船载投料系统饲料颗粒流落点预测

【目的】为解决网箱养殖中使用船载投料系统的饲料颗粒流落点控制问题,提出一种用于实时分割饲料颗粒流轨迹并精确预测其落点的方法(MLBP)。【方法】考虑到输料管管内参数及饲料颗粒流出口参数获取难度较大,本研究采用高速相机获取饲料颗粒流轨迹图像,并利用提出的混合网络模型分割饲料颗粒流轨迹,以获取轨迹关键信息;为准确预测饲料颗粒流落点,利用BP神经网络的优势,将轨迹信息及投料口高度作为其输入,实现饲料颗粒流落点的预测。【结果】与相关研究方法对比,结合混合网络模型与BP神经网络的MLBP方法的系统单次运行时间降低95%,同时落点预测准确度达到96%,落点的平均误差范围与平均误差百分比也分别降低32.0%和30.5%。【结论】本研究提出的MLBP方法预测精度及实时性均能满足网箱投饵作业需求,可为相关研究提供参考。

气力滚筒式排种器种子吸附边界模型及验证

为了探索气力滚筒式播种机对不同规格小粒蔬菜种子吸附性能的影响,该文对种子在吸种孔外部气流场中处于临界运动时与吸种孔的位置关系进行了理论分析。通过分析吸种孔外部气流场的气体的流动状态以及种子在气流场中的绕流阻力与其到吸种孔距离的关系,并对种子在气流场中运动临界状态进行受力分析,从而推导出种子吸附边界的数学模型。分析吸附边界大小对种子吸附性能的影响,以菜心种子、芥兰种子、辣椒种子为试验对象,排种器真空度在1 k Pa^12 k Pa变化,吸种孔半径为0.25 mm,导种板为无振动和振幅为0.4 mm。试验结果与模型分析结果一致:种子吸附的前提条件是种子持续不断的进入吸附边界内,种子的吸附性能与种子边界的大小和种子形状和大小有关;对于小粒蔬菜种子,扁平种子的单粒率低于球形种子,球形种子的直径越小,越难获得高的单粒率。对于小粒扁平种子和直径较小的小粒球形种子,合理的供种方法和增大排种器真空度使吸种孔不空种,再清除吸种孔上的多余种子,是实现排种器精密播种的一种途径。研究结果为气力滚筒式播种机的精密播种研究提供参考。

前桥摆转转向式液压四驱底盘的转向控制研究

为使前桥摆转转向式液压四驱底盘在行走过程中能够平顺转向,设计了利用行走轮驱动马达的背压变化来减速驱动轮实现最小转向角度控制的转向方式。行走驱动系统由4个同型号的液压马达并联而成,4个液压马达直接与4个轮子相连,背压由安装在前轮两侧回路的溢流阀提供。同时,利用AMESim进行液压转向控制系统的建模仿真,探讨了底盘的转向半径与背压的关系,转向半径的大小与背压的大小成正比。样机转向性能试验结果表明:背压越大,转向半径越小,背压控制转向可行;由背压导致的两侧回油压差范围在0~0.5MPa之间,转向半径由无限大到原地转向。

前桥摆转式四驱底盘背压控制系统研究

前桥摆转式四驱底盘采用发动机-CVT-定量泵为动力源,轮边液压马达为驱动装置的开式液压阀控系统驱动,需要解决底盘在负负载工况下马达超速的问题。为此,提出一种通过对行走马达进油压力实时监测实现液压系统回油背压控制策略,并根据该控制策略为该底盘设计了一回油背压控制系统。通过AMEsim构建了整机的液压力学模型,分析了行走马达在不同工况下的液压特性,制定了回油背压控制策略。对背压控制系统进行了软硬件的设计,并进行样机试验,验证了该系统控制策略的正确性。实现了样机在正负载行驶时能得到最低的回油背压,保证能量利用最大化;样机在负负载行驶时,选择合适的回油背压,确保液压马达在安全范围内运转。

切段式甘蔗收割机折叠式输送臂的机构分析及田间试验

把收获得到的甘蔗段通过输送臂实时输送到田间运输车上是切段式甘蔗收获机的重要功能之一。为了使输送装置配合田间运输车的车高,输送装置就必须有一定的长度,这导致中小型切段式甘蔗收割机的输送臂占据整机空间的比例过大,不利于收割机的跨区运输,导致收割机的利用率低。为了解决输送臂占据空间比例较大的问题,笔者设计了一款新型的链板式可折叠输送臂。通过Matlab的仿真求出该款新型输送臂的工作空间的解集。在田间进行了输送角度的单因素试验,试验结果显示,输送角度对输送臂的填充系数、输送量、功率和能量利用率都具有显著的影响。该输送臂最佳的输送角度应为40°。

湛江农垦甘蔗机械化现状调查与分析

甘蔗是华南地区的一种重要的经济作物,种植面积达到150万hm2。主要分布在广西壮族自治区、云南省、广东省和海南地区。随着中国现代化进程的发展,劳动力价格也持续上升。甘蔗的生产必须迈向机械化,以确保该行业的国际竞争力。早在1960年中国已经开始着手甘蔗机械化的研究,但是目前全国整体的甘蔗机械化水平依然十分低。湛江农垦一直大力开展甘蔗机械化的研究和推广工作,经过20多年努力,湛江农垦在甘蔗耕整地、开种植沟、运输等生产环节的机械化已达到较高水平,但种植、中耕、收获等环节机械化程度仍很低。本文通过对湛江农垦甘蔗生产状况的调研,分析了该地区甘蔗生产现状和机械化程度,为甘蔗大田机械化生产提供参考。

