基于TRIZ的割草机器人功能设计方法研究

为进一步提升适用于草坪园艺管理的割草机器人整体作业效率,引入TRIZ发明问题解决理论针对其系统功能设计方法展开研究.根据割草机器人进行割草作业的运动学机理与系统实现功能构成,以TRIZ解决问题理论为基点,搭建割草作业核心解决问题模型,以降低其运行故障率.将TRIZ理论中的设计问题分析与冲突分析进行耦合,通过系统构件设计...     

不同水氮条件下生物炭对夏玉米水氮耦合效应的影响

[目的]提高水氮亏缺下夏玉米籽粒产量并促进水氮耦合效应,实现夏玉米节水增产.[方法]采用田间小区试验,设定4个生物炭施用水平(0、5、10、15 t/hm2,分别记为C0、C1、C2、C3)、2种灌溉方式(正常灌溉I1、亏缺灌溉I2)和2个施氮水平(常规施氮N1、亏缺施氮N2),正常、亏缺灌溉灌水量分别为100％和50...     

温室番茄营养生长期叶片蒸腾速率的模拟模型研究

建立节水条件下作物叶片的蒸腾速率模拟模型将为温室作物节水灌溉提供理论依据。本研究以温室盆栽番茄营养生长期叶片为研究对象,在温室内进行了不同定植期和水分处理试验。以光合速率光响应曲线模拟值为基础,建立了不同水分条件下的气孔导度模型以及基于气孔导度模型的Penman-Monteith叶片蒸腾速率模型,并采用不同播期试验下的试验数据对建立的模型进行检验。结果表明,气孔导度模型模拟番茄叶片气孔导度的均方根误差(RMSE)和相对回归估计标准误差(rRMSE)分别为0.0109mol/(m2·s)(H2O)和12.83%,叶片蒸腾速率模型的RMSE和rRMSE分别为0.18mmol/(m2·s)(H2O)和15.55%。建立的番茄叶片蒸腾速率模型实现了通过基本温室气象参数和土壤水分参数模拟叶片蒸腾速率,模拟精度较高,参数便于获取,是对短时间尺度蒸腾速率模拟研究的有益探索,具有一定的理论意义和良好的应用前景。     

甘蔗剥叶元件工作过程受力的动态仿真分析

剥叶元件是甘蔗剥叶机构的核心元件,其工作质量直接影响着甘蔗剥叶的效率和质量。为此,用虚拟仿真的方法分析了小型甘蔗剥叶机剥叶元件工作过程中的受力情况;建立了一个与剥叶元件动力学等价的ADAMS仿真模型,通过计算机动态仿真实际甘蔗剥叶机的运行,获取仿真模型的动力学特性曲线,为剥叶元件的优化设计提供基础和依据。     

车辆道路模拟的计算机仿真系统设计研究

为了对道路随机激励下车辆的平顺性动力学进行研究首先必须建立道路高程的时间历程。为了对时域内道路的数学模型、算法设计和道路仿真实现的研究,分析了道路不平顺高程从频域向时域的转换方法并在建模数值道路过程中考虑了车轮之间以及两轮辙之间的相关性,设计了三种主要的道路模拟算法——谐波叠加法、白噪声过滤法和基于道路功率谱离散的逆Fourier变换法并将其于MATlab平台上集成为专用的道路仿真系统。为使仿真尽可能真实,包括时域中的双轮辙关系、道路仿真算法的改进以及多元算法的集成等方面也给予了重视。仿真算例研究表明了所用方法原理上的普适性、有效性,以及仿真结果与实际道路的一致性。     

长江中下游地区Venlo型温室空气温湿度以及黄瓜蒸腾速率模拟研究

根据温室能量和质量平衡的物理学原理,建立了一个以温室外气候条件(太阳辐射、温度、湿度、风速等)为驱动变量,以温室结构、温室覆盖材料、温室内作物(高度、叶面积指数)为参数的温室小气候模拟模型,并利用上海Venlo型温室的三季试验数据对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测中国长江中下游地区Venlo型温室内夏季和冬季空气温度、湿度以及作物蒸腾速率。模型对该地区夏干季节(2001年8月,三伏天)、夏湿季节(2002年6月下旬至7月中旬,梅雨季节)和冬季(2002年1月27日~2月5日)温室内空气温度、湿度以及作物蒸腾速率预测值与实际观测值的决定系数(R²)和标准误(SE)分别为：0.89,0.75,0.52;1.1℃,4.4%,0.040 g·m^-2·s^-1;0.80,0.84,0.77;1.5℃,4.4%,0.018 g·m^-2·s^-1;0.84,0.59,0.73;1.6℃,6.0%,0.012 g·m^-2·s^-1。该研究为进一步探讨温室环境的优化调控提供了理论依据和决策支持。     

离心泵内叶轮与蜗壳间耦合流动的三维紊流数值模拟

根据离心泵通道的几何和流场特点,探讨了离心泵叶轮通道结构化多块网格划分中的一些处理方法。同时求解三维时均Ｎ-Ｓ方程,并采用“冻结转子法”处理叶轮与蜗壳间动静耦合流动的参数传递和相互干扰问题,对某一设计工况下离心泵内的全三维紊流场进行了计算,捕捉到了离心泵叶轮内、叶轮与蜗壳间及蜗壳内的压力分布、速度分布和旋涡的结构与演化特征等重要流动信息。结果表明,该方法能够较为准确地预测出离心泵叶轮与蜗壳间及内部的流动特性,所得结果对进行离心泵的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。     

进水池对水泵进水条件影响的数值模拟和试验

采用有限体积法和非结构网格,数值模拟了两种进水池设计方案对水泵进水条件的影响,并利用物理模型试验对数值计算结果进行了验证。数值计算结果表明,在进水池长度、宽度和喇叭口淹没深度等其他设计参数相同时,与矩形进水池相比,平面对称蜗壳形进水池配合导水锥的进水设计可以有效减小水泵吸水管内横向流速,抑制涡流强度,较好地改善水泵的进水条件。     

大豆蛋白质单螺杆挤压熔体输送段的数值模拟

采用控制容积法,对大豆蛋白质单螺杆挤压的熔体输送段进行了准三维的数值模拟,并考察了工艺参数对挤压过程的影响。研究结果表明,沿流速度呈现明显的拖曳流和压力流复合的特征;无量纲温度及其波动随着螺杆转速的增高而升高,随着含水率的增大而降低;压力梯度有一个沿流向发展的过程;粘度在螺槽横截面上呈现近壁面处小、中间位置大的凸起状分布特性。模拟结果比较真实地反映出大豆蛋白质各个挤出变量的响应规律。     

基于ATmega16和SHT71的鸡舍温湿度测控系统

鸡舍温度对鸡的产蛋量、蛋的大小和蛋壳厚度都有不良的影响。鸡舍的空气湿度对鸡体蒸发散热和非蒸发散热都有影响。为此,提出了基于ATmega16、计算机及SHT71组成的鸡舍温湿度检测控制系统。它可以利用SHT71完成对鸡舍环境温度和湿度的自动检测,把数据通过RS485传输到计算机,通过计算机进行相应的数据处理,并控制风扇和水帘,来对鸡舍的温湿度进行自动调节。最后,利用PROTEUS对整个系统进行仿真调试。