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水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥工艺参数优化

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农机化研究 2025年第1期47卷 210-217页

作者：祁联星胡玉辉姜骥文张凯张欣悦张子涵于海明东北农业大学电气与信息学院哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319

为研究水稻秸秆营养穴盘在不同条件下的热风辅助微波干燥最佳工艺,以水稻秸秆营养穴盘的干燥速率和干燥后的形变量为指标,利用响应面研究微波功率、加热温度和热风速度对水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥工艺的影响,建立二次多项式的... 详细信息

为研究水稻秸秆营养穴盘在不同条件下的热风辅助微波干燥最佳工艺,以水稻秸秆营养穴盘的干燥速率和干燥后的形变量为指标,利用响应面研究微波功率、加热温度和热风速度对水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥工艺的影响,建立二次多项式的回归模型,并进行干燥工艺优化。结果表明:回归模型拟合性较高,可以较好地描述水稻秸秆营养穴盘的干燥过程;水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥的最佳工艺参数,即微波功率为1600 W、加热温度为60℃、热风速度为15 m/s时,干燥速率最快为4.015%/min,形变量最小为1.522 cm。研究结果可为促进水稻秸秆营养穴盘推广与应用提供重要的理论支撑及技术支持。

关键词：水稻秸秆营养穴盘热风辅助微波干燥响应面分析参数优化

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黑土地保护政策的变迁历程与演进特征

中国农业大学学报 2025年第1期 234-249页

作者：张帆韩鹏贝金娣东北农业大学工程学院

为系统研究黑土地保护政策的变迁历程和演进特征，运用政策文本挖掘、文本计量和文本内容分析等研究方法，分析黑土地保护政策体系的变迁历程，揭示黑土地保护政策数量、主体和焦点的变迁特征。在此基础上，从变迁方式、动力要素和动力... 详细信息

为系统研究黑土地保护政策的变迁历程和演进特征，运用政策文本挖掘、文本计量和文本内容分析等研究方法，分析黑土地保护政策体系的变迁历程，揭示黑土地保护政策数量、主体和焦点的变迁特征。在此基础上，从变迁方式、动力要素和动力机制三方面辨析黑土地保护政策的演进特征。结果表明，黑土地保护政策的变迁历程表现为：探索起步阶段，重点解决水土流失问题；初步形成阶段，关注保护黑土地的普适性技术研发；政策发展阶段，注重黑土地保护的区域适宜性技术的探索以及保护效果的监测、引领和宣传；政策深化阶段，聚焦黑土地保护技术的全面应用、监督和效果评价。此外，国家级黑土地保护政策数量总体呈波动增长趋势；政策发文主体从国务院、农业农村部等单一主体发文向多部门协同演进；政策焦点的变迁特征表现为同一层级之间符合“递进演化性”，不同层级之间则呈现出政策发展前期“层级滞后性”和后期“层级传递性”的特征。研究表明黑土地保护政策以渐进式强制性制度变迁组合的方式进行政策变迁，宏观战略要求、技术进步和观念意识等多重动力因素联合推动了政策演进，多元政策制定主体和利益主体的利益导向和收益预期驱动了政策的变迁。因此，未来可从增加基层政府的黑土地保护专职人员数量，加强多元政策制定主体协同，建立健全行政监督机制，形成黑土地保护的长效机制等方面，高效推进黑土地保护工作，夯实国家粮食安全的基础。

关键词：黑土地保护政策体系演进特征变迁历程

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免耕播种机勒洛三角形镇压轮设计与试验

农机化研究 2025年第3期 130-137页

作者：赵淑红田哲名刘佳明赵国鹏袁溢文杨悦乾东北农业大学工程学院

针对免耕播种机镇压轮在地表有残茬时，作业阻力大、作业后种沟土壤平整度差的问题，设计了一种勒洛三角形刚性镇压轮。以镇压轮的定宽高度和宽度为试验因素，以工作阻力、土壤平整度、土壤下陷量为指标，采用中心复合表面试验设计（Cen... 详细信息

针对免耕播种机镇压轮在地表有残茬时，作业阻力大、作业后种沟土壤平整度差的问题，设计了一种勒洛三角形刚性镇压轮。以镇压轮的定宽高度和宽度为试验因素，以工作阻力、土壤平整度、土壤下陷量为指标，采用中心复合表面试验设计（Central Composite Face-centered design, CCF）进行离散元仿真优化试验。对试验数据进行分析并得出回归模型，获得镇压轮最优结构参数。仿真结果表明：镇压轮定宽高度为274.75 mm、宽度为78.49 mm时，作业性能最优；此时，工作阻力为32.73 N、种沟土壤平整度为2.64 mm、土壤下陷量为14.25 mm。与传统镇压轮进行田间对比试验，结果表明：勒洛三角形镇压轮作业后，土壤密度为1.16 g/cm3,满足农作物生长所需条件；勒洛三角形镇压轮作业阻力比传统镇压轮减少9.1%、地表平整度提高15.3%。该研究为免耕播种机镇压轮的设计提供新的思路和借鉴。

