灌水量对膜孔灌农田水分运移分布和动态变化影响研究

通过室外测坑灌溉试验,分析了灌水量对膜孔灌玉米不同生育时期的土壤水分运移分布和动态变化的影响。研究表明,灌水后第1天,土壤含水率以膜孔为中心呈等值线分布,土壤水分在再分布过程中出现交汇情况,交汇后土壤水分向更深度方向运移;随着生育时期的递进,膜孔中心附近的土壤含水率逐渐减小,土壤含水率在膜孔中心处最小,随着距离膜孔中心距离的增大而增大;不同灌水量对作物吸收水分后水分分布影响明显,相同深度处,灌水量越大,土壤含水率越大;玉米耗水量随灌水量增大而增大,耗水量和灌水量之间存在显著的幂函数关系。     

大流量电液控制阀设计与试验

设计了一种大流量电液控制阀,采用压差反馈取代常用的位移反馈,为二级阀闭环提供了一种新方法并降低了成本;采用椭圆油口降低了阀芯长度与质量,有利于提高系统频响。建立了电液控制阀系统的数学模型并进行了仿真分析,结果表明采用矩形窗口与三角形窗口组合的复合节流窗口的设计可同时满足大流量时的快速性与小流量时的稳定性要求,电液控制阀最大流量为417 L/min,在±50%输入信号下频响为73 Hz。研制了试验样机并成功应用于液压软管脉冲试验系统,系统在不同负载下的水锤波响应进一步验证了所设计大流量电液控制阀应用的广泛性。     

水稻插秧机植物纤维地膜敷设装置开口机构设计

针对自制的水稻插秧机植物纤维地膜敷设装置由秧爪直接进行开口插秧、而导致开口质量较差的问题,利用ADAMS建立了偏心齿轮式分插机构的运动仿真模型,通过轨迹跟踪及逐次逼近的方法确定了开口刀尖点的最优坐标为(-159.8,54.9)。依此建立双臂同步开口机构仿真模型并对开口插秧过程进行了仿真模拟,结果表明机构满足设计要求。最后,对同步开口机构开口刀的装配结构进行了优化设计。     

基于压电薄膜的免耕播种机播种深度控制系统

为使免耕播种机在秸秆覆盖地作业时自动保证播种深度的一致性和稳定性,设计了一种主动作用式播种深度自动控制系统。采用聚偏二氟乙烯(Polyvinylidence fluoride,PVDF)压电薄膜传感器将免耕播种机限深轮的胎面形变量转换为电压信号,信号处理电路对传感器产生的信号放大滤波,提取信号峰值,系统根据峰值信号实时监测播种单体对地表的压力,控制信号形成电路在压力不足时发出控制信号,控制安装在播种机机架与播种单体四连杆间的空气弹簧产生推力,使播种单体能够产生对地表的压力,从而保证播种深度的一致性。试验结果表明,所设计的主动作用式播种深度自动控制系统能够精确控制开沟深度,仿形性能可靠,作业速度为5~8 km/h时,播深合格率达到90%,作业速度大于8 km/h时,播深合格率明显高于被动作用式播种深度控制装置。     

膜下滴灌下玉米需水规律及优化灌溉制度研究

为了探索适宜于赤峰地区玉米的最佳滴灌灌溉定额和节水效果,在赤峰市松山区当铺地乡南平房村示范基地内进行了田间试验,研究了覆膜滴灌方式下玉米地土壤含水量变化情况、玉米需水规律、玉米产量和水分利用效率WUE的变化。结果表明:1在玉米苗期的土壤含水量变化不大,在玉米拔节期土壤含水量升高,在玉米抽穗期土壤含水量急剧下降,在灌浆阶段土壤含水量下降的程度加快,在玉米成熟期土壤含水量维持在较低水平;2玉米需水量基本上呈现为苗期小,拔节期大,抽穗期-成熟期小的规律,需水高峰期出现在拔节期,最大需水量为117.23mm(GGDE4);3通过对2013年不同水分处理的玉米产量和WUE与全生育期总耗水量之间进行回归分析,得出玉米产量与耗水量之间、WUE与耗水量之间呈开口向下的二次抛物线关系;4平水年膜下滴灌玉米的优化灌溉制度为全生育期共灌水5次,第一次灌溉时间选择在播种后2~5d,第二次灌溉选择在5月下旬为佳,第三次宜选择在7月中旬的玉米抽穗期阶段,第四次选择在8月上旬的玉米灌浆期最佳,第五次灌溉选择在8月中旬,灌水定额除播种后定植座苗水为180m3/hm2外,其余均为300m3/hm2。     

