温室地下蓄热系统蓄热加温效果试验

为了减少温室加温能耗,基于植物生理设计了温室地下蓄热系统,测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、湿度和地坪温度和室外气温、土壤温度、相邻未蓄热温室气温和地温。结果表明：在冬季白昼为晴朗、多云时,系统蓄热可分别使地坪温度平均高于未蓄热温室地温4.8℃,4.4℃,具有良好的蓄热效果;阴天时蓄热时间应适当缩短,但由于长期蓄热,其地温仍高于相邻温室2.6℃。在白昼为晴朗、多云、阴天的情况下,夜间系统加温使温室内气温分别高于相邻未蓄热温室3.1℃,2.0℃,1.5℃,与外界分别保持3.95℃,3.21℃,2.35℃的平均温差,在加温期间具有良好的加温效果,至少可以满足温室加温能耗的35.7%。     

双层覆盖温室地下蓄热系统保温效果试验

针对温室加温能耗大的突出问题，设计了双层覆盖温室地下蓄热系统。测试了冬季夜间保温时温室内外温度、湿度，计算了达到同样环境温度时燃煤热水锅炉加温所需能耗及燃料成本。结果表明，在冬季白昼为晴天、多云、阴天时，双层覆盖温室地下蓄热系统蓄热后，夜间保温时温室内温度分别高于外界温度5．1～9．8℃、4．8～6．9℃、4．2～6.4℃，室内外平均温差分别为6．9℃、5．4℃、5．3℃，其能耗费用低于燃煤热水锅炉加温费用，系统具有良好的保温性能，节能效果明显。     

番茄收获机械手工作空间分析与仿真

采用Denavit-Hartenberg坐标系,通过齐次变换法建立了7自由度番茄收获机械手的正运动学方程,利用蒙特卡洛方法对机械手工作空间进行仿真和分析.结果表明,番茄收获机械手工作空间内部工作点密集且分布均匀,能够满足番茄采摘高效作业的要求.蒙特卡洛法求解速度快,能够简单、直观形象地描绘机械手的工作空间.     

基于电子鼻的番茄种子发芽率检测

防止种子掺假、以次充好,为快速无损检测高发芽率的种子,该文将不发芽的浙杂809番茄种子以不同比例掺入到发芽率为92.6％的番茄种子中,得到种子的发芽率分别为90％,80％,70％,60％,50％和0等6种比例,并利用电子鼻对其进行分析.结果表明:利用电子鼻可以很好的区分出番茄种子发芽率为90％、80％、50％～70％、和不发芽的4种情况;当种子发芽率为70％、60％、50％时,其图形信息部分重叠,利用电子鼻较难区分开.在主成分分析和线性判别分析的基础上,利用BP神经网络和支持向量机对上述情况进行分类识别,结果表明:两种识别模式的训练集的正确率分别为93.6％和97.4％,预测集的正确率分别为65.2％和72.7％,相对于BP神经网络模式识别,支持向量机预测系统的误差较小,具有很好的预测性能.     

气力式杂交水稻制种授粉机授粉管结构参数优化

针对当前杂交水稻制种对机械化授粉装备的迫切需求,设计了气力式杂交水稻制种授粉机。首先对其关键部件授粉管建立了计算流体力学模型,进一步以授粉管内径、气流出口长度与宽度为因素,以气流出口流速变异系数、气流覆盖高度为指标,利用Design Expert软件设计了三因素三水平的Box-Behnken仿真试验,最后对授粉管结构参数进行优化。结果表明：在授粉管内径为60～80 mm、气流出口长度为100～200 mm、气流出口宽度为4～10 mm的范围内,授粉管内径、气流出口宽度及授粉管内径与气流出口宽度的交互作用、气流出口长度与宽度的交互作用、气流出口宽度平方对气流出口流速变异系数影响极显著（P<0.01）;授粉管内径、气流出口长度与宽度及二者的交互作用、授粉管内径与宽度的交互作用对气流覆盖高度的影响极显著（P<0.01）。授粉管较佳结构为内径64.49 mm,气流出口长度、宽度分别为200.0、7.25 mm,此时出口气流速度变异系数为9.10%,气流覆盖高度187.57 mm。为便于加工,选用授粉管内径61.5 mm的标准不锈钢管,取气流出口长度、宽度分别为200、7.5 mm并进行验证试验,气流出口流速仿真值与实测值基本一致,实测流速变异系数为8.83%～9.25%,气流出口流速分布均匀。研究结果可为气力式杂交水稻制种授粉机参数优化提供理论参考。     

