洪添勝 , 胡仁杰 , 莫偉平 , 霍慶
2013, 44(1):179-184. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.034
摘要:提出一種基于近紅外反射的柑橘葉面積指數(shù)(LAI)測(cè)量方法,。在平直近紅外激光照射下,光電探測(cè)器接收重疊葉片的反射光能量,通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號(hào)至上位機(jī),,利用LabVIEW軟件編程,,自動(dòng)判斷出重疊葉片層數(shù)。將葉片層數(shù)乘以直射光束的光斑面積即為該測(cè)試位置葉面積,,而每次測(cè)試的葉面積累加即為該測(cè)試區(qū)域的總?cè)~面積,,最終求出LAI。根據(jù)光譜反射試驗(yàn)結(jié)果選用近紅外作為光源進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定,,得到重疊葉片層數(shù)與測(cè)量電壓的指數(shù)擬合模型,,Ssig<0.05水平顯著。試驗(yàn)結(jié)果表明,,在手動(dòng)掃描,、定時(shí)采集方式下,以方格法計(jì)算的LAI作為真實(shí)值,,系統(tǒng)對(duì)LAI的計(jì)算誤差為11.01%,。
2013, 44(1):185-189. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.035
摘要:研究了利用葉片組織汁液阻抗參數(shù)監(jiān)測(cè)不同施鉀處理下玉米各生育期的鉀營(yíng)養(yǎng)狀況。結(jié)果表明,利用其總阻抗值可對(duì)植株的鉀營(yíng)養(yǎng)狀況作定性分級(jí)判別,。經(jīng)過(guò)汁液總阻抗值和葉片鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)性分析,,用逐步回歸方法提取了鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異敏感頻段,并建立了基于葉片組織汁液總阻抗值的各生育期鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)預(yù)測(cè)模型,,各模型決定系數(shù)均大于0.83,,均方根誤差均小于0.16。電阻抗測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作物鉀營(yíng)養(yǎng)狀況的快速準(zhǔn)確監(jiān)測(cè),,為鉀肥的實(shí)時(shí)定量施用提供決策支持,。
2013, 44(1):190-195. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.036
摘要:雜草信息的實(shí)時(shí)獲取技術(shù)是田間雜草精準(zhǔn)控制研究的首要問(wèn)題,雜草實(shí)時(shí)獲取設(shè)備是制約精準(zhǔn)除草作業(yè)實(shí)現(xiàn)的瓶頸,。綜述了基于光譜,、圖像和光譜成像技術(shù)的雜草實(shí)時(shí)獲取技術(shù)與設(shè)備的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以促進(jìn)精準(zhǔn)雜草管理技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展,?;诠庾V的雜草信息獲取方法較適用于實(shí)時(shí)防除作物出苗前的雜草,國(guó)外已有WeedSeeker,、Weed-IT等雜草傳感器,。基于圖像的雜草信息獲取方法較適用于識(shí)別行間雜草,,國(guó)外已有Autopilot,、Cam Pilot、Robocrop等視覺(jué)導(dǎo)航產(chǎn)品和Robocrop InRow機(jī)械除草機(jī)防除行內(nèi)雜草,?;诠庾V成像的雜草信息獲取方法較適用于識(shí)別行內(nèi)雜草,,中、澳正聯(lián)合研發(fā)微光子植物判別和雜草控制傳感器,。需要繼續(xù)深入研究在復(fù)雜的開(kāi)放式非結(jié)構(gòu)的農(nóng)田環(huán)境中,,快速、準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)獲取農(nóng)田雜草信息技術(shù),。
2013, 44(1):196-199,210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.037
摘要:水果的缺陷,、大小和顏色差異以及光照等因素影響圖像背景分割與目標(biāo)提取精度。以蘋(píng)果為研究對(duì)象,,針對(duì)4種不同光照強(qiáng)度條件下采集的280幅不同姿態(tài)的蘋(píng)果圖像,,將彩色圖像的R、G,、B分量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算,,然后采用形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算進(jìn)行消噪處理,采用線(xiàn)性空間濾波消除鋸齒狀邊界,,采用自動(dòng)閾值分割方法進(jìn)行背景分割與目標(biāo)提取。結(jié)果顯示,,203幅圖像的分割偏差小于1%,,占總量的72.5%;70幅圖像的分割偏差大于1%而小于2%,,占總量的25%,;偏差大于2%的有7幅,占總量的2.5%,。最大分割偏差為2.83%,。
2013, 44(1):200-204. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.038
