基于流固耦合方法的压力补偿滴头水力特性研究

采用流固耦合方法对压力补偿滴头水力特性进行了数值模拟,得到了该滴头的压力流量关系、内流场分布及膜片变形量。通过与试验实测结果的对比分析表明,数值模拟与实测的滴头压力流量关系较接近,为研究压力补偿滴头内流场分布与水力特性之间的关系提供了一种新途径。     

行星齿轮传动误差的耦合补偿研究

通过几何学方法将行星齿轮偏心类误差转换为在啮合线上的当量啮合误差,再对各当量啮合误差分量在角频率分别为0、相同和不相同3种情况下的耦合传动误差进行计算和推导,论证了前两种情况均能实现最佳补偿效果,得出耦合误差能有效补偿时误差初相差的取值区间和最佳补偿效果时各误差初相的数值关系。在此基础上,提出一种提高系统传动精度的行星齿轮装配方法——误差初相调试装配法。最后通过实例计算调试装配、随机装配和提高加工精度等多种情况下行星齿轮的传动误差,对比分析结果证明这一方法是有效且经济的。     

串联机器人多模式标定与刚柔耦合误差补偿方法研究

工业串联机器人有着较大的几何误差,还存在着不可忽视的非几何误差,使其在高精度领域的应用受限。本文建立了一种包含几何与柔性误差的完整刚柔耦合位置误差模型,并采用基于预测残差和加权递推平均滤波算法改进的Levenberg-Marquardt算法(M-LMA)辨识耦合误差参数。为了提高测量过程的效率及可靠性,结合测量设备的检测特性与末端执行器的几何特性两种外部约束,提出了一种基于线性递减权重的粒子群算法(LDW-PSOA)的测量位姿智能选取方法。重点提出了一种局部精补偿方法,其可与标定或者全局补偿同时使用,也可直接单独使用。同时,根据机器人自身特性及加工需求,提出了一种基于预测精度与参数数量的模型择优方法,并且制定了一种多模式精度提高策略。此外,将本文所建立的模型及提出的算法集成于Matlab开发平台,实现GUI交互系统。实验结果表明,本文提出的精度提高策略不仅能以多种方式实现机器人高精度定位的性能,且具有高效可靠的测量过程。     

植物根区电阻抗成像系统设计与实验

为了能及时地监测植物根区的状态,设计了一种32电极的电阻抗成像系统,包括硬件构成和图像重构系统,以数字合成技术（DDS）产生正弦波激励信号,采用相邻激励模式,以乘法器对测量信号和参考信号进行模拟解调,得到被解调信号相对参考信号的实部信息和虚部信息,计算信号的幅值、相位和实部、虚部,基于成像正问题和逆问题算法,以Matlab及开源套件EIDORS予以实现。设计了专用电源,将220V交流电源经整流滤波、线性稳压后为系统提供多种正负电源。实验测量了系统的信噪比、通道一致性等参数,验证了实验平台的可靠性,并在盛有盐水的容器中进行了实时电阻抗系统成像实验,对绝缘材料和胡萝卜介质检测,结果表明本系统可有效辨别被测物,并具有很好的分辨率和重复性。     

双向压扭联轴器滞环颤振补偿技术研究

提出一种针对2D电液比例方向阀的双向压扭联轴器的设计方案,用球型滚轮传递运动,将楔形件的直线运动转换为阀芯的旋转运动,同时放大输出转矩和2D阀芯的扭转角度。建立了压-扭联轴器的动力学方程,用相平面法研究了其颤振补偿间隙特性,采用颤振补偿技术降低压扭联轴器的滞环,达到消除间隙的效果。在建立数学模型和制作样机的基础上,对楔形件直线运动与阀杆旋转角度之间的关系进行了仿真和实验,仿真分析与实验结果基本吻合,实验结果表明:采用颤振补偿技术可有效降低因间隙产生的滞环;颤振幅值为间隙量50%时,滞环约为3.7%,颤振幅值大于间隙量时,滞环小于2%。     

基于特征光谱提取的有机基质全氮含量快速检测方法

以醋糟有机基质为研究对象,采用便携式可见/近红外光谱仪获得基质样品的光谱信息,经过归一化和一阶微分预处理后,采用逐步回归法提取对有机基质全氮反应敏感的特征光谱,建立基于特征波长组合的线性回归模型.其中,以1 699、746、1 864和2 154 nm为特征波长的四元回归模型为最佳,其预测相关系数和预测均方根误差分别为0.933 4和1.04.结果表明,利用可见/近红外光谱技术,通过特征光谱的提取并建立相应的回归模型,可以实现对有机基质全氮含量的快速准确检测.     

