2013, 44(10):1-9. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.001
摘要:基于控制律重組思想提出了一種汽車半主動懸架主動容錯控制方法,。建立了2自由度1/4車半主動懸架和故障懸架模型。通過設(shè)計(jì)魯棒觀測器,,獲得輸出殘差信息,,實(shí)現(xiàn)半主動懸架故障檢測和懸架作動器故障增益在線診斷。在LQG控制器和在線診斷基礎(chǔ)上,,基于控制律重組調(diào)整LQG控制律設(shè)計(jì)容錯控制器,,實(shí)現(xiàn)故障懸架主動容錯控制。Matlab/Simulink仿真及臺架試驗(yàn)結(jié)果表明,,基于控制律重組的主動容錯控制能使汽車故障懸架舒適性指標(biāo)經(jīng)0.5~2.0 s滯后迅速恢復(fù)至與無故障狀態(tài)時半主動懸架性能相接近水平,,消除了作動器故障影響,提高了懸架控制可靠性,。
2013, 44(10):10-14,9. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.002
摘要:利用“慣容-彈簧-質(zhì)量”系統(tǒng)的反共振,,提出一種理想天棚阻尼的被動實(shí)現(xiàn)方法,設(shè)計(jì)了被動天棚阻尼懸架系統(tǒng),,建立懸架系統(tǒng)的整車模型,,對比分析了傳統(tǒng)被動、理想天棚及被動天棚阻尼懸架系統(tǒng)性能,。結(jié)果表明,,與傳統(tǒng)被動懸架相比,被動天棚阻尼懸架能夠抑制車身在1~3 Hz的垂直,、俯仰和側(cè)傾振動,車身垂直,、俯仰和側(cè)傾加速度均方根值,,分別減小了14%、14.6%和9.3%,,被動天棚阻尼懸架能夠提高車輛的乘坐舒適性,,實(shí)現(xiàn)理想天棚阻尼懸架的主要功能,研究結(jié)果從理論上驗(yàn)證了理想天棚阻尼被動實(shí)現(xiàn)方法的正確性與有效性,。
2013, 44(10):15-22. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.003
摘要:采用虛擬實(shí)時控制器實(shí)現(xiàn)基于加速度信號的汽車懸架位移的實(shí)時測量,。硬件測試系統(tǒng)采集器選用了工業(yè)級嵌入式系統(tǒng)CompactRIO及其C模塊,傳感器選用了ICP加速度傳感器,、拉線位移傳感器和GPS系統(tǒng),。基于LabVIEW完成了FPGA編程,、控制器編程,,編程時采用了多線程和FIFO技術(shù)、采樣數(shù)據(jù)打包時均包含了時間信息,,有效提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院蛿?shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性,。在控制器中實(shí)現(xiàn)了基于LabVIEW的小波濾波和支持向量機(jī)(SVM)模型的懸架位移實(shí)時預(yù)測輸出(CAN,,100 Hz)。根據(jù)懸架下測點(diǎn)的加速度均方根值對7種典型路面等級進(jìn)行了劃分,,并將路面等級信息作為SVM模型的輸入元素,。對7種路面系統(tǒng)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析表明:選用的ε-SVR算法,取ε=0.01時,,控制器小波濾波一個點(diǎn)和預(yù)測一次懸架位移耗時小于1 ms,,滿足實(shí)時性要求;懸架位移模型預(yù)測曲線與實(shí)際測量曲線相關(guān)系數(shù)基本在0.90以上,,滿足精度要求,。
2013, 44(10):23-28,35. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.004
摘要:為進(jìn)一步提高金屬帶CVT轉(zhuǎn)矩承載能力,擴(kuò)大CVT的應(yīng)用范圍,,設(shè)計(jì)了一種雙金屬帶式CVT,。分析了雙金屬帶CVT的運(yùn)動及動力學(xué)傳動特性及變速器傳動效率;建立了液壓控制系統(tǒng)簡化數(shù)學(xué)模型并分析了系統(tǒng)穩(wěn)定性,;建立了基于某車型的雙金屬帶無級變速器AMEsim整車仿真模型并進(jìn)行了PID參數(shù)整定,。結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)較好解決了速比同步控制問題并具有良好的速比控制精度,與單金屬帶CVT相比,,可實(shí)現(xiàn)相同帶輪夾緊力條件下變速器轉(zhuǎn)矩承載能力倍增,,驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)CVT及液壓控制系統(tǒng)的可行性。
2013, 44(10):29-35. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.005
摘要:為提高機(jī)械式自動變速器(AMT)換擋品質(zhì)并縮短換擋過程動力中斷時間,,提出了一種電磁直線執(zhí)行器直接驅(qū)動的AMT換擋機(jī)構(gòu),。換擋機(jī)構(gòu)運(yùn)動總質(zhì)量為1.37 kg,較傳統(tǒng)全電式AMT換擋機(jī)構(gòu)總質(zhì)量(約1.78 kg)降低23%,。對換擋過程進(jìn)行了分段研究,,并在換擋過程數(shù)學(xué)模型和AMT試驗(yàn)臺架基礎(chǔ)上,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性,。換擋機(jī)構(gòu)換擋過程中無選擋操作,,可實(shí)現(xiàn)擋位切換時退、進(jìn)擋同時進(jìn)行的功能,,轉(zhuǎn)速差為500 r/min,、轉(zhuǎn)動慣量為0.03 kg·m2,換擋時3擋至4擋的換擋時間約為120 ms,,提升了AMT的換擋品質(zhì),,且仍有進(jìn)一步提高的余地。研究表明,,電磁直線執(zhí)行器直接驅(qū)動的AMT換擋機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)自動換擋功能,。
2013, 44(10):36-40. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.006
摘要:建立能夠適應(yīng)復(fù)雜路徑的駕駛員模型是車輛操縱穩(wěn)定性閉環(huán)仿真的關(guān)鍵。將駕駛員的預(yù)瞄路徑分成了數(shù)段,,在每段計(jì)算橫向位移和航向角的偏差,。在此基礎(chǔ)上,,基于車輛航向角和橫向位移偏差對車輛轉(zhuǎn)向運(yùn)動進(jìn)行控制,使車輛可以跟隨任意復(fù)雜路徑,。為了獲取駕駛員模型的控制參數(shù),,設(shè)計(jì)了不同的行駛工況,采用遺傳算法優(yōu)化駕駛員模型控制參數(shù),。Carsim和Simulink聯(lián)合仿真顯示建立的駕駛員模型可有效跟隨復(fù)雜道路,。
2013, 44(10):41-46. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.007