摘要:為了滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)智能化的需要,實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)田間作業(yè)的自動(dòng)控制,,設(shè)計(jì)了與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)相配合的插秧機(jī)作業(yè)控制系統(tǒng),。系統(tǒng)能夠根據(jù)處方圖的要求實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)栽插作業(yè)和行駛速度的自動(dòng)控制。以洋馬VP6型高速插秧機(jī)為試驗(yàn)平臺(tái),,在不影響手動(dòng)操作的基礎(chǔ)上對(duì)插秧機(jī)進(jìn)行了電控改造,,并與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合道路試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,,系統(tǒng)能夠正確執(zhí)行處方圖既定的插秧任務(wù),,速度控制平均誤差小于0.0113m/s,滿(mǎn)足了插秧機(jī)作業(yè)的需求,。
2013, 44(1):205-210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.039
摘要:為了提高農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)的精度,,提出了一種基于模糊自適應(yīng)純追蹤模型的農(nóng)業(yè)機(jī)械路徑跟蹤方法。該方法基于純追蹤模型進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械路徑跟蹤控制,,結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)模型來(lái)確定車(chē)輪期望轉(zhuǎn)向角,;采用模糊自適應(yīng)控制在線(xiàn)自適應(yīng)地確定純追蹤模型中的前視距離,,提高了路徑跟蹤的精度。農(nóng)業(yè)機(jī)械的路徑跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,路徑跟蹤的最大誤差不超過(guò)10cm,,平均誤差小于5cm,完全滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)要求,,驗(yàn)證了提出方法的可行性和有效性,。
李君 , 楊洲 , 陸華忠 , 林勁松 , 嚴(yán)梁立 , 郭健偉
2013, 44(1):211-216. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.040
摘要:對(duì)香蕉園電動(dòng)滑車(chē)式索道系統(tǒng)進(jìn)行研究,將系統(tǒng)中滑車(chē)位置,、滑車(chē)速度,、蕉穗擺角、擺角角速度作為廣義坐標(biāo)狀態(tài)量,,采用拉格朗日方程進(jìn)行推導(dǎo)并建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,,理論和試驗(yàn)分析了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性。虛擬樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明,,在掛鉤點(diǎn)到各蕉穗質(zhì)心距離相同的前提下,,可將多運(yùn)動(dòng)質(zhì)量串聯(lián)式的蕉穗運(yùn)送系統(tǒng)等效為單運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的吊重系統(tǒng)進(jìn)行研究。由同工況的試驗(yàn)結(jié)果可知,,采用建立的動(dòng)力學(xué)解析模型,、虛擬樣機(jī)模型,與實(shí)際系統(tǒng)在蕉穗擺動(dòng)角速度的頻率,、幅值結(jié)果基本一致,,虛擬樣機(jī)模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值接近。說(shuō)明建立的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)解析模型正確,,虛擬樣機(jī)模型能真實(shí)反映系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征,,可為實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供理論參考和指導(dǎo)。
2013, 44(1):217-221. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.041
摘要:針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)類(lèi)別數(shù)多,、數(shù)據(jù)量大的分類(lèi)問(wèn)題,,基于最小最大概率機(jī)的概率信息和樣本間隔信息,使用線(xiàn)性的方法解決多分類(lèi)問(wèn)題,。用樣本的均值和協(xié)方差代替真實(shí)的均值和協(xié)方差,,利用間隔信息和概率信息,構(gòu)造加權(quán)投票矩陣,,編碼矩陣會(huì)隨著不同的方法和不同的訓(xùn)練數(shù)據(jù)有不同的變化,,同時(shí)也利用所攜帶的幅值信息,選出最大值的對(duì)應(yīng)類(lèi)別,。線(xiàn)性分類(lèi)器作為二類(lèi)分類(lèi)器可以加快處理速度,。提出以子空間角度差異度量來(lái)表征各個(gè)類(lèi)別概念間的差異,并通過(guò)對(duì)叉車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)證明了該方法的有效性和實(shí)用性,。
薛馳 , 邱清盈 , 馮培恩 , 鄧?yán)?/a>
2013, 44(1):222-229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.042
