景电灌区农田防护林衰败及优化模式

景电灌区农田防护林网是景电灌区防护林体系的重要组成部分,通过调查景电灌区农田防护林衰败现状,分析退化原因,提出优化改造模式,为景电灌区农田防护林更新改造从而发挥可持续效益提供技术支撑。结果表明,1)以杨树为主要树种的景电灌区农田防护林网目前呈严重衰败状态,尤其在个人管护的区域,残缺断代现象严重,部分地方甚至基本消失;2)病虫危害,耗水、胁地严重而被砍伐,耕地次生盐渍化导致树木生长不良、枯死,树种单一、结构不合理,管理不到位等是造成农田防护林衰败的主要原因;3)三倍体毛白杨(Populus tomentosa)、廊坊(P.langfanggensis)、樟子松(Pinus sylvestris)、刺槐(Robinia pseucdoacacia)、白蜡(Fraxinus chinensis)、鸣山大枣(Jujube minshan)等树种为该地区农田防护林建设的适宜树种,可采用农田防护林杨树优势树种轮换、针叶常绿树种优化改造、生态经济型防护林网营造等模式对景电灌区农田防护林网进行更新改造。农田防护林网的改造,将对完善防护林体系,保障景泰绿洲的安全产生重要意义。     

马铃薯联合收获机环形减损集薯升运装置设计与试验

针对现有马铃薯联合收获机升运输送行程长而导致伤薯率高、破皮率高、机具结构不紧凑等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式,设计了一款适用于马铃薯升运作业的环形减损集薯升运装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响升运效率和薯块损伤的主要因素,通过DEM-MBD耦合构建薯块和装置模型,得到最优参数组合：升运挡板高度为199.21 mm、升运挡板与升运输送带间夹角为75.86°、相邻两升运挡板间距为240.35 mm。台架试验表明：上料量为24 t/h,升运输送带运行速度为0.8、1.0、1.2 m/s时,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为636.63、593.29、685.63 m/s²,破皮率为1.13%、1.06%、1.21%,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值。田间试验表明：作业速度为0.6、0.7、0.8 m/s时,伤薯率为0.94%、1.06%、1.12%,破皮率为1.09%、1.21%、1.33%,环形减损集薯升运装置运行正常,未出现薯块掉落等现象,各部件配合协调,满足装袋型马铃薯联合收获机高效稳定的作业要求。     

考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计

为了降低机构性能对输出刚度不确定因素的敏感程度,提出一种考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计方法。采用区间模型描述输出刚度的不确定性,利用多项式混沌展开式(Polynomial chaos expansion, PCE)和Smolyak稀疏网格积分法计算随机响应统计矩,以机构输出位移的期望值最大化和标准差最小化为目标函数,以机构结构体积为约束,建立考虑输出刚度不确定性的柔顺机构稳健性拓扑优化模型,采用移动渐近线优化算法更新设计变量。夹持器和咬合机构数值算例验证提出设计方法的有效性,与确定性拓扑优化结果比较,稳健性拓扑优化设计获得的柔顺机构构型有所不同,机构的输出位移标准差减小,有效地降低机构对输出刚度不确定性的敏感程度。随着加权系数增大,获得的柔顺机构输出位移标准差和期望值减小。随着不确定输出刚度幅值增大,获得的柔顺机构输出位移标准差增大,并且输出位移期望值有所减小。     

2RPU+2UPR+RPR多冗余驱动并联机构运动学分析与优化

提出一种RPR型多冗余驱动两转一移并联机构2RPU+2UPR+RPR。基于螺旋理论建立机构运动螺旋系与约束螺旋系,分析机构自由度性质;建立机构运动学模型,基于软件仿真结果验证理论模型正确性;推导机构传递螺旋系,建立机构局部性能指标与全域性能指标;基于优质工作空间和优质传递性能分布对机构进行尺度优化,获得机构优化尺度与传递性能图谱,分析关键尺度参数对机构传递性能的影响;基于雅可比矩阵和传递性能分布分析优化尺度下机构奇异特性,机构在优化空间内无奇异位形。     

基于群智能优化算法的土壤水动力参数反演

土壤水动力参数是模拟田间土壤物质传输过程的基本参数,准确确定土壤水动力参数对实现农田生境精准调控具有重要意义。基于一维垂直入渗试验数据,采用代数方法和数值方法,构造3个不同的目标函数,并分析鲸鱼优化算法和灰狼优化算法反演Brooks-Corey-Mualem模型参数的适用性。结果表明：通过选择合适的目标函数,两种群智能优化算法均可用于反演土壤水动力参数。在代数方法中,鲸鱼优化算法在目标函数2下(由累积入渗量、入渗时间、含水率构成的相对误差)固定参数θ_r、θ_s优化得到的土壤水动力参数误差最小,反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在9.74%以下,决定系数都在0.904 0以上,反演时间为70 s;在数值方法中,灰狼优化算法在目标函数3下(由累积入渗量、湿润锋深度、含水率构成的相对误差)固定参数θ_r、θ_s优化得到的参数误差最小,反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在2.53%以下,决定系数都在0.991 7以上,反演时间为115 s。因此,代数方法所用时间短、精度相对较低...     

