2014, 45(8):1-7. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.001
摘要:提出了一種綜合考慮系統(tǒng)輸入時滯和控制器攝動的非脆H∞/L2-L∞靜態(tài)輸出反饋控制器的設(shè)計方法,,并用于車輛主動懸架設(shè)計。針對懸架設(shè)計要求,分別用H∞和L2-L∞范數(shù)反映乘坐舒適性及時域硬約束要求。通過采用一個時滯相關(guān)Lyapunov函數(shù)分別獲得了時滯相關(guān)非脆弱靜態(tài)輸出反饋H∞控制器和L2-L∞控制器的雙線性矩陣不等式(BMI)存在條件。通過將粒子群優(yōu)化(PSO)和差分進(jìn)化(DE)的混合算法與線性矩陣不等式(LMI)方法相結(jié)合,求解具有BMI約束的優(yōu)化問題,。仿真結(jié)果表明,在存在輸入時滯和控制器攝動的情況下,,主動懸架仍然能夠保證自身的性能,。
2014, 45(8):8-13. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.002
摘要:基于三維粘性不可壓縮流體雷諾平均應(yīng)力方程和k-ε雙方程湍流模型,采用數(shù)值計算方法對車路空氣動力場進(jìn)行了分析,,探討了車輪前后空氣壓力與車速的關(guān)系,,揭示了高速行駛時車輪前后空氣壓力的變化規(guī)律,研制了基于車載平臺的空氣動力場測試裝置,。通過實車對車輪前后的空氣壓力進(jìn)行了測試,,試驗結(jié)果與計算結(jié)果基本吻合,表明該裝置能夠準(zhǔn)確測量實際空氣壓力,,為車路系統(tǒng)空氣動力場的研究提供了一種有效手段,。
梅德清 , 任華 , 姜士陽 , Baar Roland
2014, 45(8):14-18,65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.003
摘要:研究了不同條件下DMC/柴油混合燃料共軌發(fā)動機(jī)的燃燒循環(huán)變動,以及COHR和EGR率對燃燒循環(huán)變動的影響,。結(jié)果表明:共軌發(fā)動機(jī)燃用不同燃料時的燃燒循環(huán)變動率都較?。籇10燃料燃燒的循環(huán)變動率大于純柴油,;發(fā)動機(jī)大負(fù)荷時的循環(huán)變動率相對較?。浑S著COHR的增加,,以pmi為表征參數(shù)的循環(huán)變動系數(shù)變化不明顯,;以pmax為表征參數(shù)的循環(huán)變動系數(shù)略有增大,而以θd為表征參數(shù)的循環(huán)變動系數(shù)明顯增長,;D10燃料的循環(huán)變動系數(shù)隨EGR率的增加呈緩慢增長,,柴油則相對平穩(wěn);高的平均指示壓力對應(yīng)著短的火焰發(fā)展期,。
張紅光 , 張健 , 楊凱 , 趙光耀 , 劉昊 , 姚寶峰
2014, 45(8):19-26. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.004
摘要:針對一臺車用柴油機(jī)的排氣能量變化規(guī)律,,建立了抽氣回?zé)崾接袡C(jī)朗肯循環(huán)(RORC)系統(tǒng),分別采用純工質(zhì)R245fa和非共沸混合工質(zhì)Mix(異戊烷與R245fa按照摩爾比例7∶3組成的混合工質(zhì)),,研究了抽氣壓力這一參數(shù)對RORC系統(tǒng)凈輸出功率,、系統(tǒng)熱效率、工質(zhì)質(zhì)量流量等性能的影響,;進(jìn)而確定Mix抽氣壓力1.15MPa,,R245fa抽氣壓力1.2MPa,在柴油機(jī)全工況范圍內(nèi),對比分析了采用2種工質(zhì)的RORC系統(tǒng)的凈輸出功率,、火用效率,、工質(zhì)質(zhì)量流量等性能隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化情況,結(jié)果顯示,,在柴油機(jī)全工況范圍內(nèi),,與采用R245fa的RORC系統(tǒng)相比,采用Mix作為工質(zhì)的RORC系統(tǒng)的余熱回收效果更佳,。
劉方杰 , 劉圣華 , 魏衍舉 , 徐斌 , 吳健 , 馬志豪
2014, 45(8):27-32. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.005
摘要:利用發(fā)動機(jī)排氣溫度環(huán)境和氣相色譜-氦離子化檢測器(PDHID)快速檢測方法,,在醇類燃料流反應(yīng)器中研究了流速和氧濃度對乙醇氧化生成乙醛、甲醛排放的影響,。研究結(jié)果表明:溫度為733~933K時乙醇質(zhì)量濃度隨流速增加而增加,,乙醇氧化需要有氧環(huán)境,,富氧環(huán)境有利于乙醇氧化,。溫度低于833K時延長乙醇氧化反應(yīng)時間會導(dǎo)致乙醛、甲醛排放量增加,,溫度高于833K時延長乙醇氧化反應(yīng)時間有利于降低乙醛,、甲醛排放量,溫度高于933K時流速對乙醛的生成和氧化影響較小,。無氧環(huán)境下乙醛,、甲醛的生成和氧化反應(yīng)受到抑制,低于臨界溫度時富氧環(huán)境促進(jìn)乙醛,、甲醛生成,,高于臨界溫度時富氧環(huán)境有利于乙醛氧化。
2014, 45(8):33-37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.006
摘要:針對農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航中,,把主銷轉(zhuǎn)角當(dāng)作車輪轉(zhuǎn)角來測量會造成測量誤差的問題,,通過對農(nóng)業(yè)機(jī)械前輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的分析,建立了一種車輪-主銷轉(zhuǎn)角關(guān)系模型,,該模型能夠補(bǔ)償把主銷當(dāng)作車輪轉(zhuǎn)角來測量的誤差,,提高在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航時車輪轉(zhuǎn)角的測量精度。仿真,、試驗并在雷沃M800型拖拉機(jī)上實際應(yīng)用表明,,該模型具有較好的合理性和準(zhǔn)確性,車輪轉(zhuǎn)角測量的平均誤差減小了0.48°,,最大誤差減小了0.71°,,提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。
2014, 45(8):38-43. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.007
摘要:對成熟柑橘果實在擾動狀態(tài)下的視覺識別定位技術(shù)進(jìn)行研究,。利用ANSYS進(jìn)行了擾動柑橘的動力學(xué)分析,,結(jié)合圖像處理分析結(jié)果,確定了微擾動柑橘的運(yùn)動規(guī)律為類單擺運(yùn)動;對采集的微擾動柑橘視頻進(jìn)行圖像處理,,設(shè)定規(guī)則選取視頻中的圖像,,利用改進(jìn)的K-means聚類分割法結(jié)合優(yōu)化Hough圓擬合方法實現(xiàn)柑橘果實的分割;根據(jù)圖像分割結(jié)果,,對柑橘的二值圖像進(jìn)行Hough直線擬合,,結(jié)合直線斜率在-0.45~0.45的約束條件,確定擾動柑橘的有效采摘點(diǎn),。試驗結(jié)果表明該方法能有效地識別自然環(huán)境中的微擾動柑橘,,確定擾動果實采摘點(diǎn)的準(zhǔn)確率達(dá)85%,采摘點(diǎn)確定的處理時間在7.58~9.24s范圍內(nèi),。
于曉旭 , 趙勻 , 陳寶成 , 周脈樂 , 張昊 , 張智超
2014, 45(8):44-53. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.008
摘要:闡述了移栽農(nóng)藝對中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要意義,,指出移栽機(jī)特別是缽苗移栽機(jī)將是大幅度提高糧食單產(chǎn)的農(nóng)機(jī)裝備,說明了移栽對北方寒地糧食增產(chǎn)和農(nóng)民致富的積極作用,。簡述了國際移栽裝備的發(fā)展史,,提出了移栽機(jī)械發(fā)展一般經(jīng)歷3個階段:初級階段的滑道機(jī)構(gòu);中級階段的桿機(jī)構(gòu),;高級階段的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),。綜述了國內(nèi)外移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀和研究水平,對其發(fā)展方向做出了展望,,強(qiáng)調(diào)缽苗移栽研究若要進(jìn)入回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)研究階段,,研究人員須掌握機(jī)構(gòu)學(xué)等系列理論基礎(chǔ)、計算機(jī)專業(yè)知識和熟練掌握現(xiàn)有的市場軟件,,以及具備對這些市場軟件二次開發(fā)的能力,。對當(dāng)前國內(nèi)一些移栽裝置重要發(fā)展方向提出了系列建議。
