采后绿色蔬菜保鲜护绿技术研究进展

绿色蔬菜是指富含叶绿素而外观呈绿色的一类蔬菜。由于酶和微生物的共同作用,会引起蔬菜失绿、感官变差,乃至腐烂,造成了大量的浪费,因此研究蔬菜采后贮藏的保鲜护绿技术具有重要意义。本文综述绿色蔬菜失绿与腐烂机制,非热物理、化学和生物以及它们的组合保鲜技术对蔬菜品质的影响,阐述这些技术存在的问题,展望其研究前景。

基于Workbench的316L不锈钢增材制造温度场数值模拟研究

利用Workbench有限元分析软件,采用生死单元与移动热源结合的方法对电弧增材过程温度场进行研究,实现了不同工艺参数下增材制造过程温度场数值模型的建立与求解。结果表明:固定输入条件下成形件多层累积增材过程中热量积累效应逐层增强;相同热输入下,增材第1层至第10层,增材过程中焊道中点温度由2354.9℃升高到2879.7℃;控制层间冷却时间、改变逐层热输入均可减少热量的累积,通过控制层间冷却时间使得层间温度低于600℃,同时改变逐层热输入参数使增材过程最高温度降低了约10%。

教学过程设计因素对教学总体评价的影响分析--以食品类专业选修课为例

保持学生在教学课堂上的注意力和学习动力长期以来都是一个挑战。为了探究本专业特色课程食品类选修课教学过程设计中各因素与学生对课程总体评价之间的关系,文章采用开放式的SEEQ问卷调查方法进行数据采集,并利用SPSS进行统计分析。结果显示,学生对课程的总体评价是满意,人口学变量对教学各因素均不存在显著差异(p>0.05)。由此构建多元线性回归模型,且回归模型的拟合度良好。由模型可知,在后期的教学设计持续改进时,必须将课堂教学各因素放在首位,重视雨课堂融进整个教学过程,最后适当的结合学生的兴趣及未来就业的规划。

电化学放电线切割加工方法实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了电化学放电线切割加工装置,对电化学放电线切割加工过程中的电压-电流曲线与电极丝放电长度之间的关系进行了实验研究。实验结果表明,随着直流电压的增大,电压-电流曲线呈现出线性区、饱和区、跃变区和放电区等明显的区域性特征变化,稳定放电仅在电压高于一定值的放电区内发生,且电极丝放电长度越大,发生跃变放电时的临界电压越高。对普通玻璃和石英玻璃的加工实验表明,通过增大放电能量,能够获得更高的材料去除率,但也会导致工件加工精度和表面质量的下降。

基于自适应CYCBD和DARTS的滚动轴承故障诊断方法

针对强噪声导致滚动轴承振动信号故障特征不明显的问题,提出一种结合自适应最大2阶循环平稳盲解卷积(Maximum Second-order Cyclostationary Blind Deconvolution,CYCBD)与可微架构自搜索(Differentiable Architecture Search,DARTS)的故障诊断方法。首先将模糊熵作为鲸鱼优化算法的适应度函数进行CYCBD滤波器长度寻优,并以峭度-包络谱峰值为综合指标对循环频率进行步长寻优,从而实现自适应CYCBD降噪;然后引入DARTS算法实现滚动轴承故障识别模型的自构建;最后通过滚动轴承公开数据与实验数据验证多域强噪声环境下自适应CYCBD-DARTS故障诊断方法的有效性。

基于改进PSO-VMD-MCKD的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承信号在强噪声背景下故障特征提取困难的问题,提出一种变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)和最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)相结合的故障诊断方法。首先基于VMD方法选取故障信号的最优模态分量,然后采用MCKD算法增强最优分量信号中的冲击成分,最后通过包络谱分析提取滚动轴承的故障频率。利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对VMD算法中的参数α和K以及MCKD算法中的参数L和M进行寻优,并对PSO算法中惯性因子和学习因子的更新方法加以改进,以提高参数寻优过程的收敛速度。仿真分析和试验结果表明,所提出的诊断方法可以有效提取被强噪声淹没的滚动轴承故障特征。

