检索结果-内蒙古大学图书馆

中国农机化学报 2025年第3期46卷 87-92页

作者：秦吉彪陈龙彬鲍地发郑书河福建农林大学机电工程学院福州市350002 现代农业装备福建省高校工程研究中心福州市350002

为解决传统PID控制方法实时性差与准确性低的问题,实现PID控制参数的自动整定,将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)与PID控制相结合,设计一种基于改进鲸鱼优化PID算法(IWOA—PID)的变量喷药控制系统。同时,构建变量喷药控制系统传递函数数学模型... 详细信息

为解决传统PID控制方法实时性差与准确性低的问题,实现PID控制参数的自动整定,将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)与PID控制相结合,设计一种基于改进鲸鱼优化PID算法(IWOA—PID)的变量喷药控制系统。同时,构建变量喷药控制系统传递函数数学模型,利用MATLAB对变量喷药控制系统进行仿真试验并搭建喷药试验台进行试验验证。仿真结果表明:相比于传统PID控制,IWOA—PID控制系统超调量由1.39%减少到0.10%,稳态误差由1.19%减小到0,调节时间由1.072 s减少到0.806 s。试验结果表明:IWOA—PID控制的系统响应更快,平均响应时间为2.98 s,而PID控制的平均系统响应时间为4.46 s;平均稳态误差由17.1%减小到11.3%。该方法能够较好地满足农业生产中对实时性与准确性的需求,为变量喷药技术的研究提供新途径。

关键词：变量喷药改进鲸鱼优化算法 PID控制参数优化控制系统

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基于红外与RGB图像配准的生猪体温检测方法研究

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中国畜牧杂志 2025年第05期 410-418页

作者：介邓飞申恒尉李家俊李天乐何金成沈美雄福建农林大学机电工程学院福建省现代农业装备高校工程研究中心福建省机械科学研究院

针对红外热成像细节模糊、成像效果差且易受环境因素影响的问题，本文提出了一种基于红外与RGB图像配准的生猪体温检测方法。本研究收集了484组生猪直肠体温数据、面部红外与RGB图像以及环境信息（风速、温湿度和光照强度），通过相机... 详细信息

针对红外热成像细节模糊、成像效果差且易受环境因素影响的问题，本文提出了一种基于红外与RGB图像配准的生猪体温检测方法。本研究收集了484组生猪直肠体温数据、面部红外与RGB图像以及环境信息（风速、温湿度和光照强度），通过相机坐标变换实现红外与RGB图像的配准并应用YOLO v8目标检测算法提取生猪耳朵、眼睛和鼻子区域的温度信息，基于这些重要特征变量建立以多个集成学习模型为底层、多层感知机神经网络为元模型的体温反演堆叠模型。结果显示：利用YOLO v8对RGB图像和红外热图像进行目标检测建模，RGB模型的平均精度均值（mAP）比红外模型高出31.66%，且基于相机坐标变换的红外与RGB图像配准技术的配准误差在1像素以内。此外，基于三层集成堆叠模型的体温预测均方根误差（RMSE）为0.19℃，平均绝对误差（MAE）为0.14℃，相比多元线性回归和多层感知机模型，MAE分别降低了48.33%和37.67%。因此，本研究通过红外与RGB图像配准有效消除了检测模糊问题，并利用改进的堆叠模型实现了更高的体温预测准确性，满足猪场测温要求。

关键词：生猪体温检测红外热成像图像配准三层集成堆叠模型

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生态茶园“土壤-绿肥根茬秸秆-开沟触土部件”离散元模型建立与验证

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福建农林大学学报(自然科学版) 2025年第3期54卷 420-431页

作者：陈龙彬陈凌霄郑书河福建农林大学机电工程学院福建省农业机械推广总站福建农林大学现代农业装备福建省高校工程研究中心

【目的】获取生态茶园土壤与开沟触土部件相互作用的离散元仿真模型参数，建立生态茶园的“土壤-绿肥根茬秸秆-开沟触土部件”离散元仿真模型，为生态茶园触土部件离散元仿真研究提供依据。【方法】采用物理下落堆积、斜面滚动试验与离... 详细信息

