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基于孤立森林法风电机组数据处理方法分析

科学技术与工程 2024年第6期24卷 2378-2384页

作者：任君岳鹏飞张智宇王彪刘慧源中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公司呼和浩特010010 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

为验证中小型风电机组中被动侧偏限速机构合理性,针对中小型风电机组实测数据处理,提出了一种数据处理方法,采用孤立森林法对误差失真数据进行筛选剔除预处理,再运用比恩法进行数据选点,曲线拟合方法采用多项式拟合,多项式拟合系数由最... 详细信息

为验证中小型风电机组中被动侧偏限速机构合理性,针对中小型风电机组实测数据处理,提出了一种数据处理方法,采用孤立森林法对误差失真数据进行筛选剔除预处理,再运用比恩法进行数据选点,曲线拟合方法采用多项式拟合,多项式拟合系数由最小二乘法确定。得到对于被动侧偏限速的风电机组风功率曲线的处理方法。选取被动侧偏限速FD4.0-2kW/10风电机组进行算例分析,论证该数据处理方法的有效性,后并建立风能利用率与尖速比之间的关系,对FD4.0-2kW/10风电机组性能进行分析得出,在13 m/s以上时,机组输出功率开始下降,表明该机组侧偏限速机构设计合理、安全性较高。

关键词：小型风力发电机组孤立森林法最大值法比恩法侧偏限速

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动态称重式果品分选机设计与试验

食品与机械 2024年第4期40卷 84-89页

作者：刘佳杨莉玲马文强祝兆帅沈晓贺新疆农业科学院农业机械化研究所新疆乌鲁木齐830091

目的:解决中国鲜果人工分选准确率低、效率低、劳动强度大和生产成本高的问题。方法:基于果品质量分类法研制一款新型动态称重式果品分选机,该机具基于高精度称重单元采集的果品质量,然后经信号处理模块和PLC协同对采集的数据进行处理... 详细信息

目的:解决中国鲜果人工分选准确率低、效率低、劳动强度大和生产成本高的问题。方法:基于果品质量分类法研制一款新型动态称重式果品分选机,该机具基于高精度称重单元采集的果品质量,然后经信号处理模块和PLC协同对采集的数据进行处理并控制起弹器,根据水果质量实现果品的分级。该机具可连续实现果品(直径≤126 mm)的上料、称重、分选作业。结果:当分选效率分别为18327,14400,10473个/h时,分选准确率平均值分别为95.31%,96.12%,97.13%,损伤率分别为1.09%,1.11%,1.15%;水果分选速度显著影响分选的准确率,对果品损伤率影响不明显。结论:该新型动态称重式果品分选机能够在保持分选准确率>95%的前提下有效提升果品分选的效率且对果品损伤较小。

关键词：果品分选动态称重连续作业杏子

基于等径凸轮传动的可调速秸秆粉碎还田装置设计与试验

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农业机械学报 2024年

作者：林涵何进李慧王超李航谭露中国农业大学工学院农业农村部保护性耕作农业装备重点实验室山东省农业机械科学研究院

为提高玉米秸秆粉碎还田机具作业质量，解决传统秸秆粉碎还田机械作业参数不可实时调节等问题，基于等径凸轮机构往复运动原理，设计了一种基于PLC控制的秸秆变速粉碎还田装置。通过分析地表支撑条件下秸秆粉碎过程中受力变化，确定影... 详细信息

为提高玉米秸秆粉碎还田机具作业质量，解决传统秸秆粉碎还田机械作业参数不可实时调节等问题，基于等径凸轮机构往复运动原理，设计了一种基于PLC控制的秸秆变速粉碎还田装置。通过分析地表支撑条件下秸秆粉碎过程中受力变化，确定影响秸秆粉碎效果主要因素，利用LS-Dyna软件确定主要因素取值范围；通过理论计算和动力学仿真分析，优化粉碎刀运动轨迹并确定粉碎机构关键部件参数。为提高玉米秸秆粉碎合格率，建立“泵-阀-马达”调速模型，设计人机交互界面进行作业参数设置，实现不同秸秆覆盖量情况下，秸秆粉碎装置作业参数快速匹配，以机具前进速度、秸秆覆盖量为试验因素，以秸秆粉碎合格率为评价指标进行单因素试验。试验结果表明，当田间秸秆覆盖量一定时，随着主轴转速增加，粉碎合格率呈明显上升趋势；当主轴转速一定时，随着田间秸秆覆盖量的增加，粉碎合格率有所下降；当主轴转速超过200 r/min时，秸秆粉碎合格率均达到90%以上，基本保持不变。为进一步验证试验结果，进行变速秸秆粉碎方式与定速秸秆粉碎方式对比试验。试验结果表明，变速秸秆粉碎方式秸秆粉碎合格率为92.17%，优于定速秸秆粉碎方式。该装置实现了秸秆粉碎还田作业参数的精准控制，为秸秆粉碎还田机具的智能化发展提供了技术支撑。

