知识库系统在甘蔗收获机械智能设计系统的应用

知识库系统是智能设计系统的核心部分.为此,从知识库系统的实用性及甘蔗收获机设计知识本身的特点出发,提出了知识库系统的总体结构,论述了知识库系统各模块的主要功能,提出了甘蔗收获机设计知识的表示方法以及随着知识库系统的发展而采用的不同知识获取方法.在此基础上,以VC 为程序设计语言完成了甘蔗收获机械智能设计系统的知识库系统.     

甘蔗收获机智能设计系统中关联规则的存储方法

针对甘蔗收获机械智能设计系统中的关联规则自动存储过程与混合知识表达模型直接联系的困难,提出了基于关系数据库的存储方法.通过建立规则前提表、后项表和规则连接表,构建甘蔗收获机械的衍生知识库和基础知识库的结构,并运用关键字将规则前提、后项及规则参数连接起来.同时,通过对甘蔗收获机械砍蔗机构知识库中的实例运行检验,证明衍生知识库结构便于实现自动存储知识发现系统中挖掘的关联规则,而基础知识库的结构便于知识的管理.     

丘陵甘蔗收获机械整机设计开发关键技术研究

针对丘陵地区甘蔗收获机械整机开发中缺乏复杂系统多学科综合设计优化方法和技术的难题,研究甘蔗收获机械合理的优化体系,分析学科间相互的耦合关系;综合运用各学科知识,研究基于虚拟样机环境的甘蔗收获机械多学科优化建模方法,以及数据、信息的传递和交流。采用产品数据管理(PDM)系统实现对设计优化各类数据、模型和信息的统一管理,构建甘蔗收获机械多学科智能设计优化平台。     

基于全局协调的甘蔗收获机械物流系统的研究

甘蔗物流系统模型主要包括扶蔗、砍蔗、输送、剥叶等过程.每个部件之间能否协调运作,匹配是否合理,相互之间衔接和位置布局是否符合要求都是设计的关键.通过对甘蔗收获机械在收获过程中,甘蔗遍历的过程及各机构的运动原理,在基于全局协调理论的基础上,采用机械优化设计中迭代优化的方法,对各机构的运动参数和协调参数进行优化,达到甘蔗在收获过程中的最优的甘蔗收获机械物流系统模型.     

小型甘蔗联合收获机械车架的模态分析

采用虚拟仪器技术,构建机械振动测试系统,通过对小型甘蔗收获机车架的FRF的测量,研究车架的结构在改变工况的情况下具有的运动特性;同时,分析了车架的固有动态特性.结合试验结果,对其进行了评价,找出了车架设计中的缺陷,为小型甘蔗收获机械车架的设计提供依据.     

整秆式甘蔗收获机械收获效果试验研究与分析

以广西钦州普通农户种植的台糖16号甘蔗为试验材料,利用课题组自主研制的甘蔗收获机械进行了甘蔗收割试验。采用高速摄像机观测收获机械输送系统甘蔗流量状况,统计机车前进速度与输送速度的不同组合下,收获甘蔗的剥叶效果包括含杂率和断尾率等数据,并对甘蔗收获机的收获效果进行了分析。结果表明,机器工作过程中,输送系统发生阻塞的速度组合以及剥叶效果为断尾率80%以上和含杂率2.5%以下的速度组合,为甘蔗收获机械的顺利工作提供了明确的操作指导。     

甘蔗收获机械集成化设计开发管理模型的建立

在分析基于可视化虚拟设计技术的甘蔗收获机械设计开发总体流程的基础上，介绍了其设计开发集成建模的基本思路。详细分析了甘蔗收获机械设计开发过程管理模型的建立和实现方法，产品结构模型、产品结构配置的方法及其产品数据在PDM软件的类层次结构模型的建立，从而实现对甘蔗收获机械设计开发过程的动态调整和监控，为甘蔗收获机械集成化、系列化的设计开发提供可靠的基础和依据。     

遗传算法在甘蔗收获机械智能设计系统中的应用

针对甘蔗收获机械中领域知识匮乏、共享性差等问题,介绍了关联规则形式定义的扩充和遗传算法的改进,并应用于甘蔗收获机械有关数据库,实现对机械工程数据库的关联规则挖掘。     

山地甘蔗收获机械的发展策略探讨

介绍了国内外目前甘蔗收获机械化技术的发展状况,以及我国甘蔗收获机械存在的主要问题,提出了我国发展山地甘蔗收获机械的技术策略.为此,对适宜于甘蔗种植面积连片特点的联合式整秆收割机与适宜于山地丘陵小块种植特点的小型分段式整秆收割机应并行进行研究,以提高甘蔗收获机械化整体水平和收获效率,降低收获成本.     