【目的】获取生态茶园土壤与开沟触土部件相互作用的离散元仿真模型参数，建立生态茶园的“土壤-绿肥根茬秸秆-开沟触土部件”离散元仿真模型，为生态茶园触土部件离散元仿真研究提供依据。【方法】采用物理下落堆积、斜面滚动试验与离散元仿真联合方案，基于Hertz-Mindlin with Bonding接触模型，对土壤颗粒间及土壤-开沟触土部件材料(65 Mn钢)接触参数进行标定。以土壤下落堆积角、土壤颗粒斜面滚动距离为评价指标，以静摩擦系数、滚动摩擦系数和恢复系数为试验因素，应用Box-Behnken的响应面优化方法，确定土壤堆积角与土球斜面滚动距离的回归模型。【结果】模型优化处理后，土壤颗粒之间的静摩擦系数、滚动摩擦系数和恢复系数分别为1.017、0.089和0.222。土壤-开沟部件的静摩擦系数、滚动摩擦系数和恢复系数分别为0.279、0.104和0.487。仿真标定结果与物理试验的相对误差为0.68%和0.98%。基于标定参数建立生态茶园“土壤—绿肥根茬秸秆-开沟触土部件”离散元仿真模型，通过仿真试验与田间试验对比分析，开沟深度和开沟宽度的最大相对误差分别为8.15%和6.36%。【结论】标定优化后的参数与物理试验的相对误差小，建立的生态茶园“土壤-绿肥根茬秸秆-开沟触土部件”离散元仿真模型的可靠性与有效性较高。

关键词：参数标定离散元法生态茶园旋耕开沟土壤

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基于改进Informed RRT^(*)算法的大棚采摘机械臂路径规划

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福建农林大学学报(自然科学版) 2025年第2期54卷 279-288页

作者：郑泽斌郑书河翁武雄林添良郭雷福建农林大学机电工程学院福建福州350002 福建省现代农业装备高校工程研究中心福建福州350002 福建省移动机械绿色智能驱动与传动重点实验室福建厦门361000

【目的】提出一种机械臂路径规划算法,以解决多自由度机械臂在大棚采摘作业中路径规划速度慢、路径成本高等问题,为采摘机械臂高效作业提供依据。【方法】基于Informed RRT^(*)机械臂路径规划算法,引入自适应目标偏置策略,结合贪婪思想... 详细信息

【目的】提出一种机械臂路径规划算法,以解决多自由度机械臂在大棚采摘作业中路径规划速度慢、路径成本高等问题,为采摘机械臂高效作业提供依据。【方法】基于Informed RRT^(*)机械臂路径规划算法,引入自适应目标偏置策略,结合贪婪思想的双向非优化路径搜索方式,增加动态概率节点拒绝策略。提出一种动态拒绝的知情RRT^(*)贪婪连接算法(dynamic rejection informed RRT^(*) greedy connect algorithm, DR-IRRT^(*)-GC),并通过Matlab多障碍物场景、ROS(机器人操作系统,robot operating system)机械臂场景的仿真对比试验进行验证。【结果】DR-IRRT^(*)-GC算法在路径规划的过程中具有运行速度快、路径成本低、路径规划成功率高等优势。与Informed RRT^(*)算法相比,DR-IRRT^(*)-GC算法在首次路径搜索用时上缩短了97.36%,路径规划成功率提高了283.33%。【结论】DR-IRRT^(*)-GC算法具有较强的实用性。

关键词：采摘机械臂路径规划改进Informed RRT^(*)算法贪婪思想动态概率

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基于可穿戴传感器组合部署的猪只行为识别研究

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中国农机化学报 2025年第4期46卷 42-49页

作者：何金成杨万林刘涛庄俊玮福建农林大学机电工程学院现代农业装备福建省高校工程研究中心

猪只行为监测是实现猪只智能化、精细化养殖的关键技术。采用姿态传感器，设计两种可穿戴设备，分别部署在试验猪的背部和颈部，采集俯卧、侧卧、采食、站立、行走、犬坐和排泄7种日常行为数据。采集的行为数据集有3种，分为单源部署（... 详细信息

