基于离散元法的切振共作深松机作业性能仿真分析及试验

针对深松装备应用于西南丘陵紫色土时存在作业阻力大、松土质量差、功耗高的问题,该研究提出切振共作深松方式并设计了一种切振共作深松机。运用离散元软件对非振动深松机和切振共作深松机在相同参数下进行仿真。仿真结果显示,切振共作方式能够有效减少深松机的耕作阻力。通过单因素试验得到切振共作深松机的最佳作业速度区间为0.9~1.1 m/s,最佳振动频率区间为9~15 Hz;通过正交试验得出深松作业最佳参数为:作业速度0.96 m/s、耕作深度300.24 mm、振动频率11.43 Hz。为了测试切振共作深松机的实际减阻性能,结合仿真结果并参考深松作业最佳参数,设置拖拉机前进速度1.0 m/s,作业深度为300 mm,振动频率为9、12和15 Hz,进行田间试验。结果表明:在相同速度和耕深条件下,切振共作深松机相较于非振动深松机均有明显的减阻效果,耕作阻力降低15.43%~37.56%;功耗降低8.87%~32.32%,在振动频率为12 Hz时,减阻效果最佳,耕作阻力降低37.56%,功耗降低32.32%,土壤坚实度降低74.11%,土壤扰动系数为56.32%,深松深度为30.9 cm,深松深度稳定性系数为98.16%,深松深度及其稳定性符合行业标准。切振共作深松机减阻降耗效果明显,可为振动深松机的优化设计提供参考。

振动深松技术及装备研究现状分析

对振动深松技术的研究是为了减少振动深松机具的耕作阻力和降低能耗;将从土壤与耕作部件的作用机理等基础理论研究、振动机构设计与振动机理研究、振动深松机具设计及其作业效果的研究三个部分的国内外研究现状进行分析;归纳了近几年振动深松技术研究的发展现状与振动深松装备的作用机理。对目前振动深松技术及装备现存问题进行了研究分析。

基于模型预测控制的静液压变速器转速控制研究

为提高静液压变速器(HST)控制系统的自适应性和鲁棒性,结合模型预测控制(MPC)与粒子群优化(PSO)算法对HST转速控制性能进行仿真和实验研究.首先,基于状态扩展空间方程建立HST的预测模型,引入PSO确定MPC的最佳超参数,获得综合性能指标最佳的模型预测控制器模型.然后,对HST进行阶跃响应与加减速控制仿真,同时搭建静液压传动实验平台对模型预测控制HST的可行性进行验证.结果表明:在阶跃响应和期望转速突变条件下,模型预测控制HST的输出转速均在较短时间内稳定在期望转速附近,且超调量最大不超过5%,具有较好的静态特性.期望转速突变时,MPC亦能快速准确地调控变量泵的排量,使马达转速迅速达到新的稳定状态,且调控过程的转速波动较小.所得实验结果与仿真结果一致,表明MPC在HST转速控制方面具有可行性.最后,针对更为复杂的工况(变化的输入功率、多变的期望转速以及突变的外部负载),采用仿真手段研究了MPC对HST的转速控制性能.结果表明:在复杂工况下,MPC亦能使HST具有较好的静动态特性,其转速波动得到有效降低,马达输出转速能稳定在期望值附近.

大豆玉米带状种植模式下玉米摘穗机设计与试验

针对丘陵山区大豆玉米带状种植模式的玉米果穗收获有机难用、无机可用的现状,设计一款自走式小型玉米摘穗机。该机采用纵卧式摘穗辊实现果穗摘取,并通过输送装置收集装袋;采用“Y”型布局的L型小甩刀实现茎秆粉碎。对摘穗过程进行动力学分析、对粉碎过程进行静力学分析,确定其核心装置设计参数并进行样机试制。以茎秆粉碎长度合格率、果穗损失率、籽粒破碎率为试验指标进行田间试验,来验证该机设计的合理性。试验表明:在生产率为0.8 hm^(2)/d、果穗籽粒含水率为26.38%、茎秆含水量为71.25%的条件下进行试验,茎秆粉碎长度合格率为92.4%、果穗损失率为2.06%、籽粒破碎率为0.61%。该机设计各项指标符合国家相关标准,能够满足丘陵山地地区玉米机械化收获需求。

以3D增材制造项目为牵引的项目驱动式教学改革探讨——以汽车车身结构与设计为例

为了更好地提升教学效果、培养学生综合能力,文章基于汽车车身结构与设计课程内容与课程目标,提出了一种以3D增材制造项目为牵引的项目驱动式教学改革模式,该模式以“高阶性、创新性与挑战度”为要求,以3D增材制造项目为牵引,构造出具体的结构设计及优化理论与制造实践相结合的教学项目,构建了“设计-优化-制造-测试-应用”全过程的项目驱动教学内容体系。在教学课程实施过程中,学生可充分接触产业前沿,自主探究学习先进理论,并充分锻炼学生解决复杂问题的综合能力,培养出满足产业发展的高素质高能力工程人才全面提升学生能力。

