检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王林惠华南农业大学

学位级别：博士

水稻作为一种重要的粮食作物,在我国种植面积十分广泛,对保障国家粮食安全意义重大。随着航空植保机械的发展,对水稻精准施药的要求越来越高。但当前我国水稻施药关键装备仍然落后,“事前”无法结合田间信息按需自适应施药,造成农药浪费... 详细信息

水稻作为一种重要的粮食作物,在我国种植面积十分广泛,对保障国家粮食安全意义重大。随着航空植保机械的发展,对水稻精准施药的要求越来越高。但当前我国水稻施药关键装备仍然落后,“事前”无法结合田间信息按需自适应施药,造成农药浪费大,利用率低以及环境污染等问题;“事后”药液沉积参数检测手段粗放、低效,无法为雾滴沉积分布规律的有效评估提供及时准确的数据支撑。由于播种不均匀、漏播、过量施肥等人为因素,或水灾、台风等自然灾害导致作物成片空缺形成的稻田空区是水稻种植管理阶段常见现象。传统无人机均匀施药的特点无法胜任此类稻田的化学防治任务,为农药减施目标带来困难。基于上述问题,本文从探索农用无人机在稻田空区特征信息获取、药液自适应变量控制、雾滴沉积参数快速检测入手,利用机器视觉、深度学习及自动控制等技术,结合现有无人机喷施特点构建无人机自适应变量喷雾平台及雾滴参数快速检测系统,提高稻田管理机械化、信息化及智能化水平。以水稻分蘖期和长穗期水稻田作为实验地点,获取的稻田空区图像,研究空区分割与识别方法。对空区模糊图像进行Lucy-Richardson去抖动清晰化预处理后,一方面基于“先分割,后识别”思路,采用面向对象的K-mean分割,支持向量机（K＿SVM）模型识别空区,优选最佳回归算法,提高了K＿SVM分类器识别精度;另一方面,基于深度学习全卷机网络（FCN）算法,通过不同网络改进方法,探索最佳改进结构。各算法对比实验结果表明,改进的FCN16s模型在综合性能指标上表现最佳。采用动态网络裁剪法压缩FCN16s,剔除冗余参数,降低了计算量,加速了模型回归,为机载嵌入式平台实时识别稻田空区提供了可能。在施药装备关键技术研发层面,针对当前农用无人机不能根据田间空区状况按需施药等问题,开发了一套视觉辅助的无人机自适应变量喷雾系统。首先对该系统的关键部件进行了选型和设计,特别是开发了机载滑动导轨装置,用于挂载摄像头和离心喷头。根据推导的间距公式,可随飞行速度调整摄像头与喷头距离,为降低系统时延导致的喷雾误差提供了一种新的解决思路;然后建立了面积比模型,并在此基础上推导出面积比p与目标流量关系的喷雾决策模型;最后设计了BP神经网络PID算法、模糊控制算法及PID算法,进行了室内仿真和田间作业对比试验。综合试验结果表明:三种控制算法均能实现自适应控制,但BP神经网络PID算法的目标流量偏差范围最小,系统响应时间最快,喷雾控制更加精准、稳定。针对当前雾滴参数检测方法智能化程度低、耗时费力等问题,设计了一套自动化程度高的雾滴沉积参数检测系统,包括沉积雾滴循环采集装置和上位机交互软件平台。试验中测试了不同分辨率图像传输的理论帧率和实际帧率的相关性,RSSI、丢包率分别与图传距离的关系。结果表明:传输的图像分辨率应不大于307200像素,稻田环境下通信距离应小于136m;测试了雾滴沉积载体厚度对雾滴图像采集和处理效果的影响。结果表明:油墨厚度越大,图像处理效果越好,但当油墨厚度大于1×10-2cm时,消色油墨出现干扰裂痕,影响雾滴检测效果;采用强化学习Sarsa算法使系统可随光照强度变化自适应调节图像对比度参数c。试验结果表明光照自适应算法处理的雾滴图像分割效果明显优于无自适应算法的分割图像效果。在上位机交互平台上将接收到的雾滴图像进行灰度化、滤波、最大内间方差法预处理。通过连通区域获取雾滴区域,采用面积阈值、形状度阈值及粒径阈值判断粘连雾滴和伪雾滴。采用改进的标记可控分水岭算法分割粘连雾滴,背景化孤立联通区域,滤除伪雾滴;基于深度学习网络建立了Faster-RCNN、YOLOv3和Mobile Net＿SSD模型识别雾滴图像,并统计相关雾滴参数。对比实验结果表明:宽度乘数a为0.75,分辨率乘数b为0.875的Mobile Net＿SSD网络的性能最好,较好地平衡了准确率和模型的轻量化;在嵌入式设备上测试Mobile Net＿SSD对不同密度雾滴图像检测的性能时发现:高、中、低密度雾滴图像均有优异表现,适应性好,平均检测效率高达0.009s/帧,实现了移动端沉积雾滴快速检测。