摘要:機(jī)械產(chǎn)品專(zhuān)利包含了產(chǎn)品改進(jìn)和創(chuàng)新的技術(shù)知識(shí),,對(duì)專(zhuān)利知識(shí)有效提取和合理表示是利用專(zhuān)利知識(shí)輔助產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)之一,。分析了現(xiàn)有專(zhuān)利技術(shù)方案提取方法和知識(shí)表示所存在的問(wèn)題,提出了針對(duì)英文專(zhuān)利包括技術(shù)對(duì)象和技術(shù)關(guān)系兩方面提取任務(wù)的專(zhuān)利作用結(jié)構(gòu)知識(shí)提取方法,,建立了基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言結(jié)構(gòu)XSD表示和統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML的專(zhuān)利作用結(jié)構(gòu)知識(shí)表示模型,。研究了機(jī)械產(chǎn)品專(zhuān)利語(yǔ)言的特點(diǎn),采用最大熵原理和專(zhuān)利術(shù)語(yǔ)詞典識(shí)別提取技術(shù)對(duì)象,,通過(guò)建立組成類(lèi)動(dòng)詞庫(kù)識(shí)別核心動(dòng)詞提取技術(shù)關(guān)系,。該專(zhuān)利作用結(jié)構(gòu)知識(shí)表示模型具有表達(dá)直觀和提取過(guò)程計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理等特點(diǎn)。結(jié)合專(zhuān)利實(shí)例,,提出了從專(zhuān)利中提取專(zhuān)利作用結(jié)構(gòu)知識(shí),,寫(xiě)入XSD結(jié)構(gòu)化文檔,最后轉(zhuǎn)化為專(zhuān)利作用結(jié)構(gòu)表示圖的獲取過(guò)程,。
2013, 44(1):230-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.043
摘要:對(duì)機(jī)器人工作空間求解的蒙特卡洛法的基本原理,、算法流程、適用范圍等進(jìn)行了研究,,分析了蒙特卡洛法中隨機(jī)點(diǎn)分布的不均勻性以及內(nèi)部隨機(jī)點(diǎn)和邊界隨機(jī)點(diǎn)的不同作用,,并總結(jié)了立體工作空間隨機(jī)點(diǎn)分層處理時(shí)引起的誤差情況。針對(duì)傳統(tǒng)算法邊界處隨機(jī)點(diǎn)分布不理想的問(wèn)題,,強(qiáng)調(diào)邊界點(diǎn)的重要性,,根據(jù)關(guān)節(jié)空間到工作空間映射的連續(xù)性,在先期搜索到的邊界點(diǎn)的小鄰域內(nèi)重新生成隨機(jī)點(diǎn),,從而有效改善了邊界處隨機(jī)點(diǎn)的分布狀況,提高了邊界點(diǎn)的精確度,。針對(duì)立體工作空間隨機(jī)點(diǎn)分層處理帶來(lái)的誤差,,采用二次分層的方法,通過(guò)減小統(tǒng)計(jì)層厚度提高邊界點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)精度,。大量的試驗(yàn)證明了算法的有效性,。
2013, 44(1):236-243. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.044
摘要:提出了4—UPS—UPU 5自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu),建立了機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,。推導(dǎo)了UPS和UPU支鏈的運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的解析方程, 并建立了各個(gè)構(gòu)件速度與動(dòng)平臺(tái)速度的映射關(guān)系,;推導(dǎo)了各個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的外力對(duì)應(yīng)于5個(gè)驅(qū)動(dòng)桿的等效驅(qū)動(dòng)力,然后用虛功原理推導(dǎo)了4—UPS—UPU并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,,為支鏈中驅(qū)動(dòng)力和約束力矩的求解以及整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ),。最后結(jié)合機(jī)構(gòu)的工程應(yīng)用實(shí)例,采用Matlab編程對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了實(shí)際計(jì)算,,并繪制了機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)力和約束力矩的變化曲線(xiàn),,將上述分析結(jié)果與ADAMS虛擬仿真結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了所建動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
2013, 44(1):244-247,243. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.045