馬旭 , 謝俊鋒 , 齊龍 , 梁仲維 , 鄺健霞 , 譚永炘
2014, 45(8):54-60. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.009
摘要:設(shè)計了一種能實現(xiàn)水稻精密育秧播種機(jī)缽體軟,、硬秧盤穴孔底土壓實的通用裝置,,該裝置以AT89C51單片機(jī)為控制系統(tǒng)核心,采用步進(jìn)電動機(jī)和送盤行程開關(guān)實現(xiàn)秧盤供送,,以及限位行程開關(guān)和對準(zhǔn)接近開關(guān)實現(xiàn)秧盤穴孔與壓實輥指對準(zhǔn),,壓實輥指與秧盤穴孔內(nèi)底土相互作用完成底土壓實。通過系統(tǒng)的試驗研究,,確定了該裝置的最佳工作參數(shù),。壓實試驗表明,該系統(tǒng)能滿足秧盤穴孔底土壓實的工作要求,,實現(xiàn)了穴孔與壓實輥指的精確對準(zhǔn)和底土壓實,,當(dāng)生產(chǎn)率在500盤/h、提前角對應(yīng)弧長為1mm時,,對準(zhǔn)率為98%,,滿足缽體苗穴孔底土壓實的技術(shù)要求,;育秧試驗表明,增加穴孔底土壓實深度,,可提高秧苗素質(zhì),,保持土壤根系堅實不散,有利于栽插作業(yè),,壓實深度為6mm時效果最佳,。
2014, 45(8):61-65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.010
摘要:基于顆粒離散元法,以番茄磁粉包衣種子為對象,,采用Hertz-Mindlin接觸模型,,建立了種子和排種器仿真分析模型,研究了種箱振動頻率,、振幅對種群運(yùn)動規(guī)律及種箱供種性能的影響,。仿真結(jié)果表明,在振動頻率40Hz,、振幅0.50mm和0.75mm時,,種群堆積高度穩(wěn)定,可以達(dá)到穩(wěn)定供種,。為了驗證仿真模型的可靠性,,采用高速攝像拍攝了在種箱振動頻率為40Hz,、振幅為0.75mm條件下的供種情況,,種子實際供種情況與仿真結(jié)果吻合。以種箱振動頻率,、振幅為試驗因素,,在磁吸滾筒式排種器上進(jìn)行排種性能試驗,得出種箱在振動頻率40Hz,,振幅為0.50mm和0.75mm時,,單粒率達(dá)92%,漏播率低于3%,;在振動頻率20Hz和60Hz時,,不同振幅下的單粒率均小于80%。
2014, 45(8):66-71,92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.011
摘要:針對花生聯(lián)合收獲機(jī)上下擺拍式和橫向擺拍式去土裝置去土性能差的問題,,設(shè)計了彈齒式去土裝置,。通過去土機(jī)理分析,確定了影響去土性能的影響因素,。通過田間去土試驗,,建立了去土裝置偏心輪轉(zhuǎn)速、偏心距,、彈齒臂長度與去土率和掉果率的回歸方程,,分析了彈齒式去土裝置的去土性能,。通過優(yōu)化計算得出,偏心輪轉(zhuǎn)速為23r/min,、偏心距為38mm,、彈齒臂長度為125mm,去土裝置的綜合性能達(dá)到最優(yōu),,符合設(shè)計要求,。
2014, 45(8):72-79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.012
摘要:根據(jù)圓盤鋸式切割系統(tǒng)的各部件的尺寸參數(shù)、檸條參數(shù),,在三維實體建模軟件UG中建立單組切割部件和切割對象檸條的簡化模型,,導(dǎo)入動力學(xué)分析軟件ADAMS中,對對象進(jìn)行柔性體替換,,進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)特性分析,。以切割鋸盤的直徑、厚度和切割部件的轉(zhuǎn)速為影響因素,,選取切割系統(tǒng)與檸條的作用力在各向的分力為評價指標(biāo)表征檸條平茬效率,,對影響平茬效率和功率的參數(shù)進(jìn)行了三因素三水平的虛擬正交試驗,得到各指標(biāo)的響應(yīng)面回歸方程,,并通過田間試驗進(jìn)行驗證及對比分析,。結(jié)果表明,當(dāng)切割鋸盤直徑為400mm,,切割鋸盤厚度為5mm,,切割部件轉(zhuǎn)速為1500r/min時,單組切割部件的切割功率為12.32kW,,檸條收獲機(jī)的平茬效果最好,。
周學(xué)建 , 袁華杰 , 閆衛(wèi)紅 , 師清翔 , 馬萌 , 李宇航
2014, 45(8):80-85,159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.013
摘要:利用吸雜口偏置型旋風(fēng)分離清選裝置試驗臺,進(jìn)行了旋風(fēng)分離筒吸雜口偏置角度和偏置距離試驗,,研究了吸雜口偏移位置參數(shù)對清選性能的影響規(guī)律,,獲得了清選效果較優(yōu)的吸雜口偏置型旋風(fēng)分離筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過正交試驗和回歸試驗得到了該清選裝置的較優(yōu)結(jié)構(gòu)運(yùn)動參數(shù),,并進(jìn)行了驗證試驗和適應(yīng)性試驗,,為該清選裝置在微型聯(lián)合收獲機(jī)上的應(yīng)用提供了依據(jù)。
2014, 45(8):86-92. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.014
摘要:設(shè)計了一種彈簧力平衡式方捆機(jī)撿拾器高度自動仿形裝置,。通過對仿形裝置的靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析,,以仿形輪在垂直方向受力和仿形誤差最小作為仿形性能的評價指標(biāo),建立了撿拾器運(yùn)動參數(shù)λ,、鉸接仿形輪的可調(diào)節(jié)擺臂長度L和起伏地面的幅值H對仿形性能的影響關(guān)系,。初選多組參數(shù),按照評價指標(biāo)獲得了撿拾器運(yùn)動參數(shù)和仿形裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的較優(yōu)組合,。通過仿形裝置的運(yùn)動分析表明,,當(dāng)機(jī)組前進(jìn)速度vt為5~7.9km/h,,鉸接仿形輪的可調(diào)節(jié)擺臂長度L為358mm,,仿形裝置能滿足地形起伏幅值H為±(8~12)cm的作業(yè)要求,。樣機(jī)的田間測試表明,仿形裝置能夠適應(yīng)起伏均勻的地塊,,使撿拾器彈齒尖端具有合適的離地高度,,仿形誤差可以控制在-4~18mm,。
2014, 45(8):93-100. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.015
摘要:基于荔枝的物性特征和柔性去核刀具,設(shè)計了一種自動定向,、去核,、剝殼和分離一體聯(lián)動的荔枝定向去核剝殼機(jī),在不同的工況條件下考證其去核剝殼后果肉的完整率和果汁損失率,,結(jié)果表明:在定向?qū)佒睆綖?2mm,、對輥間隙為2mm、轉(zhuǎn)速為93r/min,、荔枝縱徑比等效直徑長為1.3mm以上時,,定向成功率超過90%;在刀管內(nèi)徑為10mm,、果頂余量為2mm,、刀軸轉(zhuǎn)速為12r/min時,去核成功率為80%,;在進(jìn)料口間距為16mm,、出料口間距為20mm、剝殼輥傾角為0°,、主軸轉(zhuǎn)速為15r/min時,,剝殼成功率為100%,燈籠狀果肉的完好率超過80%,。
2014, 45(8):101-105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.016