关键词：机器视觉深度学习无人机变量喷雾雾滴检测

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回流孔径对磁力驱动离心泵内部流动的影响分析

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灌溉排水学报 2017年第11期36卷 70-78页

作者：高振军李浩刘建瑞段福义苏华山常浩三峡大学机械与动力学院水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443000 江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 中国农业科学院农田灌溉研究所/河南省节水农业重点实验室河南新乡450002

为研究回流孔径变化对磁力驱动离心泵内部流场及水力性能的影响,分别以6、8、10 mm等3种不同回流孔径的磁力驱动离心泵模型,通过定常、非定常以及流热耦合等数值计算与外特性试验相结合的方法,开展了回流孔径变化对磁力驱动离心泵外特... 详细信息

为研究回流孔径变化对磁力驱动离心泵内部流场及水力性能的影响,分别以6、8、10 mm等3种不同回流孔径的磁力驱动离心泵模型,通过定常、非定常以及流热耦合等数值计算与外特性试验相结合的方法,开展了回流孔径变化对磁力驱动离心泵外特性、内部流场、温度场以及压力脉动特性的影响规律研究。结果表明,(1)回流孔径的变化对磁力驱动离心泵的扬程、效率及泵内部流场的影响较小,其中随着回流孔径的增大,磁力驱动离心泵扬程及效率呈下降趋势;(2)回流孔径的变化对冷却循环流道内的流场、温度场以及压力脉动性能的影响较大,其中随着回流孔径的增大,冷却循环流场内的压力分布逐渐减小,湍动能分布呈增大的趋势,冷却循环流道的冷却效果逐渐变强,另外回流孔径变化对传播进入冷却循环流场的压力脉动强度影响较小,对冷却循环流场内的压力脉动衰减速度影响较大。综上可知,回流孔径变化对泵内流场的影响较小,对冷却循环流道内的流动特性影响较大。

关键词：磁力驱动离心泵回流孔径数值模拟内部流动特性压力脉动特性流热耦合

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海洋放射性现场探测谱仪的机械优化设计

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山东科学 2021年第4期34卷 21-25页

作者：冯现东张云燕张颖颖吴丙伟侯广利齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东省海洋监测仪器装备技术重点实验室国家海洋监测设备工程技术研究中心山东青岛266061

为提高海洋放射性现场探测NaI(Tl)谱仪的探测性能,采用蒙特卡罗仿真和统计计算方法,研究和分析谱仪封装、材料和尺寸等机械设计对探测性能的影响规律。综合考虑伽马射线衰减和密封、耐压及耐腐蚀等要求,开展谱仪的机械优化设计和海上现... 详细信息