摘要:為提高遙操作機(jī)器人的安全性和操作性能,,利用人類(lèi)對(duì)力覺(jué)信息更敏感的特點(diǎn)和視覺(jué)特有的“預(yù)測(cè)與導(dǎo)引”功能,,將視覺(jué)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的認(rèn)知結(jié)果以虛擬力(包括作業(yè)對(duì)象引力,、障礙物斥力)的方式同操作者的操縱力信號(hào)融合,提出遙操作機(jī)器人的力感示教控制策略,。力感示教控制策略將機(jī)器智能與人類(lèi)高級(jí)決策的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,,可有效提高遙操作機(jī)器人的作業(yè)效率與局部自主,降低對(duì)操作者熟練程度的要求,,以及避免大時(shí)延系統(tǒng)中由圖像時(shí)滯導(dǎo)致的機(jī)器人操控盲目性,。對(duì)該控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、作業(yè)環(huán)境空間信息的提取,、控制方法等進(jìn)行了闡述,,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制方法在提高遙操作機(jī)器人作業(yè)效率和安全性等方面的優(yōu)越性。
2013, 44(1):248-252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.046
摘要:基于分形接觸理論,,建立了考慮微凸體彈塑性變形的結(jié)合面分形接觸模型,。通過(guò)對(duì)所建模型的數(shù)值仿真,直觀揭示了接觸載荷與實(shí)際接觸面積間的非線(xiàn)性關(guān)系,以及彈塑性變形對(duì)結(jié)合面接觸的影響,。仿真結(jié)果表明,接觸載荷隨著實(shí)際接觸面積的增加而增加,,兩者呈近似線(xiàn)性關(guān)系。同樣的接觸面積下,,接觸載荷隨著分形粗糙度系數(shù)G的增加而增加,隨著分形維數(shù)D變化的規(guī)律比較復(fù)雜,。彈塑性接觸面積占總接觸面積的比例隨著接觸面積的增加而略微減小,同時(shí)隨著G的增加而增加,。彈塑性接觸面積所占比例與D的關(guān)系是復(fù)雜的,。彈塑性接觸載荷不可忽略,彈塑性載荷占總載荷的比例與粗糙度系數(shù)及接觸面積無(wú)關(guān),,只隨著分形維數(shù)的增加而減小,。忽略微凸體彈塑性接觸時(shí),接觸載荷會(huì)略大于考慮彈塑性接觸時(shí)的結(jié)果,,誤差在5%~60%之間,,誤差隨著分形維數(shù)的增加而減小。
蔡玉俊 , 陳樹(shù)來(lái) , 王玉廣
2013, 44(1):253-257,252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.047
摘要:利用ANSYS/LS—DYNA模塊對(duì)保壓淬火過(guò)程零件及模具的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了數(shù)值模擬,,分析高強(qiáng)鋼板熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)均布水道的不足,。在此基礎(chǔ)上通過(guò)APDL參數(shù)化編程語(yǔ)言,選擇零階與一階搜索相結(jié)合的優(yōu)化算法,,編寫(xiě)優(yōu)化程序,,以模具冷卻水道半徑、相鄰水道間隔尺寸和水道與模面距離等參數(shù)為優(yōu)化變量,,以板料溫度分布均勻和保證降溫速率達(dá)到臨界冷卻速率為優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù),,優(yōu)化后目標(biāo)函數(shù)值為26.553(優(yōu)化前為64.404)。對(duì)優(yōu)化前后成形件的溫度分布進(jìn)行了比較,得到成形件最高溫度下降了44.5%,,最低溫度下降了14.5%,,實(shí)現(xiàn)了對(duì)冷卻水道各參數(shù)的優(yōu)化。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的正確性,。
2013, 44(1):258-261,229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.048
摘要:模仿螻蛄爪趾形態(tài)設(shè)計(jì)了挖掘機(jī)斗齒,。使用多項(xiàng)式擬合方法對(duì)爪趾的側(cè)面輪廓線(xiàn)進(jìn)行擬合,利用快速成型設(shè)備制造仿生斗齒樣件,。通過(guò)土壤切削試驗(yàn),,測(cè)定了仿生斗齒和JL80斗齒試樣的土壤切削阻力。試驗(yàn)結(jié)果顯示,,仿生斗齒切削時(shí)受到的土壤阻力較原形斗齒降低約11%,。分析表明,仿生斗齒易形成“自刃尖”,,保持斗齒整體切削性能,,且可在不改變挖掘機(jī)設(shè)計(jì)與工況的條件下,減小切削角,,實(shí)現(xiàn)減阻,。
2013, 44(1):262-266. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.049
摘要:為了闡述壓電泵高頻工作時(shí)其閥的不完全關(guān)閉現(xiàn)象,并更好地利用該狀態(tài)下壓電泵特有的優(yōu)點(diǎn),分析了此條件下泵的出流機(jī)理,,從理論上證明了現(xiàn)象的存在性,,并得到預(yù)測(cè)依據(jù)。以流體作用在閥上的動(dòng)壓為基礎(chǔ),,建立閥在液體中的振動(dòng)力學(xué)模型,,得到閥在壓電泵工作狀態(tài)下的頻率響應(yīng),同時(shí)利用流體動(dòng)力學(xué)分析閥在工作液體中的平均受力及位移,,通過(guò)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和平均位移的相對(duì)關(guān)系,,得出閥不完全關(guān)閉的充分條件為振幅放大系數(shù)小于0.25。試驗(yàn)結(jié)果表明:80Hz時(shí)閥處于可完全關(guān)閉狀態(tài),;140Hz時(shí)振幅放大系數(shù)小于0.25,,閥的不完全關(guān)閉現(xiàn)象出現(xiàn),;隨著頻率升高振幅放大系數(shù)減小,,260Hz時(shí)閥的不完全關(guān)閉現(xiàn)象更加明顯,閥與閥座的最小間距大于30μm,。
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