基于双切圆寻线模型的农机导航控制方法

针对油菜直播机组导航作业中田头换行、转弯等直线跟踪之间的衔接控制问题,设计了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航的双切圆寻线模型控制方法。对初始偏差较大时拖拉机的寻线路径进行了定量分析,获得最优寻线路径的几何关系,依据该关系构建控制决策方法。所建决策方法根据拖拉机位姿状态选择相匹配的控制方程组,计算获得前轮转角以实现导航控制。进行了双切圆寻线模型参数仿真优化和性能与适应性仿真试验。使用该模型控制器进行拖拉机路面导航试验,结果表明:当行驶速度为0.7 m/s,拖拉机与目标直线初始横向偏差为7 m,初始航向偏角为90°时,控制器横向偏差响应的超调量不超过3%,上升时间小于14 s,调节时间不大于19 s,较纯追踪模型方法的超调量和调节时间更小;田间和路面试验结果表明:该模型控制方法对2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航作业过程中的对行播种起始位姿调整和套行作业自动转弯操作具有指导价值。     

基于热重法的植物油氧化动力学-甘油三酯相关性研究

通过热重(TG)及微商热重(DTG)法研究了6种常见植物油的热氧化特性,分析了不同温控程序对质量变化曲线的影响,通过微商热重曲线确定了不同升温速率下的氧化起始温度(T_(on))和氧化峰值温度(T_p),结合OzawaFlynn-Wall等转化率法对油脂的氧化动力学特性进行推导,并对油脂热氧化特性与其甘油三酯组成与分布的相关性进行了分析。研究结果表明:随着升温速率的增加,T_(on)和T_p均随之升高且T_p变化更为敏感;植物油的热力学特性与其甘三酯组成间具有不同程度的相关性,其中,T_(on)及T_(on)处活化能与高饱和度甘三酯呈正相关而与高不饱和度甘三酯呈负相关,T_p及T_p处活化能与各组分间具有相似的关系但相关性略有减弱,具体相关性与甘油骨架上脂肪酸链的种类有关。热重分析法所需样品微量、操作快捷、灵敏度高,在油脂加工及质量检测领域具有广阔的应用前景。     

固定结合面刚度分形模型

基于粗糙表面统计学参数与表面轮廓分形参数之间的关系,给出了结合面等效粗糙表面轮廓分形参数的计算方法;在此基础上,提出了结合面切向接触刚度的修正分形模型;为验证模型的正确有效性,将固定结合面等效为若干个法向和切向接触弹簧单元,其刚度通过相应的接触刚度模型进行计算,进而对文献[9]的结合面实验装置——哑铃模型进行了有限元建模及模态分析,间接证明了接触刚度的正确有效性,并探讨了等效接触弹簧单元的刚度、数量对有限元建模精度的影响.此外,对文献[8]的实验模型进行了有限元建模及谐响应分析,并对实验模型的实测、柔性连接仿真与刚性连接仿真频响曲线进行了对比,进一步证实了在仿真建模过程中考虑结合面接触刚度的必要性.     

犁体结构参数与工作参数优化设计

流变态土壤的特有力学性质决定着流变态土壤环境下的犁具、旋耕刀具等农业机械应与北方旱作条件下的有所不同。为在流变态土壤条件下,优化犁体的结构参数和工作参数,以达到改善其性能和提供一个降低能耗的途径,应用3种犁体,以耕作能耗最小为目标,对犁体的工作参数进行了四因素三水平正交试验,同时应用ANSYS软件进行了相应的数值分析。试验结果表明,耕深对能耗的性能指标影响显著。通过试验结果分析确定最佳优化方案为:耕速0.8 m/s,耕深20 cm,同时验证了模拟的可行性。进而应用数值分析的方法对犁体结构参数推土角、起土角、覆土角和犁体高度进行优化。通过数值分析结果确定犁体推土角为90°、起土角为35°及犁体高度为200 mm时,其耕作比阻优化结果为0.69 N/cm2。     

基于响应面法的旋流泵优化设计

以旋流泵最高效率、高效区范围及在小流量区的扬程-流量曲线稳定性为目标函数,先采用Plackett-Burman试验设计筛选结构参数,并根据结构参数对目标函数的影响将其划分为3个等级:显著因素、次显著因素和非显著因素;再由中心复合设计和Box-Behnken设计及响应面分析确定各级结构参数的最优设计点.该方法以CFD计算结果为基础,构造旋流泵的结构参数与多目标函数的响应面近似模型,分析了结构参数间的交互效应.对最优设计点的泵进行了试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,在设计工况下效率的相对误差为4.89％,且较优化前的模型在性能上有明显改善,表明基于试验设计和响应面法可用于旋流泵的优化设计.     

基于分形理论的结合面法向接触阻尼与损耗因子模型

基于结合面法向阻尼耗能机理及MB接触分形修正模型,提出了一种结合面法向接触阻尼模型及结合面间阻尼损耗因子模型.仿真结果表明,分形维数在较小范围内,法向阻尼与法向总载荷呈微凹弧非线性关系,且随着法向总载荷和分形维数的增大而减小,随着分形尺度参数的增大而增大;分形维数在较大范围内,法向阻尼与法向总载荷呈微凸弧非线性关系,且随着法向总载荷和分形维数的增大而增大,随着分形尺度参数的增大而减小.而结合面损耗因子与法向总载荷呈微凹弧非线性关系且随着法向总载荷的增大而减小,随着分形尺度参数的增大而增大,分形维数在较大值范围内,结合面损耗因子随其增大而增大.     

基于Matlab/GUI的汽油机缸内直接喷雾图像处理方法

设计了基于Matlab/GUI的汽油机缸内直接喷雾图像实时处理程序,实现了图像处理的可视化操作。由于汽油挥发性较强,使得汽油机缸内直接喷雾图像相对柴油喷雾图像而言,雾形边界相对模糊,且喷雾图像信噪比较差。为准确提取汽油机缸内直接喷雾研究中所需的喷雾贯穿距、喷雾锥角、周长以及面积等参数,需要在图像处理过程中精确地提取喷雾边界,为此进行了精确的噪声滤波、边缘检测、形态学优化等图像处理。在确定雾形边界后,进一步编写程序计算出喷雾贯穿距、喷雾锥角、喷射速度等参数,实现了喷雾特性参数的实时测量。     

生物质能的开发与利用

全世界总能耗的七分之一来自生物质能,约有15亿以上的人口仍把生物质能作为他们的主要能源。生物质能是唯一既具有矿物燃料属性,又有可储存、可再生、可转换等特点,并较少受自然条件制约的能源。生物质经过转化可以成为有用的热能、电能和作为动力用的燃料,主要转换途径有直接燃烧、气化或液化。生物质经过气化可转化为高品位的一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体。经过厌氧消化,生物质可转化为沼气,生物质转化为液态燃料有热化、生化、机械和化学等方法。     

耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响研究

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Mo外,均呈贫化趋势且达显著水平;Cu、Fe、Mn和Mo的有效性明显提高,Zn的有效性降低,严重缺Zn可能限制作物产量提高;残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮作时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似,呈两极分化,Cu和Ni增加,而Zn和Mn降低.     

生态需水研究进展及存在问题

回顾了生态需水问题的提出背景，分析了目前有关生态需水的定义，归纳了生态需水的类型，讨论了不同生态系统（河道生态系统、植被生态系统）生态需水的计算方法，提出了存在的问题，原因和今后研究的方向。