摘要:轎車大部分屬于獨(dú)立懸架汽車,前橋是斷開式的,,轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)比非獨(dú)立懸架汽車復(fù)雜,,前輪發(fā)生擺振的原因不明,嚴(yán)重阻礙了車輛的擺振控制,。前輪的長期擺振會導(dǎo)致車輛發(fā)生爆胎,,失去操縱穩(wěn)定性。針對該問題綜合考慮轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)彈性與非線性因素的影響,,包括轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端鉸鏈間隙,、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器嚙合間隙,輪胎非線性側(cè)向力和主銷處干摩擦等,,基于第二類拉格朗日方法建立轉(zhuǎn)向系4自由度髙維非線性振動模型,,通過數(shù)值計(jì)算得出車輪存在不平衡質(zhì)量時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的非線性參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及安裝位置參數(shù)對模型振動特性的影響規(guī)律,,揭示了參數(shù)間的相互影響關(guān)系和系統(tǒng)的振動特點(diǎn),,為轎車轉(zhuǎn)向系參數(shù)的動態(tài)設(shè)計(jì)與合理匹配及擺振控制提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。
2013, 44(10):47-51. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.008
摘要:建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輪胎模型,。同時在EPS工況分類的基礎(chǔ)上建立了工況推理準(zhǔn)則,,滿足準(zhǔn)確的判斷要求,進(jìn)而根據(jù)EPS所處的不同工況更改模糊PID的模糊規(guī)則,,實(shí)現(xiàn)了多種助力特性的自適應(yīng)切換。建立了整車多體動力學(xué)模型,,進(jìn)行了蛇形道路下的SIMPACK/Matlab聯(lián)合仿真,并與基于dSPACE平臺的實(shí)車試驗(yàn)進(jìn)行對比分析,。結(jié)果表明,基于該模型設(shè)計(jì)的控制策略可以有效降低駕駛員的操縱轉(zhuǎn)矩和提高車輛的回正性能,。
陳建能 , 王英 , 黃前澤 , 黃會明 , 武傳宇 , 張平
2013, 44(10):52-56,92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.009
摘要:提出了一種缽苗移栽機(jī)變形橢圓齒輪行星系植苗機(jī)構(gòu),,建立了栽植嘴的運(yùn)動學(xué)方程,編寫了該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)仿真軟件,。綜合考慮穴口形狀,、栽植嘴回程軌跡、栽植嘴接苗和植苗姿態(tài),、接苗時栽植嘴的相對速度等因素,,利用該軟件優(yōu)選得到一組機(jī)構(gòu)參數(shù),,進(jìn)而研制了該植苗機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺,對栽植嘴的軌跡和速度等運(yùn)動學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測定,。將試驗(yàn)結(jié)果與運(yùn)動學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行對比,,驗(yàn)證了運(yùn)動學(xué)模型與分析結(jié)果的正確性。與橢圓齒輪行星系植苗機(jī)構(gòu)相比,,變形橢圓齒輪行星系植苗機(jī)構(gòu)立苗率高,、傷苗率低。
2013, 44(10):57-61. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.010
摘要:提出了一種行星輪多轉(zhuǎn)臂式栽植器,,闡述了其結(jié)構(gòu)及工作原理,,建立了栽植器末端運(yùn)動軌跡方程,并引入特征系數(shù)λ,,得出不同λ時栽植器末端動軌跡,。以單個鴨嘴栽植器為研究對象,建立了由行星輪栽植器,、缽體,、苗莖及地面組成的虛擬樣機(jī)模型,以栽植頻率30株/min為設(shè)計(jì)參數(shù),,仿真分析了特征系數(shù)λ在0.90,、1.00、1.18,、1.24和1.28時前,、后鴨嘴末端動軌跡及鴨嘴開合落苗情況。仿真結(jié)果表明:λ為0.90,、1.00時,,后鴨嘴避苗不及時,對缽苗產(chǎn)生掛帶,,使缽苗向前移動甚至倒伏,;λ為1.18、1.24時,,前,、后鴨嘴避苗都較充分,對缽苗不會產(chǎn)生掛帶作用,;λ為1.28時,,后鴨嘴避苗空間更充分,但前鴨嘴避苗空間不足,,對缽苗產(chǎn)生掛帶作用,。在自制土槽試驗(yàn)臺上,以λ為0.90、1.00,、1.22為試驗(yàn)參數(shù),,對苗齡為20 d的黃瓜缽苗進(jìn)行樣機(jī)試驗(yàn),結(jié)果表明λ為1.22時缽苗直立度最好,,優(yōu)良率達(dá)到86.7%,,λ為0.90時最差,優(yōu)良率為零,,試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合,。
2013, 44(10):62-67,74. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.011
摘要:根據(jù)稻種慣性特性及表面特性建立了歐拉動力學(xué)方程組,并利用Matlab對方程組進(jìn)行數(shù)值仿真,。結(jié)果表明,,稻種繞x、y軸的轉(zhuǎn)動是無條件穩(wěn)定的,,繞z軸的轉(zhuǎn)動是有條件穩(wěn)定的,。分析了曲柄長度、曲柄角速度,、導(dǎo)向板與稻種間摩擦因數(shù),、導(dǎo)向板傾角和振動板傾角等參數(shù)對稻種繞z軸轉(zhuǎn)動的影響。根據(jù)仿真分析結(jié)果研制了振動式排種器,,通過正交試驗(yàn)獲得了一組滿足z軸轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性條件的較優(yōu)參數(shù),。試驗(yàn)結(jié)果表明,在該參數(shù)下稻種定向率達(dá)89%,,能滿足超級稻的播種要求,。
燕明德 , 毛罕平 , 賈衛(wèi)東 , 董祥 , 李成 , 趙麗偉
2013, 44(10):68-74. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.012