为提高海洋放射性现场探测NaI(Tl)谱仪的探测性能,采用蒙特卡罗仿真和统计计算方法,研究和分析谱仪封装、材料和尺寸等机械设计对探测性能的影响规律。综合考虑伽马射线衰减和密封、耐压及耐腐蚀等要求,开展谱仪的机械优化设计和海上现场检测实验。优化谱仪达到了对40K最小探测活度约0.30 Bq/L,现场测量相对误差为0.45%。该研究对海洋放射性现场探测谱仪的性能优化设计和现场应用具有重要的指导意义。

关键词：放射性监测伽玛谱仪蒙特卡罗计算优化设计探测效率

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基于RTK技术的农业机械自动导航系统研究

基于RTK技术的农业机械自动导航系统研究

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作者：蒋浩浙江大学

学位级别：博士

自动导航技术是实现农业机械智能化的重要保障,它的应用能有效的提高整体作业过程中的精度和效率。针对水田农机自动导航问题,本研究以插秧机为研究对象,采用GPS/北斗-RTK系统、惯性导航传感器融合定位技术,设计了路径跟踪组合控制算法... 详细信息

自动导航技术是实现农业机械智能化的重要保障,它的应用能有效的提高整体作业过程中的精度和效率。针对水田农机自动导航问题,本研究以插秧机为研究对象,采用GPS/北斗-RTK系统、惯性导航传感器融合定位技术,设计了路径跟踪组合控制算法、分段地头转弯策略,研发了一套多种技术融合的自动导航系统,并通过Simulink和实地实验分析了系统的导航精度;然后提出了基于无人机遥感、卫星遥感、地理信息系统、图像处理技术相结合的导航用地图建立及固定障碍物标识的方法,并在全面分析对比了多种常用的算法后,分别确定了适用于云端和移动端农田障碍物检测平台的深度学习模型,为导航系统路径规划功能和避障功能的开发奠定了基础。主要研究结论详述如下:（1）本研究搭建了一套多种技术融合的自动导航系统。系统采用GPS/北斗-RTK系统与惯性导航传感器融合的定位技术,基于路径跟踪组合控制算法和分段地头转弯策略,由方向盘、显示器、控制器、RTK卫星定位系统、前轮转角角度传感器、惯性导航传感器及视觉传感器组成,各子系统间通过CAN总线技术进行数据传输。其中显示器主要实现数据显示与人机交互功能;嵌入式导航控制器作为导航系统的控制中枢;RTK卫星定位系统选用C94-M8P模块,利用GPS/北斗卫星数据完成插秧机行驶过程中实时位置信息的获取;惯性导航传感器完成插秧机实时姿态信息的获取;电动方向盘实现前轮转动的控制;视觉传感器由相机和镜头组成,实现农机前进路线上作物行或障碍物图片的获取。（2）本研究通过计算机模拟确定了路径跟踪控制器的参数,并通过实地实验分析了自动导航系统的导航精度。首先针对C94-M8P模块利用GPS/北斗-RTK系统卫星信息定位的静态和动态精度问题,进行了移动站的测距实验、直线运动实验和圆周运动实验,结果显示,其移动站定位精度在2cm左右;其次通过Matlab/Simulink完成了用于路径跟踪的PID-模糊控制器的设计与参数整定,其中PID控制器的输入合成误差的横向偏差与航向偏差的折算因子分别为10和1,比例系数、积分系数和微分系数分别取0.8、16、0.4,模糊控制器根据专家经验定义了模糊规则并生成了模糊控制表,组合控制器的模糊量化参数为0.25、PID量化参数为0.75,用组合控制器对路径跟踪过程进行模拟的结果显示,最大误差为5.26cm,平均跟踪误差为1.36cm,直线度精度为2.34cm;然后针对插秧机转弯半径大于作物行间距时的地头转弯问题,设计了分段转弯方式;最后在沥青路面和水田环境下进行实地实验,结果显示,平均跟踪误差分别为2.85cm和6.11cm,直线度精度分别为3.51cm和9.32cm,基本满足插秧机实地工作的精度要求。（3）本研究利用无人机与卫星遥感技术获取实验地块信息,并确定了可用于障碍物检测的无人机遥感图像最低分辨率。首先以障碍物的边界为研究对象将WV3卫星提供的31cm全色分辨率、1.24m多光谱分辨率图像与无人机遥感图像进行比较分析,结果显示,通过高分辨率的卫星遥感图像提取的障碍物边界长度与通过实际测量得到的结果偏差平均值为17.3cm,远大于无人机遥感的3.4cm;接着,通过八旋翼无人机搭载索尼A7RII相机获取校区内西区农田的RGB图像,并利用ArcGIS软件完成坐标配准和障碍物边界提取,其中八个标志点配准图上换算得到的地理坐标与实际经纬度转换的地理坐标在X方向和Y方向上的平均偏差分别为4.6cm和5.7cm;然后,设计算法实现了坐标的自动配准和障碍物边界的自动提取过程,其中八个标志点配准图上换算得到的地理坐标与实际经纬度转换的地理坐标在在X方向和Y方向上的平均偏差分别为9.2cm和12.0cm,自动提取和ArcGIS提取的七个障碍物角点坐标在X和Y方向上的平均偏差分别为2.9cm和5.4cm,上述的自动化算法可以用于后续研究中导航用基础信息采集系统的建立;最后对图像压缩后再进行基于相关系数模板匹配的障碍物边界提取,当像素压缩到735×2174（图像分辨率达到6cm）时,六个障碍物的边界点I在X、Y方向上的平均偏差分别为0.87与0.95cm,整个检测过程仅需3s,该结果可以为无人机遥感图像分辨率的选择提供理论依据。（4）本研究利用深度学习算法完成对农田中不同姿态的人的判断和识别,并分别确定了一种适用于移动端和云端障碍物检测平台的模型。为移动端和云端障碍物检测系统各选择了三种基于卷积神经网络的目标检测模型,通过Tensorflow在云平台上完成上述模型的训练后在手机app上完成对测试集样本中农田环境下人的检测;首先,得到每个模型的总体检测精度、平均检测时间和最大检测时间;其次,通过计算每个模型检测结果的归一化指数并通过公式转换为最终得分并进行比较,选择MobilenetSSD、Mobilenet-PPN移动端模型和Mask R-

