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基于机器学习的空气源热泵干燥能耗回归预测

农业工程学报 2024年第2期40卷 41-51页

作者：杨仕陈维汉杨明金张原李守太蒲应俊杨玲宋卫东西南大学工程技术学院重庆400715 丘陵山区农业装备重庆市重点实验室重庆400715 农业农村部南京农业机械化研究所南京210014

为了降低空气源热泵干燥过程能耗,研究了空气源热泵干燥能耗特性,采用多元线性回归模型(multivariate linear regression model, MLRM)和BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)模型来预测干燥工艺能耗。在分析干燥能耗影... 详细信息

为了降低空气源热泵干燥过程能耗,研究了空气源热泵干燥能耗特性,采用多元线性回归模型(multivariate linear regression model, MLRM)和BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)模型来预测干燥工艺能耗。在分析干燥能耗影响特征参数的基础上,提出将干燥工艺过程进行切分处理的方法以降低数据获取难度。选取烘房设定温度、烘房设定湿度、烘房初始温度、烘房初始湿度、环境平均温度、环境平均湿度、物料质量和初始含水率8个特征参数作为模型输入,能耗和物料结束含水率作为模型输出。使用MLRM模型、BPNN模型和其他机器学习模型进行能耗预测,MLRM模型对能耗拟合的决定系数为0.739,对物料结束含水率拟合的决定系数为0.931;BPNN模型使用Sigmoid函数作为激活函数时对能耗拟合的决定系数最高,为0.828,使用Identity函数作为激活函数时对物料结束含水率拟合的决定系数最高,为0.942,拟合效果优于其他机器学习模型,能够满足实际生产需求。以复水豌豆为干燥对象设计加载物料65 kg、持续时间4 h的完整变温变湿干燥工艺进行验证试验,结果表明:试验总能耗为15.066 kW·h,MLRM模型和BPNN模型的预测总能耗分别为14.476 kW·h、15.183 kW·h,预测精度分别为96.08%、99.23%;试验结束含水率为8.541%,MLRM模型和BPNN模型的预测结束含水率分别为9.560%、8.889%,预测精度分别为88.07%、95.93%。该研究提出了一种使用MLRM模型和BPNN模型对空气源热泵干燥能耗进行分段精准预测的有效手段,对于优化干燥工艺和降低干燥能耗具有实际意义。

关键词：热泵干燥能耗模型回归预测机器学习工艺切分

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智能有机肥施肥机设计及验证

中国农机化学报 2024年第2期45卷 275-279,336页

作者：郝延杰刘树泽王子强王鹏军代惠芹孙冬霞滨州市农业科学院山东滨州256600 农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

针对有机肥施肥存在智能化程度低等问题,研发设计一种智能施肥机。整机动力部分采用液压系统和机械系统结合方式,控制系统采用FPGA技术,利用前期的数据处理得到施肥量、施肥幅宽与输肥机构挡位、控肥闸门开度和肥料落点控制罩角度关系... 详细信息

针对有机肥施肥存在智能化程度低等问题,研发设计一种智能施肥机。整机动力部分采用液压系统和机械系统结合方式,控制系统采用FPGA技术,利用前期的数据处理得到施肥量、施肥幅宽与输肥机构挡位、控肥闸门开度和肥料落点控制罩角度关系式及施肥量和幅宽的相关性,实现施肥量、施肥幅宽的变量调节及可视控制,并可根据施肥量预测幅宽的大小。验证结果表明:该施肥机控制系统程序稳定可靠,施肥量误差为2.58%,施肥幅宽误差为3.53%,作业效果良好,各项技术指标满足农艺要求。

关键词：智能施肥机可视控制有机肥田间管理机械

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党参露头栽培覆膜覆土联合作业机设计与田间试验

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农机化研究 2024年第7期46卷 82-88页

作者：马小龙张陆海刘鹏霞李淑玲甘肃省农业机械化技术推广总站兰州730046

为解决中药材党参平作移栽深度苗头发芽技术难题,采用理论分析和试验验证的方法,从改进根茎类中药材移栽方式入手,对党参机械化露头栽培进行了重点探析,同时开展机具的关键部件设计和田间试验。试验结果表明:所设计的党参铺膜覆土露头... 详细信息