摘要:應(yīng)用SolidWorks的參數(shù)化設(shè)計功能建立9YG-130型雙圓盤割草機(jī)切割器各零部件三維實體模型,通過約束裝配完成虛擬樣機(jī)設(shè)計,,將模型導(dǎo)入動力學(xué)分析軟件ADAMS后進(jìn)行運(yùn)動仿真,,得到了切割機(jī)構(gòu)在前進(jìn)速度2.78m/s、刀盤轉(zhuǎn)速2000r/min時刀片頂點(diǎn)的運(yùn)行軌跡,,根據(jù)運(yùn)動軌跡可計算其重割面積,。對模型進(jìn)行四因素三水平虛擬正交試驗,采用Design-Expect 8.0軟件進(jìn)行方差分析,,結(jié)果表明,,最佳取值為vg=57.01m/s,vj=2.76m/s,,h=34.06mm,,m=3時割草機(jī)的重割率得到有效降低,。通過實際樣機(jī)試驗結(jié)果驗證了該設(shè)計滿足割草機(jī)對草業(yè)技術(shù)的要求,提高了設(shè)計效率和準(zhǔn)確性,。
2014, 45(8):106-111,79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.017
摘要:分析了籽粒損失監(jiān)測傳感器敏感板的響應(yīng)與系統(tǒng)阻尼比的關(guān)系,,提出了通過在敏感板敷設(shè)約束阻尼層增加振動系統(tǒng)阻尼比來快速衰減敏感板諧波振動的方法。通過對不同阻尼損耗因子敏感板進(jìn)行籽粒碰撞響應(yīng)試驗,,優(yōu)選了敏感板的材料和結(jié)構(gòu)形式,,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用ANSYS軟件對敏感板進(jìn)行了模態(tài)分析,確定了約束阻尼層在敏感板上的最佳敷設(shè)位置,。籽粒碰撞響應(yīng)試驗結(jié)果表明,,敏感板局部約束阻尼處理后,籽粒碰撞信號波形衰減至1.5V所用時間由10ms縮短到3ms左右,,大大提高了籽粒損失監(jiān)測傳感器的檢測頻率,。
2014, 45(8):112-116,105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.018
摘要:在ANSYS中建立了噴桿的參數(shù)化有限元模型,并驗證了模型的準(zhǔn)確性,。根據(jù)噴桿的模態(tài)分析結(jié)果在ANSYS中對噴桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,,在質(zhì)量增加8.4%的情況下,噴桿一階固有頻率從9.16Hz增加到了10.41Hz,,避開了路面激勵的頻率區(qū)間,。結(jié)合ADAMS對噴桿優(yōu)化前、后作業(yè)時的彈性變形作了對比,,結(jié)果表明:優(yōu)化前噴桿末端在水平方向最大彈性變形Dbmax為39.6mm,,均方根為12.6mm;優(yōu)化后噴桿在水平方向最大彈性變形Damax為10.1mm,,均方根為2.9mm,,噴桿經(jīng)過優(yōu)化后其水平方向彈性變形明顯減小。
張曉輝 , 姜宗月 , 范國強(qiáng) , 曹龍龍
2014, 45(8):117-122,247. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.019
摘要:設(shè)計了結(jié)構(gòu)緊湊,、轉(zhuǎn)向半徑小的履帶自走式果園定向風(fēng)送噴霧機(jī),。對傳動系統(tǒng)、履帶行走系統(tǒng)和風(fēng)送系統(tǒng)等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計和計算,,對定向噴霧機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計和試驗驗證,。試驗結(jié)果表明:有風(fēng)送時霧滴沉積量比無風(fēng)送時提高了42.9%,變異系數(shù)降低了18.5%,;定向噴霧比普通噴霧霧滴個數(shù)提高了30.9%,,變異系數(shù)降低了55.3%。
張瑞瑞 , 陳立平 , 蘭玉彬 , 徐剛 , 闞杰 , 張東彥
2014, 45(8):123-127. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.020
摘要:基于變介電常數(shù)電容器原理設(shè)計霧滴沉積傳感器及檢測系統(tǒng),,由此實現(xiàn)對航空施藥中霧滴地面沉積量的快速獲取,。通過實驗, 分析建立了傳感器對電導(dǎo)率487μS/cm、25mS/cm霧滴的沉積量測量線性回歸方程,,決定系數(shù)R2分別為0.9923和0.9544,。利用M-18B型飛機(jī)和AU-5000型噴霧機(jī),,對系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用測試,結(jié)果表明:與水敏紙圖像分析方法對比,,2種方法獲得的霧滴地面沉積量分布曲線擬合度可達(dá)0.9146,,樣點(diǎn)單位面積沉積量的相對測量誤差分布在10%~50%之間。
鞏興暉 , 朱德蘭 , 張林 , 張以升 , 葛茂生 , 楊雯
2014, 45(8):128-133,148. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.021
摘要:采用基于三維視頻粒子測量原理的視頻雨滴譜儀(Two-dimensional video disdrometer,,2DVD)對噴灌機(jī)中常用的Nelson D3000型噴頭在多個工作壓力下水滴直徑沿射程的分布進(jìn)行了測量,,分析了水滴直徑沿射程的變化趨勢及水滴速度、水滴角度與水滴直徑之間的關(guān)系,。結(jié)果表明:水滴直徑與射程符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系,,在距離噴頭相同測點(diǎn)處,水滴直徑隨工作壓力的升高而減小,,而射程末端的水滴直徑隨著壓力的升高而增大,;水滴速度隨水滴直徑增加而增大,兩者呈對數(shù)關(guān)系,;水滴落地時與地面夾角(簡稱水滴角度)隨水滴直徑增加呈減小趨勢,,水滴直徑小于1.0mm時,50,、100,、150和200kPa工作壓力下,與地面夾角為90°的水滴個數(shù)占總水滴數(shù)的比值分別為90.46%,、84.46%,、89.91%和89.15%,其余水滴與地面夾角在30°~89°之間,,水滴直徑在1.0~2.25mm范圍內(nèi),,水滴角度隨水滴直徑的增加迅速減小,水滴直徑大于2.25mm時減小趨勢變緩,,4個工作壓力下最大直徑水滴落地時與地面夾角平均值為45°,;工作壓力對于水滴直徑與速度、水滴直徑與角度之間的關(guān)系影響較小,。
盧彩云 , 何進(jìn) , 李洪文 , 王慶杰 , 鄭智旗 , 張祥彩
2014, 45(8):134-139. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.022
摘要:以我國華北一年兩熟區(qū)保護(hù)性耕作地土壤為原型,,利用ANSYS/LS_DYNA對平面刀切削土壤過程進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過理論分析和試驗,,驗證SPH算法在模擬平面刀切削土壤過程方面的可行性。結(jié)合MAT147土壤材料模型,,SPH算法及點(diǎn)-面侵蝕接觸,,運(yùn)用ANSYS/LS_DYNA軟件對平面刀切削土壤過程進(jìn)行有限元分析。仿真結(jié)果表明,,SPH算法能夠直觀模擬平面刀切削土壤整個過程,,最大等效應(yīng)力為5.851MPa,,主要集中在與平面刀接觸的土壤上;平面刀切削全過程表明,,土壤所受等效應(yīng)力波動較小,,切削過程比較平穩(wěn);穩(wěn)定切削時切削功耗在10.2kW附近波動,,通過理論和試驗驗證,,仿真切削誤差不大于0.05。由此說明SPH算法進(jìn)行平面刀切削過程的數(shù)值模擬是可行的,。
2014, 45(8):140-148. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.023
