马铃薯智能精密播种系统的研制

针对现有马铃薯播种机播种株距调整麻烦、土壤状况对播种精度影响较大及振幅调整不便等问题,研制了一种马铃薯智能精密播种系统。该精密播种系统采用液压马达驱动播种单元,实现播种株距的无极调整,提高了马铃薯播种机的适应性和抗干扰能力。该系统通过检测实际株距与设定株距的差值,自动修正薯种输送带的运行速度,确保实际株距始终保持在设定株距范围内;通过检测模块采集播种过程的漏种情况,自动调整输送带的振动幅度,减小重种、漏种率,提高播种精度;通过人机交互模块设定播种参数,实现播种状态的可视性。本研究对提高马铃薯播种机的作业效率、减轻劳动强度,更好地适用于马铃薯的大规模种植和服务现代农业具有重要意义。     

果蔬红外干燥在线实时检测系统设计

设计了一个果蔬红外干燥在线实时数据检测系统。采用质量传感器、AD温度传感器、PCI8310数据采集卡等将干燥设备中的果蔬样本信息储存到PC中,借助于VB程序进行数据处理,实现数据可视化,且生成了干燥曲线、辐射温度变化曲线及物料温度变化曲线。系统测试试验结果表明：该检测系统在线检测误差在±0.03％范围内,能够准确、实时反映果蔬红外辐射干燥过程特性。     

振动流化床干燥机中物料运行速度的研究

在以往对物料在振动流化床干燥机中运行速度和滞留时间研究的基础上，在ＧＺＱ３×３０型振动流化床干燥机上，采用较新的测试手段，对几种物料的运行速度进行了试验，并对试验结果进行了分析。     

果蔬减压干燥试验

该文对减压干燥的机理进行了探讨,在试验的基础上,分析了几种果蔬的减压干燥过程及其特点,并与热风干燥进行了比较。     

玉米脉动流化干燥数学模型的建立与验证

通过分析和试验研究，认为模型MR=(M-M_e)/(M₀-M_e)=exp(-kt^N)能较准确的描述玉米在脉动流化床干燥中的水分变化规律。模型中的系数k和N主要受干燥器入口风温、风速、脉动频率和床层高度的影响。采用四因素的二次回归正交组合设计来拟合系数k、N与上述4个因素的关系，建立了脉动流化床上干燥玉米的回归数学模型。通过试验确认回归数学模型可以较准确的预测玉米在脉动流化床干燥中的水分变化。     

基于酶动力学方程的双孢蘑菇气调贮藏呼吸速率模型

为了给气调贮藏设计提供理论设计依据,采用酶动力学方程,建立了双孢蘑菇呼吸速率随贮藏时间变化的理论模型;研究了在贮藏温度为5℃、气体体积分数为20%O_2、80%N2的贮藏条件下,贮藏时间对双孢蘑菇采后呼吸速率的影响,并建立了双孢蘑菇呼吸速率随贮藏时间变化的数学模型,模型决定系数R~2为0.9766、0.9331。模型与实测值进行配对T检验差异不显著(P0.05),呼吸速率值的绝对误差小于5 m L/(kg·h),相对误差变化范围为0.06%~24.95%。在已建模型基础上,研究不同贮藏温度(5、10、15、20℃)对已建模型参数的影响,利用Arrhenius方程来描述贮藏温度对果蔬呼吸速率的影响,建立了包含温度和贮藏时间因子的呼吸速率模型,模型决定系数R~2为0.9073、0.9350。验证试验结果表明,模型与实测值进行配对T检验差异不显著(P0.05),呼吸速率值的绝对误差小于17 m L/(kg·h),相对误差变化范围为1.00%~25.25%。该模型可为双孢蘑菇气调贮藏期间呼吸速率的预测及贮藏品质研究提供参考。     

风速对双孢蘑菇预冷过程的影响

利用传热学理论对双孢蘑菇预冷过程进行分析,通过集总参数模型对其预冷时间进行预测,并对该数学模型进行了试验验证。结果表明：该数学模型可以用于预测双孢蘑菇在预冷过程中的温度变化,可预测不同条件下双孢蘑菇降温过程;冷却速率随着风速的增加而增加,二者符合幂函数关系。拟合不同风速下蘑菇中心温降曲线,得到其拟合曲线方程。     

基于多元非线性回归分析的马铃薯加工品质特性预测

为快速准确检测马铃薯加工品质,对希森3号及希森6号马铃薯的加工品质指标干物质和还原糖含量在马铃薯内部的分布规律进行研究。通过试验得出,两种马铃薯干物质含量在马铃薯中呈与马铃薯形状相似的椭球分布,在中心部位有最小值。采用拟牛顿算法和通用全局优化算法,结合对试验数据进行多元非线性回归分析,得出希森3号和希森6号马铃薯干物质含量关于检测点坐标值x、y和z的回归模型,决定系数分别为0.909 9和0.912 3,均能有效预测马铃薯干物质含量。马铃薯还原糖含量在马铃薯中心位置含量最高,由中心向表皮还原糖含量逐渐降低,在马铃薯茎部的还原糖含量低于马铃薯顶部关于中心对称位置的还原糖含量。两种马铃薯还原糖含量的多元非线性回归模型,决定系数分别为0.833 6和0.824 6,可预测马铃薯内部各点还原糖含量。通过对试验数据归纳分析得出,马铃薯靠近表皮位置干物质含量高,还原糖含量低,适合加工薯片薯条。     

多回流式变量喷药控制系统设计与试验

针对目前大型宽幅喷药机在喷药过程中施药方式不合理、控制方式单一等问题,在3WP-1200型喷杆式宽幅(22 m)喷药机基础上,设计了一种多回流式变量喷药控制系统。该控制系统可根据喷药机行驶速度来调节比例控制阀,通过改变回流口的开口度来改变喷药流量,实现变量喷药。该控制系统分5路控制所有喷头,每一路可单独控制开断,一路或几路断开的同时可打开相对应的回流口,使系统在不改变流量的情况下,其余喷头喷药量不变;多回流式的控制方法使系统压力更稳定,控制精度更高。同时设计了该系统的硬件和软件,并对该控制系统进行了液位标定与喷药精度试验。液位标定试验中,对不同液位对应的药液容积进行了标定,其标定模型决定系数R2为0. 994;流量控制精度试验中,单个喷头的目标流量与实际流量相差不大,其相对误差不大于4. 1%;喷药量控制试验中,喷药流量可随速度变化而变化,但其设定喷药量与实际喷药量相差不大,相对误差在6%以内,实现了变量喷药,且控制精度较高。     

种薯排种器托种勺缺种的多点激光检测方法

为了进一步降低马铃薯机械化播种的漏播率,研究多点激光检测托种勺和种薯组合对象的机理,提出了一种种薯排种器托种勺缺种的判别方法。首先,根据排种带上托种勺的几何形状和排列间距,在托种勺的侧面布置多层激光传感器,当托种勺通过检测区域时,根据多层传感器的响应情况判断托种勺上是否缺种。然后,搭建缺种检测试验台验证缺种判别方法,通过对排种速度、种薯质量和排种带振动强度三因素三水平进行回归正交试验,结果表明排种带托种勺缺种的判别原理正确,性能稳定可靠。最后,根据回归正交试验的最优结果,以排种速度为0. 95m/s、单体种薯质量为(40±5) g和排种带中等振动强度的最佳状态进行缺种检测试验,缺种判别成功率可达98. 75%。多点激光检测托种勺缺种的判别方法可为后期设计种薯补种装置实现缺种补种提供技术基础。