关键词：秸秆覆盖等径凸轮变速粉碎比例调速 PLC控制

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人工神经网络在果蔬干燥领域应用进展

中国农机化学报 2024年第8期45卷 112-119,147页

作者：樊宇航宋卫东王教领王明友丁天航周德欢农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

果蔬干燥是农产品加工中的重要环节,构建精确的干燥动力学模型成为干燥领域的重点方向。综述人工神经网络在果蔬干燥过程中的应用现状、分析存在的问题和做出展望。针对神经网络在干燥过程中的各种场景分类为四个部分:含水率预测、品质... 详细信息

果蔬干燥是农产品加工中的重要环节,构建精确的干燥动力学模型成为干燥领域的重点方向。综述人工神经网络在果蔬干燥过程中的应用现状、分析存在的问题和做出展望。针对神经网络在干燥过程中的各种场景分类为四个部分:含水率预测、品质检测、工艺优化和控制系统方面,总结各部分的应用类型及发展创新;再对比传统干燥模型和人工神经网络模型;最后介绍混合神经网络的应用场景。发现人工神经网络比传统干燥模型更精确,且混合神经网络结合专家系统、模糊逻辑等理论能够提供准确的预测,作为一种新颖高效的建模技术,可以广泛应用于果蔬加工的优化、控制、自动化等领域。其中应用最广泛的就是与遗传算法结合的GA-BP神经网络,BP负责预测、GA负责寻优,在这样的算法中不仅可以精确预测结果还可以优化工艺。这样的模型更适合果蔬干燥且在未来有更广阔的发展空间,以期这些探讨和分析对果蔬干燥领域具有参考意义。

关键词：果蔬干燥神经网络干燥动力学模型误差反向传播算法含水率预测

基于SolidWorks Simulation的圆捆机喂入辊设计与试验

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中国农机化学报 2024年第8期45卷 43-48,68页

作者：王祥王俊跃鲍志亮孟玉刚高磊包乌云毕力格中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公司呼和浩特市010010 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特市010018

喂入辊对圆捆机作业效率有重要影响。为提高喂入效率,设计一款3叶单排形式的喂入叉,喂入辊主体滚筒长度为1370 mm,滚筒上分布23个喂入叉,喂入叉工作直径为550 mm。为避免作业过程中,喂入辊因强度不足或模态相近引起共振等导致损坏,使用S... 详细信息

喂入辊对圆捆机作业效率有重要影响。为提高喂入效率,设计一款3叶单排形式的喂入叉,喂入辊主体滚筒长度为1370 mm,滚筒上分布23个喂入叉,喂入叉工作直径为550 mm。为避免作业过程中,喂入辊因强度不足或模态相近引起共振等导致损坏,使用SolidWorks软件对圆捆机进行设计并建立三维模型,使用SolidWorks Simulation软件对喂入辊进行有限元静力学和模态分析。分析结果表明:喂入辊最大位移为2.77 mm,变形量仅为0.5%,最大应力为378 MPa,小于考虑安全系数后的材料许用应力;影响最大的一阶固有模态角频率为1117.3 rad/s,与工作转速角频率(16.75 rad/s)相差较大,喂入辊不会发生共振现象。田间试验过程表明:圆捆机进料顺畅、不堵塞、进料干净,圆捆机所压秸秆草捆密度为161.4 kg/m^(3),成捆率为99.6%,生产率为23 t/h,喂入辊无损坏,喂入辊设计合理可靠。

关键词：圆捆机喂入辊喂入叉有限元静力学分析有限元模态分析

手持式马铃薯干物质含量无损检测装置设计与试验

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浙江农业学报 2024年第4期36卷 943-951页

作者：丛杰张悦如李禧龙潘宇轩吕黄珍吕程序青岛农业大学机电工程学院山东青岛266109 中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室北京100083

面向马铃薯品质抽检的需求,研发了手持式马铃薯干物质无损检测装置。装置硬件部分包括光谱采集模块、电路控制模块、控制与显示模块、外壳模块,装置设计为枪形,尺寸为180 mm×85 mm×210 mm。利用装置采集可见近红外漫反射光谱,比较Savi... 详细信息

面向马铃薯品质抽检的需求,研发了手持式马铃薯干物质无损检测装置。装置硬件部分包括光谱采集模块、电路控制模块、控制与显示模块、外壳模块,装置设计为枪形,尺寸为180 mm×85 mm×210 mm。利用装置采集可见近红外漫反射光谱,比较Savitzky-Golay卷积平滑(SM)、一阶导数(first-order derivative,FD)、多元散射校正(multiple scattering correction,MSC)和标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)的预处理方式,SM结果较优。采用竞争性自适应重加权采样(competitive adapative reweighted sampling,CARS)筛选27个特征波长,建立马铃薯干物质含量的支持向量回归(support vector regression,SVR)预测模型,结果显示,验证集决定系数和均方根误差分别为0.802和0.98%。基于QT开发工具编写装置软件,包括黑白校正与测量模块、电量显示模块、光谱数据显示模块、保存数据模块、光谱数据刷新模块、检测结果显示模块。开展装置验证,预测均方根误差为1.01%,单次测量平均耗时为0.62 s。结果表明,手持式马铃薯干物质无损检测装置可快速、准确检测干物质含量,具有在马铃薯生产源头与加工现场应用的潜力。