摘要:以渭北臺塬農(nóng)業(yè)縣——蒲城縣為研究區(qū),,采用2011年耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價項目數(shù)據(jù),運(yùn)用經(jīng)典統(tǒng)計學(xué),、地統(tǒng)計學(xué)結(jié)合GIS技術(shù),,探討以有機(jī)質(zhì)為輔助變量的協(xié)同克里格法在區(qū)域土壤全氮及碳氮比估值中的適用性,研究耕地土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的空間變異特征,、影響因素及其與碳氮比的分布特征,。結(jié)果表明,當(dāng)前蒲城縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比平均值為13.58g/kg,,全氮質(zhì)量比為0.81g/kg,,均處于偏低水平,空間上整體隨地貌自北向南遞增,;土壤碳氮比平均值為9.84,,整體呈南北高中間低格局。土壤有機(jī)質(zhì)與全氮是相關(guān)性密切的本征協(xié)同區(qū)域化變量,,均具有極顯著性的空間自相關(guān)性,,表現(xiàn)出中等強(qiáng)度的空間變異性;其空間變異性是地形地貌,、土壤性質(zhì)等自然因素和種植模式,、施肥、灌溉等人為因素交互作用的結(jié)果,,其中人為耕作管理的地理區(qū)位導(dǎo)向作用愈發(fā)明顯,。相同采樣數(shù)量下,以有機(jī)質(zhì)為輔助變量的全氮協(xié)同克里格法插值精度優(yōu)于普通克里格法,,適于當(dāng)下蒲城縣土壤全氮的估值研究,,能夠提供更多局部細(xì)節(jié)信息,但其不適于進(jìn)行主輔變量的柵格比值運(yùn)算來構(gòu)建土壤碳氮比值圖,。
王振華 , 楊培嶺 , 鄭旭榮 , 何新林 , 張金珠 , 李文昊
2014, 45(8):149-159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.024
摘要:分析了膜下滴灌應(yīng)用典型灌區(qū)新疆石河子121團(tuán)連續(xù)4年的定點(diǎn)監(jiān)測膜下滴灌棉田鹽分,。結(jié)果表明,鹽分在膜下滴灌灌水作用下不斷向遠(yuǎn)離滴灌帶的區(qū)域遷移,水平方向逐漸向膜間裸地聚集,,垂直方向逐漸向下層運(yùn)移,。剖面鹽分隨滴灌應(yīng)用年限的增加逐漸由上大下小變化為上下均一的垂線狀,這個過程尤其在滴灌應(yīng)用2~4年表現(xiàn)得比較明顯,。滴灌應(yīng)用4年深層(140cm土層)開始脫鹽,,滴灌應(yīng)用5年基本達(dá)到作物適宜耐鹽含量。鹽分降低主要原因在于當(dāng)?shù)氐墓喔戎贫?。灌水特別是較大定額的灌水,,改變了鹽分自然分布特點(diǎn)。在周期性灌水作用下,,各年生育期內(nèi)鹽分含量相對較低,,土壤鹽分總量呈降低趨勢。鹽分降低主要時期在出苗水灌后及花鈴后期,。隨滴灌應(yīng)用年限的增加,,300cm深度范圍內(nèi)土壤鹽分也逐漸降低,滴灌應(yīng)用約10年左右呈鉛垂線改良型分布特點(diǎn)?,F(xiàn)行膜下滴灌灌水制度在滴灌應(yīng)用5年以上應(yīng)適當(dāng)減少花鈴期的灌水定額,,灌溉定額可降至618mm左右,但苗期灌水仍需保持較大的灌水定額,。
2014, 45(8):160-166. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.025
摘要:為探明經(jīng)濟(jì)熱作小粒咖啡幼樹的水氮精準(zhǔn)管理模式,,研究了4個灌水水平(WS,,75%~85%田間持水量;WH,,65%~75%田間持水量,;WM,55%~65%田間持水量,;WL,,45%~55%田間持水量)和4個施氮水平(NH,0.60g/kg,;NM,,0.40g/kg;NL,,0.20g/kg,;NZ,0g/kg)對小??Х扔讟渖硖匦约八绽玫挠绊?。結(jié)果表明:與WL相比,,增加灌水使葉綠素,、類胡蘿卜素,、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量分別降低5.8%~15.5%,、6.0%~14.4%,、14.2%~30.3%、27.6%~60.0%和22.6%~57.5%,,使根系活力和水分利用效率分別提高15.8%~63.8%和21.6%~29.6%,,降低土壤硝態(tài)氮均值21.5%~36.2%。與NZ相比,,增加施氮使丙二醛降低23.8%~49.8%,,葉綠素、類胡蘿卜素,、脯氨酸,、可溶性糖、根系活力和水分利用效率分別提高49.0%~88.4%,、21.9%~60.9%,、509%~703%、20.7%~52.3%,、23.5%~41.8%和21.6%~53.9%,,同時土壤硝態(tài)氮均值增加2.73~14.44倍。NZ和NL時氮素吸收總量與灌水量顯著正相關(guān),;NM和NH時水分利用效率和氮素吸收總量均隨灌水量先增后減,。不同灌水條件下,水分利用效率,、氮素吸收總量均與施氮量呈顯著二次曲線關(guān)系,。NMWH組合的水分利用效率最大,同時NM和NH處理的氮素表觀利用效率和氮素吸收效率最大,,因此NMWH為水氮高效利用組合,。
2014, 45(8):167-171. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.026
摘要:以冬小麥遙感監(jiān)測耗水與產(chǎn)量為數(shù)據(jù)支持,開展了多種水分生產(chǎn)函數(shù)模型的對比研究,,探求與研究區(qū)相適宜的水分生產(chǎn)函數(shù)模型及其參數(shù),,其中全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)模型分別選擇直線模型、拋物線模型,、D-K模型及指數(shù)模型,;而分生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)模型分別選擇Jensen、Minhas,、Blank,、Stewart及Singh模型。研究結(jié)果表明,冬小麥全生育水分生產(chǎn)函數(shù)模型推薦采用拋物線模型,;而分生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)模型推薦采用Stewart模型,;冬小麥對水分最敏感的階段是抽穗期,其次為揚(yáng)花-成熟期,,而出苗-拔節(jié)期最小,。為此,在北京市大興區(qū)的冬小麥灌溉應(yīng)優(yōu)先滿足抽穗灌漿期的需水,,而在出苗-拔節(jié)期適度減少灌溉量,,可達(dá)到節(jié)水增效目的。
張從鵬 , 羅學(xué)科 , 李玏一 , 毛潭 , 岳向泉
2014, 45(8):172-177,275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.027
摘要:設(shè)計了一種基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的灌區(qū)動態(tài)調(diào)水系統(tǒng),,由安裝于各級渠道上的自動計量閘門集群和運(yùn)行于調(diào)度中心的遠(yuǎn)程調(diào)水控制系統(tǒng)組成,。利用明渠測流理論和傳感測量技術(shù),實現(xiàn)了閘門的計量功能,;對稱雙輪雙向卷拉驅(qū)動機(jī)構(gòu)和中空蜂窩閘板結(jié)構(gòu)設(shè)計,,提高了閘門啟閉運(yùn)動的可靠性和閘門運(yùn)行能效;開發(fā)了基于ARM的閘門終端控制器,,實現(xiàn)了閘門終端的智能控制和無線遠(yuǎn)程通訊,,多種閘門工作模式可滿足不同的應(yīng)用需求;設(shè)計了太陽能供電與電源管理系統(tǒng),,解決了閘門野外工作的供電問題,;開發(fā)了遠(yuǎn)程動態(tài)調(diào)水控制的應(yīng)用軟件包,實現(xiàn)了對閘門的遠(yuǎn)程監(jiān)控與聯(lián)動調(diào)水,。實驗表明,,閘門終端環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),性能穩(wěn)定,,動態(tài)水位誤差小于5mm,,閘門定位誤差小于1mm,自由流的測流誤差小于4.6%,,淹沒流測流誤差小于8.3%,,可滿足各類自動調(diào)水工程應(yīng)用。
2014, 45(8):178-183. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.028
摘要:對生物質(zhì)氣化-固體氧化物燃料電池/燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的特性及不同運(yùn)行參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行了分析,。生物質(zhì)氣化為以水蒸氣為氣化介質(zhì)的基于UNIQUE概念的流化床氣化,、高溫凈化系統(tǒng),建模中采用了化學(xué)動力學(xué)模型,,并以萘作為焦油成分,。基于所建立的系統(tǒng)模型,,分析了生物質(zhì)含水率和燃料利用率等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,。結(jié)果表明,,與其他生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù)相比該系統(tǒng)具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率,在200kW規(guī)模,,生物質(zhì)含水率為20%時,,電效率可以達(dá)到47%。生物質(zhì)含水率增加會降低系統(tǒng)的輸出功率,,系統(tǒng)效率下降明顯,;SOFC燃料利用率提高時系統(tǒng)輸出功率變化不明顯,但系統(tǒng)效率會明顯提高,。
