气力式蔬菜精量排种器优化设计与试验

针对现有多行气吸式排种器因共用气室造成风压要求高、损失大的问题,设计了一种单盘多行独立气道式精量排种器。通过在紧贴排种盘吸气侧设计带有凹槽的气道盘,将气室分成相互独立的3条气道,分别对应排种盘上的3条排种行,从而降低排种过程所需的风压值,减少风压损失。对关键部件进行了仿真分析和对比试验,结果表明:吸种合格率达95%以上时,所需负压值比传统大气室排种器降低了1kPa。     

棉花可调式精量排种器性能试验设计

在对现有半精量排种器进行深入研究的基础上,对原有的排种器进行了改进设计.通过台架试验的方法分析并测试各项指标结果表明,该排种器能够满足棉花膜上精量播种的农艺要求.     

薏苡精量排种器试验研究

针对贵州丘陵山地薏苡精量穴播机具需求,依托勺轮式精量播种机,实现薏苡多粒穴播。结合薏苡种植农艺要求,探讨机械式薏苡精量播种性能参数的最佳匹配。保证穴距的前提下,以排种器的排种粒数为评价指标,建立不同输送带速度与排种速度的函数关系,优化勺轮型孔数与排种轮导种槽数的对应关系,确定了试验参数,在排种试验台上进行薏苡排种试验。试验表明:输送带速度对排种粒数影响不显著;孔槽比18∶18时,不能满足粒数要求;孔槽比18∶9,穴距挡位140 mm,行驶速度约5 kmh（对应排种轴转速33.18 rmin）为薏苡播种机最佳参数匹配。      

新型带式精量排种器的设计研究

针对当前排种器存在精量控制不准、排种损伤大及对高速作业适应性差的问题,开发了新型带式精量排种器(专利号为ZL20101020638.7)。通过对其工作过程的分析,结合试验所用玉米种子的物料学特性,确定了各主要结构参数和工作参数;最后,通过试验对其作业效果进行了检验。结果表明,该排种器具有播种精度高、空穴率低和作业无破损的特点,且重播率符合国家相关标准。该型排种器的开发对实现精量、无破损的高速播种具有重要的意义。     

小白菜正负气压组合式精量排种器设计与试验

针对小白菜精量复式播种机采用单体排种器播种时传动系统复杂、各行出苗效果差异明显等不足,设计了2个排种盘可同时播8行的小白菜正负气压组合式排种器,阐明了排种器的工作过程、原理及主要结构参数,理论分析确定了排种盘和排种口结构参数及其种子迁移轨迹。利用DEM-CFD气固耦合动网格模型分析了排种盘转速、气室负压和气室正压对排种性能的影响,试验结果表明：负压对排种器合格指数、重播指数及漏播指数均有显著影响,负压为-3000Pa、正压为300Pa、转速为30r/min、品种为中箕青605时,各行平均合格指数为93.12%、重播指数为3.59%、漏播指数为3.29%。利用JPS-12型排种器检测试验台开展了台架试验,试验结果表明：排种盘转速为30r/min、负压为-3000Pa、正压为300Pa时,各行平均合格指数为91.32%、平均重播指数为6.19%、平均漏播指数为2.49%。以较优因素水平组合开展了田间试验,试验结果表明：小白菜平均苗数为10株/m、株距平均值为100.48mm,各行苗数一致性变异系数为8.05%,满足小白菜种植农艺要求。     

油菜机械精量播种技术及多功能精量排种器的研制

本文阐述的多功能精量排种器采用独特的机械推卸原理，克服了小粒种子在孔眼中堵塞问题，排种精确可靠，提高播种机的使用效益，并介绍了对现有条播机进行改装的方法。     

气力圆盘式胡萝卜精量排种器的设计

针对胡萝卜种子体积小、质量轻、形状不规则且种群中含有杂质,以及传统排种器难以实现精量播种、容易造成堵塞型孔等问题,设计了一种气力圆盘式胡萝卜精量排种器。通过理论分析与计算,确定了胡萝卜排种盘、充种装置、清种装置与清堵装置的结构及其关键结构参数,并将所设计的排种器安装在自行设计的试验台进行台架试验,验证其排种性能。该设计可满足胡萝卜种子精量播种的要求,为小籽粒不规则蔬菜种子的精量播种提供了重要参考。     