关键词：免耕播种机镇压轮勒洛三角形离散元平整度定宽

基于GA-Fuzzy-PID算法的棉田施肥灌溉系统研究

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农机化研究 2025年第4期 50-56+64页

作者：王昊张立新胡雪李文春王晓瑛石河子大学机械电气工程学院图木舒克银丰现代农业装备有限公司

在水肥一体控制器中，PID控制算法易引起超调，产生振荡；Fuzzy-PID控制算法由于参数基于人为经验设定，控制欠细腻。针对上述问题，研究并设计了一种基于GA-Fuzzy-PID算法的控制器，以期实现施肥灌溉系统的精准控制。在不同目标EC设定... 详细信息

在水肥一体控制器中，PID控制算法易引起超调，产生振荡；Fuzzy-PID控制算法由于参数基于人为经验设定，控制欠细腻。针对上述问题，研究并设计了一种基于GA-Fuzzy-PID算法的控制器，以期实现施肥灌溉系统的精准控制。在不同目标EC设定值下，对PID算法、Fuzzy-PID算法和GA-Fuzzy-PID算法进行仿真对比。结果表明：基于GA-Fuzzy-PID的控制器具有优异的控制效果，更能满足施肥灌溉系统精准控制的要求。

关键词：棉田灌溉施肥精准控制遗传优化 GA-Fuzzy-PID

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残膜回收机有效作业面积监测系统设计研究

农机化研究 2025年第1期47卷 54-60页

作者：王德阳张若宇段宏伟翟志强付宇轩孟庆建石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室新疆石河子832003

为便于新疆棉田残膜回收的精准作业收费和补贴,设计了一种残膜回收机有效作业面积监测系统。通过仿真试验对比锁相放大器降噪前后残膜回收机作业时经纬度数据,得出锁相滤波对于噪声环境有较好的抗干扰性能;采用高斯投影正算方法将降噪... 详细信息

为便于新疆棉田残膜回收的精准作业收费和补贴,设计了一种残膜回收机有效作业面积监测系统。通过仿真试验对比锁相放大器降噪前后残膜回收机作业时经纬度数据,得出锁相滤波对于噪声环境有较好的抗干扰性能;采用高斯投影正算方法将降噪后经纬度数据转化为平面坐标,得出1.5°带的高斯投影的相对误差相较于3°带降低了0.01%。同时,利用卡尔曼滤波算法和构成角方法筛选有效作业轨迹,使用缓冲区法计算重复作业面积,最终利用轨迹算法精准获取残膜回收机有效作业面积,得出所设计的残膜回收机有效作业面积监测系统对于大块农田测量时相对误差为2.6%,对于小块农田测量时相对误差为3.3%。研究结果表明:所设计的残膜回收机有效作业面积监测系统可以精确计算出残膜回收机的有效作业面积,为残膜回收机作业质量评估提供了一定的理论基础。

关键词：北斗导航作业面积监测高斯投影卡尔曼滤波缓冲区算法

基于PSO-BP模糊PID的变距取苗机构控制系统设计

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农机化研究 2025年第2期47卷 9-18页

作者：李润泽王卫兵李小军石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 新疆生产建设兵团农业机械重点实验室新疆石河子832003

为满足番茄、辣椒等蔬菜作物的移栽需求,基于向下取苗原理设计了一种适用72穴和128穴两种主要番茄钵苗穴盘规格的变距取苗机构,通过建立数学模型获得了取苗机械手参数的目标函数,并利用粒子群和模拟退火混合算法对其结构参数进行优化。... 详细信息

为满足番茄、辣椒等蔬菜作物的移栽需求,基于向下取苗原理设计了一种适用72穴和128穴两种主要番茄钵苗穴盘规格的变距取苗机构,通过建立数学模型获得了取苗机械手参数的目标函数,并利用粒子群和模拟退火混合算法对其结构参数进行优化。同时,为实现变距取苗机构的精确控制,提出了一种基于PSO-BP的模糊PID算法以提高控制精度,介绍了系统的结构与工作原理,并通过选型计算与分析建模建立了控制系统的数学模型。针对传统PID控制器稳定性差、响应速度慢等不足之处,利用PSO-BP模糊PID对控制器的参数进行在线调整,以满足控制过程中对参数的不同需求。仿真结果与试验数据的分析表明:在参数相同条件下,基于PSO-BP模糊PID控制系统系统稳定性更好、响应速度更快,具有良好的鲁棒性,提升取苗成功率的同时降低了基质损伤率,能够满足变距取苗机构高精度快速稳定控制的需求。