基于YOLOv5s-SE和通道剪枝的虫咬紫金蝉茶检测方法研究

为了实现复杂自然背景下虫咬紫金蝉茶的快速、准确识别,提出了一种基于YOLOv5s-SE和通道剪枝的虫咬紫金蝉茶检测方法。首先在YOLOv5s的主干网络中添加SE注意力机制以增强模型特征提取的能力,降低复杂背景对茶叶特征提取时的干扰;然后采用通道剪枝算法对模型进行剪枝并进行微调,实现虫咬紫金蝉茶叶片的快速、准确检测。结果表明,修剪后的模型相比原YOLOv5s模型,参数量减少60.1%,帧率提升18.6%,运算量减少29.7%,平均精度均值(mAP)为81.3%。

一种采用球面编号靶点的串联机械臂测量方法

为了在较大范围内获取高精度的机械臂末端实际位姿数据进行机械臂运动学模型真实参数的辨识,提出一种基于球面编号靶点的串联机械臂测量方法,利用双目视觉实时跟踪与末端法兰刚性连接的标准靶球,设置在球体表面的标志点依靠特殊的排列分布进行区分编号,球心坐标和靶球方向分别由任意捕捉的至少4个点和已知的空间几何位置关系根据克莱姆法则计算求得,在工作空间内任意运动机械臂进行末端靶球位姿测量。建立位姿误差模型,采用最小二乘法辨识出准确的几何参数,实现机械臂的误差校准。试验结果表明,此法具有较高的精度,克服了传统视觉系统定位跟踪的视野狭小,降低了机械臂末端位姿测量的成本,简单可靠,同时有效的提高了机械臂的定位精度。

基于润湿供液的电化学放电线切割实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了基于润湿供液的电化学放电线切割装置,实现了对石英材料的有效切割,确定了实现电化学放电线切割加工的临界电压。通过提取加工过程中能反映极间状态的电流信号作为控制加工的依据,实现了对石英材料的可控加工,实验表明加工速率及槽宽随着电压的增加而增大。通过对工件步进进给和匀速进给两种加工方式的比较表明,利用电流信号作为进给控制依据进行步进进给能更好地保证加工的连续性。

准零刚度隔振平台的冲击响应及能量分析

本文对准零刚度(Quasi-zero stiffness, QZS)隔振平台进行了冲击响应及能量分析,详细分析了系统的时域冲击响应以及系统能量损耗特性。首先建立了冲击激励下系统的非线性动力学方程,数值分析了QZS隔振平台系统的时域冲击响应,并与相应的线性系统进行对比分析。之后以系统能量损耗速度作为系统缓冲性能的评价指标,分析了阻尼及结构参数对系统缓冲性能的影响。研究表明:QZS系统的位移响应幅值高于相应的线性系统,但QZS隔振系统位移响应的衰减速度快于线性系统,衰减所需的周期数少于线性系统。另外,阻尼有助于提高系统的缓冲效果,刚度比和倾斜角并不会对系统缓冲性能造成较大影响。

聚醋酸乙烯酯(PVAc)对PHB/PCL共混物理化性能研究

聚醋酸乙烯酯(PVAc)作为非共价键型增容剂加入到聚羟基丁酸酯(PHB)/聚己内酯(PCL)(25∶75,质量分数,下同)二元共混体系中,通过溶液浇铸法制备薄膜,探究不同含量的PVAc(1%、3%、5%)对PHB/PCL共混物体系的力学性能和理化性能的影响。结果表明,PVAc含量为1%时,薄膜的断裂伸长率和拉伸强度分别为未添加PVAc的PHB/PCL薄膜的2.50倍、1.19倍。傅里叶变换红外光谱(ATR‐FTIR)显示,在PVAc的桥联作用下,PHB和PCL的羰基(C=O)基团和甲基(CH_3)基团之间存在分子间氢键的相互作用,羰基峰(C=O)发生移位,并且峰值降低。扫描电子显微镜(SEM)显示,PVAc的加入降低了共混体系中分散相的尺寸,分布更为均匀,共混体系的相容性有所改善。

