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马铃薯干物质空间分布状态可视化研究

农业机械学报 2018年第2期49卷 339-344,357页

作者：许英超王相友印祥胡周勋岳仁才山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255049

采用可见-近红外高光谱检测系统对马铃薯中干物质进行快速检测,并最终实现其分布状态的可视化。采用9种光谱预处理方法对采集的马铃薯高光谱数据进行分析对比,得到标准正态变量(SNV)结合Savitzky-Golay平滑(SG)和一阶导数(FD)的预处理... 详细信息

采用可见-近红外高光谱检测系统对马铃薯中干物质进行快速检测,并最终实现其分布状态的可视化。采用9种光谱预处理方法对采集的马铃薯高光谱数据进行分析对比,得到标准正态变量(SNV)结合Savitzky-Golay平滑(SG)和一阶导数(FD)的预处理方法效果最好。经过光谱预处理后,采用正自适应加权算法-连续投影法(CARSSPA)对光谱进行特征变量提取,获得22个变量。对所选变量不同的建模方法进行了比较,以偏最小二乘回归(PLSR)模型预测效果最优,预测集决定系数为0.849,均方根误差为0.878%,相对分析误差为2.312,优于全波段模型。将SNV-SG-FD-CARS-SPA-PLSR模型与高光谱图像结合,得到马铃薯干物质主要分布在内髓与维管束环之间、在内髓位置干物质含量最低、由内髓向外干物质逐渐增加的空间分布。内髓位置干物质质量分数最低,为12.16%,外层最高可达24.62%。结果表明:可见-近红外高光谱技术可准确、快速地实现马铃薯干物质的检测和空间分布的可视化。

关键词：马铃薯干物质空间分布可视化高光谱

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多回流式变量喷药控制系统设计与试验

农业机械学报 2019年第2期50卷 123-131页

作者：王相友胡周勋李学强李少川盖金星王法明山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000 山东希成农业机械科技有限公司德州253600

针对目前大型宽幅喷药机在喷药过程中施药方式不合理、控制方式单一等问题,在3WP-1200型喷杆式宽幅(22 m)喷药机基础上,设计了一种多回流式变量喷药控制系统。该控制系统可根据喷药机行驶速度来调节比例控制阀,通过改变回流口的开口度... 详细信息

针对目前大型宽幅喷药机在喷药过程中施药方式不合理、控制方式单一等问题,在3WP-1200型喷杆式宽幅(22 m)喷药机基础上,设计了一种多回流式变量喷药控制系统。该控制系统可根据喷药机行驶速度来调节比例控制阀,通过改变回流口的开口度来改变喷药流量,实现变量喷药。该控制系统分5路控制所有喷头,每一路可单独控制开断,一路或几路断开的同时可打开相对应的回流口,使系统在不改变流量的情况下,其余喷头喷药量不变;多回流式的控制方法使系统压力更稳定,控制精度更高。同时设计了该系统的硬件和软件,并对该控制系统进行了液位标定与喷药精度试验。液位标定试验中,对不同液位对应的药液容积进行了标定,其标定模型决定系数R2为0. 994;流量控制精度试验中,单个喷头的目标流量与实际流量相差不大,其相对误差不大于4. 1%;喷药量控制试验中,喷药流量可随速度变化而变化,但其设定喷药量与实际喷药量相差不大,相对误差在6%以内,实现了变量喷药,且控制精度较高。

关键词：宽幅喷药机变量喷药多回流式控制系统

基于多元非线性回归分析的马铃薯加工品质特性预测

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农业机械学报 2018年第4期49卷 366-373页

作者：许英超王相友印祥岳仁才胡周勋孙景彬山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255049

为快速准确检测马铃薯加工品质,对希森3号及希森6号马铃薯的加工品质指标干物质和还原糖含量在马铃薯内部的分布规律进行研究。通过试验得出,两种马铃薯干物质含量在马铃薯中呈与马铃薯形状相似的椭球分布,在中心部位有最小值。采用拟... 详细信息

为快速准确检测马铃薯加工品质,对希森3号及希森6号马铃薯的加工品质指标干物质和还原糖含量在马铃薯内部的分布规律进行研究。通过试验得出,两种马铃薯干物质含量在马铃薯中呈与马铃薯形状相似的椭球分布,在中心部位有最小值。采用拟牛顿算法和通用全局优化算法,结合对试验数据进行多元非线性回归分析,得出希森3号和希森6号马铃薯干物质含量关于检测点坐标值x、y和z的回归模型,决定系数分别为0.909 9和0.912 3,均能有效预测马铃薯干物质含量。马铃薯还原糖含量在马铃薯中心位置含量最高,由中心向表皮还原糖含量逐渐降低,在马铃薯茎部的还原糖含量低于马铃薯顶部关于中心对称位置的还原糖含量。两种马铃薯还原糖含量的多元非线性回归模型,决定系数分别为0.833 6和0.824 6,可预测马铃薯内部各点还原糖含量。通过对试验数据归纳分析得出,马铃薯靠近表皮位置干物质含量高,还原糖含量低,适合加工薯片薯条。