关键词：自动导航系统 RTK技术路径跟踪转弯策略遥感技术障碍物检测深度学习

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废气自循环利用生物质炭化装备设计与性能研究

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农业工程学报 2017年第21期33卷 222-230页

作者：缪宏江城梅庆张善文张燕军农业部现代农业装备重点实验室南京210014 扬州大学机械工程学院扬州225000

为有效解决现阶段生物质炭化设备存在的炭产率低、炭品质差、余气不能循环利用而污染环境、副产物不能有效分离等问题,设计并研制了一套废气自循环生物质炭化装备,对其炭化炉主体、加热系统、焦油回收装置、余气循环装置、温度压力监控... 详细信息

为有效解决现阶段生物质炭化设备存在的炭产率低、炭品质差、余气不能循环利用而污染环境、副产物不能有效分离等问题,设计并研制了一套废气自循环生物质炭化装备,对其炭化炉主体、加热系统、焦油回收装置、余气循环装置、温度压力监控系统分别进行了详细设计和参数确定,并以炭化炉主体和焦油回收装置为加热和冷却对象,采用有限元方法对其进行传热性能研究,最后对其进行了炭化试验研究。结果表明:生物质炭化装备能够满足制炭、副产物回收、废气循环利用、工艺参数精确控制等要求;炉体门框上部温度分布不均,其余炉体内部温度分布均匀,温度梯度平缓,可对生物质进行均匀加热;焦油回收装置在三级冷却水进口流速分别为0.045、0.03、0.015 m/s时,冷却温降分别为:271、111、61℃,烟气温度从500℃降温到50℃,冷却效果显著,并可对挥发分中的焦油和木醋液进行分离;影响炭产率、热值、能源得率的因素顺序为:炭化终温>保温时间>升温速率。炭产率与能源得率呈正相关,而两者又与热值成负相关。炭化条件在升温速率3℃/min、炭化终温450℃、保温时间3 h工况下较好,在此条件下的炭得率为54.2%,热值为25 767 k J/kg,能源得率为84.8%。