摘要:建立了風(fēng)幕式噴桿噴霧的數(shù)值計(jì)算模型并運(yùn)用Fluent軟件對其氣液兩相流場進(jìn)行了模擬研究,分別研究了風(fēng)幕氣流,、風(fēng)幕出風(fēng)口與噴口水平及垂直相對位置和噴施角度對于噴霧流場的影響,。研究結(jié)果表明:隨著風(fēng)幕風(fēng)速的逐步增大,風(fēng)幕氣流對于氣相流場和噴出霧滴的影響逐步增大,;當(dāng)風(fēng)幕出風(fēng)口與噴口在水平方向擁有合理的距離時,,風(fēng)幕氣流能夠發(fā)揮較好的防飄移作用;風(fēng)幕氣流在垂直方向遠(yuǎn)離噴口等效于風(fēng)幕氣流速度的減小,,因而其防飄移效果逐步變差,;噴施角度變大后霧滴的垂直方向動能變小,有更多的霧滴因?yàn)槠浯怪狈较騽幽艿乃p而難以到達(dá)采樣面,,從而造成霧滴群的防飄移性能逐步變差。
2013, 44(10):75-79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.013
摘要:為探索霧滴在不同結(jié)構(gòu)葉片表面沉積效果差異,,試驗(yàn)研究138.2,、176.5、209.1、235.1和283.7μm 5個粒徑霧滴在毛刺,、蠟質(zhì)和粗糙3種表面的沉積效果,,分析了各類葉片表面在與水平面呈0°、15°,、30°,、45°、60°和75°6個夾角時的沉積差異,。對葉面結(jié)構(gòu),、葉片傾角和霧滴粒徑3個因素的影響程度差異進(jìn)行了正交試驗(yàn)。結(jié)果表明,,噴量相同的情況下,,霧滴在蠟質(zhì)及粗糙葉面沉積率隨霧滴粒徑增大而減小,在毛刺葉片表面,,當(dāng)霧滴粒徑大于231.5μm時,,藥液沉積率隨霧滴粒徑增大而減小的趨勢更為明顯。在毛刺和粗糙葉片表面,,藥液沉積率隨葉面傾角增大而減?。欢谙炠|(zhì)葉面,,傾角大于45°時,,沉積率會產(chǎn)生一次突增并超過較小傾角時的霧滴沉積率。葉片傾角對霧滴沉積率影響最大,,葉面結(jié)構(gòu)次之,,霧滴粒徑影響不顯著。
2013, 44(10):80-85,79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.014
摘要:設(shè)計(jì)了一種離心氣流清選和回轉(zhuǎn)篩選組合式的風(fēng)篩式清選試驗(yàn)臺,,論述了該試驗(yàn)臺的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,,分析確定了主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)。試驗(yàn)研究了離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,、清選篩轉(zhuǎn)速,、篩面型式和提升螺旋輸送器轉(zhuǎn)速等主要影響因素與清選性能指標(biāo)的關(guān)系,結(jié)果表明影響清選性能的因素主次順序?yàn)榍暹x篩轉(zhuǎn)速,、離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,、篩面型式、提升螺旋輸送器轉(zhuǎn)速,,且在離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2200 r/min,,清選篩轉(zhuǎn)速為60 r/min,篩面體采用長對角線6.7 mm,、短對角線4.0 mm的菱形孔網(wǎng)眼篩,,提升螺旋輸送器轉(zhuǎn)速為1150 r/min時,,清選性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。
2013, 44(10):86-92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.015
摘要:論述了4HBL-4型二壟四行半喂入自走式花生聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理,,該機(jī)一次對二壟四行花生完成挖掘,、去土、輸送,、摘果,、分離、清選和集箱等作業(yè),。懸浮式仿形機(jī)構(gòu),,使機(jī)器具有更好的地面仿形效果;花生收獲雙層集果清選裝置,,實(shí)現(xiàn)了對花生果進(jìn)行兩次清選,。經(jīng)山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站田間檢測:摘果率為98.9%,總損失率為3.3%,,破損率為0.2%,,含雜率為3.1%,純作業(yè)生產(chǎn)率為0.16 hm2/h,,達(dá)到了設(shè)計(jì)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,。
2013, 44(10):93-97,232. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.016
摘要:以Matlab為開發(fā)平臺,提出了一種對甘蔗莖節(jié)識別的方法,。通過灰度處理和Sobel邊緣提取對甘蔗節(jié)進(jìn)行預(yù)處理,,再結(jié)合數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的膨脹、腐蝕再膨脹對預(yù)處理后的不連續(xù),、細(xì)小邊緣進(jìn)行處理,,消除甘蔗莖邊緣及無用小邊緣,獲得甘蔗節(jié)的邊緣直線,。通過Radon函數(shù)進(jìn)行直線提取,,得出甘蔗節(jié)在R取得最大值時的位置坐標(biāo),為甘蔗種莖切割防傷芽裝置的控制研究提供準(zhǔn)確信息,。試驗(yàn)表明甘蔗節(jié)識別率達(dá)100%,,其位置精確到0.1mm級。
喬曉東 , 王曉燕 , 顏華 , 李洪文 , 吳儉敏 , 孫星
2013, 44(10):98-103. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.017
摘要:為了解決后懸掛農(nóng)具田間測試效率和精度低,,測試成本高等問題,,根據(jù)田間測試需求,設(shè)計(jì)了一套基于虛擬儀器原理的田間測試系統(tǒng),。該系統(tǒng)采用上,、下位機(jī)模式,多種傳感器融合及無線傳輸?shù)燃夹g(shù),,實(shí)現(xiàn)后懸掛農(nóng)具多類型參數(shù)的實(shí)時同步測試,。在田間拖拉機(jī)牽引試驗(yàn)平臺和試驗(yàn)平臺三點(diǎn)懸掛2BMSF-12/6型免耕施肥播種機(jī)2種工況下進(jìn)行拖拉機(jī)燃油消耗,、尾氣排放、驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率,、農(nóng)具地輪滑移率、六分力,、PTO扭矩和轉(zhuǎn)速等田間試驗(yàn),。試驗(yàn)結(jié)果表明,后懸掛農(nóng)具田間測試系統(tǒng)通訊正常,,數(shù)據(jù)量大且準(zhǔn)確可信,,滿足一般后懸掛農(nóng)具田間試驗(yàn)要求,可為農(nóng)具設(shè)計(jì)優(yōu)化,、適用性評價等技術(shù)提供理論支持,。
2013, 44(10):104-111. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.018