2014, 45(8):184-189. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.029
摘要:以醋酸為改性介質(zhì),從醇油摩爾比,、催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù),、酯交換溫度及時間等因素出發(fā),并輔以熱重分析儀,、X射線衍射儀,、N2吸附儀和哈米特指示劑等催化劑表征手段,通過酯交換實驗系統(tǒng)研究改性電石渣催化酯交換的特性,。酯交換原料油(花生油)脂肪酸中的碳原子長度主要為16~18碳,;醋酸改性后,電石渣主要成分為(CH3COO)2Ca·0.5H2O,,經(jīng)800℃煅燒活化處理后轉(zhuǎn)變?yōu)镃aO,,比表面積為19.07m2/g、比孔容積為 0.0814cm3/g,,且能夠表現(xiàn)出比未改性電石渣煅燒產(chǎn)物更強(qiáng)的催化酯交換性能,。在醇油摩爾比15、催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%,、酯交換溫度59℃,、酯交換時間2h的工況下,醋酸改性電石渣催化酯交換能取得甘油收率為96.79%,,且重復(fù)使用5次時,,甘油收率仍能達(dá)到92.90%。
張俊姣 , 葉小寧 , 張潤禾 , 陸強(qiáng) , 王體朋 , 董長青
2014, 45(8):190-196. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.030
摘要:利用Py-GC/MS(快速熱解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用)裝置進(jìn)行了甘蔗渣的兩級快速熱解實驗,,考察了甘蔗渣一級快速熱解的產(chǎn)物分布特性以及一級熱解溫度對后續(xù)二級熱解產(chǎn)物分布的影響,。實驗結(jié)果表明,甘蔗渣低溫一級熱解產(chǎn)物富含4-乙烯基苯酚(4-VP),,在250℃熱解時4-VP的選擇性最高(相對峰面積百分比高達(dá)48.11%),,而在300℃熱解時4-VP的產(chǎn)率最大。一級熱解溫度對后續(xù)二級熱解產(chǎn)物分布有著較大的影響,,隨著一級熱解溫度的升高,,二級熱解產(chǎn)物中左旋葡聚糖(LG)含量顯著增加,,而多數(shù)其他產(chǎn)物的含量則顯著降低;根據(jù)產(chǎn)物組成可以判斷,,300℃下的一級熱解固體產(chǎn)物進(jìn)行二級熱解所獲得的生物油,,與甘蔗渣直接在500℃快速熱解獲得的生物油相比,具有更高的燃料品位,。由此可確定甘蔗渣兩級快速熱解的應(yīng)用方式應(yīng)為:首先在300℃下進(jìn)行一級快速熱解制備4-VP,,隨后對固體殘渣在500℃進(jìn)行二級熱解獲得高品位生物油。
2014, 45(8):197-200,320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.031
摘要:針對目前針葉類林木松樹厭氧發(fā)酵前預(yù)處理效果差,、成本高的問題,,在添加食品廢棄物的條件下,研究好氧堆肥方法對松木屑(6.35mm,、9.53mm和 12.70mm)和食品廢棄物混合物料的預(yù)處理效果,,以及對后續(xù)干式厭氧發(fā)酵過程的影響。研究結(jié)果表明,,好氧堆肥過程對松木屑的預(yù)處理效果明顯,,但隨著松木屑粒徑的增大預(yù)處理效果降低;經(jīng)堆肥預(yù)處理后物料的厭氧發(fā)酵原料的VS產(chǎn)氣率均維持在199~215L/kg范圍內(nèi),,約為未預(yù)處理組的1.4倍,,而且發(fā)酵后物料中的VFA總量均維持在24.5左右,約為未堆肥預(yù)處理組的1.5倍,,后續(xù)產(chǎn)氣潛力更大,。
劉偉偉 , 馬歡 , 袁麗霞 , 姚建銘 , 吳金勇 , 陳祥松
2014, 45(8):201-205. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.032
摘要:為實現(xiàn)高酸值油料更加高效、綠色的生物柴油制備,,以餐廚廢油水解后脂肪酸為原料,,采用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為固體酸催化劑,在氣相反應(yīng)條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)制備生物柴油,。采用正交試驗設(shè)計的方法考察了催化劑用量,、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等因素對酯化效果的綜合影響,,獲得最佳的工藝條件為:催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%,,反應(yīng)時間60min,反應(yīng)溫度105℃,。在此條件下催化劑可重復(fù)使用5次,,制備的生物柴油酸值(以KOH計)僅為0.64mg/g,酯化率可達(dá)99.65%,,產(chǎn)品達(dá)到GB/T 20828—2007相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),。
2014, 45(8):206-213. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.033
摘要:以HZSM-5為載體,通過浸漬法制備不同NiO負(fù)載量的NiO/HZSM-5催化劑并進(jìn)行表征,,發(fā)現(xiàn)負(fù)載量為8%的催化劑表面形貌相對平整,,比表面積,、酸位等特性較理想。通過生物油模擬物催化試驗對催化劑性能進(jìn)行評價,試驗結(jié)果表明負(fù)載量和反應(yīng)溫度都對催化劑活性有明顯影響,。在反應(yīng)溫度為400℃時,,負(fù)載量為8%的催化劑使模擬物中甲苯和愈創(chuàng)木酚具有較好的轉(zhuǎn)化率,分別達(dá)到83%和88%,;較HZSM-5催化的情況分別提高60%和70%,。改性后生物油的熱值也可增加約30%。負(fù)載物NiO的加入使催化劑表面強(qiáng)酸位降低約45%,,同時提高了催化劑的穩(wěn)定性和抗積碳能力,,延長了催化劑使用壽命,其中8-ZSM-5催化劑在反應(yīng)6h后仍保持較高活性,。
2014, 45(8):214-219. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.034
摘要:研究不同彎度的風(fēng)力機(jī)專用翼型修改前后的氣動性能,,揭示相對彎度對鈍尾緣改型增升效果的影響規(guī)律。利用XFOIL軟件,,對低速翼型S809、S823和S830進(jìn)行尾緣厚度對稱分布的鈍尾緣改型,。采用S-A和k-ω SST湍流模型模擬翼型原型的氣動性能,,并用實驗數(shù)據(jù)比較兩模型的計算精度。進(jìn)而基于精度較高的k-ω SST湍流模型,,計算了修改后翼型的升,、阻力系數(shù)、升阻比和三者增幅,,以及翼型表面壓力系數(shù)分布,。結(jié)果表明:對低速翼型進(jìn)行鈍尾緣改型時,隨相對彎度增大,,升力系數(shù)增幅在一定攻角范圍內(nèi)先增大后減小,,升阻比增幅在一定攻角之前呈遞增趨勢;相對彎度約為2.5%弦長的翼型增升效果最佳,,且大彎度翼型不適合鈍尾緣改型,。
2014, 45(8):220-224. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.035
摘要:將多孔介質(zhì)的物理構(gòu)成分為具有分形結(jié)構(gòu)的團(tuán)聚體集合和不具有分形特性的固相和孔隙相,建立了簡化單元體模型解釋其微觀結(jié)構(gòu),。結(jié)合多孔介質(zhì)在干燥過程中熱量守恒定律和傅里葉導(dǎo)熱定律導(dǎo)出了材料總有效熱導(dǎo)率模型,。此模型無經(jīng)驗常數(shù),每一個參數(shù)都有物理意義,。研究結(jié)果表明,,有效熱導(dǎo)率與迂曲分形維數(shù)、面積分形維數(shù),、孔隙率和熱風(fēng)溫度呈反比,,與熱風(fēng)速率和時間呈正比,。