AHP-熵权法结合Box Behnken响应面法优化当归微波真空干燥工艺研究

为探究当归微波真空干燥的最佳工艺参数,以甘肃定西“岷归1号”为试验材料。运用HPLC法测定不同干燥温度、切片厚度、真空度条件下当归中藁本内酯（LA）、阿魏酸（FA）、洋川芎内酯H（SH）、洋川芎内酯I（SI）、绿原酸（CA）、丁烯基苯酞（BA）、抗氧化性（DPPH）、总酚（TPC）、总黄酮（TFC）、多糖（Pc）的含量,利用AHP-熵权法计算各有效活性成分的复合权重和综合评分;以综合评分为响应值,通过Box Behnken响应面法进行优化设计,确定当归微波真空干燥的最佳工艺参数。结果表明：AHP-熵权法计算得出LA、FA、SH、SI、CA、BA、DPPH、TPC、TFC、Pc、RR的Qj值分别为0.159、0.192、0.120、0.288、0.033、0.063、0.059、0.041、0.024、0.013、0.009;Box Behnken响应面法得到的当归微波真空干燥的最优工艺条件为干燥温度50 ℃、切片厚度5 mm、真空度-0.070 MPa,此时综合评分为84.95分;此外,微观电镜结果也表明在此工艺条件下,样品质构热稳定性最好且内部出现均匀规则的蜂窝状孔隙结构。因此AHP-熵权法可用于当归微波真空干燥工艺中多目标的优化。     

基于Comsol和BBD的折流板太阳能空气集热器结构优化

太阳能空气集热器是太阳能干燥系统的重要部件,集热器结构设计对集热性能具有重要影响。设计一款基础折流板集热器,通过太阳能模拟器测试集热器在一定边界和材料参数条件下的出口温度。基于Solidworks和Comsol构建集热器三维实体模型,采用reliable k ε湍流模型数值研究集热器的集热性能。结果表明,出口温度试验值和模拟值相对误差小于0.70%,数值模拟有效,可靠性高。基于BBD（Box Behnken Design）试验和响应面法,研究折流板不同倾斜角度组合对集热性能的影响,分析试验结果得到最佳参数组合：折流板1倾斜角度为-10°,折流板2倾斜角度为10°,折流板3倾斜角度为-10°,折流板4倾斜角度为10°,并以此优化集热器折流板布置,得到一款倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,倾斜折流板集热器出口温度升高1.63 K,集热效率提升4.01%,入口、出口压力损失降低44.80%。基于流体旁通效应,对折流板进行开孔,进一步优化吸热板的积热和流场分布,得到一款开孔型倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,开孔型倾斜折流板集热器出口温度升高2.03 K,集热效率提升4.99%,入口、出口压力损失降低43.13%。对开孔型倾斜折流板集热器入口风速条件进行单因素试验,得到较优的入口风速条件,即0.5~1.0 m/s,可以满足农产品太阳能干燥需求。     

基于粒子群算法和SDAE的采棉头故障诊断研究

针对采棉头故障诊断和故障预警缺失的问题,提出基于粒子群优化算法(PSO)优化堆叠降噪自编码器(SDAE)的采棉头故障诊断方法。将采棉滚筒转速与采棉头输入转速比和采棉头液压驱动压力作为输入,利用PSO算法对SDAE网络的超参数进行自适应选取,确定网络结构,然后将预处理后的数据输入PSO-SDAE网络进行深度特征提取,经过前向传播和反向微调,得到采棉头故障诊断模型。通过采棉头堵塞故障模拟试验对算法进行验证,试验结果表明：PSO-SDAE网络诊断方法在特征有效提取、故障诊断准确率方面均优于SDAE网络、支持向量机(SVM)、反向传播神经网络(BPNN)以及深度置信网络(DBN),可用于采棉头故障诊断和故障预警。     

基于智能软开关的农村配电网无功优化

农村配电网建设是农村电气化和电力发展规划的重要组成部分。目前农村配电系统整体电压低,无功补偿不足,损耗大,使得供电质量低。为了优化农村低压配电网,本研究提出了1种电容器组与智能软开关(Soft openpoint,SOP)共存的双层优化模型,上层进行电容器组的选址定容,使得配电网节点电压偏差最小,下层利用上层优化得出的电容器位置与容量,规划出SOP的位置,使得网络有功损耗最小。采用改进狼群算法对所提模型进行求解,并在IEEE33节点系统中进行仿真,验证算法可行性。     

广州海珠湿地垛基果林植被优化与养护管理探讨

面积广阔的海珠湿地垛基果林是广州市内重要的半自然果林,但因受人为干扰和果树自然退化而出现植被衰败、生境破坏等生态问题。从尊重海珠湿地以垛基果林为景观基底的角度出发,基于场地果林树木的健康状况评价,将海珠湿地垛基果林植被分为 3 个功能区,探讨相应区域植物优化的构思,并提出海珠湿地垛基果林植被分区养护管理的原则与目标。