关键词：马铃薯加工品质干物质还原糖多元非线性回归分析

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多工位马铃薯定重装袋机控制系统设计与试验

中国农机化学报 2021年第5期42卷 87-93页

作者：张蒙胡周勋李学强王荣铭苏国粱王相友山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255091 山东思代尔农业装备有限公司山东德州253600 山东省马铃薯生产装备智能化工程技术研究中心山东德州253600

为解决现有马铃薯装袋机耗费人力大、装袋重量不规范和装袋效率低等问题,研制一种适用于多工位马铃薯装袋机的智能定重装袋系统。该控制系统采用气缸作为执行元件取代人工操作,采用多个传感器采集信息,经过PLC处理信息控制多个电磁阀实... 详细信息

为解决现有马铃薯装袋机耗费人力大、装袋重量不规范和装袋效率低等问题,研制一种适用于多工位马铃薯装袋机的智能定重装袋系统。该控制系统采用气缸作为执行元件取代人工操作,采用多个传感器采集信息,经过PLC处理信息控制多个电磁阀实现各气缸的动作,并通过相应的逻辑顺序实现各装袋口交替工作,衔接动作更连贯,大大提高各装袋口利用率。同时对该控制系统进行软件和硬件的设计,并在此设计基础上进行装袋性能试验。装袋性能试验表明:多工位马铃薯定重装袋控制系统运行良好,定重装袋误差率较低,其定重装袋误差率≤3%,较好地实现了定重装袋,可满足用户的马铃薯装袋要求。本研究对促进马铃薯装袋机智能化进展、提高马铃薯装袋机作业效率具有重要意义。

关键词：马铃薯定重装袋 PLC 装袋误差率

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马铃薯播种机智能控制系统研究

农业科技与信息 2018年第7期 82-85页

作者：樊婧婧王法明刘洋胡周勋长安大学工程机械学院陕西西安710000 山东希成农业科技有限公司山东德州253600 山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255091

马铃薯作为我国粮食生产的重要作物之一,其产量也在农业生产中发挥着重要作用。随着播种机从机械化迈向自动化,自动化迈向智能化,播种作业质量的好坏始终是马铃薯种植过程中的关键环节,已成为影响马铃薯产量的重要因素,是马铃薯实现稳... 详细信息

马铃薯作为我国粮食生产的重要作物之一,其产量也在农业生产中发挥着重要作用。随着播种机从机械化迈向自动化,自动化迈向智能化,播种作业质量的好坏始终是马铃薯种植过程中的关键环节,已成为影响马铃薯产量的重要因素,是马铃薯实现稳产增产的必要条件。但是,现有的播种机不仅存在播种株距不均匀以及重种漏种现象,而且需要人工调节,浪费了大量人力和物力,针对这些问题,本文设计研究了一以西门子s7-200PLC为主控器的控制系统,通过液压泵控制多路阀来实现播种、施肥、喷药一体控制,大大节省了人力,提高了作业效率。该系统以液压马达驱动播种单元代替更换链轮来实现株距和施肥量的无级调整,提高了播种作业的流畅性和连续性,采用人机交互模块实现播种作业的参数化和可视化。

关键词：马铃薯播种机智能控制系统人机交互

雷暴电场对LHAASO观测面宇宙线次级光子的影响

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物理学报 2024年第12期73卷 402-410页

作者：阿西克古周勋秀张云峰攀枝花学院电气信息工程学院攀枝花617000 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 成都师范学院物理与工程技术学院成都611130

LHAASO实验利用到达探测器的宇宙线次级粒子来获取原初宇宙线信息,而次级粒子中成分最多的是光子.雷暴期间,大气电场会影响次级带电粒子,进而改变地面光子信息.本文利用Monte Carlo方法,模拟研究了近地雷暴电场对LHAASO观测面次级光子... 详细信息

LHAASO实验利用到达探测器的宇宙线次级粒子来获取原初宇宙线信息,而次级粒子中成分最多的是光子.雷暴期间,大气电场会影响次级带电粒子,进而改变地面光子信息.本文利用Monte Carlo方法,模拟研究了近地雷暴电场对LHAASO观测面次级光子的影响.模拟中使用了一个厚度均匀、方向垂直于地面的电场模型.结果表明,雷暴电场中光子的数目和能量变化显著,且依赖于电场强度.当电场为-1000 V/cm时,光子数目增加23%,能谱变软,当能量小于2 MeV时,数目增加超过29%.当电场为1700 V/cm时,光子数目呈指数增长,达到279%,能谱相较于-1000 V/cm变得更软,当能量小于2 MeV时,数目增加超过361%,符合相对论电子逃逸雪崩机理.这些变化主要源于电子被大气电场加速,数目增加(-1000 V/cm中增加65%,17000 V/cm中增加992%),能谱变软.同时,高能自由电子通过轫致辐射产生光子,导致光子的数目和能量也发生变化,且变化趋势与电子的一致.本模拟结果有助于理解雷暴期间LHAASO实验数据变化特点,并为大气电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机制提供信息.