猪只行为监测是实现猪只智能化、精细化养殖的关键技术。采用姿态传感器，设计两种可穿戴设备，分别部署在试验猪的背部和颈部，采集俯卧、侧卧、采食、站立、行走、犬坐和排泄7种日常行为数据。采集的行为数据集有3种，分为单源部署（背部或颈部）和组合部署（背部+颈部）。采集的信号进行小波降噪、数据信号的选取、数据分割、时域特征提取、Relief算法特征选择等数据处理，其中Relief算法特征选择结合BP神经网络和随机森林算法确定特征保留数，以处理好的数据进行输入，建立BP神经网络、随机森林、卷积神经网络和极限学习机4种分类模型，比较各模型性能。结果表明，组合部署的总体准确率明显高于单源部署。BP神经网络、随机森林、卷积神经网络和极限学习机在组合部署的分类准确率分别为90.59%、87.14%、91.67%和82.5%。综合各种评价指标，组合部署的分类模型以CNN卷积神经网络最佳。两个姿态传感器组合部署及融合信息可以很好地对猪只行为进行分类，研究结果对猪只日常行为监测和健康评估有重要意义。

关键词：猪只行为部署位置可穿戴设备姿态传感器 Relief算法卷积神经网络

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辊轮母线对百香果姿态定向效果的仿真分析

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农业装备与智能技术 2025年第1期 34-38,50页

作者：侯志涛张德晖洪夏明李盼春齐延林李棕洁福建农林大学机电工程学院福建福州350002 现代农业装备福建省高校工程研究中心(福建农林大学) 福建福州350002

针对采用母线为直线的锥形辊轮的百香果品质分选设备对百香果姿态定向效果不佳及翻转速度不均匀的问题,对辊轮母线进行优化,设计了一种母线为曲线的辊轮,其能够较好地实现香果姿态定向及均匀翻转。文章首先测定了百香果的基本物理参数,... 详细信息

针对采用母线为直线的锥形辊轮的百香果品质分选设备对百香果姿态定向效果不佳及翻转速度不均匀的问题,对辊轮母线进行优化,设计了一种母线为曲线的辊轮,其能够较好地实现香果姿态定向及均匀翻转。文章首先测定了百香果的基本物理参数,对其3个惯量主轴的转动惯量进行理论分析,确定百香果的姿态定向方法。其次,通过对锥形辊轮的母线进行优化设计,确定了能满足分选设备需求的辊轮母线。最后使用Solidworks和Adams对百香果在不同母线辊轮中的姿态定向过程进行运动学仿真分析。结果表明:在相同的工作参数下,百香果在母线为曲线的辊轮中姿态更容易达到稳定状态,其定向及翻转输送效果均优于母线为直线的锥形辊轮。

关键词：百香果辊轮母线 Adams仿真

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百香果藤蔓粉碎刀具的设计与试验

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农机化研究 2025年第4期47卷 83-91页

作者：李俊平张德晖何金成贺平李盼春候志涛福建农林大学福州350002 现代农业装备福建省高校工程研究中心(福建农林大学) 福州350002

为提高藤蔓的粉碎效果、降低粉碎能耗,设计了一款藤蔓粉碎刀具。首先,利用ANSYS Workbench/Ls-Dyna对单把等滑切动刀与藤蔓的粉碎过程进行了仿真分析,以刀轴的转速、刀片类型及其等滑切角为影响因素,以比能耗为目标进行正交试验,得到最... 详细信息

为提高藤蔓的粉碎效果、降低粉碎能耗,设计了一款藤蔓粉碎刀具。首先,利用ANSYS Workbench/Ls-Dyna对单把等滑切动刀与藤蔓的粉碎过程进行了仿真分析,以刀轴的转速、刀片类型及其等滑切角为影响因素,以比能耗为目标进行正交试验,得到最优的参数组合:刀具类型为弧形锯齿刀片,刀片滑切角为40°,刀轴转速为800 r/min。制作试验平台对单把等滑切动刀进行试验,试验结果与仿真结果基本一致。最后,对整个粉碎装置进行试验,将藤蔓含水率、刀盘转速、动定刀间隙作为考察因素,以比能耗为主要优化目标、粉碎合格率为次要目标,进行响应曲面试验。试验得到最佳参数组合为动定刀间隙2.44 mm、刀盘转速911.28 r/min、含水率52.02%,此时比能耗为0.140 0 kW·h/kg、碎合格率为97.5317%。