摘要:為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合收獲機(jī)工作過程中籽粒清選損失的實(shí)時自動監(jiān)測,運(yùn)用ANSYS軟件分別以不銹鋼304板,、T6鋁板,、黃銅板作為敏感板,在不同厚度,、邊界條件下進(jìn)行模態(tài)分析并以YT-5L型壓電陶瓷作為敏感元件制成不同形式的籽粒損失監(jiān)測傳感器進(jìn)行了籽粒碰撞試驗(yàn),,研究了敏感板振動特性與檢測性能之間的關(guān)系,優(yōu)選了籽粒損失監(jiān)測傳感器敏感板的材料及結(jié)構(gòu),。設(shè)計(jì)了由電壓放大器,、帶通濾波器電路、絕對值峰值檢波放大電路,、包絡(luò)線檢波電路,、電壓比較器電路和整波電路等組成的信號調(diào)制電路,以AT89C52單片機(jī)為核心開發(fā)測控系統(tǒng),,實(shí)時采集籽粒損失信號并具有報警,、通訊輸出功能。將研制的籽粒損失監(jiān)測傳感器安裝在聯(lián)合收獲機(jī)上進(jìn)行田間試驗(yàn),,結(jié)果表明所研制的籽粒損失監(jiān)測傳感器能夠有效識別出飽滿籽粒并實(shí)時顯示清選損失率,,最大測量相對誤差為2.39%。
2013, 44(10):112-121. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.019
摘要:采用田間小區(qū)試驗(yàn),,研究夏玉米/冬小麥輪作期間不同水氮處理對0~450cm土壤NO-3-N,、NH+4-N和總N遷移累積的影響。結(jié)果表明,,層狀包氣帶土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)對水分,、NO-3-N和總N在土層中的分布均有顯著影響,而土壤結(jié)構(gòu)只對NH+4-N有顯著影響,。不同水氮處理對土壤NO-3-N,、NH+4-N和總N的直接影響深度分別為400,、200和120cm,間接影響深度都為400 cm,。單次灌水量52.5 mm,、單次施氮量195 kg/hm2的處理土壤NO-3-N在0~250cm土層發(fā)生明顯的遷移現(xiàn)象;而單次灌水量105 mm,、單次施氮量大于等于130kg/hm2的處理在0~400 cm土層發(fā)生明顯的遷移現(xiàn)象,。對于“壤土-砂土-壤土” 結(jié)構(gòu)的包氣帶土壤,土壤中NO-3-N,、NH+4-N和總N質(zhì)量比從大到小為:380~450 cm壤土土層,、0~120 cm壤土土層、120~380 cm砂土土層,、380~450 cm特殊的壤土土層對水分和氮素的遷移起到了阻礙作用,。建議當(dāng)?shù)胤N植夏玉米/冬小麥期間,單次灌水量為52.5 mm,、施氮量為65 kg/hm2,。
2013, 44(10):122-129. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.020
摘要:為有效揭示土壤空間變異性的尺度效應(yīng),為土壤采樣設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù),,以黃土臺塬區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)和全氮(STN)為例,,利用空間自相關(guān)、半方差函數(shù)及分形維數(shù)分析了不同采樣粒度條件下土壤屬性的空間結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,。結(jié)果表明,,研究區(qū)耕地SOM和STN的平均質(zhì)量比分別為14.79 g/kg和0.78 g/kg;隨采樣粒度增大,,SOM變異系數(shù)基本未變,,STN則表現(xiàn)總體增加;其空間自相關(guān)性減弱,,由隨機(jī)因素所引起的空間變異性逐漸增強(qiáng),,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變異比重趨于減?。籗OM和STN空間異質(zhì)性隨粒度的變化并非簡單線性關(guān)系,而表現(xiàn)出先增后減的倒U型變化,。耕地SOM和STN的空間分布呈北高南低,,SOM含量總體中等偏下,,而STN含量較低,,耕作時應(yīng)適當(dāng)增加氮素補(bǔ)充。
2013, 44(10):130-135,46. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.021
摘要:坡面流平均流速是建立坡面土壤侵蝕過程模型的基礎(chǔ)參數(shù),,主要通過示蹤法測定的水流表層流速乘以修正系數(shù)α獲得,,因此對α的合理取值是準(zhǔn)確計(jì)算平均流速的關(guān)鍵。在收集和整理前人試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上,,利用室內(nèi)水槽沖刷試驗(yàn),,研究了不同阻力形式(顆粒阻力,、輸沙阻力、植被阻力)對坡面流流速修正系數(shù)的影響,。結(jié)果表明:坡面流流速修正系數(shù)隨顆粒阻力,、輸沙阻力增加而減小,隨植被阻力增加而增大,,兩者均可用冪函數(shù)表示,;不同阻力形式主要通過改變坡面流流速分布影響流速修正系數(shù),顆粒阻力和輸沙阻力主要使流速梯度變大,,而植被阻力主要使流速梯度變小。利用逐步回歸分析給出了多種阻力形式作用下流速修正系數(shù)的預(yù)測公式,,與實(shí)測值對比,,吻合較好。
黃玲 , 高陽 , 邱新強(qiáng) , 李新強(qiáng) , 申孝軍 , 段愛旺
2013, 44(10):136-142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.022
摘要:選擇1949年以來河南中部麥區(qū)不同年代主栽的6個冬小麥品種為試驗(yàn)材料,,在不同灌溉條件下對生育后期冬小麥旗葉葉綠素?zé)晒馓匦院涂寡趸富钚宰兓?guī)律進(jìn)行了研究分析,。結(jié)果表明:現(xiàn)代冬小麥品種的葉綠素含量增加,為光合功能改善奠定了基礎(chǔ),;拔節(jié)期干旱脅迫下,,現(xiàn)代品種旗葉的原初光能轉(zhuǎn)化效率和潛在活性在開花期高于早期品種;在品種更替過程中,,現(xiàn)代品種的丙二醛含量降低,,抗氧化酶酶促系統(tǒng)第一道防線的SOD活性快速升高并有效清除氧自由基。早期品種在干旱脅迫下通過增加POD活性來抵御干旱?,F(xiàn)代品種的CAT和APX活性少量增加就能及時清除過氧化物體和葉綠體內(nèi)活性氧自由基的積累,,使得抗氧化代謝維持在較高水平上,以保證光合器官功能的正常進(jìn)行,。
2013, 44(10):143-151. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.023
摘要:通過大田試驗(yàn)研究了調(diào)虧灌溉對綠洲膜下滴灌馬鈴薯各項(xiàng)光合生理指標(biāo),、產(chǎn)量和水分利用的影響。結(jié)果表明:不同生育期水分調(diào)虧均可引起馬鈴薯葉片光合速率,、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度降低,,復(fù)水后光合速率變化不大,蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度則均有所增大,。塊莖形成期輕度調(diào)虧馬鈴薯產(chǎn)量不會降低,,而塊莖形成期中度調(diào)虧、塊莖膨大期輕度和中度調(diào)虧馬鈴薯產(chǎn)量則顯著(p<0.05)降低,。馬鈴薯不同生育階段耗水量受水分調(diào)虧影響較大,,調(diào)虧程度越大耗水量減少越顯著,所有水分調(diào)虧馬鈴薯全生育期耗水量均顯著低于充分供水,。塊莖形成期水分輕度調(diào)虧馬鈴薯水分利用效率最高,,比塊莖膨大期中度調(diào)虧,、淀粉積累期輕度調(diào)虧和全生育期充分供水分別提高36.2%、32.4%和14.2%,。因此,,膜下滴灌調(diào)虧可降低馬鈴薯光合速率、蒸騰速率,、氣孔導(dǎo)度和耗水量,,促進(jìn)水分利用效率提高,且塊莖形成期輕度調(diào)虧不會降低馬鈴薯產(chǎn)量,。