甘蔗收获机智能设计知识表达及知识库系统开发

针对甘蔗收获机领域知识匮乏、重用、共享性差的问题, 通过研究该领域知识的特点,综合利用与或树产生式规则、框架和面向对象的方法表达该领域中的模糊知识及创新性知识, 通过与数据库软件的有效集成,创建智能设计知识库系统,通过对知识库的管理实现知识的获取和维护。     

甘蔗联合收割机作业远程信息平台设计与实现

甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明：在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5 465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。     

Modeling within-season sugarcane growth for optimal harvest system selection

The recent switch from wholestalk to combine sugarcane harvesters has raised questions concerning which harvester is more profitable. Combine harvesters recovery more of the sugarcane in the field than wholestalk harvesters, but also have higher trash levels reducing sucrose recovery. The objective of the research presented in this article is to determine the optimal sugarcane harvest system selection for sugarcane production in Louisiana. Sugarcane stalk weight and sugar per stalk equations are estimated in order to predict tonnage and sugar yields throughout the harvest season. These predicted yields are then adjusted to reflect field tonnage and sugar recovery for the combine and wholestalk harvesting systems. A mixed integer mathematical programming model is then used to determine the optimal harvest system under alternative sugarcane variety combinations, wholestalk harvester field recovery rates, and combine harvester sugar recovery rates. Results identify field recovery and sucrose recovery conditions for which one type of harvest system would be preferred over the other.     

整秆式甘蔗收获机输送调控系统设计与试验

针对甘蔗生长的随机性使收获机喂入量随时变化,易导致整秆式甘蔗收获机输送堵塞或工作效率低下的问题,设计了一种整秆式甘蔗收获机输送调控系统。该系统由动态扭矩传感器、PLC控制系统、液压系统、伺服电机系统组成,通过实时调节输送辊转速与喂入速度使得甘蔗收获机输送能力与喂入量相匹配,减少甘蔗堵塞情况。通过搭建甘蔗收获机试验平台,开展甘蔗输送调控试验。甘蔗输送调控试验结果表明,安装了输送调控系统后,各试验水平下的甘蔗平均输送速度为4.06、3.42、3.04、2.42m/s,相比无调控系统有了明显提升,并且收获机输送能力在喂入量峰值过后恢复到初始值,保证了工作效率;调控试验的平均堵塞率降低到5%,输送调控系统对缓解输送堵塞有显著作用。     

甘蔗收割机物流堵塞影响因素的试验研究

为探讨甘蔗物流堵塞的成因与影响因素,在自制的小型甘蔗收割机上进行物流通畅性试验,通过正交试验分析了砍蔗刀盘转速、提升装置表面材料、喂入辊转速及喂入辊耙齿形状等因素对甘蔗通过堵塞关键节点(即砍蔗机构)的时间的影响。结果表明:提升装置表面材料、砍蔗刀盘转速及喂入辊耙齿形状对甘蔗物流通过时间有显著影响,提升装置表面材料的摩擦因数大则甘蔗通过砍蔗系统的时间缩短,在一定程度上提高刀盘转速和改进喂入辊耙齿形状也能提高甘蔗物流通畅性。     

蔗地不平对收获机砍蔗系统影响的仿真分析

甘蔗根切质量是评价甘蔗收获机砍蔗系统好坏的一个重要指标,它直接影响到宿根第2年发芽率,即宿根蔗产量.通过测量蔗地不平整度,获得了第一手甘蔗种植垄沟不平整的数据,利用MATLAB处理数据得到小型甘蔗收获机以0.4m/s工作速度前进时由蔗地不平引起根切器振动的频率与幅值,并通过虚拟仿真软件ADAMS仿真分析蔗地不平对小型甘蔗收获机械砍蔗系统的影响.     

基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测

甘蔗收割机收割后的甘蔗宿根破头率是评价甘蔗收割质量的重要指标,破头率过高会严重影响下一年甘蔗产量及甘蔗收割机的广泛推广与应用,但甘蔗破头率的采集方式复杂、费时费力,是研究降低甘蔗破头率的控制策略中的一项难题.为此,提出了一种基于PSO-LSSVM的甘蔗破头率预测方法,通过在田间采集甘蔗收割机刀盘与行走子系统的工作压力、...     

甘蔗收获机喂入分流系统的设计与试验

甘蔗收获机普遍使用的双圆盘切割台系统在收获过程中存在明显"居中堵塞现象"。为了合理利用收获机物流通道空间,使喂入的甘蔗流主动分流居中并行且均匀输出,设计了一种新型的甘蔗收获机喂入分流系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗喂入分流机构虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS,在不同的分流转速、分流辊上的橡胶管按不同的角度安装及选择不同的橡胶管与甘蔗的摩擦因数进行了虚拟仿真试验并在仿真的基础上进行了物理样机实验。仿真与样机实验表明:当此机构分流辊机构转速为300r/min、分流辊上偏置胶管的偏置角度为30°,且偏置胶管与甘蔗间的静摩擦因数f0=0.3 5、动摩擦因数f1=0.2 5时,在保证甘蔗进给速度的前提下,可以使甘蔗流分布较为理想。