2014, 45(8):225-230. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.036
摘要:采用靜態(tài)稱量法研究了25℃下凍干扇貝肉(包括純扇貝肉(PS)和按總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加5%麥芽糊精的扇貝肉(PS-MD))的吸附等溫線;采用差示掃描量熱法測定了PS和PS-MD的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和凍結(jié)點(diǎn)溫度TF,。分別采用Gordon-Taylor方程和Clausius-Clapeyron方程擬合Tg和TF數(shù)據(jù),,構(gòu)建扇貝肉的狀態(tài)圖,探討添加麥芽糊精(MD)對扇貝肉貯藏穩(wěn)定性的影響,。結(jié)果表明,,扇貝肉的水分吸附等溫線呈J型,描述扇貝肉水分吸附特性的適宜模型為GAB模型,。扇貝肉的平衡干基含水率隨水分活度aw的增加而增加,。aw一定時,平衡干基含水率隨MD添加而降低,,尤其是當(dāng)aw>0.62時更明顯,。添加MD降低了扇貝肉的GAB單分子層干基含水率,其值由0.0822g/g降低至0.0716g/g,。扇貝肉的Tg隨含水率升高而降低,,PS濕基含水率由2.81%增加至21.96%時,Tg由-4.25℃降低至-60.92℃,;PS-MD濕基含水率由2.11%增加至19.72%時,,Tg由1.32℃降低至-51.41℃。扇貝肉的TF隨著固形物含量的增加而降低,。根據(jù)扇貝肉的狀態(tài)圖,,PS和PS-MD最大冷凍濃縮溶液時的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T′g分別為-70.99℃和-54.58℃,與之對應(yīng)的溶質(zhì)含量分別為76.7%和82.0%,,非凍結(jié)水含量分別為23.3%和18.0%,。
呂為喬 , 王也 , 韓清華 , 李樹君 , 尹青 , 馬季威
2014, 45(8):231-235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.037
摘要:研究了不同微波功率下,微波流態(tài)化干燥姜片的工藝和品質(zhì),。在工藝參數(shù)比較適中的0.7W/g的微波功率下,,姜片流態(tài)化干燥時間為1.83h,與75℃熱風(fēng)干燥相比干燥時間縮短了6.67h,,且維生素C保有率優(yōu)于熱風(fēng)干燥,。然而,微波流態(tài)化干燥,,姜片的微觀結(jié)構(gòu)和復(fù)水能力都發(fā)生了明顯的變化,,當(dāng)干基含水率降到200%以下,姜片的感官品質(zhì)變化很快,。發(fā)揮微波流態(tài)化干燥的相對優(yōu)勢,,需要控制干燥后期的降水速度,這也是改進(jìn)工藝的研究重點(diǎn),。
2014, 45(8):236-240. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.038
摘要:制取了綠豆,、馬鈴薯,、錐栗和板栗消化抗性淀粉,并對它們體外厭氧發(fā)酵前,、后腸道菌群及其結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了研究,。結(jié)果表明:4種消化抗性淀粉對雙歧桿菌和乳酸桿菌都有明顯的增殖作用,對大腸桿菌有顯著抑制作用,,對產(chǎn)氣莢膜梭菌有較強(qiáng)抑制作用,,對糞腸球菌、梭狀桿菌,、兼性細(xì)菌無明顯影響,。發(fā)酵液總酸度增大,說明4種消化抗性淀粉能被腸道微生物發(fā)酵利用,。4種消化抗性淀粉經(jīng)發(fā)酵后,,平均聚合度降低較明顯,但具有更大的比表面積和密度,,這種結(jié)構(gòu)變化可能會使其吸附能力增加,,有利于其他益生作用的發(fā)生。發(fā)酵后4種消化抗性淀粉的晶型均變?yōu)锳型,,且微晶度降低,。
文鵬程 , 王軍 , 任發(fā)政 , 韓玲 , 王琳琳 , 紀(jì)銀莉
2014, 45(8):241-247. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.039
摘要:以脫脂牦牛乳為試驗材料,發(fā)酵3.5h滴定酸度為試驗指標(biāo),,在不同菌種最佳組合方式篩選的研究基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面Box-Behnken中心組合試驗研究了4株篩自牧區(qū),、發(fā)酵性能優(yōu)良的菌種:保加利亞乳桿菌(MGD1-3),、嗜熱鏈球菌(MGB39-5)、嗜熱鏈球菌(G81-1),、植物乳桿菌(BM5152)不同接種比例對牧區(qū)奶干渣發(fā)酵效果的影響,。結(jié)果表明,優(yōu)化得到最優(yōu)組合式發(fā)酵劑為:MGD1-3體積分?jǐn)?shù)3.06%,、MGB39-5體積分?jǐn)?shù)0.64%,、G81-1體積分?jǐn)?shù)0.55%、BM5152體積分?jǐn)?shù)2.04%,,滴定酸度為75.87°T,。為了便于實際操作,確定最終體積接種比為:MGD1-3∶MGB39-5∶G81-1∶BM5152=30∶6∶5∶20,,接種量體積分?jǐn)?shù)為6.0%,,該條件下進(jìn)行3次平行試驗,得到滴定酸度平均值為74.21°T,;將接種優(yōu)化后組合式發(fā)酵劑制成的奶干渣(試驗組)與牧區(qū)采集奶干渣(對照組)進(jìn)行感官與理化指標(biāo)比較,,結(jié)果表明該組合式發(fā)酵劑發(fā)酵性能優(yōu)良,。
2014, 45(8):248-253,281. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.040
摘要:利用設(shè)計的仿齒壓頭進(jìn)行了食品質(zhì)地測試,并提取了咀嚼過程中咬肌肌電圖的特征值,。研究表明:仿齒壓頭測試數(shù)據(jù)與特征值相關(guān)性顯著,;第1次壓縮做功與咬肌活動量、硬度與咬肌信號峰值的相關(guān)系數(shù)分別為0.866,、0.934,,均大于普通壓頭的測試數(shù)據(jù)與特征值的相關(guān)系數(shù)(0.740、0.907),。利用仿齒壓頭測得的質(zhì)地特性與咬肌活動變化規(guī)律的平均密切程度比普通壓頭高9.3%,,仿齒壓頭能更好地反映食品的實際質(zhì)地特性。
王春梅 , 顧行發(fā) , 余濤 , 孟慶巖 , 劉苗 , 李玲玲
2014, 45(8):254-261,235. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.041
摘要:準(zhǔn)確獲取春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度的時空變異特征,,對春小麥生長參數(shù)時空分析至關(guān)重要,,也是利用遙感準(zhǔn)確反演春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度必須解決的問題,對于尺度轉(zhuǎn)換研究具有十分重要的意義,。綜合運(yùn)用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法,、地質(zhì)統(tǒng)計分析方法及時間穩(wěn)定分析方法,研究了春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度在不同生育階段的時空變異特征,,并探討了二者的關(guān)系,,建立了綜合考慮時空特征的春小麥葉面積指數(shù)增長模型。研究結(jié)果表明:在研究條件下,,春小麥覆蓋度和葉面積指數(shù)隨時間的變化趨勢相似,,但二者變異系數(shù)(CV)的變化趨勢明顯不同,隨著春小麥的不斷生長,,覆蓋度CV不斷減小,,而葉面積指數(shù)CV則是先增加后減小,;春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度都具有空間結(jié)構(gòu),,其中在播種-分蘗階段(頭水灌溉前)的空間相關(guān)距離最大(50~60m),頭水灌溉后,,春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度的空間相關(guān)距都減小,,其中葉面積指數(shù)相對比較穩(wěn)定(約20m);春小麥葉面積指數(shù)和覆蓋度均具有時間穩(wěn)定特征,,播種-分蘗階段處于頭水灌溉前,,這個階段的春小麥覆蓋度對其在整個生育期的穩(wěn)定性有顯著影響,相比之下,,這個階段的葉面積指數(shù)對其在整個生育期的穩(wěn)定性影響不明顯,;春小麥葉面積指數(shù)除了與生育期有密切的時間相關(guān)關(guān)系外,還在一定范圍內(nèi)與覆蓋度有顯著的空間相關(guān)關(guān)系,為此從時空變異角度,,建立了一個以生育期和覆蓋度為預(yù)報因子的葉面積指數(shù)增長模型,,經(jīng)檢驗,擬合模型方程在置信度0.01水平上表現(xiàn)顯著,。葉面積指數(shù)增長模型將不同時間的葉面積結(jié)合了空間上的變異特征,,較之前的僅基于生育期的Logistic模型適應(yīng)性更廣。
