农业装备虚拟试验系统平台的建立

针对农业装备数字化设计技术研究的需求,利用虚拟现实场景建模工具MultiGen Creator和实时场景驱动软件Vega Prime,结合VC++编程语言,开发出一套完整的农业装备虚拟试验系统平台.阐述了系统平台的软硬件组成、功能、结构以及系统的开发流程,对建模过程中运用到的方法、步骤和所涉及到的关键技术进行了研究,此外对Vega Prime应用中的关键技术和难点进行了探讨.测试试验表明,该系统平台运行稳定,具有可靠性和有效性.     

浑善达克沙地天然植被蒸散量两种计算方法的比较

以土壤-水分-大气-作物系统模拟模型——SWAP模型和FAO-56分册推荐的最新双作物系数法为基础,计算浑善达克沙地天然植被蒸散量。结果表明：SWAP模型和最新双作物系数法模拟的蒸散量结果相近,均可用于模拟蒸散量。SWAP模型能模拟土壤剖面的水分动态。     

种猪自动精细饲喂系统设计与试验

设计了可用于种猪自动供料的精细饲喂系统。系统主要由可编程控制器、步进电动机及驱动器、卸料器组成,软件应用程序由组态王开发完成,主要由精细饲喂主界面和料量添加界面组成。系统运行结果表明,该系统运行稳定可靠,实现了自动精确的投放饲料,在一定的范围内投放饲料,其最大误差不超过±2%。     

北方干寒地区日光温室CO2预测模型建立与冬季试验

根据质量平衡原理,构建了适用于北方干旱、寒冷地区典型日光温室CO2动态预测模型。模型定量描述了作物光合和呼吸作用、土壤呼吸作用、CO2施肥、自然通风及闭膜后的冷风渗透对室内空气中CO2的动态影响过程。利用内蒙古农牧业科技园区的日光温室对模型进行了冬季验证。结果表明,模型能较好地预测北方干旱、寒冷地区冬季晴天、多云天气的日光温室室内空气CO2浓度的动态变化过程,且预测值和实测值之间的相对误差小于10%。     

涌泉根灌技术研究与应用

提出了一种新型涌泉根灌灌水方法,研究设计了一种灌水器,实现了直接将灌溉水输送到植物根系部位的研究目标,研制的涌泉根灌灌水器流态指数小于0.5,属紊流范畴.为了测得不同节水灌溉方式的应用效果,在陕北山地5年生枣树实施了管灌、滴灌和涌泉根灌等工程38.67hm^2,对3种不同灌水方法的经济效益作了分析.结果表明,与不灌溉相比,管灌、滴灌和涌泉根灌的净增收入分别为4707.70,8446.00和10926.00元/hm^2;管灌、滴灌和涌泉根灌每方灌溉水产值分别为1.90,11.30和14.60元/m3.涌泉根灌与滴灌相比,年成本降低2030元/hm^2,净收入增加2480元/hm^2,每方灌溉水产值提高3.30元/m3;涌泉根灌与管灌相比,年成本降低743.30元/hm^2,净收入增加6218.30元/hm^2,每方灌溉水产值提高12.70元/m3.不同节水灌溉方式均使得枣园净收入大幅度提高,尤其是涌泉根灌方式,净增值率高达235.0%.建议在山地经济林果中大面积推广应用涌泉根灌技术.     

轴流泵模型多叶片安放角的数值计算

在同一轴流泵模型0°安放角数值计算结果的基础上,应用ANSYS CFX软件,选择标准k-ε湍流模型和可伸缩壁面函数,在不同的叶片安放角下,采用全六面体网格和经网格无关性分析的网格数,分别在定常和非定常条件下进行了多工况的数值模拟和外特性计算,并将计算结果与试验结果进行对比.在规范使用工具软件的条件下,分析了CFD数值模拟技术预估轴流泵性能的精度及其误差的特点.结果表明,非定常计算扬程值略高于试验值,而定常计算扬程值低于试验值,非定常计算的总体精度高于定常计算,且误差可控制在5%以内;定常和非定常预测的效率误差可控制在7%以内,且非定常计算的效率与试验效率存在一相对固定幅度的偏差,据此可用于修正同类模型效率的预测值.基于非定常计算的结果,进一步分析了叶轮和导叶圆柱面上流线分布、叶片截线压力分布和轴流泵过流部件各部分水力损失随叶轮叶片安放角和流量的变化规律,发现在小流量工况,靠近轮毂位置存在旋涡堵塞现象;在计算工况范围内,导叶段和出水段水力损失随流量的增大呈现先减小后增大的趋势.     

猪肉可追溯凭证管理系统设计与实现

目前虽然存在一些成功的猪肉安全可追溯系统,但它们一般是由某家大型企业建立,是基于数据库的集中式管理,与涉及多阶段、跨部门和分布式的猪肉安全可追溯的现状还不完全一致.为了能够实现可追溯,各阶段的凭证需要将上下游数据进行关联,实现这种关联就是凭证管理.为此,基于信息安全技术,设计了猪肉可追溯凭证管理系统并针对农贸市场猪肉摊档销售的凭证管理系统进行实现.该系统能够实现凭证管理的一致性、完整性和不可否认性,具有较好的应用与推广价值.     

基于非线性模型的电气离合器执行系统位置伺服控制

为了实现电气离合器执行系统的位置伺服控制,构建了离合器气动执行系统。通过运用引入死区的滑模控制算法于系统,采用不基于模型的控制实现离合器气动执行系统对参考运动轨迹的跟踪,利用轨迹跟踪过程中气缸的气压驱动力间接估计离合器的载荷特性。理论上采用此方法间接估计到的值误差小,更加贴近离合器在此种轨迹运动下实际的载荷特性。试验表明引入估计得到的离合器载荷特性模型于基于模型的积分滑模控制器可以很大程度提高离合器气动执行系统轨迹跟踪精度。     

基于机器视觉的嫁接用苗外观特征自动检测

提出了基于数学模型的幼苗外观特征自动检测方法,检测项目包括生长状态、子叶参数和胚轴参数。首先经过图像预处理提取幼苗二值图,利用行像素统计图确定特征参数基准点位置。然后以标定胚轴最小矩形倾斜度和宽度判定弯曲状态;子叶跨度通过两子叶端点距离确定,子叶展开角通过两子叶底端平展位置拟合线夹角判定;胚轴弯曲度通过胚轴中心线上曲率最大的位置为分界点分别判断两段斜度而求得,胚轴长、轴径结合斜度补偿求得。与手工测量数据对比,轴长、轴径和子叶跨度的相关系数分别为0.935 1、0.899 9和0.903 4,相对误差分别小于7%、5%和7%,绝对误差分别小于4 mm、0.2 mm和6 mm。     

基于单目多视角视觉的珍珠品质检测

利用单目多视角摄像装置直接获取5个不同视角的珍珠表面图像,对其进行图像预处理并按照成像规则进行融合拼接,从融合拼接的珍珠全景图像中提取出珍珠表面颜色、光泽度及均匀度等特征参数;依据与国家标准相一致的判断指标与相应的检测算法来识别和检测珍珠品质。实验结果表明,设计的基于单目多视角机器视觉装置能保证在一个统一的颜色系统中一次获得珍珠整个球体表面的图像,可实时完成珍珠的颜色、光泽度及均匀度等外观品质指标的视觉检测与分类,各个指标的检测精度均达到了80%以上。