关键词：变距取苗机构 PSO-BP神经网络模糊PID算法控制系统

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原茬地种床整备侧向滑切清秸刀齿设计与试验

农业机械学报 2019年第6期50卷 41-51,217页

作者：侯守印陈海涛邹震史乃煜东北农业大学工程学院

为探索原茬地播种机种床整备侧向滑切清秸刀齿对机具作业过程中秸秆缠绕度、振动强度、功率消耗和覆秸均匀度的影响,在阐述侧向清秸装置结构和工作原理基础上,对侧向滑切清秸刀齿结构及滑切面工作曲线进行了设计,确定了影响刀齿工作性... 详细信息

为探索原茬地播种机种床整备侧向滑切清秸刀齿对机具作业过程中秸秆缠绕度、振动强度、功率消耗和覆秸均匀度的影响,在阐述侧向清秸装置结构和工作原理基础上,对侧向滑切清秸刀齿结构及滑切面工作曲线进行了设计,确定了影响刀齿工作性能的关键结构与工作参数。应用四因素三水平正交试验方法,选取初始半径、起始滑切角、刀轴角速度和机具作业速度为影响因素,以秸秆缠绕度、振动强度、当量功耗和覆秸均匀度为评价指标,对影响机具作业性能的刀齿结构和工作参数组合进行优化分析。结果表明:在初始半径200mm、起始滑切角30°、刀轴角速度42rad/s、机具作业速度7.2km/h条件下,无秸秆缠绕,振动强度为159m/s^2,当量功耗为4.9kW,覆秸均匀度为0.075。对比试验表明,优化后刀齿组合振动强度降低了46.5%,当量功耗降低了29.7%,工作过程中未出现机具堵塞现象。

关键词：免耕播种机侧向滑切清秸刀齿

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夹持式玉米精密排种器设计与试验

农业机械学报 2019年第9期50卷 40-46页

作者：王业成高云鹏台文硕李宝权张伟韩星东北农业大学工程学院

为了简化机械式玉米排种器结构,提高作业质量,设计了一种夹持式玉米精密排种器,通过压种环在各工作区域的不同结构配合夹种块控制种子的位置及运动状态,实现排种作业。结合玉米种子几何尺寸,对充种过程进行理论分析,获得种子填充力的变... 详细信息

为了简化机械式玉米排种器结构,提高作业质量,设计了一种夹持式玉米精密排种器,通过压种环在各工作区域的不同结构配合夹种块控制种子的位置及运动状态,实现排种作业。结合玉米种子几何尺寸,对充种过程进行理论分析,获得种子填充力的变化规律,阐述了清种、投种工作原理,设计了夹种块、压种环等关键部件。为检验排种器的排种性能,选用天农九(大粒)、红旗688(中粒)、黄金糯(小粒)3种不同几何尺寸的玉米种子为试验对象,以播种机工作速度为试验因素,以合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标,进行单因素试验。试验表明,天农九排种效果较佳,在工作速度为11km/h时,其合格指数为90.1%,重播指数为9.1%,漏播指数为0.8%,满足排种作业要求。

关键词：玉米精密排种夹持式排种器

基于最速降线原理的免耕播种机强制回土装置研究

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农业机械学报 2020年第2期51卷 37-44页

作者：史乃煜陈海涛魏志鹏柴誉铎侯守印王星东北农业大学工程学院

针对免耕播种机在湿黏土壤条件下施肥铲回填性能弱,导致种肥同床的问题,基于最速降线原理设计了一种强制回土装置,将理论分析、虚拟仿真与试验相结合,探究强制回土装置最优结构与参数组合。应用三因素三水平正交试验方法,以作业速度、... 详细信息

针对免耕播种机在湿黏土壤条件下施肥铲回填性能弱,导致种肥同床的问题,基于最速降线原理设计了一种强制回土装置,将理论分析、虚拟仿真与试验相结合,探究强制回土装置最优结构与参数组合。应用三因素三水平正交试验方法,以作业速度、回流挡板间距和回流挡板与地表夹角为试验因素,以土壤回填率和单体通过性为评价指标,对影响强制回土装置作业性能的相关参数进行试验与优化研究。试验结果表明,在参数组合为作业速度1.5 m/s、回流挡板间距112 mm、回流挡板与地表夹角60°时,土壤回填率为91.2%,作业过程未发生单体堵塞现象。对比试验表明,优化后的最速降线式强制回土装置较直板式强制回土装置的土壤回填率提升了16.5%。

关键词：免耕播种机最速降线强制回土装置土壤回填正交试验