基于知识工程的旋耕机智能设计系统研究与开发

【目的】为了解决旋耕机设计效率低的问题,基于知识工程理论构建了旋耕机智能设计系统,为旋耕机的快速设计提供参考。【方法】在分析旋耕机设计相关知识的基础上,以系统-零部件-设计知识为思路,整理了设计规则,采用产生式表示方法建立零部件参数库、设计规则库、装配信息库、模型实例库,将基于规则的推理和基于实例的推理相结合,提出基于经验规则的模糊推理算法和推理解释机制,并通过相关程序编写推演应用,利用Visual-Studio和API对SolidWorks进行二次开发并整合相关程序,针对智能设计产品的可靠性进行EDEM-ANSYS耦合仿真验证。【结果】在研究整理旋耕机设计知识的基础上,深度挖掘了更多隐性知识,基于SQLite关系型数据库构建了旋耕机设计规则库和实例库,应用混合推理算法和用二次开发技术实现了设计资源的重用和数据关联、尺寸特征驱动零部件变更、零部件自动装配等功能,开发了.exe格式的整套系统,在Windows 10操作系统、Intel i5 7th处理器、16G内存配置环境下,2～3 min即可完成整机的设计并输出三维模型。仿真验证表明,设计旋耕机土壤破碎率约为72.13%,不平整土层厚度约为2.8 cm,碎土效果及地表平整度均较好;耕作部件强度满足设计要求。【结论】利用所设计的智能系统可快速自动生成符合用户需求的旋耕机三维模型和参数,且系统产品完全满足工作需求和工作可靠性,有效提高了旋耕机的设计效率。     

高通量测序技术在微生物分子生态学研究中的应用

微生物在众多的自然和人工生态系统中发挥着核心的作用,但能够被培养分离的微生物在大部分生态系统中只占极少一部分,极大地限制了人们对微生物组成、功能及其潜在应用的认识。分子生物学方法,尤其是高通量测序技术应用到微生物生态学研究中,为认识微生物多样性、群落结构组成及其生态功能提供了有利手段。高通量测序作为一种新兴的免培养分子生物学技术,具备检测快速、准确、信息全面丰富等特点。随着高通量测序技术的不断升级换代,测序通量、读长和准确度的不断提升以及成本的大幅下降,该技术在过去十几年间被迅速应用于土壤、水体和肠道等微生物区系的研究中。本文简述了基于高通量测序技术的PCR产物测序技术和宏基因组学测序技术的原理、发展历程、数据分析方法与应用,以及宏基因组学测序技术在病毒学领域的应用,以期为微生物分子生态学研究提供参考。     

春大豆叶面积指数与产量的空间变异性及相关分析

对春大豆叶面积指数(LAI)和产量的空间变异性及相关性进行分析,以便进一步指导春大豆的精细种植.为此,以晋大74号大豆为研究对象,用DGPS定位系统按7m×7m网格共布54个点,利用SunScan冠层分析系统采集此大豆开花结荚期的LAI,用估测法测定产量;运用地统计学原理对LAI和产量的空间变异性进行分析并建立它们的半方差函数模型,并进一步分析了两者之间的相关关系.结果表明,所测LAI和产量均具有中等变异性,变异函数模型均为球状模型,且均具有中等空间自相关性;产量与LAI呈抛物线关系,正相关性达显著水平,说明大豆高产群体存在适宜的叶面积指数范围,可以通过对叶面积指数的科学调控,使一定尺度范围内的春大豆产量获得全面提高.     

农田土壤含水率和坚实度采集仪设计与试验

设计了可以定位、快速、同步测量农田土壤含水率和坚实度的采集仪.在探讨该仪器测量原理和软硬件设计的基础上,对其测量的准确性进行了试验分析.某苗圃地,选定5 m × 5 m的30个采样点,用农田信息采集仪和烘干法分别测量各点的土壤含水率,并对测量值进行简单相关分析,其相关系数为0.917 9,达到极显著性相关.以同样的方式,采用农田信息采集仪和SC900型数字土壤坚实度仪,分别测量30个采样点10 cm和20 cm深度处的土壤坚实度值,并对两种方法在两个深度时的测量值进行相关性分析,其相关系数分别为0.826 7和0.924 5,达到极显著性相关.试验结果表明,该采集仪对农田土壤含水率和坚实度测量的准确性可满足农业生产要求.     