基于ARM+FPGA的电火花小孔机床数控系统设计

针对现阶段电火花小孔加工数控系统兼容性差、实时性低、模块冗余的缺点,设计开发了一款基于嵌入式ARM+FPGA架构的电火花小孔加工数控系统。将上位机的功能合理划分成多个功能模块,设计成不同的软件进程,并合理分配CPU资源,提高系统可靠性和实时性。上位机使用RS485总线直接与伺服驱动器通信,并直接计算出电机控制指令,通过工业以太网传输至FPGA输出脉冲信号控制电机和硬件设备,形成软数控系统。通过电火花小孔加工和电火花铣削试验表明,设计的软数控系统稳定可靠,加工效果良好。

镍基高温合金多孔质电极电火花加工实验研究

采用一种由紫铜颗粒经高温烧结获得的多孔材料作为工具电极,并施加内冲液,分别在不同的加工方式、峰值电流、冲液流量和脉冲宽度下,对镍基高温合金GH4169进行多孔质电极电火花加工实验研究。结果表明:由于采用了分布式的内冲液,多孔质电极能以不抬刀方式加工,可获得比实体电极更高的材料去除率和更低的工具电极损耗率。但分布式内冲液对极间状态的改善作用受到峰值电流、脉冲宽度所导致的蚀除产物粒径的影响,当蚀除产物粒径过小或过大时,多孔质电极相对于实体电极的优势无法体现。

基于电流反馈信号的电化学放电线切割加工实验研究

电化学放电加工(Electrochemical Discharge Machining,ECDM)作为一种新型特种加工方法,在加工非导电硬脆材料方面具有高柔性、低成本等诸多优势。针对电化学放电线切割加工(Wire Electrochemical Discharge Machining,WECDM)方法,在基于润湿作用的供液方式下,设计了加工回路中电流信号的采集电路,并研究了电流信号与加工状态的对应关系;搭建了基于电流反馈信号控制进给的实验平台,对石英材料进行了稳定的加工;在此基础上,探究了不同电源输入、不同电压峰值、不同进给速度以及不同控制策略等加工条件对加工性能的影响。最终,在该实验平台上实现了具有优良加工表面的微槽,槽宽低至100μm,且加工出了具有复杂形状的微型结构,验证了该反馈控制加工方法的实用性、持续性和稳定性。

一种机械臂最优时间-冲击轨迹优化算法

针对工业机械臂执行效率以及运动过程中的冲击产生振动、机械磨损的问题,提出了一种机械臂的最优时间-冲击轨迹规划方法,优化机械臂关节运动时间和加加速度(冲击)两个耦合且矛盾的运动性能指标。通过逆运动学可以将机械臂执行的运动轨迹转换为在关节空间中的位置-时间序列,采用5次非均匀B样条函数在关节空间内构造插值曲线,用各阶B样条曲线控制顶点的约束代替机械臂的运动约束,利用NSGA-Ⅱ(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对目标函数进行优化。仿真结果表明,采用5次非均匀B样条函数插值,对运动时间和冲击进行优化的运动轨迹,提高了机械臂的执行效率,保证了运动过程中产生较小的冲击,使得机械臂的运动控制性能得到了提高。