为解决中药材党参平作移栽深度苗头发芽技术难题,采用理论分析和试验验证的方法,从改进根茎类中药材移栽方式入手,对党参机械化露头栽培进行了重点探析,同时开展机具的关键部件设计和田间试验。试验结果表明:所设计的党参铺膜覆土露头栽培联合作业机,可一次完成开沟、放苗、铺膜、覆土及镇压等多道工序,能有效地降低劳动强度,节本达到3007.5元/hm2以上,具有显著的经济效益和社会效益。研发的党参露头栽培覆膜覆土联合作业机机械化移栽作业可减轻农民劳动强度,提高药材品质,对扩大党参机械化种植面积,发展壮大甘肃省中药材产业更好更快发展及农民增收、农村发展和农业经济的支撑力不断增强,推动新时期甘肃省乡村振兴战略和全面实现小康社会具有重要的现实意义。

关键词：党参露头栽培作业机

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甘蓝收获技术与装备研究现状及发展趋势

中国农机化学报 2024年第1期45卷 322-329页

作者：佟文玉张健飞宋志禹曹光乔金月宁晓峰农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014 沈阳农业大学工程学院沈阳市110866

当前我国甘蓝机械化收获程度低,劳动强度大,甘蓝收获机械化是研究的重点和难点。通过阐述国内外甘蓝收获机械中的主要收获机构与方式,分析归纳近几年意大利、瑞士、比利时等西方发达国家具有代表性的收获机械设备技术特点和性能参数,对... 详细信息

当前我国甘蓝机械化收获程度低,劳动强度大,甘蓝收获机械化是研究的重点和难点。通过阐述国内外甘蓝收获机械中的主要收获机构与方式,分析归纳近几年意大利、瑞士、比利时等西方发达国家具有代表性的收获机械设备技术特点和性能参数,对我国甘蓝主要采用的种植模式进行介绍并分析不同地域栽培方式对甘蓝收获机械的影响。指出我国目前甘蓝种植和机械化收获存在的问题,提出适于我国甘蓝机械化收获的发展方向:明确甘蓝与收获机构相互作用下损伤的内在关联机制,实现低损高效采收。新的农艺要更好地适应机械化生产标准,推动甘蓝收获机械向信息化、智能化、科技化方向发展。

关键词：甘蓝收获机械栽培方式种植模式农机农艺融合

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水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

农业工程学报 2024年第13期40卷 1-14页

作者：刘赛赛马旭王宇唯王曦成齐龙秦亦娟陈嘉盈华南农业大学工程学院广州510642 农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验... 详细信息

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统。采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为:干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69%;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率(electrical conductance,EC)值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1 092.04和1 263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21%、87.86%和91.62%。采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95%,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求。所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。

关键词：水稻灌溉田间育秧变量喷灌水肥药管理大型喷灌机秧苗质量

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不均匀种植模式对辽宁省玉米产量的影响

农业科技与装备 2024年第4期 1-2页

作者：安鹤峰辽宁省农业机械化研究所

为提升辽宁省玉米产量，从优化玉米群体结构和改善群体通风透光条件入手，针对玉米田间种植方式开展研究试验。示范宽窄行栽培、大垄双行栽培、比空栽培等不均匀种植模式，为构建密植高产玉米群体和挖掘玉米增产潜力提供依据。

关键词：不均匀种植宽窄行栽培大垄双行栽培比空栽培

5TZ-900型振动筛清选脱粒机设计与试验

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中国农机化学报 2024年第7期45卷 104-113页

作者：陈文辉张中锋汪振荣高自成何舟顾秀艳张掖市农业机械化技术推广站甘肃张掖734000 甘肃省农业机械化技术推广总站兰州市730046 张掖市科技服务中心甘肃张掖734000

针对甘肃省山区梯田等中小地块联合收获机作业困难,小麦、燕麦等粮食作物主要在农户庭院进行脱粒作业的需求现状,设计集喂入、脱粒、清选和排草等作业功能于一体的5TZ-900型振动筛清选脱粒机。对机具的脱粒装置、清选装置、传动装置等... 详细信息