2014, 45(8):262-268. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.042
摘要:為探明煙草響應(yīng)鉬脅迫光合生理機(jī)制,,研究了缺鉬脅迫對煙草光合氣體交換,、葉綠素?zé)晒鈪?shù)和葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:缺鉬培養(yǎng)10d后,,煙苗光合色素含量和凈光合速率較對照有所降低,,胞間二氧化碳濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率提高,,光系統(tǒng)初始熒光和非光化學(xué)猝滅系數(shù)提高,,光合電子傳遞速率和最大光化學(xué)效率降低,但差異均不顯著,;煙苗的葉綠體基類片層和基質(zhì)片層排列松散,,淀粉粒數(shù)量少。培養(yǎng)20d時,,缺鉬和對照煙苗的多數(shù)指標(biāo)差異顯著,。培養(yǎng)30d時,除蒸騰速率外,,缺鉬和對照煙苗的其它指標(biāo)差異均顯著,,葉綠體片層結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重,淀粉粒發(fā)育差,。缺鉬脅迫損傷了葉綠體超微結(jié)構(gòu),,抑制了原初光能轉(zhuǎn)化效率,降低了光合能力,。且隨脅迫時間延長,缺素表現(xiàn)明顯,。
2014, 45(8):269-275. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.043
摘要:為探索蘋果葉片葉綠素含量(質(zhì)量比),、葉片含水率與反射光譜之間的關(guān)系,以華北地區(qū)蘋果樹為研究對象,,分別測定了各個關(guān)鍵生長期蘋果葉片的光譜反射率,、葉綠素含量和葉片含水率。分析光譜反射率與葉綠素含量以及葉片含水率之間相關(guān)性發(fā)現(xiàn),,在不同生長時期,,蘋果葉片葉綠素a含量與反射光譜在515~590nm和688~715nm兩組波段內(nèi)具有較高的相關(guān)性,且果實成熟期數(shù)據(jù)顯示相關(guān)度最高(R2=0.6)。在420~500nm,、640~680nm,、740~860nm 3個波段葉片含水率與反射光譜有較高的相關(guān)性,且果實膨大期的葉片含水率在可見光波段的相關(guān)系數(shù)最大,。根據(jù)所選敏感波段,,分別利用多元線性回歸、主成分分析和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建立基于反射光譜的蘋果葉片不同生長時期葉綠素和含水率的預(yù)測模型,。通過對所建立的預(yù)測模型進(jìn)行校驗,,結(jié)果顯示,利用主成分分析方法所建立的蘋果葉片葉綠素含量預(yù)測模型的決定系數(shù)最高(R2=0.8852),,校驗系數(shù)為0.8289,。該模型可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測蘋果葉片葉綠素含量。而采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)所建立蘋果葉片含水率預(yù)測模型的決定系數(shù)R2=0.862,,校驗系數(shù)為0.8375,,預(yù)測效果最好。
吳偉斌 , 馮灼峰 , 洪添勝 , 張立俊 , 杜俊毅 , 黃雙萍
2014, 45(8):276-281. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.044
摘要:提出一種基于廣角攝像技術(shù)的柑橘樹葉面積指數(shù)快速,、簡易檢測方法,。將廣角攝像鏡頭拍攝的柑橘樹圖像導(dǎo)入計算機(jī),進(jìn)行灰度化,、圖像增強(qiáng),、濾波處理與二值化處理,計算出柑橘樹冠層的孔隙率,,據(jù)此推導(dǎo)柑橘樹冠層葉面積指數(shù),。試驗以掃描法檢測結(jié)果作為真實值,并以加拿大WinSCANOPY型冠層分析儀與本系統(tǒng)作檢測效果對比,,結(jié)果表明在同等試驗條件下,,利用WinSCANOPY型冠層分析儀檢測柑橘樹葉面積指數(shù)的相對誤差變化范圍為-30.39%~43.53%,相對誤差絕對值的平均值為18.90%,,本系統(tǒng)檢測的相對誤差變化范圍為-27.26%~37.06%,,相對誤差絕對值的平均值為19.91%,滿足柑橘樹冠層LAI檢測試驗要求,。
2014, 45(8):282-287. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.045
摘要:提出了一種基于葉綠素相對值(SPAD)的植物葉色模擬方法,。首先利用自制的葉色數(shù)據(jù)采集裝置,在外部環(huán)境恒定的條件下采集葉色數(shù)據(jù),,跟蹤監(jiān)測葉片不同生理時期的葉色變化,。再基于數(shù)據(jù)對葉色進(jìn)行分析,構(gòu)建SPAD值與特定光環(huán)境下葉片顏色值的關(guān)系函數(shù),,并利用該函數(shù)推導(dǎo)出葉片的漫反射計算公式,;最后采用基于SPAD紋理的方法對葉片表面的顏色差異以及隨著時間發(fā)生的老化現(xiàn)象進(jìn)行模擬,。結(jié)果顯示在確定的恒定外部環(huán)境下,SPAD值與葉片漫反射紅綠藍(lán)三通道關(guān)系函數(shù)呈指數(shù)關(guān)系,,決定系數(shù)分別為0.972,、0.968、0.509,,表明SPAD與葉片漫反射顏色之間存在相關(guān)性,,因此可利用SPAD作為驅(qū)動因子進(jìn)行葉色仿真。同時,,從視覺角度加以分析,,基于SPAD的葉色模擬結(jié)果與真實圖像對比,葉色的變化趨勢一致,,結(jié)果較真實,。
2014, 45(8):288-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.046
摘要:水果表皮缺陷的有效檢測是水果自動化無損檢測重要的部分,并且表皮缺陷的準(zhǔn)確分割是對缺陷果準(zhǔn)確分級的前提,,也有助于缺陷果的分類識別,。然而,通常水果表面具有較大的曲率變化,,這種變化的曲率導(dǎo)致水果表面對同一入射光源照度反射的不均,,進(jìn)而影響缺陷區(qū)域的準(zhǔn)確分割。本研究以平谷大桃為例,,提出采用基于形態(tài)學(xué)梯度重構(gòu)和內(nèi)外標(biāo)記的分水嶺算法對水果表面缺陷進(jìn)行分割,。首先,提取R通道圖像,,采用NIR圖像構(gòu)建掩模模板并對R通道圖像去背景,;隨后,去除背景后的圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)梯度變化獲取梯度圖像,,并對梯度變化后的圖像進(jìn)行梯度重建以去除水果表面的細(xì)小噪聲,;接著,對重建后的梯度圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)標(biāo)記運(yùn)算獲取標(biāo)記圖像,;然后,,采用標(biāo)準(zhǔn)分水嶺算法實現(xiàn)缺陷的準(zhǔn)確分割。對正常果,、刺傷果,、裂果、黑斑果,、蟲咬傷果、腐爛果和疤傷果7種表皮類型樣本共計525幅圖像檢測結(jié)果表明,,能夠獲得96.8%識別率,。實驗證明,基于形態(tài)學(xué)梯度重構(gòu)和標(biāo)記提取的分水嶺算法能夠有效用于桃子表面缺陷的分割,并不會受到桃子表面光照不均的影響,。
2014, 45(8):294-298,327. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.047