刚柔耦合串联机械臂末端位置误差分析与补偿

机械臂连杆柔性、关节柔性等非线性变形的综合影响,导致其末端位置发生偏离而产生误差.本文以IRB1410型串联机械臂为研究对象,采用理论分析、仿真分析与实验验证相结合的方式,对机械臂末端位置误差进行分析与补偿研究.首先,建立机械臂刚柔耦合理论误差模型,并运用Newmark β法进行数值仿真分析;联合ANSYS和ADAMS...     

控制灌溉条件下水肥耦合对水稻产量及其构成因子的影响

运用最优饱和设计方法进行控制灌溉条件下的水肥耦合研究。结果表明,氮、磷、钾营养元素及灌水量对水稻产量及其构成因子的影响各不相同,四因素影响水稻产量的顺序由大到小依次为:施氮量、灌水量、施钾量、施磷量。水稻最高产量达18 918.55 kg/hm2时,相对应的施氮量206.63 kg/hm2,施钾量50.30 kg/hm2,施磷量35.85 kg/hm2,灌水量为饱和含水率的61.37%~79.78%。     

农业节水补偿激励机制研究

在借鉴国内外发展农业节水先进经验的基础上，紧密结合我国的实际情况，构建了完整的农业节水补偿激励机制理论框架，包括补偿依据、补偿原则、补偿额测算方法、补偿对象、补偿资金渠道和补偿办法等。     

椰糠基质有效氮近红外检测仪设计与试验

为了实现椰糠基质有效氮含量的快速实时检测,基于漫反射光谱设计了椰糠基质有效氮近红外检测仪。该检测仪的硬件系统主要由前处理装置、气力输送装置、重力式沉降样品室、近红外光谱检测装置、样品回收装置和空气压缩机等组成。制备了不同有效氮含量的椰糠基质样本135个,采用研制的检测仪获取了样本原始光谱数据,并建立了椰糠基质有效氮含量的最优偏最小二乘回归预测模型,其校正集相关系数和验证集相关系数分别为0.973和0.965,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为14.025 mg/(100 g)和15.757 mg/(100 g),残差预测偏差为3.72。基于MFC开发工具,采用C/C++语言开发了检测仪硬件控制及实时检测分析软件界面,将建立的最优有效氮光谱预测模型移植到软件程序中,实现了椰糠基质有效氮近红外检测仪功能硬件控制及有效氮检测的一键式操作。试验验证结果表明,所研制仪器预测值与国标测量值相关系数为0.883,测试集均方根误差为18.605 mg/(100 g)。该检测仪实现了椰糠基质有效氮含量的快速实时检测,并且预测性能较好,可以满足快速评价椰糠基质养分的实际需求。     

农业机械自动导航车轮转角测量误差补偿模型

针对农业机械自动导航中,把主销转角当作车轮转角来测量会造成测量误差的问题,通过对农业机械前轮转向结构的分析,建立了一种车轮-主销转角关系模型,该模型能够补偿把主销当作车轮转角来测量的误差,提高在农业机械自动导航时车轮转角的测量精度。仿真、试验并在雷沃M800型拖拉机上实际应用表明,该模型具有较好的合理性和准确性,车轮转角测量的平均误差减小了0.48°,最大误差减小了0.71°,提高了农业机械自动导航系统的性能。     

大口径钢管圆度测量喷标系统设计与误差补偿研究

为满足大口径钢管测量精度的需要,设计了一种龙门架式钢管在线测量及喷标系统。利用龙门架两侧立柱激光传感器的竖直运动,测量钢管截面外径上点的坐标,利用最小二乘法求其圆心坐标,采用近似直径法求取该截面的最大直径和最小直径,从而求得该截面的圆度。实例证明该系统及数据处理算法可实现钢管外径及圆度的测量,并具有相当高的精度。对测量结果进行误差分析,得知影响测量结果的主要来源是钢管的摆放姿态,通过投影及坐标变换对误差进行补偿,补偿后结果得到了一定的改善,从而验证了误差分析的合理性和补偿方法的可行性,该系统可用于大口径钢管的在线测量。     

沟向与灌溉方式对玉米根区土温的影响

为了阐明不同沟向与沟灌方式下作物根区土壤温度的变化规律,通过垄作玉米田不同点位处的根区地温观测,研究了南北沟向和东西沟向下交替隔沟灌溉(AFI)和常规沟灌(CFI)田的地温变化。结果表明,东西沟向时AFI在湿沟、垄位和干沟处0～20cm土温分别高于南北沟向0～4.60、0～5.37、0～6.57℃;同一沟向条件下,AFI的平均土温比CFI提高了0.02～7.00℃,且AFI在非灌水区域的土温比灌水区域高0.23～6.20℃。东西沟向AFI的作物根区土温最高,提高了根区土壤热能,以其通过栽培方式或灌溉方式的改变调节田间光热环境以适应不同作物的生长需求。