关键词：生物质炭化设计余气回收焦油净化

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9YYB12型青饲料打捆缠膜一体机落料回送总成的设计

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农机化研究 2019年第6期41卷 53-59页

作者：张德学任冬梅秦喜田梁荣庆李青江刘学峰张琦峰周秋来山东省农业机械科学研究院济南250100 国家肉牛牦牛产业技术体系生产与环境控制研究室济南250100

为了满足9YYB12型青饲料打捆缠膜一体机的设计要求,解决传统打捆缠膜过程中未成捆物料散落造成的浪费问题,设计了一种融合料捆输送、包膜驱动及落料回送功能于一体的落料回送总成。简述了9YYB型青饲料打捆缠膜一体机的结构原理和设计思... 详细信息

为了满足9YYB12型青饲料打捆缠膜一体机的设计要求,解决传统打捆缠膜过程中未成捆物料散落造成的浪费问题,设计了一种融合料捆输送、包膜驱动及落料回送功能于一体的落料回送总成。简述了9YYB型青饲料打捆缠膜一体机的结构原理和设计思路,利用三维软件Solid Works对底盘进行了参数化建模,重点完成了对落料回送总成的设计、计算和建模分析。最后,完成了对落料回送总成的试验验证,为后续打捆缠膜一体机底盘和整机的优化设计奠定了基础。

关键词：青饲料打捆缠膜一体机落料回送绞龙

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翼型水动绕流特性数值模拟分析

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水电能源科学 2017年第6期35卷 147-150,166页

作者：胡帅宋文武程伟石建伟西华大学能源与动力工程学院四川成都610039

水力机械叶轮水力设计时,在保证叶片适当的进出口角度的前提下,均选用空气动力学翼型。基于GAMBIT网格技术和CFD中FLUENT软件,以常用的全对称翼型NACA0012和非对称翼型NACA63-415为基准翼型,对水流作用下的水动绕流特性进行了二维流场... 详细信息

水力机械叶轮水力设计时,在保证叶片适当的进出口角度的前提下,均选用空气动力学翼型。基于GAMBIT网格技术和CFD中FLUENT软件,以常用的全对称翼型NACA0012和非对称翼型NACA63-415为基准翼型,对水流作用下的水动绕流特性进行了二维流场数值模拟计算,对比分析了两种翼型在高雷诺数Re=5×106和攻角-5°~90°下的流动特性变化,尤其是在大攻角时翼型表壁涡脱落及扩散的流场特性,获得了翼型的流场云图、矢量图、升力与阻力及升阻比的曲线图,同时对比研究了水与空气中的绕流特性,结果有益于了解流体机械叶片翼型的水动特性,可为流体机械叶轮叶片翼型的设计、选择和研制提供重要的理论依据。

关键词：翼型数值模拟攻角高雷诺数水动特性

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医用直线加速器临床应用评价及数据平台搭建

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中国医学装备 2019年第3期16卷 112-116页

作者：李春霞任福琴罗文夏慧琳刘胜林姜瑞瑶薛新华陈斌机械工业仪器仪表综合技术经济研究所北京100055 内蒙古自治区人民医院临床工程科内蒙古呼和浩特010017 华中科技大学附属同济医学院附属协和医院生物医学工程研究室湖北武汉430022 上海市第六人民医院肿瘤放射科上海200233 北京惠泽智信科技有限公司北京100089

目的:探索医用直线加速器临床应用评价有关数据收集的解决方案,构建医用直线加速器临床应用评价及数据平台,为直线加速器生产与管理水平提升提供数据支撑。方法:利用互联网信息技术、数据库以及大数据分析技术等,结合直线加速器的临床... 详细信息