2013, 44(10):152-158,151. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.024
摘要:應(yīng)用熱擴(kuò)散式樹干莖流計(jì)(TDP)于2012年7~10月對黃土塬區(qū)長武縣蘋果樹干液流速率進(jìn)行了連續(xù)測定,,分析了氣象因子、土壤含水率等多個環(huán)境要素對樹干液流的影響,。結(jié)果表明,,在晴天和陰雨天蘋果樹干液流速率變化均呈明顯的晝夜變化單峰曲線,晴天液流啟動早,,停止晚,,液流速率大;陰雨天液流啟動晚,,停止早,,液流速率小。蘋果樹干液流速率與太陽輻射,、水氣壓差,、大氣溫度和相對濕度呈顯著正相關(guān),與空氣相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān),,晴天條件下液流速率與各氣象因子的相關(guān)關(guān)系比陰雨天條件下顯著,,且均可用線性表達(dá)式來估算。在不同的土壤水分環(huán)境條件下,,蘋果樹干液流速率變化差異很大,。水分脅迫條件下,全天液流速率水平較低,,反映其蒸騰水平低,;而水分充足條件下,液流速率的變化過程為一寬峰曲線,,維持較高液流速率的時間較長,,全天蒸騰水平高。
2013, 44(10):159-163,111. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.025
摘要:為緩解黃淮海地區(qū)淡水資源短缺,,科學(xué)合理地開發(fā)利用微咸水,,提高紫花苜蓿的產(chǎn)量,以中苜一號為供試材料,以淡水(礦化度為1 g/L)處理為對照,,分別采用礦化度為3,、5、7 g/L的微咸水對苜蓿的發(fā)芽率和株高的影響進(jìn)行分析,。結(jié)果表明:采用礦化度為3 g/L的微咸水進(jìn)行灌溉時,,苜蓿的發(fā)芽率和株高與淡水灌溉無顯著差異;但采用礦化度為5 g/L和7 g/L的微咸水進(jìn)行灌溉時則有顯著差異,,對灌溉水礦化度和發(fā)芽率的分析表明,,要保證發(fā)芽率不低于80%,則需控制礦化度不高于4.48 g/L,。對礦化度和株高的分析表明,,要達(dá)到滿意株高,需控制灌溉水礦化度不高于4.66 g/L,,否則長期的鹽分脅迫對苜蓿的生長有明顯抑制作用,。
2013, 44(10):164-171,202. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.026
摘要:以豬糞和秸稈為原料,分別添加干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的果渣,、過磷酸鈣和生物炭進(jìn)行46 d好氧堆肥。研究了添加劑對堆肥過程重金屬Zn和Cu形態(tài)的影響,。結(jié)果表明:3種添加劑中果渣和生物炭較快進(jìn)入高溫期,,結(jié)束時電導(dǎo)率(EC)分別為 4.2、5.4和2.8 mS/cm,。相比對照,,添加劑處理降低了氮素質(zhì)量分?jǐn)?shù)損失分別為55.3%、54.4%和58.6%,,均具有顯著的保氮效果,。添加劑處理的DTPA-Zn在總質(zhì)量中所占比例下降幅度分別為 3.9%、5.8%和5.7%,,DTPA-Cu的下降幅度分別為 11.0%,、12.0%和12.3%,差異不顯著,。堆肥前,、后,Sposito形態(tài)分析表明,,各處理的Zn形態(tài)均以SP3和SP4為主,,達(dá)到74.5%~87.4%;Cu形態(tài)以SP2和SP4為主,,達(dá)到69.0%~80.9%,。過磷酸鈣和生物炭處理SP1形態(tài)Zn下降幅度大于果渣。3種添加劑處理SP1形態(tài)Cu比例均有所下降,,其中過磷酸鈣下降最顯著,。
2013, 44(10):172-176. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.027
摘要:厭氧發(fā)酵過程中發(fā)酵液緩沖能力不足容易導(dǎo)致系統(tǒng)酸化,,堿度是衡量發(fā)酵液緩沖能力的重要指標(biāo),其在線監(jiān)測成為控制厭氧發(fā)酵過程穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段,。設(shè)計(jì)了一種基于堿度和有機(jī)酸(VFA)聯(lián)合滴定的在線監(jiān)測系統(tǒng),,詳細(xì)介紹了基于LabVIEW的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)能夠同時測定堿度和VFA,,實(shí)現(xiàn)了pH值標(biāo)定,、微量液體自動滴定和補(bǔ)充、實(shí)時生成滴定曲線,、自動分析計(jì)算等功能,。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明:該系統(tǒng)具有快速測定發(fā)酵液堿度和VFA的能力,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差基本在5%左右,,低于手動滴定值,,測定的準(zhǔn)確度和精度較高。
艾平 , 王殿龍 , 譚中欣 , 晏水平 , 張衍林 , 袁巧霞
2013, 44(10):177-182,232. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.028
摘要:為認(rèn)識預(yù)處理方式對秸稈水解液中還原糖組分特征和產(chǎn)甲烷特性的影響,,對稻秸分別進(jìn)行酸,、堿預(yù)處理:在HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(9%和7%)時,所得還原糖中木糖所占比例大,;在Ca(OH)2質(zhì)量濃度(2 g/L和4 g/L)較低時,,前48 h葡萄糖比例較高。以配水實(shí)驗(yàn)研究不同比例的葡萄糖和木糖混合液的產(chǎn)甲烷特性,,混合物中葡萄糖摩爾分?jǐn)?shù)對產(chǎn)氣特性影響顯著,,隨葡萄糖摩爾分?jǐn)?shù)的增加,產(chǎn)氣速率增加,,葡萄糖摩爾分?jǐn)?shù)100%時對應(yīng)最低的產(chǎn)氣率191.75 mL/g,,25%實(shí)驗(yàn)組獲得最高產(chǎn)氣率633.14 mL/g和最高能量轉(zhuǎn)換效率26.40%,純木糖發(fā)酵存在一定的初期產(chǎn)氣遲滯,。
2013, 44(10):183-187. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.029