针对甘肃省山区梯田等中小地块联合收获机作业困难,小麦、燕麦等粮食作物主要在农户庭院进行脱粒作业的需求现状,设计集喂入、脱粒、清选和排草等作业功能于一体的5TZ-900型振动筛清选脱粒机。对机具的脱粒装置、清选装置、传动装置等关键部件进行理论分析和结构设计,对满足工作需求的脱粒滚筒规格尺寸、钉齿数量和振动筛结构尺寸等进行计算分析,确定影响振动筛清选脱粒机作业合格率的主要技术参数,并对整机进行作业性能试验。试验结果表明,机具空载运转时的噪声为79.8 dB(A),在试验作物的草谷比为0.9、籽粒含水率在15%~20%和机具滚筒转速为1 040 r/min时,机具作业的破碎率为0.94%,含杂率为1.04%,未脱净率为0.93%,总损失率为1.36%,生产效率为1 120 kg/h,各项指标达到设计要求和相关标准要求。

关键词：脱粒机振动筛清选脱粒脱净率含杂率

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油菜机械化移栽示范点跟踪调研报告

农机科技推广 2024年第7期 4-7页

作者：吴传云吴崇友农业农村部农业机械化总站农业农村部南京农业机械化研究所

在部农业机械化管理司的指导下,去冬今春以来,农业农村部农作物全程机械化专家指导组油菜专业组联合部农业机械化总站对江苏、浙江、江西、湖北、湖南、四川、贵州等7省油菜机械化移栽示范进行了技术指导和持续跟踪,实地查看了油菜机械... 详细信息

在部农业机械化管理司的指导下,去冬今春以来,农业农村部农作物全程机械化专家指导组油菜专业组联合部农业机械化总站对江苏、浙江、江西、湖北、湖南、四川、贵州等7省油菜机械化移栽示范进行了技术指导和持续跟踪,实地查看了油菜机械化移栽示范面积和田间长势,了解油菜毯状育苗成本和移栽机具使用情况,调查了机械化移栽配套农艺农机、茬口衔接、农户意愿等情况,调度后期产量情况,多次组织专家和地方技术骨干进行总结分析。总的看,此次机械化移栽示范基本达到了预期目标,多个示范点体现出抢茬口、增产量的效果,但后续大面积推广应用还存在一些瓶颈制约,亟须加快优化相关政策举措。有关情况汇报如下。

关键词：农户意愿跟踪调研后期产量全程机械化示范点育苗成本增产量农业机械化

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设施蔬菜LED补光技术研究进展

新疆农业科学 2024年

作者：马艳肖林刚喻晨郭兆峰邹平曹新伟新疆设施农业智能管控技术重点实验室新疆农业科学院农业机械化研究所

【目的】汇总分析国内外蔬菜LED补光技术研究现状和进展，为LED补光技术在我国设施蔬菜高效生产中的应用提供理论依据。【方法】检索国内外文献资料，整理汇总并综合分析。【结果】LED光源是设施农业生产的理想光源，适宜的光配方（光... 详细信息

【目的】汇总分析国内外蔬菜LED补光技术研究现状和进展，为LED补光技术在我国设施蔬菜高效生产中的应用提供理论依据。【方法】检索国内外文献资料，整理汇总并综合分析。【结果】LED光源是设施农业生产的理想光源，适宜的光配方（光质、光照强度、光照时间以及日累计光照量）可显著提升设施蔬菜幼苗干物质量和壮苗指数。长季节栽培顶部和株间补光可改善冠层光分布，增强植株整体光合作用。通过将补光方式与栽培环境参数相结合进行光环境动态精准调控是实现设施蔬菜绿色优质高效生产有效途径。【结论】人工补光是改善温室光照环境，解决冬季设施蔬菜生产弱光和光照时间不足等不利光因素的有效方式，通过光配方与蔬菜品种和栽培环境优化结合可综合提升设施蔬菜生产效能。

关键词：设施蔬菜 LED补光光质光照强度光周期