气吸式排种器监测系统设计

为了能够在田间对排种器播种情况进行了解,选用光电传感器对气吸式排种器吸孔位置进行监测。为此,设计了以STC89 C52 RC单片机为核心的监测系统,可以通过光电传感器监测有种与无种时电压值的变化来对气吸式排种器吸种口的种子进行监测,当出现连续3颗漏播时进行黄灯示警,当出现连续5颗漏播时进行红灯示警,当出现连续7颗漏播时,红灯与蜂鸣器同时示警。该监测系统可以使正在田间执行播种任务的驾驶员通过不同的指示灯和蜂鸣器的响应情况,对目前播种状况进行了解,若出现漏播情况,驾驶员可以及时检查排种器的运行状态,及时避免因漏播造成的经济损失。     

红茶感官品质及成分近红外光谱快速检测模型建立

以在发酵过程中小叶种工夫红茶为研究对象,分别建立了基于近红外光谱检测技术的感官品质评分和理化品质指标(茶黄素、茶红素、茶褐素、儿茶素和酚氨比)的定量分析模型。在模型建立过程中,探讨了特征变量优选方法对预测模型的影响。首先,对获取的近红外光谱数据进行标准正态变量变换法(standard normal Z transformation,SNV)预处理,进而采用联合区间偏最小二乘回归(synergy interval PLS,Si-PLS)、随机蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)、竞争性自适应权重取样法(competitiveadaptivereweightedsampling,CARS)和连续投影(successive projections algorithm,SPA),筛选出各品质指标的最优特征波长变量;最后基于优选波长分别建立各发酵品质指标的偏最小二乘法(partial least squares regression,PLS)线性预测模型和支持向量机(support vector regression,SVR)非线性预测模型。模型结果比较表明,Si、CARS、SFLA和SPA等变量筛选方法可有效压缩变量,以及进一步提高模型精度。非线性模型的预测均方根误差值(root-mean-square error of prediction,RMSEP)均明显小于PLS模型,相关性系数(correlation coefficient,R)和相对分析误差(relative percent deviation,RPD)均高于PLS模型。对于红茶发酵品质的检测上,非线性模型性能优于线性模型。感官品质、茶褐素和儿茶素的最优变量SVR预测模型的RPD值分别为3.923、3.234和5.462,酚氨比和茶红素模型的RPD值分别为2.815和2.223。除茶黄素的评价模型外(RPD为1.77),基于最优特征波长的各品质指标SVR模型的RPD值均大于2,表明模型具有极好的预测性能。研究结果为实现工夫红茶发酵品质的近红外光谱快速检测的实际应用奠定理论基础。     

基于机器视觉的工夫红茶萎凋叶水分检测方法

萎凋是红茶加工的首道工序,萎凋程度主要依赖于人工经验判断,难以做到精准、客观和量化评价。本文以工夫红茶萎凋在制品为研究对象,基于机器视觉技术,采集不同时序下的萎凋叶图像,并提取图像色泽和纹理特征,与对应水分测定值进行关联分析,建立了相应的线性回归方程。结果表明,R、B、S、b*、(2G-R-B)、hab*和δ等图像特征与水分含量显著相关;回归方程预测值与实测值的相关系数达0.986,标准估算的误差为0.0077,图像特征能较好表征萎凋叶水分变化。本研究为萎凋加工过程中水分含量快速无损检测提供了解决方案,也为萎凋过程水分在线检测装置和智能化监控设备的研制,提供理论基础与科学依据。     

大蒜切薹机的设计与试验研究

为了解决国内蒜薹的抽取以人工抽取为主、蒜薹抽取机械化程度低及大蒜蒜茎收获机抽取蒜薹易出现未能拔出或者将植株连根拔起现象等问题,设计了具有单体式仿形装置、可调节仿形高度、可调节切割器速度的大蒜蒜薹切除机。对单体仿形装置进行仿形原理分析和结构设计,采用三因素三水平的正交组合试验设计方法,探究滚筒切割器切割刀的数量、切割位置和定刀安装角度等因素对蒜薹切割的影响规律,对模型进行响应曲面分析并寻优。田间试验表明:滚筒切割器切割刀数量2把、切割位置为下端切割、定刀安装角度为-12°时,切薹合格率为92%,满足蒜薹切薹的工作要求。     

基于CFD和RSM的红茶萎凋机性能参数优化

为探明萎凋机结构参数对萎凋性能的影响特性,通过流体力学软件进行萎凋环境的数值模拟分析,以无量纲化后的温度场综合指标作为萎凋性能优劣的评判指标,并采用响应面法（RSM）对影响萎凋性能的3个因素（萎凋机层高x₁、萎凋机与萎凋房空间距x₂、气路位置x₃）进行优化。结果表明,各因素对萎凋品质的影响重要性顺序依次为：气路位置>萎凋机层高>空间距;当萎凋机层高、空间距、气路位置分别为0.1、0.1、1.496βm时,红茶萎凋机温度场性能最优,所建模型决定系数为0.968β3,调整后的决定系数为0.927β5,标准偏差为0.061,最优方案理论值和实际值分别为：0.951β9和0.909β6。CFD和RSM融合分析方法,适用于红茶萎凋机的性能参数优化。     

移栽机自动送盘机构性能的试验研究

鉴于我国新疆地区大面积的种植模式,人工移栽穴盘苗存在劳动强度大、成本高、移栽周期长、移栽效率低等问题,设计了一种移栽机自动送盘机构。针对设计的自动送盘机构,以番茄钵苗为试验对象,对自动送盘机构的性能进行试验,确定机构设计的合理性。结果表明:自动送盘机构的穴盘层位置准确率达到99.7%以上,验证了自动送盘机构设计的合理性。同时,找出了影响试验性能的不利因素,为提高移栽机自动化性能提供了理论依据。