摘要:利用感應(yīng)加熱原理,,設(shè)計(jì)并建立了基于感應(yīng)加熱的流化床生物質(zhì)氣化制氫試驗(yàn)裝置,從反應(yīng)器內(nèi)部為生物質(zhì)氣化過程提供熱量,,實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確控溫下的生物質(zhì)氣化制氫,。以稻殼為生物質(zhì)原料,水蒸氣和空氣為氣化劑,,進(jìn)行了生物質(zhì)氣化制氫試驗(yàn)研究,,考察了反應(yīng)溫度、蒸汽與生物質(zhì)的質(zhì)量比(S/B),、當(dāng)量比(ER)對產(chǎn)物氣成分和產(chǎn)氫率的影響,。試驗(yàn)結(jié)果表明:氣化溫度在800℃時,H2體積分?jǐn)?shù)隨著S/B增大或ER減小而升高,H2產(chǎn)率在S/B為1.5或ER為0.22存在最大值,。在溫度為950℃,、S/B為1.5、ER為0.22時,,H2體積分?jǐn)?shù)和產(chǎn)率同時達(dá)到最大值35.47%和78.22 g/kg,。
趙杰文 , 管彬彬 , 林顥 , 鄒小波 , 孫力 , 畢夏坤
2013, 44(10):188-192. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.030
摘要:利用自主研發(fā)的便攜式食品氣味嗅覺可視檢測儀對3種食醋進(jìn)行了分析,并在實(shí)驗(yàn)過程中對傳感器制作和圖像信號采集進(jìn)行了優(yōu)化,。結(jié)果表明,,相機(jī)獲取圖像的整體穩(wěn)定性優(yōu)于掃描儀,溶劑揮發(fā)時間為15 min時,,傳感器最為穩(wěn)定,,且與食醋反應(yīng)可獲取最佳響應(yīng)信號差值;對傳感器獲取3種食醋揮發(fā)氣體的響應(yīng)信號進(jìn)行主成分分析,,再通過線性模型判別,,發(fā)現(xiàn)獨(dú)立食醋樣本的識別率達(dá)到100%。
2013, 44(10):193-197,247. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2010.10.031
摘要:研究了亞麻膠-瓊脂混合凝膠體系物理性質(zhì)和流變性質(zhì),,通過透光性和持水性,,研究了亞麻膠含量對亞麻膠-瓊脂混合凝膠體系物理性質(zhì)的影響。利用溫度掃描,、頻率掃描試驗(yàn)研究了亞麻膠對混合凝膠體系凝膠溫度,、融化溫度及凝膠強(qiáng)度等流變特性的影響。頻率掃描試驗(yàn)得到亞麻膠-瓊脂混合凝膠體系的儲能模量符合冪律模型,。
2013, 44(10):198-202. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.032
摘要:利用紅外輻射干燥試驗(yàn)裝置對胡蘿卜切片紅外干燥特性進(jìn)行了研究,通過不同條件的干燥試驗(yàn),,得到胡蘿卜切片干燥特性曲線,。試驗(yàn)表明:干燥溫度為75℃,切片厚度為5mm,,輻照距離為140mm時干燥效果較佳,。通過對建立的3種干燥模型進(jìn)行擬合對比,表明Page模型能較好地描述胡蘿卜切片的干燥過程,。相同條件下Page模型和Midilli模型均與實(shí)測值相吻合,,但Page模型更便于建模和計(jì)算。
2013, 44(10):203-208. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.033
摘要:利用傳熱學(xué)理論對雙孢蘑菇預(yù)冷過程進(jìn)行分析,,通過集總參數(shù)模型對其預(yù)冷時間進(jìn)行預(yù)測,,并對該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:該數(shù)學(xué)模型可以用于預(yù)測雙孢蘑菇在預(yù)冷過程中的溫度變化,,可預(yù)測不同條件下雙孢蘑菇降溫過程,;冷卻速率隨著風(fēng)速的增加而增加,二者符合冪函數(shù)關(guān)系。擬合不同風(fēng)速下蘑菇中心溫降曲線,,得到其擬合曲線方程,。
姜松 , 姜奕奕 , 孫柯 , 陳章耀 , 徐斌 , 王國江
2013, 44(10):209-215. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.034
摘要:為了探討禽蛋大小頭自動定向排列關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,對禽蛋在輸送支撐輥?zhàn)由系妮S向運(yùn)動進(jìn)行了動力學(xué)和運(yùn)動規(guī)律分析及機(jī)理研究,,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,。研究表明,禽蛋在輸送支撐輥?zhàn)由系妮S向運(yùn)動符合交錯軸摩擦輪傳動原理,,構(gòu)建了禽蛋在輸送支撐輥?zhàn)由陷S向運(yùn)動位移的理論計(jì)算方法和禽蛋與支撐輥?zhàn)又g的傳動關(guān)系模型,,建立了禽蛋軸向運(yùn)動參數(shù)測試方法和實(shí)際計(jì)算方法,洋雞蛋在輸送支撐輥?zhàn)由系妮S向運(yùn)動實(shí)際位移的變化規(guī)律與理論計(jì)算結(jié)果吻合,,修正系數(shù)為0.55(直徑30 mm,、中心距57 mm、輸送速度57 mm/s),。用交錯軸摩擦輪傳動原理分析禽蛋在輸送支撐輥?zhàn)由系妮S向運(yùn)動是正確,、可行的,為禽蛋大小頭自動定向排列裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定了理論基礎(chǔ),。
2013, 44(10):216-226. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.035
摘要:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括感知,、傳輸和應(yīng)用3個層次。傳感儀器是感知層的核心,,包括利用傳感,、遙感等先進(jìn)技術(shù)手段獲取作物、土壤,、環(huán)境等農(nóng)業(yè)多維信息,;傳輸層包括Zigbee、GPRS,、WIFI,、藍(lán)牙等無線傳輸方式和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合形成無線傳輸網(wǎng)絡(luò);應(yīng)用層包括多維信息融合,、智能決策,、自動控制等農(nóng)業(yè)智能化管理。對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的3個層次分別展開了系統(tǒng)分析,,提出了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究方向,,展望了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展趨勢。
2013, 44(10):227-232. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.036
