西宁市耕地利用变化及其驱动力研究

以西宁市地区为例,以耕地为研究对象,运用特尔斐法、相关分析和主成分分析法对2000～2008年耕地数量变化相关的社会、经济、农业驱动力进行定量分析,并将定量分析结果与专家对西宁市以往的研究结果结合进行探讨。结果表明,社会发展、经济投资、农业科技进步及人口因素对耕地利用变化产生很大影响,并据此提出西宁市合理利用保护耕地的建议。     

明轮驱动虾塘自主导航投饵船设计与可靠性试验

基于明轮驱动的虾塘投饵船能够适应养殖池塘复杂的环境、满足全塘抛撒的要求,可靠性是其进行推广的关键。采用滚塑工艺设计了全封闭投饵船体,利用免油脂润滑不锈钢链轮和明轮作为驱动机构,以避免对水体的污染,螺旋输送饵料装置可满足船载投饵过程中重心位置稳定的要求,通过GPS+电子罗盘的方式实现了自主导航定位和姿态控制需求。根据虾塘投饵和控制性能要求,进行投饵船直线运动和转弯运动模型的构建,采用PID航向、航速运动控制算法进行巡航路径控制,池塘测试平均速度为0.72m/s,直行和转弯最大偏航量分别为0.8m和0.5m。40d的养殖塘现场试验结果表明,自主导航投饵船在复杂路径下运行平稳,可满足虾塘饵料投喂要求,同时对强风、大雨等恶劣环境进行了可靠性测试,发现并解决了相关问题。     

基于分层模型的轮毂电机驱动车辆直接横摆力矩控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能,提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层,设计了基于车轮转角的前馈控制器,对车辆横摆角速度稳态增益进行调节,同时将滑模控制进行改进,设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制,使横摆角速度追踪其期望值;下层为转矩优化分配层,基于稳定性优先原则,建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数,并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验,结果表明,在连续转向工况和双移线工况下,所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外,该策略能够有效控制轮胎负荷率,实现转向行驶时的转矩优化分配,改善了车辆操纵稳定性。     

外槽轮式播种机播量控制系统设计与试验

为提高外槽轮式排种器播量调节范围与控制精度,设计了一种外槽轮式播量自动控制系统,该系统通过采集机组行进速度信号,同时控制槽轮转速与槽轮长度,实现播量调节与控制。通过试验,建立了播量与槽轮转速、有效工作长度的数学模型,分析了槽轮转速、有效工作长度对播量变异系数与模型精度的影响。结果表明:模型最大误差小于5%,平均误差为3. 2%,满足精度要求;槽轮有效工作长度在14～30mm范围内、转速为40～60 r/min时,变异系数小于0. 5%。上述参数范围是所设计外槽轮式排种器播量自动控制系统适宜的控制范围。研究为外槽轮排种器的播量自动控制策略提供了理论依据。     

杏鲍菇转轮除湿热泵干燥系统结构设计及工艺参数优化

为了实现农产品低湿节能干燥,分析了典型转轮除湿干燥模式,基于能耗高、结构不合理等问题,开展转轮热泵联合除湿干燥系统优化设计与试验研究,研制出转轮除湿热泵干燥机。为了检验并提高转轮除湿热泵干燥机的作业性能,该文以杏鲍菇为研究对象,以降低杏鲍菇色差、除湿能耗比,提高复水性为目标,运用Box-Benhnken中心组合试验设计理论,对再生温度、干燥温度、转换点相对湿度影响其干燥品质与能耗的因素开展响应面试验。通过数据分析,建立了响应面模型,结合四维渲染图分析了上述3个考察指标受3个试验因素取值变化的影响机制,同时对各影响因素进行了综合优化与试验验证。结果表明,3个模型的R2均大于0.98,试验因素对干燥品质及能耗有较大影响,当再生温度87℃,干燥温度50℃,转换点相对湿度45%时,杏鲍菇复水比4.028,色差22.89,除湿能耗比(specific power consumption,SPC)2 633 k J/kg,与预测绝对值误差均低于6个百分点。该研究为转轮除湿热泵干燥设备的设计及干燥工艺优化提供参考。     