基于视觉辅助定位的机械臂运动学参数辨识研究

标定机器臂的运动学参数可以有效提高机械臂的绝对定位精度。针对一般平面约束标定方法往往通过手动示教获取测量数据,效率低,提出一种基于视觉辅助定位约束平面的机械臂运动学参数辨识方法。为了弥补双目视觉视场范围狭小的弊端,在约束平面上粘贴3个靶点,以此将对平面的定位等效成对靶点的定位。应用双目视觉系统提取靶点中心并进行立体匹配,得到靶点在机械臂基坐标系下的三维位置信息;同时构建靶点坐标系,以此规划出按一定规律分布的约束点;为了进一步提高标定精度,建立双平面约束误差模型,通过两垂直平面上任意非共线的3个点得到一系列法向量,每一对法向量的数量积为0,即增加了约束方程;利用机械臂对相互垂直的两约束平面自动进行接触式测量,通过改进的最小二乘法辨识出真实的运动学参数误差。实验结果表明,基于双平面约束误差模型,修正运动学参数后,机械臂绝对位置精度由1.234mm提高到了0.453 mm。该方法实现了数据的自动化测量,大大提高了标定效率,为机械臂批量标定提供了参考,具有工程意义。

解决约束平面偏移问题的机械臂闭环标定

基于平面约束的工业机械臂闭环标定,拟合平面与实际约束平面之间存在一定偏差,直接影响标定精度.针对此问题提出消除偏差的方法及误差模型.建立平面坐标系,得到约束平面的准确方程,通过接触式测量头对约束平面进行测量,在平面坐标系中描述测量点的位置;建立最小完整连续运动学模型,从而减少冗余参数的影响;利用双目视觉定位约束平面并规划理论测量点位置,实现自动化测量;通过改进的最小二乘法对参数误差进行辨识.实验结果表明,修正运动学参数后,机械臂绝对位置精度由1.234 mm提高到0.405 mm.该方法成本低、精度高、效率高,且简化了误差模型,适用于工业机械臂的现场标定,为机械臂生产厂家实现批量化标定及后期设备维护提供了思路.

静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术研究

湿法烟气脱硫技术是当今世界上应用最广泛的烟气脱硫手段,但是昂贵的基建和运行成本极大地限制了其进一步的发展。开发了一套喷射混合器组合螺旋切割强化气液传质的湿法烟气脱硫系统,考察了烟气SO_2质量浓度、脱硫剂质量分数、烟气流量以及脱硫剂循环流量对烟气脱硫效果的影响,并与喷射混合接触方式下的脱硫效果进行了对比实验研究。结果表明:当脱硫剂质量分数为15%,烟气SO_2质量浓度为3 000 mg/m^3,烟气流量为18 m^3/h,脱硫剂循环流量为250 mL/min的时候,系统脱硫效果最佳,出口烟气SO_2质量浓度为0 mg/m^3;静态螺旋切割气液接触方式下,系统脱硫率相较于单独喷射混合提高了7.64%。采用螺旋切割装置强化烟气脱硫,能够显著提高系统的烟气脱硫效率,可达到超净排放,并能实现湿法烟气脱硫系统的高效化、小型化。

基于规定性能的六自由度机械臂视觉伺服控制

针对六自由度手眼机器人系统,提出了一种新的基于图像的视觉伺服方法,该方法对图像特征坐标误差施加规定的瞬态和稳态响应,满足了由于相机视场(FOV)限制而产生的可见性约束。关键思想是提供一个误差转换,将相机视野限制可视化为误差范围,在此基础上提出规定性能函数并设计控制器,然后,证明控制器的稳定性足以满足规定的性能保证和固有的可见性约束。最后,在MATLAB平台进行仿真,验证了控制系统的可行性。

全向移动操作臂动力学建模与实验分析

为了提高全向移动操作臂的控制精度,建立其运动学模型与动力学模型。首先,根据Mecanum轮的特性建立全向移动平台运动学模型,根据DH法则推导5自由度操作臂的运动学方程,并将操作臂基坐标与移动平台质心合而为一,推导出统一运动学方程;然后,在统一运动学模型的基础上,运用第二类拉格朗日方程,考虑移动平台和操作臂之间的耦合关系,考虑能量耗散问题,建立全向移动操作臂统一动力学模型;最后,依据设计搭建实验样机,并采用两种不同的转矩间接测量方法,在样机以不同运动方式情况下测量实时转矩,将之与由动力学方程算得的转矩计算值对比。结果表明,所建动力学模型正确可靠,为以后的运动控制提供了理论基础。