关键词：雷暴电场宇宙线次级粒子 Monte Carlo模拟 LHAASO实验

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智能马铃薯出仓机的设计与试验

农机化研究 2020年第3期42卷 123-127,133页

作者：盖金星胡周勋岳仁才李少川王法明祝珊王相友山东希成农业机械科技有限公司山东德州253600 山东省马铃薯生产装备智能化工程技术研究中心山东德州253600 山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255091

目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6~10m之间进行调整,作业适应性强;其收... 详细信息

目前,马铃薯出仓设备研究较少,且存在作业效率低、成本高及需要大量人工辅助作业等问题,机械化、智能化程度较低。为此,设计了一款高效的智能马铃薯出仓机。该机可前后伸缩和左右转动,作业半径可在6~10m之间进行调整,作业适应性强;其收集铲贴近地面,降低了马铃薯在出仓时的伤薯率;同时,采用行程限位开关进行伸缩位置控制,利用液压推杆实现拖车架前后端高低的变化,并通过上料量对后级输送带速度进行自动控制,提高了自动化水平。对样机进行出仓试验,结果表明:该马铃薯出仓机具有出仓效率高、伤薯率低,以及机器故障率低等优点。

关键词：马铃薯出仓机智能控制样机试验

2 CMW-4 B微型马铃薯播种机的设计与试验

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农机化研究 2019年第5期41卷 60-64页

作者：胡周勋岳仁才祝珊李少川孙景彬李学强王相友山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255091 山东省马铃薯生产装备智能化工程技术研究中心山东德州253600 山东希成农业机械科技有限公司山东德州253600

随着我国马铃薯主粮化的发展,对马铃薯的需求进一步增加,而脱毒微型原种的种植是提高马铃薯产量的有效措施。因此,微型原种的种植面积将不断扩大,微型马铃薯播种机的研制势在必行。针对目前我国微型马铃薯种植机械化水平低、机械作业播... 详细信息

随着我国马铃薯主粮化的发展,对马铃薯的需求进一步增加,而脱毒微型原种的种植是提高马铃薯产量的有效措施。因此,微型原种的种植面积将不断扩大,微型马铃薯播种机的研制势在必行。针对目前我国微型马铃薯种植机械化水平低、机械作业播种质量较差、多数需要人工辅助作业等一系列问题,设计了一款基于振动排序技术的微型马铃薯播种机。该播种机采用履带式的播种机构,具有较高播种质量和作业效率。对样机进行田间试验,结果表明:该机作业效率和播种精度较高,工作性能稳定,播种间距合格率为92.0%,重种率为5.7%,漏种率为3.9%,其各项性能指标都优于相关马铃薯播种要求,对推动我国马铃薯全程机械化的发展进程具有重要意义。

关键词：播种机微型马铃薯振动排序高效播种

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马铃薯联合收获机摇摆架及挖掘结构的设计

农机化研究 2020年第2期42卷 56-61页

作者：岳仁才胡周勋李少川祝珊王相友孟鹏祥苏国梁李学强山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255091 山东省马铃薯生产装备智能化工程技术研究中心山东德州253600 山东希成农业机械科技有限公司山东德州253600

随着国内马铃薯收获机械化水平的不断提升,在借鉴了国内外先进技术的基础上,结合马铃薯在国内收获地形差别较大的实际情况,设计了一款能够适应多种收获地形的仿形挖掘机构—摇摆架。该结构既能够在平坦的收获地形实现高效收获,又可在薯... 详细信息

随着国内马铃薯收获机械化水平的不断提升,在借鉴了国内外先进技术的基础上,结合马铃薯在国内收获地形差别较大的实际情况,设计了一款能够适应多种收获地形的仿形挖掘机构—摇摆架。该结构既能够在平坦的收获地形实现高效收获,又可在薯垄具有一定高度差的地块收获时实现双垄不同挖掘深度的独立调节,提高了收获机适应不同收获地形的能力,解决了因收获地面不平而造成的伤薯问题。模块化的辅助机构设计,增强了收获机满足不同马铃薯种植农艺要求的能力。通过液压缸控制挖掘铲的收放,提高了收获精度,降低了劳动强度。该结构的设计对马铃薯收获机的改进提供了参考。

关键词：马铃薯收获机摇摆架模块化独立调节