关键词：马铃薯干物质含量手持式装置可见近红外漫反射光谱

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农机装备补短板提出的背景及发展建议

农业机械 2024年第3期 46-49页

作者：尚小龙靳国玺冉小琴王也中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京卓众出版有限公司

农机装备补短板在农业农村部的公开发文资料中,出现的频次非常高。从近期发布的110条关于补短板的新闻或政策文件中,以部发文的有33条,发文最多的是农机化司的81条;部领导亲自参加或部署的活动报道有9条,其中正职占7条。本文结合相关文... 详细信息

农机装备补短板在农业农村部的公开发文资料中,出现的频次非常高。从近期发布的110条关于补短板的新闻或政策文件中,以部发文的有33条,发文最多的是农机化司的81条;部领导亲自参加或部署的活动报道有9条,其中正职占7条。本文结合相关文件分析了农机装备补短板的发展由来,并提出建议。

关键词：农机装备补短板中央一号文件

核桃物料空气动力学特性研究与壳仁风选设备优化

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中国油脂 2024年

作者：渠述贺朱占江毛吾兰祝兆帅买合木江·巴吐尔孙俪娜新疆农业大学机电工程学院新疆农业科学院农业机械化研究所

壳仁分选是核桃破壳去取的重要环节，是核桃进行精深加工的基础。通过研究核桃物料的物理特性和空气动力学特性，探讨了风选法在核桃壳仁分选领域的可行性，依据悬浮速度研究结果设计了一种核桃壳仁风选设备，运用单因素试验和响应曲面... 详细信息

壳仁分选是核桃破壳去取的重要环节，是核桃进行精深加工的基础。通过研究核桃物料的物理特性和空气动力学特性，探讨了风选法在核桃壳仁分选领域的可行性，依据悬浮速度研究结果设计了一种核桃壳仁风选设备，运用单因素试验和响应曲面试验对核桃壳仁风选设备的工作参数进行优化。试验结果表明，核桃混合物料中仅有碎仁与1/2壳的悬浮速度范围有少量重叠区域，同等级核桃壳仁具有不同的悬浮速度变化范围，通过控制气流速度可实现核桃壳仁分离；核桃壳仁风选设备的工作参数对清选率的影响由大到小依次为入料口高度、喂入量、风机频率，最佳工作参数组合为：喂入量5kg/min、风机频率46Hz、入料口高度34mm，经验证，优化后的工作参数组合清选率为99.32%，研究结果可为核桃壳仁风选设备的研发和优化提供理论基础和科学依据。

关键词：核桃悬浮速度壳仁分选风选法参数优化

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花生连作土壤土层置换式深翻犁的设计与试验

中国油料作物学报 2024年第3期46卷 478-488页

作者：张宁宁康建明张春艳王小瑜彭强吉张正万书波山东省农业机械科学研究院山东济南250100 山东省农业科学院山东济南250100

针对目前花生连作导致花生减产的问题,设计研制了土层置换式深翻犁。重点对土层置换式深翻犁的翻转机构进行机械设计和运动分析,对犁体曲面进行了理论分析和受力分析。为验证土层置换式深翻犁的作业性能,以犁铧安装角、耕宽、作业速度... 详细信息

针对目前花生连作导致花生减产的问题,设计研制了土层置换式深翻犁。重点对土层置换式深翻犁的翻转机构进行机械设计和运动分析,对犁体曲面进行了理论分析和受力分析。为验证土层置换式深翻犁的作业性能,以犁铧安装角、耕宽、作业速度为试验因素,以耕深变异系数、植被残茬覆盖率和翻垡率为性能评价指标,进行三因素二次旋转正交组合田间预试验,得到各因素的响应曲面模型,分析了各因素对性能的影响,并以耕深变异系数最低、植被残茬覆盖率最高和翻垡率最高为目标对各因素进行优化。最优结果为:犁铧安装角为25.58°、耕宽为526.01mm、作业速度为5.82 km/h时,耕深变异系数为3.35%、植被残差覆盖率为93.95%、翻垡率为94.39%。以最优结果为基础,对作业速度设置5个梯度进行田间验证试验。验证试验结果表明,当土层置换式深翻犁以最优犁铧安装角、耕宽作业时,各个速度梯度下耕深变异系数均小于4%、残茬覆盖率均大于90%、翻垡率均大于90%,满足翻转犁作业质量要求。连续两年应用土层置换式深翻犁对连作花生地进行增产效果试验,试验结果表明,2022年花生产量比对照组增产21.2%,2023年增产16.9%,增产效果显著。本研究可为连作花生大面积单产提升提供技术支持。

关键词：花生连作土层置换深翻犁增产