勺夹式蚕豆精量排种器设计与试验

为提高蚕豆机械化播种质量,解决蚕豆精量播种难题,结合勺轮式排种器和指夹式排种器的优点,设计了一种勺夹式蚕豆精量排种器。根据蚕豆种子物理特性,分析确定了种盘工作区域范围、弧形滑道结构参数、种夹机构参数以及托种板关键参数。以种夹长度、种夹宽度和弯折角为试验因素进行了3因素3水平正交试验,通过试验确定了种夹较优参数组合为种夹长度15.5mm,种夹宽度10mm,弯折角35°,在较优参数组合下本排种器的株距合格指数为 95.11%、漏播指数为1.61% 、重播指数为 3.28% ,满足设计要求,为蚕豆精量排种器的设计提供理论指导。     

负压驱动水稻精量直播排种器设计与试验研究

为满足目前农户和育种专家对水稻精量穴直播的农艺种植要求,减少育秧插秧环节的人工劳动强度,采用储种仓预充种、负压多孔吸种、高压气力排种与清堵等多种方式和技术,设计开发了一种气力圆盘式水稻穴精量直播排种器,并采用有限元分析软件Fluent15. 0分析了吸种孔的孔径、吸种盘厚度的对气室内部压强、气流速度的作用,进而研究对排种性能的影响。将开发的排种器在自行改造的试验台架上进行了正交试验,研究了吸种孔的尺寸、圆盘转速、负压真空度对排种器排种性能的影响。结果表明:影响排种器排种性能的主次因素依次为:吸种孔直径尺寸、吸种盘的转速和气室的真空度,确定了排种器较为合理的参数:对于圆柱型吸种孔,孔的直径为1.4 mm、转速为30～35 r/min、气室负压值为1. 2～1. 4 k Pa时达到育种要求。同时,对优化后的排种器(吸种盘转速35 r/min、吸种孔直径1. 4 mm和气室负压值1. 4 k Pa)进行台架试验,结果表明:播种合格率为84. 22%,重播率为8.81%,漏播率为5. 97%,满足JB/T 10293-2013《单粒(精密)播种机技术条件》中的参数指标。     

小青菜一器双行气力圆盘式精量排种器的设计与试验

为解决当前小青菜机械化播种效率不高的现状,通过理论计算与分析相结合的方法设计了一种一器双行气力圆盘式精量排种器.首先,对一器双行排种器的工作区域进行划分,阐述其工作原理;随后,进行理论计算,明确双排孔排种盘的结构形式和尺寸参数;接着,对排种器其它关键部件进行理论分析,确定了内外侧型孔清种装置的布置,以及分流导种、卸种装...     

基于模糊PID控制的烘干房温度控制设计

为解决生猪运输车传统的晾干消毒所需时间周期较长问题,设计汽车烘干房,以气体热量进行交换,控制室内温度达到目标温度成为关键的问题.针对温度控制具有惯性大、滞后性等突出的特点特性,提出模糊PID的自适应模糊控制算法,该算法依据经验模糊控制规则,实时优化PID系数调教参数Kp、Ki、Kd,有效改善控制系统.根据试验可以看出,...     

基于单神经元PID的变量喷雾系统精准控制方法研究

针对现存农用无人机变量喷雾系统响应时间较长、超调量较大、跟随效果不稳定等问题,设计一种基于单神经元PID控制的农用无人机变量喷雾系统.该系统采用传感器检测流量信息作为控制依据,运用单神经元自学习能力不断调整PID参数精确调控喷雾流量,实现变量调节快速稳定的目标.为验证本系统控制算法的实际变量控制效果,采用Matlab平...     

基于正交试验法的微型管道水轮机优化设计

针对感应水龙头使用的干电池带来的环境污染问题,设计研发出了1种微型管道水轮机,初步确定其各过流部件的形状和尺寸,对该水轮机进行多目标优化正交试验,确定了最优试验方案,并进行物理模型试验研究.该微型管道水轮机通过水流和水轮机之间相互作用,将其旋转机械能传递给发电机,产生供水龙头使用的电能.基于正交试验优化理论,在设计流量下,水轮机出力为6.30 W,与初步设计方案相比提高了32.35%,效率为85.13%,提高了2.58%,优化后水轮机出力和效率均达到设计需求.极差分析结果表明:水轮机出力随着叶片数的增加先增大后减小,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大而减小,对称导叶叶型出力最大;其效率随着叶片数的增加而增大,随着固定导叶数的增加而增大,随着固定导叶开度的增大先增大后减小,负曲度导叶叶型效率最高.研究结果为微型管道水轮机设计和优化提供一定的参考.     