轻型马铃薯收获机分离升运装置设计与试验

针对西南丘陵山区马铃薯收获机械短缺、分离升运效果差等问题,设计了一种适宜丘陵山区黏重土壤的链式分离升运装置.通过对分离升运装置薯土分离过程中的力学、运动学、碰撞过程进行理论分析,确定了关键部件结构和工作参数.以机具前进速度、一级分离升运装置线速度、振动机构频率为试验因子,以明薯率、伤薯率作为试验评判标准进行田间试验,建立各评判标准与因子的回归数学模型,分析试验因子对试验评判标准的影响并进行参数优化.结果表明:机具前进速度为0.78 m/s、一级分离升运装置线速度为1.10 m/s、振动机构频率为4.50 Hz时,该收获机明薯率为98.4%,伤薯率为0.7%,理论值与试验值接近,满足马铃薯收获作业要求,优于国家行业标准.

基于激光雷达与IMU融合的农业机器人定位方法

[目的/意义]精准可靠的定位技术是智能农业机器人开展自主导航作业的重要前提,而常用的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位方法在农业环境中容易受到树木遮挡、电磁干扰等因素影响,因而,提出一种基于三维激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)信息融合的农业机器人定位方法。[方法]首先,利用基于角度的聚类方法对激光雷达点云数据进行信息处理,并与三维正态分布变换(3D Normal Distribution Transform,3D-NDT)定位算法相结合,在先验点云地图信息基础上实现基于激光雷达的实时定位;其次,为了克服单传感器定位方法的局限性,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法对激光雷达定位信息与IMU里程计信息进行融合,进一步提升农业机器人的定位精度。最后,分别在机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的Gazebo仿真环境中,以及真实作业场景中进行实验,验证提出的定位算法的有效性。[结果和讨论]融合定位方法在仿真环境中的纵向和横向平均定位误差分别为1.7和1.8 cm,而在实验中的纵向和横向平均定位误差分别为3.3和3.3 cm,均小于传统3D-NDT定位算法的定位误差。[结论]提出的融合定位方法能够满足农业机器人在弱GNSS环境下自主作业的定位要求,为农业机器人提供了一种新的定位方法。

拖拉机电液悬挂系统模糊PID自适应控制方法

将模糊PID自适应控制方法应用到拖拉机电液悬挂系统控制中。根据系统特性,设计了模糊PID自适应控制器,建立了电液悬挂系统模型,并与普通PID控制方法进行了牵引力控制、位置控制性能仿真分析。搭建了试验台对电液悬挂系统进行田间试验。试验结果表明,采用模糊PID自适应控制以后,电液悬挂系统设定耕深由0.1 m阶跃至0.3 m时,系统过渡过程时间为4 s,无超调量;设定牵引力由3 kN阶跃至7 kN时,系统过渡过程时间为5 s,系统超调量为25%。

大功率拖拉机电液提升器比例提升阀设计

针对大功率拖拉机电液提升器,设计了比例提升阀,对4种不同型式节流口的流量特性进行了对比。基于状态空间法,建立比例提升阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,并进行了室内试验。结果表明,采用半圆形节流口的阀芯行程短且具有良好的小流量特性;经参数优化之后,比例提升阀控制电流与流量曲线线性度决定系数为0.998 6,动态阶跃响应超调量为6.25%,调整时间为0.3 s。

大功率拖拉机电液提升器比例下降阀仿真与优化

为改善液压系统响应特性,提高控制精度,基于状态空间法,建立了大功率拖拉机电液提升器比例下降阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,选用四阶龙格库塔算法,得到阀结构参数和性能参数对开闭过程、流量变化动态特性的影响。最终确定先导阀阻尼孔直径为1.0 mm,主阀阻尼孔直径为1.2 mm,主阀大端直径为20 mm,先导阀阀芯直径为8 mm。

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。

驾掌寺地区沙河街组碎屑岩储层特征及影响因素分析

通过岩心观察、薄片鉴定、物性分析和扫描电镜观察等技术手段,研究了驾掌寺地区沙河街组碎屑岩储层的岩石学特征、成岩作用、孔隙结构、储层物性及影响因素。研究结果表明,储层以粒间孔和溶蚀孔最为发育,为中孔中渗和低孔中低渗储层。储层物性受成岩作用和沉积微相双重因素影响,垂向上压实和胶结作用使储层物性明显变差,而溶蚀作用产生次生孔隙使储层物性得到改善;平面上储层物性受沉积相带控制。综合分析认为沙一段水下分流河道和河口砂坝、沙三段河道微相是油气聚集的有利相带,也是滚动勘探、开发调整的方向。