摘要:為實(shí)現(xiàn)自然場景下低分辨率蘋果果實(shí)病害的智能識別,,提出了一種基于壓縮感知理論的蘋果病害識別方法,。以輪紋病、炭疽病和新輪紋病3種常見的蘋果果實(shí)病害為研究對象,,提取病斑的8個紋理特征參數(shù)組成訓(xùn)練特征矩陣,。利用壓縮感知理論,,求解待測樣本特征向量在特征矩陣上的稀疏表示系數(shù)向量,通過對系數(shù)向量的分析實(shí)現(xiàn)待測樣本的分類,。設(shè)計(jì)灰度關(guān)聯(lián)分析和支持向量機(jī)識別模型與本文方法進(jìn)行識別效果對比,,平均正確識別率分別為86.67%、90%和90%,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,基于壓縮感知理論的識別方法能夠?qū)μO果病害進(jìn)行有效識別。
2013, 44(10):233-237. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.037
摘要:針對具有復(fù)雜背景的黃瓜病害圖像,,設(shè)計(jì)了一種圖像分割方法,。該方法首先結(jié)合超G和OTSU方法去除彩色圖像中的大部分背景,盡可能保留圖像中的綠色部分信息,;然后根據(jù)病害圖像RGB模型中紅色分量自動建立數(shù)據(jù)項(xiàng),,并且設(shè)定相鄰像素間紅色分量差值的函數(shù)作為平滑項(xiàng),以上述數(shù)據(jù)項(xiàng)和平滑項(xiàng)構(gòu)建基于閾值預(yù)處理的圖切割算法,。利用該方法對4種黃瓜病害(霜霉病,、白粉病、靶斑病和炭疽?。┎噬珗D像進(jìn)行分割,。結(jié)果表明,該方法能夠較為準(zhǔn)確地將病斑區(qū)域從彩色圖像中提取出來,,算法的平均正確識別率達(dá)到90%以上,;平均運(yùn)行速度為2.12 s,能夠滿足實(shí)時圖像分割的要求,。
劉健 , 許章華 , 余坤勇 , 龔從宏 , 唐夢雅 , 謝婉君
2013, 44(10):238-241,237. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.038
摘要:陰影是山地丘陵區(qū)遙感影像最為普遍的干擾因素,,去除陰影有助于提高影像解譯和地物識別的準(zhǔn)確性和有效性。構(gòu)建了陰影植被指數(shù)(SVI),,并提出應(yīng)用波段回歸模型法實(shí)現(xiàn)HJ-1多光譜影像陰影的去除,。將該方法應(yīng)用于試驗(yàn)區(qū)HJ-1數(shù)據(jù),結(jié)果表明:SVI可增大山地丘陵區(qū)水體,、陰影區(qū)及明亮區(qū)之間的差異,利用閾值法可以實(shí)現(xiàn)影像陰影的有效檢測,;相關(guān)分析顯示,,各波段擬合模型R2均在080以上;比較陰影去除前,、后影像的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)說明,,在植被最為敏感,即受陰影影響最為嚴(yán)重的近紅外波段,,隨著陰影的去除,,波段平均值有了較大幅度的增大,;去陰影后影像的標(biāo)準(zhǔn)差均比原影像要小,尤其是在近紅外波段,。試驗(yàn)結(jié)果表明,,SVI對山地丘陵區(qū)HJ-1影像陰影的檢測效果較好,而波段回歸模型法可以較為有效地實(shí)現(xiàn)陰影的去除,。
蔣建明 , 史國棟 , 趙德安 , 史兵 , 王軍 , 宦娟
2013, 44(10):242-247. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.039
摘要:構(gòu)建了一套增氧系統(tǒng),,采用耕水機(jī)和微孔曝氣增氧機(jī)混合增氧的模式,白天通過定時控制以耕水機(jī)工作為主,,晚上或陰雨天缺氧時以微孔曝氣增氧為主,。在環(huán)境參數(shù)不斷變化的情況下,為了保持溶解氧的穩(wěn)定,,控制方法采用誤差反傳的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,。試驗(yàn)表明,在相同條件下采用混合式增氧控制較傳統(tǒng)的葉輪式增氧可節(jié)約電能40.6%,,提高產(chǎn)量31.9%,最終利潤提高136.1%,。水質(zhì)參數(shù)測量采用Zigbee通信,通信協(xié)議采用優(yōu)化的低能量自適應(yīng)分層協(xié)議,,并根據(jù)水體溶解氧測量的實(shí)際要求,,設(shè)置參數(shù)測量的軟、硬閾值以減少節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送的次數(shù),,達(dá)到節(jié)能和供電電池剩余能量均衡的目的,,試驗(yàn)表明優(yōu)化后的無線傳感網(wǎng)絡(luò)壽命延長了58%。
2013, 44(10):248-252. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.040
摘要:不同品種作業(yè)元素的作業(yè)時間差異經(jīng)常引起混合品種裝配線的工作站瞬時負(fù)荷瓶頸問題,,依據(jù)給定的排產(chǎn)順序,,兼顧裝配線平均負(fù)荷和瞬時負(fù)荷,考慮不同品種作業(yè)元素的作業(yè)時間差異對裝配線平衡的影響,,建立了以最小化工作站內(nèi)裝配時間波動,、工作站負(fù)荷平滑指數(shù)及裝配線超載時間為目標(biāo)的混合品種裝配線平衡模型,并設(shè)計(jì)了基于非支配排序的粒子群優(yōu)化算法(NSPSO),。實(shí)例驗(yàn)證表明,,基于非支配排序的粒子群算法在求解大規(guī)模混合品種平衡問題方面比遺傳算法具有更高的求解質(zhì)量和求解效率,。
2013, 44(10):253-259,265. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.041
摘要:針對復(fù)雜曲面零件的可制造性,,建立了復(fù)雜曲面零件可制造性評價指標(biāo)和模型,在設(shè)計(jì)初期能夠?qū)η娴目杉庸ば赃M(jìn)行預(yù)測,,提高曲面加工質(zhì)量和效率,。將影響復(fù)雜曲面零件可制造性的因素分為幾何構(gòu)型復(fù)雜度和加工技術(shù)復(fù)雜度。首先針對曲面幾何構(gòu)型復(fù)雜度,,基于模糊聚類算法,,按照復(fù)雜曲面曲率分布特征和斜率分布特征對曲面進(jìn)行聚類分析,,建立曲面簇群體模式;然后綜合考慮加工技術(shù)復(fù)雜度中的各屬性,,運(yùn)用粗糙集理論的數(shù)據(jù)離散和指標(biāo)約減算法計(jì)算各屬性權(quán)重,,形成曲面評價知識庫;最后利用模糊模式識別和曲面相似度的計(jì)算方法預(yù)測設(shè)計(jì)曲面零件的可制造性,。實(shí)例分析表明,,該方法能夠較準(zhǔn)確地對曲面可制造性進(jìn)行評價。
2013, 44(10):260-265. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.042