基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IoT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IoT休眠功耗小于9μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。     

浅析精密播种机械的排种测试方法

改进排种器的性能一直是我国科研工作者和制造企业孜孜以求的目标,国内外学者非常关注精密排种器测试手段的研究,出现了多种检测设备和检测方法,但每种检测方法各有利弊,尚不存在简单易行的有效方法。文章旨在归纳这些方法,为日后的科研提供依据。     

精密播种机种子运动调控方法研究进展

精密播种技术是农业机械化生产的重要组成部分,也是规模化种植实现节本增效的重要手段。对种子的运动行为的精准调控,是精密播种技术的核心,也是改善单粒精播质量的关键。从播种机种子运动各环节角度,在充种清种、导种输种、投种落地三个阶段的种子运动调控以及后续触土部件对种子位置的影响等方面,综述单粒精播机械中种子运动调控方法的国内外研究现状和进展。从排种器、导种输种装置、种子落地时的弹跳滚动、后续触土部件等方面指出精密播种过程中存在的应着重解决的技术问题,并针对以上技术问题结合我国的生产现状对今后精密播种机种子运动调控方法发展趋势作展望,指出了精密排种技术、导种输种技术、种子落地防弹跳技术、覆土镇压技术的具体发展建议,为精密播种技术研究及装备创新设计和应用推广提供参考。     

PID控制的泵供水系统仿真试验

为了进行泵供水系统试验,通过建立泵供水系统基本结构和各环节的传递函数,组成系统动态结构图,在MATLAB Simulink下进行仿真试验以观察系统输出响应.使用稳定边界法、根轨迹超前校正法和直接设置比例-积分-微分（PID）参数3种方法进行控制器设计.通过仿真观察泵供水系统的输出特性,比较并找出合适的控制器设计方法.通过仿真观察输出响应得到稳定边界法和根轨迹超前校正法不适合调节泵供水系统.而采用直接设置PID参数的方法,利用MATLAB的仿真集成环境Simulink设置修改PID参数,选择其中一组较好的PID参数,使泵供水系统得到了满意的输出响应.仿真结果为搭建试验平台提供了理论基础依据.     

智能播种机排种性能测试系统设计

智能播种机被越来越广泛地应用于现代农业,是实现精确农业最基本最重要的一环,智能播种机的排种性能直接决定着农作物的生长和收获,精确测量排种性能对于高效补种、提高作物收成具有重要意义.分析了播种机的播种过程,利用图象采集和处理技术对多播种过程进行分析,基于VB编写了排种性能测试系统.     

基于分数阶模糊PID控制的水轮机调节系统研究

针对水轮机调节系统中传统PID控制规律存在适应性不足的问题,设计了一种新型的分数阶模糊PID控制器(FOFPID),该控制器在模糊PID控制器(FPID)的基础上将微分及积分阶次进行从整数阶到非整数阶的拓展,并利用改进Oustaloup滤波算法对该控制器中的分数阶微积分进行数字实现.提出了一种基于Rechenberg五分之一法则的动态适应量子粒子群算法(DAQPSO),对水轮机调节系统控制器参数进行优化.仿真试验表明:FOFPID控制器在水轮机调节系统扰动幅度及运行工况变化时具有较强的适应性,并在水轮机调节系统参数发生变化时具有更好的鲁棒性;与QPSO,RLQPSO及MLQPSO相比,DAQPSO算法具有较好的计算精度,能为水轮机调节系统控制器提供更优的参数候选方案.     

基于BAS-PID控制的精准变量施药系统仿真与试验

精准变量施药技术是精准农业的重要内容之一,为解决当前常用的变量施药方式存在的控制精度低、超调量大等不足,提出将天牛须搜索(Beetle Antennae Search,BAS)算法与常规PID控制结合形成BAS-PID控制算法,用于变量施药系统控制。首先建立施药控制系统机理模型并基于Matlab平台进行软件仿真,仿真试验结果表明,BAS-PID算法的超调量为0.024 1,绝对误差为1.14%,均低于常规PID和模糊PID,控制效果更好。在吉林农业大学试验田进行了田间施药试验,根据试验数据分析,BAS-PID、模糊PID以及常规PID的平均施药误差分别为0.016 L/min、0.020 L/min、0.238 L/min,平均超调量分别为0.006 L/min、0.016 L/min、0.238 L/min。BAS-PID控制算法的施药误差仅在0.01~0.02 L/min内,误差范围小,总体而言,该算法的施药误差和平均超调量都低于模糊PID和常规PID,系统应用效果好。试验结果表明:本文提出的BAS-PID算法提高了PID算法的参数适用性,施药控制精度高,超调量小,改善了变量施药系统的施药效果,可为推动精准变量施药技术的发展提供新的技术方案。