基于磁致伸缩的大功率拖拉机阻力传感器设计

基于磁致伸缩原理,设计了一种大功率拖拉机电-液提升器用销轴式阻力传感器。根据铁磁学理论、安培环路定理以及磁路欧姆定律建立了传感器励磁电路的数学模型,并在Matlab/Simulink中对传感器的电压信号输出随负载的变化情况进行了仿真分析。采用45调质钢和40Cr调质钢两种材料作为传感器外壳进行对比。传感器剪切力静态加载试验结果表明:45调质钢静态特性曲线线性度决定系数R2为0.996 5,加载70 kN剪切力时输出电压为0.55 V,性能优于40Cr调质钢。

荣兴屯地区中生界火山岩储层特征及其地球物理响应研究

综合应用地震、录井、测井及分析化验等方法,对荣兴屯地区中生界火山岩储层的岩性、岩相、储集空间、物性及其地球物理响应进行了研究。结果表明,该区火山岩可分为安山岩、安山玢岩、凝灰岩和辉绿岩,其岩相主要为溢流相。储集空间既有原生孔缝,又有次生孔缝,以次生孔缝为主,属于低孔特低渗储层。影响储层物性的因素有火山岩相、风化壳、次生蚀变、火山岩岩性、构造运动等。通过对该区中生界火山岩的测井、地震相、振幅、频率、波阻抗等地球物理响应研究,来进行岩性识别和储层预测,进而指导勘探部署。

基于离散单元法的荞麦播种机排种器设计与试验

为优化荞麦播种机外槽轮式排种器的最佳排种性能参数,满足3种典型荞麦种子的农艺要求,降低田间试验强度,采用球颗粒聚合法建立3种典型荞麦种子的EDEM仿真分析模型,通过试验测量计算3种荞麦种子在不同接触形式下的刚度系数和阻尼系数,基于离散单元法对荞麦播种机排种器进行数值模拟.采用L_4(2~3)正交试验法进行排种器工作过程模拟,研究不同转速、凹槽半径和槽数对排种器排量的影响.仿真试验结果表明:凹槽半径为3×10^(-3) m,槽数为20,槽轮转速为58.58 r/min时,排种器能够满足3种荞麦种子的最大播量要求.台架试验结果表明:台架试验与仿真试验的排量相对误差2.93%～9.90%;荞麦排种器的排量随槽轮转速的增加而增加,总体线性度相关系数R^2>0.98.

区域对外贸易可持续发展综合评价

外贸可持续发展是区域社会经济可持续发展的重 要组成部分。本文从区域可持续发展的要求出发,界定区 域对外贸易可持续发展的概念及特征,提出从贸易规模、贸 易结构、贸易效益、产业结构、经济效益、生态效益和资源效 益七个方面构建评价指标体系,运用熵值法进行综合评价, 解决了以往区域对外贸易评价中存在的不够系统、不够全 面的弊端。最后,以湖南省外贸发展状况作为案例,通过实 证研究检验了该评价指标体系和评价方法的合理性和可行 性。

辽河盆地黄金带油田沙一段沉积微相及其物性特征

认识处于开发中后期油藏的沉积微相及其特征,对于研究剩余油分布、挖掘剩余油潜力、提高采收率具有重要的现实意义.通过对岩石相类型、粒度分布、电性标志等特征的分析,得出辽河油田在扇三角洲前缘背景下发育水下分流河道、河口砂坝、前缘薄层砂、分流河道间及湖泥等5种微相;分析了沙一下、中、上3个亚段的沉积微相及砂体展布特征;指出水下分流河道、河口砂坝微相储集物性最好,是下一步开发调整和剩余油挖潜的重点目标.

辽河青龙台地区高密度全数字三维地震采集技术及效果

辽河油田逐步进入高成熟勘探开发阶段,常规地震勘探难以满足对微构造、小断层、小断块、薄储层等研究的需要,对地震资料的信噪比、分辨率和保真度等提出了更高的要求。为了满足老油田评价开发的需要,2014年辽河油田在青龙台地区进行高密度全数字三维地震采集攻关。经过试验攻关,形成了小面元、高覆盖、宽方位、炸药震源与可控震源结合激发、单点数字检波器接收、低噪声接收的高密度全数字三维地震采集技术。新获取地震资料较老资料品质有明显提高,单炮资料频带比老资料拓宽21~25Hz,现场叠加剖面频带比老资料拓宽12~14Hz。为青龙台地区提供了较好的地震资料,并取得较好的评价开发效果,为以后全数字三维地震采集工作积累了经验。

中国低碳社会的模式与建设路径探讨

在全球应对气候变化的背景下,低碳经济的理念应运而生。发展低碳经济有赖于低碳社会的构建,"两型社会"是中国特色低碳社会的具体模式,是中国发展低碳经济的具体行动。以城市群为载体,探讨构建低碳社会的含义及途径更能体现低碳社会建设的内在要求。

优质、高产、多抗水稻新品种吉粳73选育技术与推广应用

利用地理远缘人工杂交与辐射诱变相结合的方法 ,创造新的变异类型 ,选育出水稻新品种吉粳 73,主要具有优质、高产、多抗、高效以及粒型细长的特点 ,是发展效益农业、绿色食品的首选品种之一。