压电驱动微悬臂梁与基底粗糙面间多次接触分析

基于压电原理,在考虑黏着、微凸体间相互作用、基底弹塑性变形及微悬臂梁弹性恢复等基础上,运用ABAQUS动态模拟分析了压电薄膜驱动下微悬臂梁末端与基底粗糙面间的接触。结果表明:每次压电驱动接触过程中均存在数次明显的接触-分离情形,梁与基底在无电压作用后2~4μs内仍出现黏合,分离期间粗糙表面发生小部分的弹塑性变形,其中最大残余应力值处于接触区域边缘;随着压电驱动次数的增加,基底发生塑性变形区域不断向两边扩展,表面间黏合作用增强,影响系统接触的可靠性。     

农膜残留对砂壤土和砂土水分入渗和蒸发的影响

通过室内试验设置5个不同残膜量(0、50、100、200、400 kg/hm~2)处理,研究不同残膜量对砂壤土和砂土水分入渗湿润锋、入渗速率、累积入渗量、土壤累积蒸发量和蒸发速率的影响,并评价了主要土壤入渗、蒸发模型在农膜残留土壤的适用性。结果表明:随着土壤中残膜量增多,砂壤土和砂土入渗速率变慢,土壤湿润锋运移相同距离所需时间均显著增加,其中运移30 cm时,砂壤土残膜量400 kg/hm~2处理(SL5)比无残膜处理(SL1)运移时间增加了27.56%;相同入渗时间内累积入渗量随残膜量增加均显著减小(P0.05),入渗结束后SL5处理比SL1处理累积入渗量减小了52.01 m L(23.12%);残膜量增加导致蒸发速率、累积蒸发量都显著减小(P0.05),蒸发结束后SL5处理比SL1处理累积蒸发量减小了30.63%,且不同残膜量对砂壤土的影响大于砂土。对4个土壤水分入渗及蒸发模型进行拟合,结果显示Kostiakov和Philip入渗模型均能较好模拟残膜条件下土壤水分入渗,其中Philip入渗模型拟合精度高于Kostiakov入渗模型,且对砂土中农膜残留下的土壤水分入渗模拟效果更好;Black蒸发模型随着残膜量增加拟合精度下降,而Rose蒸发模型受残膜量的影响较小,更适合于农膜残留土壤累积蒸发量估算。     

面向立木识别的有效K 均值聚类算法研究

针对林区自动对靶施药过程中,当立木生长密集时,获取的点云数据聚类准确率低、效率低的问题,提出优化后的K-均值聚类算法,数据获取方式基于2D激光扫描。针对立木点云信息聚类前需对相关数据进行滤波,提出窗口滤波算法,选取产生混合像素点的树干边缘,提取3次连续扫描的混合像素及其近邻点组成滤波窗口,进行最大阈值滤波,结果显示50次试验中仅有2个混合像素点未被滤除,混合噪声的滤除率高。在K-均值算法优化方面,针对算法需预先确定聚类数和初始聚类中心的不足,提出利用斜率变化确定聚类数的方法,试验对5个不同距离下5组立木分别进行100次测量,结果显示错误测量次数仅为3次,并可在试验前期通过人工方式去除,算法合理有效;对哈夫曼树法确定立木扫描点聚类中心的性能进行了试验分析,3种不同树干分布类型下分别运用随机抽样法和哈夫曼树法进行K-均值聚类,前者平均正确率仅为76.4%,后者则为95.5%;同时分析了Ⅰ型分布下2种算法聚类的迭代次数和耗时,5个不同距离下,随机抽样法的平均迭代次数明显高于哈夫曼树法,平均运行耗时上,哈夫曼树法则高于随机抽样法,前者变化范围为120~220 ms,后者为50~85 ms,该范围为林区测绘的可接受范围。试验证明,基于斜率变化确定聚类数和基于哈夫曼树法确定聚类中心的K-均值算法是林区立木点云聚类的有效算法,可应用于林区的立木检测。     

基于Solidworks起膜铲设计及模糊评价

对钉刺式残膜回收机中的起膜铲进行了改进设计,并对起膜铲刀进行了受力分析。本文所设计的铲刀,是由14片铲刀组成的起膜装置。同时,对起膜铲的参数进行了详细分析,得出影响起膜铲的主要参数和影响因素。最后,运用模糊分析法对起膜铲进行了模糊综合评定,通过详细的分析计算,得出起膜铲刀的综合评定为8 1.8 9分。     

小型割前脱粒收获机双滚筒恒速控制研究

对一种小型割前脱粒收获机双滚筒恒速控制问题进行了研究。建立了行走速度与滚筒角速度的数学模型,确定了在作物密度不可控的情况下,可以通过控制行走速度来稳定滚筒角速度。进行基本试验得到了收获机在额定工作时的喂入量和滚筒转速范围,以此作为恒速控制的基准值。在实际工作过程中,滚筒转速传感器实时检测滚筒转速反馈给控制器,控制器通过控制步进电机调节变量泵排量来控制收获机减速或加速,从而稳定滚筒转速。试验结果表明:该控制系统提高了割前脱粒收割机双滚筒工作转速的稳定性,减轻了操作者的劳动强度。