目的:探索医用直线加速器临床应用评价有关数据收集的解决方案,构建医用直线加速器临床应用评价及数据平台,为直线加速器生产与管理水平提升提供数据支撑。方法:利用互联网信息技术、数据库以及大数据分析技术等,结合直线加速器的临床应用评价,搭建数据收集平台,采集技术特性评价、临床应用及效果评价、经济性评价和售后服务评价等相关数据,用于设备临床应用效果评价,提升设备应用评价效率,为设备临床应用管理提供参考。结果:直线加速器临床应用数据平台软件试运行4个月,收集15台直线加速器设备临床应用数据,累计数量为9 TB。通过软件平台收集的设备临床应用数据充分展示了设备的运行状态、治疗过程以及设备的维修状态等信息,通过数据分析,得到了设备运行状态、可靠性、安全性以及维修维护等信息。结论:直线加速器临床应用评价及数据平台软件能够满足临床的设备精细化管理要求,提升直线加速器的设计与临床应用管理水平。

关键词：放射治疗直线加速器临床应用评价数据平台

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复合导叶结构对斜流泵水力特性的影响研究

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中国农村水利水电 2017年第3期 142-145,152页

作者：裴迎举宋文武符杰胡帅程伟西华大学能源与动力工程学院成都610039

后置导叶作为斜流泵的主要过流部件,在改善叶轮出口流场及对斜流泵水力特性影响起着重要作用。为研究不同后置导叶结构对斜流泵水力特性的影响,根据长短导叶位置匹配建立3种复合型导叶结构方案,每种方案分别选取0.6Qd、0.8Qd、1.0Qd、1.... 详细信息

后置导叶作为斜流泵的主要过流部件,在改善叶轮出口流场及对斜流泵水力特性影响起着重要作用。为研究不同后置导叶结构对斜流泵水力特性的影响,根据长短导叶位置匹配建立3种复合型导叶结构方案,每种方案分别选取0.6Qd、0.8Qd、1.0Qd、1.2Qd和1.4Qd五个流量工况条件进行CFD数值计算,通过效率、扬程以及内部流场状态的分析,结果显示:不同位置的短导叶结构对水力特性影响较大,设计流量工况下,短导叶在后置导叶流道的进口处流场相对平顺,出口漩涡较小,整体水力性能较好;但偏离设计流量工况下,短导叶在后置导叶流道的出口处的整体水力性能较好。研究结果可为斜流泵导叶结构设计提供参考。

关键词：长短导叶斜流泵水力特性数值模拟

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9QZL-1.8自走式青贮玉米联合收获机设计与试验

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中国农机化学报 2020年第8期41卷 1-6,19页

作者：李晓康张家瑞韩少平丁立利甘肃省机械科学研究院有限责任公司兰州市730030 甘肃省草地农业机械重点实验室兰州市730030

为解决我国丘陵山区和小面积地块青贮收获困难的问题,设计一种履带自走式青贮玉米联合收获机。该机主要由割台、履带底盘和打捆室组成。首先确定自走式青贮玉米联合收获机的技术指标,然后通过设计计算得到关键部件的参数,整机液压马达... 详细信息

为解决我国丘陵山区和小面积地块青贮收获困难的问题,设计一种履带自走式青贮玉米联合收获机。该机主要由割台、履带底盘和打捆室组成。首先确定自走式青贮玉米联合收获机的技术指标,然后通过设计计算得到关键部件的参数,整机液压马达最大排量为45.94 cm^3/r,选择HT-52型静液压驱动系统,割台转速1210 r/min,打捆室送料皮带转速41.5 r/min。最后通过田间整机性能测试,试验表明该设备生产率可达15 t/h,成捆率达到99.4%,标准草长率为81.25%,满足设计需求。

关键词：青贮玉米联合收获机高杆割台履带底盘静液压驱动

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