水产养殖中鱼类投喂策略研究综述

水产养殖中的饲料成本占养殖总成本的比例较大,有效的投喂策略是减少水产养殖生产成本的重要途径,投饲装备投喂过程中,既要满足鱼群生长的营养需求,也要避免过多投饲,从而降低对环境的污染。当前国内水产养殖投饲装备智能化水平较低,投饲策略主要依据人工经验定量投饲,每一次喂料的偏差累积影响整期渔获经济效益。因此,科学的投喂策略能有效减少养殖成本,提高养殖效益。重点介绍了基于人工经验及生物能流的鱼群生长摄食模型、基于机器视觉及机器声学感知鱼群摄食活动的技术手段和智能投喂控制系统的发展状况,并提出投喂策略的具体实现方法。本研究可为水产养殖投饲装备从自动化升级到智能化提供参考。

船载式深水网箱投饵系统设计与试验

【目的】设计一种适用于大规模网箱养殖的船载式投饵系统。【方法】投饵系统主要由上料装置、下料装置、动力装置、抛撒装置和集中控制系统组成,并安装固定于船舷,进行饵料投喂。其中,以PLC作为集中控制系统的控制核心,通过触摸屏界面实现设备的启停、投料速度调控、运行状态监控及网箱饵料投喂数据的记录等。对投饵系统样机进行试验研究。【结果与结论】投饵系统的投饵速度在0~230 kg/min范围内可调,投饵量精度误差为0.1~1.6 kg,满足容积为127.3~1 145.9 m3的深水网箱投喂要求,降低养殖人员的劳动强度。

船载式投饲机饲料输送关键参数仿真分析

为降低船载式投饲机饲料输送过程中饲料颗粒的破损率,减少额定输送速率的能量损耗。采用CFDEDEM耦合仿真方法分析不同入口风速和接头弯径对饲料管道气固两相流特性的影响。对比分析了20、26、30和40 m/s的入口风速,60、90、120和180 mm接头弯径对颗粒运动特性、气流场分布规律的影响。结果显示:入口风速为26~30 m/s时饲料颗粒碰撞次数和气流场压损较低;接头弯径为120 mm时管道饲料颗粒输送顺畅,气流分布均匀且能量损失低。故选择26 m/s的入口风速和120 mm附近的接头弯径,可以有效降低船载式投饲机的饲料颗粒破损率和气力输送能量损失。该研究可为船载式投饲机的金鲳鱼投饲作业和装备研究提供理论参考。

自升式海洋平台平衡升降控制策略及试验

受海底环境和载荷变化等因素影响,自升式海洋平台在升降过程中需实时确保姿态平衡。针对四桩腿多电机驱动自升式海洋平台的上升作业,提出一种速度-倾角偏差耦合同步控制策略。搭建了四桩腿海洋升降平台物理模型,根据该控制策略完成了模型平台的电气设计及上升程序设计,并进行了模型平台上升时的平衡试验,平台姿态倾角能够保持在合理范围内,验证了该升降系统控制策略的正确性,可为海洋平台的平衡升降控制提供参考。

基于摄食声学的投饵系统设计

针对现在船载式投饵机自动化程度低,人工抛撒成本高、劳动强度大、抛撒不均匀,该文提出了一种基于声学的投饵系统设计。该装置利用Labview声信号采集控件通过罗非鱼鱼群喂食时现场的水下声信号识别,监测和分析鱼群摄食情况,分析该鱼群进食欲望,反馈并制定投饲决策,并驱动舵机和电动推杆实现水平和垂直方向的调整,实现投饲点的控制。该设计可实现对投饲现场的声信号采集和分析,实现对养殖的罗非鱼提供投喂决策。以stm32单片机作为核心,设计的投饵控制系统,驱动执行机构完成抛撒饵料动作。这个设计有望改变目前传统人工以手执投料管的形式定量投饵的行业现状,实现养殖鱼饲料的定向按需投喂。

人工智能Tensorflow工具在海洋装备教学中的应用与展望

人工智能是近年来很热门的领域,在生产应用领域主要表现在三个方面,即人工智能在语音识别与语义理解方面的应用、在大数据智能分析方面的应用和在图像分类与物体追踪方面的应用。文章基于谷歌Tensorflow工具结合在图像处理方面的模型训练与物体识别,针对海洋装备教学的特点,通过AI技术与海洋装备的结合,实现了智能化分析。同时,展望了未来AI技术与教育教学相结合的发展方向。

油气回收系统压力脉动消除仿真分析研究

本文通过仿真分析,构建油气回收气路模型,分析了稳压罐与节流阀在油气回收中脉动抑制特性,并针对传统节流阀抑制压力脉动的同时不能有效实现压力的线性控制的问题,提出了一种新型的自适应节流阀模型,并对该模型进行了仿真分析。