摘要:提出了一種球面變胞機(jī)構(gòu),。該機(jī)構(gòu)采用并聯(lián)連接方式,,由動平臺、靜平臺,、3個環(huán)形支鏈和1個中間變胞支鏈組成,,通過變胞支鏈提供不同約束,機(jī)構(gòu)可演變?yōu)檎?gòu)態(tài)和變胞構(gòu)態(tài)兩種機(jī)構(gòu)形式,。正常構(gòu)態(tài)時,,動平臺相對靜平臺具有3個轉(zhuǎn)動自由度,等效于3自由度球面機(jī)構(gòu),;變胞構(gòu)態(tài)時,,動平臺具有一個額外的徑向移動自由度。以螺旋理論為基礎(chǔ),,首先分析機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目和性質(zhì),;其次,構(gòu)建機(jī)構(gòu)的運(yùn)動子矩陣和約束子矩陣,,并將約束子矩陣和運(yùn)動子矩陣聯(lián)立,,建立完整的6×6雅可比矩陣;最后,,分析雅可比矩陣的秩,,得到機(jī)構(gòu)產(chǎn)生奇異位形的條件,研究奇異位形的類型,,提出避免發(fā)生奇異的方法,,為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
2013, 44(10):266-271. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.043
摘要:為了提高激振器的振動頻率,,提出了一種由2D閥控制差動式液壓缸的新型電液激振器,,該激振器通過控制無桿腔容腔的體積變化實(shí)現(xiàn)液壓固有頻率的改變。闡述了激振器的工作原理并建立其數(shù)學(xué)模型,,利用Matlab中的Simulink構(gòu)建了系統(tǒng)仿真模型,對系統(tǒng)在低,、中和高頻段工作時的振動波形進(jìn)行了仿真研究,。為了驗(yàn)證理論分析以及激振器在低頻段,、中頻段和高頻段工作時實(shí)際輸出振動波形,設(shè)計(jì)了電液激振器并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:激振器的負(fù)載以彈性力為主時,,振動頻率在5Hz以下,激振器輸出的振動波形容易出現(xiàn)飽和現(xiàn)象,,隨著激振頻率的提高,,飽和現(xiàn)象消失,當(dāng)振動頻率與液壓系統(tǒng)固有頻率相等時會產(chǎn)生諧振現(xiàn)象(即振動幅值突然放大),,過了諧振點(diǎn)后振動幅值會快速下降,。
2013, 44(10):272-276,271. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.044
摘要:針對閥控非對稱液壓缸位置伺服系統(tǒng)存在參數(shù)攝動和不確定外負(fù)載的問題,提出了一種魯棒H∞自適應(yīng)反步控制器的設(shè)計(jì)方法,。在設(shè)計(jì)控制器時,,通過對子系統(tǒng)選擇合適的Lyapunov函數(shù),避免了高階系統(tǒng)中對虛擬控制量重復(fù)求導(dǎo)的問題,;使系統(tǒng)的跟蹤誤差滿足魯棒H∞性能指標(biāo),,增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性;考慮到控制輸入前的不確定參數(shù)會導(dǎo)致所設(shè)計(jì)控制律和自適應(yīng)律互相嵌套,,把系統(tǒng)模型中的時變參數(shù)進(jìn)行變量置換,,并對整個系統(tǒng)構(gòu)造了一個合適的Lyapunov函數(shù),從而解決了該問題,;最后對閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了證明,。仿真結(jié)果表明,與PID控制器相比,,所設(shè)計(jì)的控制器使系統(tǒng)的輸出對給定信號的跟蹤速度更快,,具有更小的跟蹤誤差,且對參數(shù)變化有較強(qiáng)的魯棒性,。
2013, 44(10):277-281,293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.045
摘要:對M-B分形模型進(jìn)行了修正,,分析了微凸體彈性、彈塑性,、塑性各階段的變形性質(zhì),。從宏觀和微觀相結(jié)合的角度,建立了考慮摩擦因素的兩圓柱體結(jié)合面法向剛度分形預(yù)估模型,,該模型具有幾何特性和尺度獨(dú)立性,,在一定程度上完善了結(jié)合面動力學(xué)參數(shù)的分形模型。通過仿真分析揭示了實(shí)際接觸面積,、法向載荷和摩擦因數(shù)對圓柱體結(jié)合面法向剛度的影響,。仿真結(jié)果表明:兩圓柱體結(jié)合面法向剛度隨著實(shí)際接觸面積的增大而增大,且在較大分形維數(shù)時增大速率較快,;隨著法向載荷的增大而增大,;隨著摩擦因數(shù)的增大而持續(xù)減小,,當(dāng)摩擦因數(shù)小于0.3時,法向剛度隨摩擦因數(shù)的增大呈線性衰減,,當(dāng)摩擦因數(shù)大于0.3時,,法向剛度隨摩擦因數(shù)的增大呈指數(shù)衰減規(guī)律。
田紅亮 , 劉芙蓉 , 方子帆 , 趙春華 , 朱大林 , 張發(fā)軍
2013, 44(10):282-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.046
摘要:根據(jù)結(jié)構(gòu)函數(shù)給出了分形維數(shù),、分形粗糙度的嚴(yán)密解析解,,修正結(jié)合部靜摩擦因數(shù)相關(guān)公式。編寫求解域擴(kuò)展因子的通用Matlab程序,,詳細(xì)推導(dǎo)自相關(guān)函數(shù),、功率譜密度函數(shù)和結(jié)構(gòu)函數(shù)的精確解析解。以YK31320型普通滾齒機(jī)上的結(jié)合部為研究對象,,以液體靜壓導(dǎo)軌的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基準(zhǔn),,對結(jié)合部靜摩擦因數(shù)的理論解進(jìn)行定量驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明:理論靜摩擦因數(shù)與實(shí)驗(yàn)的絕對誤差在-0.04502~0.00966之間,,理論靜摩擦因數(shù)與實(shí)驗(yàn)的相對誤差在-30.78%~9.762%之間,。
2013, 44(10):294-298. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.10.047
摘要:根據(jù)研磨加工的材料去除模型,分析得到增加研磨壓力是提高磁力研磨加工效率的可行手段,。通過在單純磁力研磨工藝中引入超聲波振動,,增加了研磨粒子的瞬時研磨壓力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,,在超聲振動輔助磁力研磨加工中,,研磨粒子在水平切削和垂直沖擊擠壓運(yùn)動的綜合作用下,對工件材料的去除率高且表面質(zhì)量均勻,;加工效率較單純磁力研磨工藝提高了約50%,;工件表面粗糙度Ra可降至0.06 μm左右;電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)其加工后工件表面形貌較單純磁力研磨細(xì)密均勻,;采用X射線干涉儀檢測得知,,經(jīng)超聲振動輔助磁力研磨加工后的工件材料(SUS304)表層的應(yīng)力狀態(tài)已由原始的殘余拉應(yīng)力+320 MPa變?yōu)閴簯?yīng)力-40 MPa,有效提高了工件的疲勞強(qiáng)度,。
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