山西省农业机械化发展水平的评价与分析

科学地评价不同地区农业机械化发展水平,是农业机械化宏观管理的重要内容。在考虑山西省农业机械化发展的实际情况的基础上,建立了农业机械化发展的评价体系,对山西省115个县市的农业机械化发展水平进行了综合评价,并利用GeoMedia软件直观展示了全省农业机械化发展水平的空间分布情况,在此基础上,分析了导致各地区农业机械化发展水平差异的主要原因,为不同地区农机化的发展提供了依据。     

马铃薯收获机挖掘装置智能设计系统与评价方法研究

针对马铃薯收获机挖掘装置设计效率低、设计知识难以高效获取和运用的问题,构建了马铃薯收获机挖掘装置智能设计系统。在收集整理挖掘铲设计规则的基础上,以产生式、框架式和混合式的知识表示方法表达挖掘装置的设计知识并进行存储,建立智能设计系统知识库;利用Visual Studio软件搭建知识管理系统,对规则类和实例类知识进行管理;采用基于规则和基于实例的正向推理方法,探讨智能设计系统推理机制;基于SolidWorks二次开发技术,对挖掘装置进行参数化建模;基于挖掘铲挖掘阻力分析和RecurDyn-EDEM联合仿真试验,构建挖掘装置工作性能评价体系;以Visual Studio为开发平台、VB.NET为开发语言,应用SolidWorks API接口技术和MySQL数据管理方法,对设计知识库、知识管理系统、推理机、参数化模型库和评价体系进行整合及联合运用,开发了马铃薯收获机挖掘装置智能设计系统。利用系统进行挖掘铲实例设计,并进行工作性能评价分析,结果表明,挖掘铲工作所需牵引力为856.24 N,所受最大牵引阻力为724.81 N,明薯率为97.22%,伤薯率为1.43%,表明该挖掘铲满足设计要求。     

基于知识元描述的模型参数化设计交互式创建系统研究

针对农机模型参数化设计过程中涉及参数传递困难、关联性差,对设计人员的专业素质要求高等问题,构建了一套模型参数化设计交互式创建系统。该系统运用知识元设计的理念,通过人机交互式的方法创建设计知识,实现模型的个性化设计与参数化建模。采用Visual Studio平台下的VB.NET为开发语言,结合SolidWorks的二次开发技术与MySQL数据库管理实现模型参数化设计的资源化封装,以弱化专业背景知识的限制。以谷物收获机械的切割装置为测试对象,分析零件之间的参数关系,明确参数设计规则,通过模型预处理标记设计参数,循环遍历模型数据集提取参数基本信息,建立人机交互操作界面,按照参数分类的要求完成设计参数定量、定性的知识信息表达。实例分析证明了该系统的可行性与有效性,并且易于理解和应用,可为农机装备的设计重用技术提供技术支持。     

基于GPS的农田信息采集与处理系统的设计与实现

农田信息的有效采集和管理是实践精细农业的重要基础。开发基于GPS的农田信息采集与处理系统,包括空间信息采集、空间信息处理、土壤属性、网络查询和帮助模块。用VB 6.0中的MSComm控件,编制RS-232串行通讯接口程序,实现GPS数据的计算机实时采集;编程实现GPS定位数据的过滤、分解、保存及定位精度分析;编制高斯-克吕格投影程序,把WGS-84坐标转换为二维直角坐标;开发土壤属性管理模块,实现土壤水分的采集和分析;设计农田信息的网络查询模块等。该系统经过测试和使用,具有操作简便,性能稳定等特点。     

2BMP-2棉花铺膜播种机的排种器结构设计分析

介绍了 2 BMP- 2型棉花铺膜播种机的水平圆盘式排种器工作原理和结构特点 ,并对排种器结构和主要参数进行了分析确定     

土壤-耕具接触的有限元仿真分析

利用数值模拟结合正交试验设计方法,研究不同刀具楔角、耕作深度和土壤-耕具间摩擦因数对切削阻力的影响,及切削过程中土壤裂纹的扩展形态。模拟结果表明:当楔角一定时,随着耕深和摩擦因数的增加,裂纹长度随之增加且趋于平缓;当楔角和耕深不变,摩擦因数不同时,裂纹形态的扩展趋势不同;当楔角为20°,耕深为10cm,摩擦因数为0.45时切削力较小;而当楔角为25°,耕深为20cm,摩擦因数为0.70时切削阻力较大。楔角、耕深及土壤-耕具间摩擦因数都是影响耕作过程切削阻力大小的因素,而且因素间的交互影响不可忽视。不同因素水平下土壤切削过程产生的裂纹形态及切削力大小不同。