基于地轮仿形的收割机二层割刀改进研究

针对秸秆全量还田对收割留茬的要求,分析大型全喂入联合收割机改制二层割刀的可行性,设计了一种基于地轮仿形的收割机二层割刀。该套装置采用地轮仿形,实现了留茬高度一致,控制留茬高度低于25 cm。该结构实现了秸秆全量还田的要求,降低了收割机脱粒分离负荷,减少了一遍秸秆粉碎作业程序,在提高作业效率和质量的同时,合理降低了农机作业成本。     

农用柔性底盘偏置轴转向机构联动耦合控制策略及试验

针对农用柔性底盘前轮转向时两偏置轴转向机构难以保持联动关系而影响顺利转弯的问题,基于阿克曼转向几何与交叉耦合控制原理,设计了偏置轴转向机构联动耦合控制策略,采用模糊PID控制算法对两转向轮转角联动轮廓误差进行补偿,并依据方向盘信号大小和变化率对电磁摩擦锁PWM控制信号占空比进行调节,以匹配偏置电动轮转向的角速度,使两转向机构形成耦合而保持期望联动关系;基于MATLAB/Simulink对控制策略进行了仿真,且在硬化路面上实施了阶跃转向、蛇行转向及随机转向3种运动方式的试验验证,并对比分析了转角分配控制下的前轮转向效果。试验结果表明:耦合控制方法下柔性底盘前轮阶跃转向响应均在0.8 s内,左、右侧转角最大超调为1.3°;电磁摩擦锁的开闭可较好匹配电动轮的转向;左、右前轮对于各自目标角具有良好的跟踪性能;3种转向方式下最大与平均跟随误差值均小于分配控制方法;两轮联动的最大与平均转角轮廓误差分别为:阶跃转向1.2°与0.6°、蛇行转向1.1°与0.6°、随机转向1.0°与0.5°;耦合控制下仿真与试验转角的轮廓误差变化趋势一致,最大误差为2.2°,证明仿真模型合理有效。耦合控制下偏置轴转向机构联动控制效果优于转角分配控制,转向效果良好,该文提出的柔性底盘偏置轴转向机构联动耦合控制策略有效且可行。     

普者黑岩溶湿地景观格局演变及驱动机制研究

利用1990～2015年的6期遥感影像数据,结合GIS技术和景观格局指数方法,从景观整体格局和景观单一格局两个方面探讨了普者黑岩溶湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明,25年来林地、农地、建筑用地面积增加,湿地、未利用地面积逐年减少,其中,2005～2010年湿地面积减少速度最快,减少率达到39.2%;整体景观类型破碎度降低,多样性指数和均匀度指数减小,蔓延度指数增加,景观分布不均匀。     

三角履带式集材机的设计与分析

通过对集材机行走系统的研究,设计了一台三角履带式集材机。介绍了集材机整机结构、三角履带结构,并分析计算了牵引力、功率。利用MATLAB对车辆稳定性进行分析,发现降低质心高度、减小质心偏移距离、增加轨距可提高车辆稳定性。计算得出其空载纵向上、下坡最大行驶坡度分别为38.4°、33.2°,满载时分别为37.6°、38.1°,横向匀速直线和匀速转弯最大行驶角度为26.4°、22.8°。利用Adams对坡度为25°时车辆上、下坡及横向直线行驶运动进行仿真,结果表明:车辆有良好的爬坡能力和行驶稳定性。该研究对集材机的发展有一定参考意义。     

耕地数量波动及驱动力多时间尺度分析——以江苏省为例

将小波诊断技术应用于1978年以来江苏省耕地数量波动及其影响因素的多时间尺度分析,揭示了耕地数量波动周期及其与影响因子的相互关系,同时对江苏省耕地数量波动趋势进行了定性预测。研究结果表明:(1)江苏省耕地面积波动主要存在7 a、15 a和27 a的特征时间尺度,在27 a的特征时间尺度上,对江苏省耕地数量起控制作用的两种因素为GDP和人口数量,而在15 a的特征时间尺度上,则主要为GDP,并且两种因素在不同时间尺度下对耕地数量的影响均为负面效应;(2)江苏省耕地数量将继续减少,但随着国家政府对耕地快速减少问题的重视和一系列土地调控政策的颁布与实施,减少速率将有所下降。