FDR土壤湿度传感器的温度补偿模型研究

为提高FDR土壤湿度传感器在不同温度环境下测量土壤含水率的精度,设计了一套以STM3 2 F1 0 3 RBT6为核心控制单元的温湿度测量系统。利用该系统对不同温度和含水率的土壤样本进行温湿度信息采集,并运用多传感器数据融合技术及二元回归分析法对采集到的信息进行处理;根据最小二乘法原理,建立了FDR土壤湿度传感器的温度补偿模型。将该补偿模型运用到测量系统中进行验证,结果表明:在测量土壤含水率时,采用该补偿模型后的测量系统能有效降低对土壤温度的敏感性,实现土壤含水率的准确测量。     

利用机器视觉技术对万寿菊缺水状态的分析

采用MATLAB语言进行编程,构造了一个数字图像处理与识别系统。同时,根据现代图像处理技术的特点,结合万寿菊的正常状态和缺水状态,编写了一种分析处理万寿菊缺水状态的软件。该软件数字图像处理部分能够完成图像的输入输出、缩放、文件格式转换、类型转换以及边缘检测等基本功能。图像分析部分通过对万寿菊不同水分状态特征的提取,得出纹理特征可作为万寿菊缺水状态判断的依据。     

基于红外线对管的播种器设计与实现

通过对红外线对管原理和试验方法的简单探讨,结合嵌入式处理器LPC2132处理数据能力强的特点,设计和实现了基于红外线对管的播种器,并在不同的实验条件下检验播种器的工作可行性和准确性,得到减少误差的方法和最佳工作状态,以便快速运用到实践中。     

西南丘陵山区马铃薯全程机械化生产现状及分析

西南地区地处丘陵山区,地理环境复杂,薯类生产机械化水平低,种植面积和产量占比大。本文针对西南地区薯类生产机械薄弱和农机农艺不协调的问题,从马铃薯品种、生产现状、国内外生产装备方面综述西南丘陵山区马铃薯生产机械化现状,从播种作业、生产模式、生产技术等方面分析西南地区马铃薯生产机械应具有小型化低功耗、挖掘减阻、收获低损伤等关键技术。针对西南丘陵山区马铃薯全程机械化生产的问题做出相应的对策与建议。     

金莲花生长发育需水模糊评判模型研究

根据机器视觉技术对金莲花需水特征所提取的数据红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B,以及r分量、b分量,利用模糊数学方法建立了金莲花生长发育健康需水多参数模糊评判模型,以减少单参数对其需水判定缺陷,并通过试验数据对模糊评判模型进行了验证.试验表明,该模糊评判模型能够对金莲花的生长发育需水状态进行评判,能够确定其缺水时间长短.通过该模糊评判模型,为金莲花的灌溉策略的制定打下基础.     

基于图像重建的黄连根系-土壤复合体力学特性仿真与试验

针对黄连（Coptis chinensis）收获过程机械化程度低,根土复合体力学特性研究缺乏的问题,该研究以收获期黄连为研究对象,运用增量式运动恢复结构（incremental structure from motion,ISFM）和多视图立体（multi-view stereo,MVS）算法,通过多视角图像三维重构,将建立的高保真根系形态模型应用于不同条件下的根系-土壤复合体力学特性研究中。首先,通过田间采样和室内力学特性试验,得到根茎的平均剪切模量和泊松比,并测得不同深度的土壤和根土复合体的平均抗剪强度等物理力学参数。再以试验获得的入土深度为0～30 mm的土壤和根土复合体的平均抗剪强度作为响应值,采用Plackett-Burman试验和Central Composite试验等进行离散元仿真参数标定,并在EDEM软件中进行不同深度的土壤和根土复合体直剪试验数值模拟。结果表明：当土壤含水率在49.58%～62.96%、根系含水率在80%～230%的范围内时,在不同入土深度下,收获期黄连根土复合体离散元模型的内聚力和内摩擦角与试验结果的平均误差分别为3.48%和5.21%,标准差分别为3.44%和1.63%,验证表明通过图像重建根系模型可靠,并可用于模拟根土复合体力学行为。模拟方法可为黄连机械化收获关键工作部件设计和工作参数优化等提供理论依据。     

基于亚塑性本构模型的土壤-触土部件SPH互作模型

触土部件是农机的主要组成部分,高精度的土壤-触土部件互作模型对农业耕作触土部件的节能优化设计具有重大意义。为提高土壤切削过程数值模拟的精确度,该研究基于光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）框架,从土壤亚塑性本构模型出发,结合土壤-触土部件接触模型,提出一种土壤-触土部件互作模型。通过砂土坍塌试验和土壤切削试验,对比分析了模拟仿真和物理试验中砂土自由表面演变、内部应力变化、土壤静止和运动分界面形态以及粒子位移。在此基础上对4种不同形状刀具的土壤切削过程进行模拟,以土壤切应力、位移分布表征刀具在切削过程中对土壤的破坏情况,讨论了大半径抛物线型刀具切削过程中的土壤粒子速度场,并得出不同形状刀具切削阻力的变化规律。结果表明,刀具水平切削阻力的模拟值和试验值平均相对误差为9.885%,说明所提模型对刀具水平切削阻力的预测精度较高。研究结果可为土壤-触土部件互作模型的建立提供新的思路,为触土部件的优化设计提供参考。     

构造柱对墙体的约束影响

分析了构造柱对墙体的影响,指出构造柱对一定宽度范围内的墙体有约束作用。构造柱对墙体的有效约束范围为：边柱1．2m,中柱1．0m。     

机器视觉技术在金莲花灌溉中的应用研究

应用机器视觉技术研究了判断作物缺水状态的方法。在日光条件下采集了金莲花叶片图像,然后分别提取了红绿蓝（RGB）三色分量和它们的相对系数rgb及色度H。在RGB和HSI颜色模型下分析了各分量与作物缺水时间之间的相关特性．分析结果表明红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B、以及r分量、b分量都与缺水时间之间有相当高的相关性,可以用作利用机器视觉快速判断金莲花缺水状况的指标,而其他分量与缺水时间之间没有明显的相关性。     

薄膜温室结构非线性分析

以薄膜温室为研究对象,利用结构力学方法简化温室结构得到分析模型,利用有限元软件ANSYS对其进行仿真.将薄膜和骨架看作一体,薄膜有明显的几何非线性,使温室具有非线性特征.分析结果得到温室在不同载荷下的应力分布和最大位移,为温室整体结构的设计提供了理论依据.