摘要:傳統(tǒng)的近紅外光譜分析系統(tǒng)是單機(jī)版,,建模工作難度大。為了在近紅外光譜分析中實現(xiàn)對現(xiàn)有光譜模型資源共享,,提出利用云計算中心的高性能服務(wù)器代替單機(jī)版的主機(jī),,然后在云服務(wù)器上開發(fā)近紅外光譜軟件分析系統(tǒng),并詳細(xì)分析了近紅外光譜云分析系統(tǒng)的構(gòu)架與設(shè)計步驟,。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)近紅外光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理,、定量分析、定性分析以及光譜模型查找和光譜模型轉(zhuǎn)移等功能,。最后以潲水油近紅外光譜定性鑒別為例,,分析比較了單機(jī)版和基于云計算的近紅外光譜分析結(jié)果。在近紅外光譜云分析系統(tǒng)中,,對預(yù)測集58個樣品進(jìn)行判別,,總體鑒別正確率為86.21%,這一結(jié)果與在單機(jī)環(huán)境下的分析結(jié)果完全一致,。實驗結(jié)果表明近紅外光譜云分析系統(tǒng)具有成本低,、建模方便、接入方式靈活,、可實現(xiàn)資源共享和遠(yuǎn)程訪問等優(yōu)點(diǎn),。
2014, 45(8):299-306. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.048
摘要:基于車輛在行駛過程中的運(yùn)動特性,提出了一種耦合型4-UPS/UPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為車輛運(yùn)動模擬臺,。應(yīng)用螺旋理論分析了中間約束分支對上平臺的約束作用,,并基于Grassmenn線幾何分析了機(jī)構(gòu)的鉸鏈點(diǎn)布置對機(jī)構(gòu)奇異的影響。利用旋轉(zhuǎn)矩陣的運(yùn)動算子功能對機(jī)構(gòu)的耦合運(yùn)動特性進(jìn)行了分析,?;谛克俣取⒓铀俣?,建立了機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型,,并利用剛體的牛頓-歐拉公式建立了機(jī)構(gòu)(包括各個分支)詳盡的動力學(xué)模型,并給出了相應(yīng)的數(shù)值算例進(jìn)行驗證,。
2014, 45(8):307-313. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.049
摘要:提出了能實現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動和二維移動的空間4-UPS-RPU4自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu),,并對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和工作空間分析。4-UPS-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)包含5條驅(qū)動分支,,其中4條分支為UPS(虎克鉸-移動副-球副)結(jié)構(gòu),,1條分支為RPU(轉(zhuǎn)動副-移動副-虎克鉸)結(jié)構(gòu)。建立了該機(jī)構(gòu)的位置反解數(shù)學(xué)模型,,推導(dǎo)出了該機(jī)構(gòu)的速度雅可比矩陣和加速度分析表達(dá)式,,求解了機(jī)構(gòu)的位置反解,、速度和加速度,并在此基礎(chǔ)上分析該機(jī)構(gòu)的工作空間,。研究結(jié)果為4-UPS-RPU冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的實際應(yīng)用提供了理論依據(jù),。
李軍強(qiáng) , 王娟 , 劉今越 , 陳貴亮
2014, 45(8):314-320. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.050
摘要:設(shè)計了一種具有3個工作面新型結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器,轉(zhuǎn)子2個端面和圓柱面均為工作面,,在不增大轉(zhuǎn)子體積的情況下,,有效增加了轉(zhuǎn)子工作面積?;诖帕髯円号c磁芯材料特性,,對阻尼器進(jìn)行了磁路設(shè)計,獲得了阻尼器的相關(guān)機(jī)械參數(shù)與電氣參數(shù),。針對阻尼器結(jié)構(gòu)特點(diǎn),,應(yīng)用有限元法,建立了磁流變阻尼器的有限元模型,,并對其進(jìn)行了電磁場分析,,得到了阻尼器模型的電磁場物理量。結(jié)合有限元分析結(jié)果與磁流變液的本構(gòu)關(guān)系,,對磁流變阻尼器的力學(xué)性能進(jìn)行了仿真研究,。在此基礎(chǔ)上,研制了磁流變阻尼器及其力學(xué)性能測試系統(tǒng),,對阻尼器的力學(xué)性能進(jìn)行了實驗研究,,得到了阻尼器的力矩-轉(zhuǎn)速力學(xué)特性以及屈服力矩-電流力學(xué)特性。
2014, 45(8):321-327. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.051
摘要:通過對機(jī)器人臂桿的分析研究,,把機(jī)器人臂桿當(dāng)作一個柔性桿進(jìn)行處理,,分別求出其拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲的撓度,,運(yùn)用誤差參數(shù)建立運(yùn)動學(xué)模型,,從而求得臂桿末端撓度的映射模型,并結(jié)合機(jī)器人各關(guān)節(jié)傳動誤差在機(jī)器人操作末端上的撓度誤差映射,,最終在機(jī)器人操作末端疊加關(guān)節(jié)撓度和臂桿撓度,,通過剛度的定義求解出機(jī)器人總的操作空間剛度。建立的機(jī)器人剛度模型可為機(jī)器人切削加工過程中刀具的誤差補(bǔ)償提供依據(jù),。
2014, 45(8):328-333. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.052
摘要:針對變剛度電液位置伺服系統(tǒng)在快速定位控制中存在的超調(diào)現(xiàn)象,,考慮負(fù)載剛度對位置伺服系統(tǒng)的影響,提出了模糊速度補(bǔ)償μ復(fù)合控制策略,,給出復(fù)合控制策略的工作原理,,導(dǎo)出速度流量補(bǔ)償模型。設(shè)計模糊速度補(bǔ)償器及魯棒μ控制器,,實現(xiàn)了伺服缸無擾速度補(bǔ)償及負(fù)載剛度攝動的抑制,,應(yīng)用Matlab,、AMESim聯(lián)合仿真和半實物仿真平臺分別進(jìn)行復(fù)合控制策略驗證,仿真及實驗結(jié)果表明,μ控制器有效抑制了負(fù)載剛度攝動,,而速度補(bǔ)償?shù)囊胧瓜到y(tǒng)在快速性條件下實現(xiàn)了位置的精確定位控制,驗證了所提控制策略的有效性,。
2014, 45(8):334-338,346. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.053
摘要:設(shè)計了一種主從手均為液壓Stewart機(jī)構(gòu)的主從控制系統(tǒng),,用于操作者以遙操作的方式進(jìn)行復(fù)雜曲面的研磨,避免研磨粉塵對現(xiàn)場工作的工人造成呼吸道傷害,。針對該機(jī)構(gòu)需具有六維力反饋的工作要求,,采用基于工作空間的四通道力覺雙向伺服策略,以降低連桿差異和外界干擾力等非線性因素的影響,,提高力反饋精度,。在此基礎(chǔ)上提出了六維的策略切換控制,解決因從端遭遇剛性沖擊引起的主手震蕩問題,。通過柔性及剛性碰撞實驗證明了該策略的有效性,。
2014, 45(8):339-346. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.054
摘要:設(shè)計了一種使用擺線內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子為計量元件的容積式流量計。該結(jié)構(gòu)流量計具有耐高壓,,結(jié)構(gòu)簡單,、精度高,大流量時壓力損失小等優(yōu)點(diǎn),。設(shè)計了擺線轉(zhuǎn)子流量計樣機(jī),,搭建了實驗平臺對其性能進(jìn)行測試,給出了其流量系數(shù)曲線,,并對影響容積式流量計精度的原因進(jìn)行了分析,。針對產(chǎn)生測量誤差的原因,提出了對流量系數(shù)進(jìn)行線性補(bǔ)償?shù)姆椒▉硇拚嬃拷Y(jié)果,。結(jié)果表明,,通過修正后實驗樣機(jī)對1~100L/min的流量在31.5MPa以下的計量精度可達(dá)±0.3%。
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