电子舌预测不同体积分数牛奶的表观黏度

该文为建立牛奶的电子舌响应信号与其表观黏度的关系,在单因素方差分析和主成分分析的基础上,提出了比较多元线性回归、逐步多元线性回归和偏最小二乘回归3种模型对牛奶表观黏度的预测效果的方法。结果显示,单因素方差分析表明体积分数对牛奶的表观黏度和各个传感器响应信号都具有极显著性的影响;主成分分析（PCA）可以用来区分牛奶的5种不同体积分数;偏最小二乘回归模型预测效果最好,模型预测值与实际值的相关系数R达到0.9659,平均相对误差（MRE）和预测均方根误差（RMSEP）分别为4.5499%和8.4645×10-5,建模最佳主成分数为3。研究结果表明,偏最小二乘回归模型是电子舌预测牛奶表观黏度的有效方法,该方法为牛奶表观黏度的科学研究提供参考。     

番茄收获机械手轨迹跟踪模糊控制仿真与试验

针对番茄收获机械手动力学模型不精确和外界扰动问题,该文采用计算力矩-模糊补偿相结合的控制方法进行了番茄收获机械手轨迹跟踪控制研究。通过自适应模糊逻辑系统补偿机械手动力学模型中的不确定部分,模糊逻辑系统的参数基于Lynaponv稳定性理论自适应调节,并利用ADAMS与MATLAB进行仿真试验。结果表明,对比计算力矩法,计算力矩-模糊补偿控制算法中各关节轨迹跟踪误差明显减小且收敛趋势明显。关节1至关节7平均轨迹跟踪精度分别提高了70.29%、94.72%、0.61%、74.29%、89.75%、86.41%和67.14%。该控制方案中各关节控制力（矩）均呈规律性变化,增加扰动信号亦未使输出力（力矩）出现抖振和突变,启动力（矩）最大出现在移动关节2和转动关节4,分别为453N和98.33 N·m。研究结果可为番茄收获机械手轨迹跟踪控制系统的深入研究奠定基础。     

果实采摘机械手机构设计与工作性能分析

采摘机器人是农业机器人的一种类型，在农业生产中具有广阔的应用前景。为此，从型综合和尺寸综合两方面介绍了果实采摘机器人机械手的机构设计，并分析了机械手机构的工作空间、可操作度、避障能力、冗余空间和姿态多样性等工作性能指标以及各指标的计算方法，为果实采摘机械手的机构没计与工作性能评价提供了理论依据。     

气吸式水稻育秧整盘播种机吸孔流场模拟与播种试验

以2BZQZ-300型水稻育秧播种机播种气室为研究对象,建立了不同孔径吸孔的局部吸种模型,运用Fluent软件对吸孔在空载工况、种子被横向和纵向吸附的负载工况时吸孔周围流场特性进行数值模拟,对其播种性均匀性进行了验证试验。结果表明:在空载和负载时,气室下部吸孔的上下负压区相对压力分布均匀,气室内吸孔之间的气流没有明显干涉;种子被横向和纵向吸附时,种子表面的气流主要集中于吸孔与种子间;随着吸孔直径增加,种子表面的有效受力面积基本呈线性增加,种子被横向吸附时有效受力区域的相对压力随孔径增加明显升高,而种子被纵向吸附时有效受力区域的相对压力变化较小,种子被横向吸附时受到的表面力明显高于纵向吸附时的表面力,有利了提高吸种率和携种稳定性。播种试验表明,播种后水稻种子在秧盘内分布均匀,总体播种均匀性系数为94.9%。     

含水率与静置时间对滩涂土壤流变特性试验

为了研究贝类养殖的滩涂土壤的流变属性和结构稳定性,采用旋转流变仪对不同含水率和不同静置时间的滩涂土壤进行了流变试验,通过单因素试验研究了各因素对滩涂土壤流变特性的影响,并分析了土壤剪切过程中的变化机理。同时,通过Response Surface Methodology中的Central Composite Design试验建立了屈服应力与含水率和静置时间之间的数值模型,并比较了含水率和静置时间对屈服应力产生的影响。结果表明：1）剪切过程中滩涂试样经过了弹塑性阶段、固液转化阶段和流体阶段,滩涂土壤表现出了静置时间越长,固液转化阶段就越长的性质,且剪切过程中表现出剪切稀化的性质。2）静置时间的增加会导致整体剪切应力和屈服应力同时增加,含水率的增加会导致整体剪切应力和屈服应力的降低,且滩涂土壤存在一个含水率分界点,此含水率分界点在64.5%～67.0%之间,当超过这个含水率分界点的试样的静置时间超过31 h时,试样的屈服应力基本不会再发生较大的波动,大小在2 240～4 380 Pa之间,此外,静置时间在0～53 h之间且含水率在62.0%～69.5%之间的试样的屈服应力在1 870～5 410 Pa之间。3）含水率对屈服应力的影响比静置时间的影响更加显著,模型的R²为0.953 4,并且在验证试验中,屈服应力的测量值与预测值之间的误差在15.0%以内,都说明了数值模型的可靠性。研究定性和定量地表征了滩涂土壤的流变特性,为滩涂贝类采收机械的研发和优化提供参考。