关键词：百香果藤蔓粉碎刀具 LS-DYNA 响应曲面等滑切

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莲子间歇式微波分段变功率真空干燥方法

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农业工程学报 2021年第8期37卷 288-295页

作者：叶大鹏崔蕴涵翁海勇郭茂成林颖轩何金成福建农林大学机电工程学院福州350002 现代农业装备福建省高校工程研究中心福州350002

目前莲子干燥仍以传统热风干燥为主,该方式不仅能耗高,耗时长,且莲子品质不佳,严重制约了莲子产业的高质量发展。为了提高莲子干燥品质、缩短干燥时间和降低能耗,该研究比较了间歇式微波恒定功率和微波分段变功率两种微波真空干燥法,分... 详细信息

目前莲子干燥仍以传统热风干燥为主,该方式不仅能耗高,耗时长,且莲子品质不佳,严重制约了莲子产业的高质量发展。为了提高莲子干燥品质、缩短干燥时间和降低能耗,该研究比较了间歇式微波恒定功率和微波分段变功率两种微波真空干燥法,分析了微波功率、干燥时间对莲子干燥特性影响。研究结果表明,间歇式微波分段变功率真空干燥较佳工艺参数为:真空度0.1 MPa,微波工作间歇方式为1.5 min-开/1.5 min-关,干燥过程分两个阶段进行,第一阶段在微波功率1 600 W条件下共工作3 min,间歇3 min,第二阶段在微波功率1 200 W条件下共工作3 min,间歇3 min。在此条件下,莲子主要营养成分中淀粉含量43.43 g/100 g,与恒定微波功率真空干燥(40.83~43.80 g/100 g)和传统热风干燥(42.73g/100 g)效果相当;蛋白质含量为19.37 g/100g,高于恒定微波功率真空干燥(18.17~18.67g/100 g)与热风干燥(18.57 g/100 g);膳食纤维含量为14.60 g/100 g,是热风干燥(6.94 g/100 g)的2.10倍,具有显著性差异(P<0.05),与恒定微波功率真空干燥(11.03~14.70 g/100 g)无明显差异(P>0.05);单位质量干燥能耗为7 848 kJ/kg,相较于传统热风干燥(465 012 kJ/kg)和恒定微波功率真空干燥(10 440~15 012 kJ/kg),干燥时间缩短,能耗降低。研究结果为莲子的加工生产提供理论支持。

关键词：干燥品质控制莲子分段变功率能耗

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机器视觉在水果表型特征分级应用的研究进展

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农业装备与智能技术 2025年第1期 39-42页

作者：李盼春张德晖洪夏明侯志涛齐延林李棕洁福建农林大学机电工程学院福州350002 现代农业装备福建省高校工程研究中心(福建农林大学) 福州350002

随着我国水果产量逐年稳步上升,水果品质分级在提升市场价值方面扮演着重要的角色,其中视觉分级是实现水果分级自动化和智能化的一种有效方法。文章分别对水果的大小、成熟度和果表缺陷这几个常见特征的分级技术应用现状进行分析,最后... 详细信息

随着我国水果产量逐年稳步上升,水果品质分级在提升市场价值方面扮演着重要的角色,其中视觉分级是实现水果分级自动化和智能化的一种有效方法。文章分别对水果的大小、成熟度和果表缺陷这几个常见特征的分级技术应用现状进行分析,最后对机器视觉水果分级技术未来发展趋势进行了展望。

关键词：水果表型特征机器视觉分级

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浅谈草坪修剪机及其碎草收集技术

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机电技术 2025年第1期 5-8页

作者：洪夏明张德晖侯志涛李盼春齐延林李棕洁福建农林大学机电工程学院福州350108 福建农林大学现代农业装备福建省高校工程研究中心福州350108

近些年来,随着国内草坪面积增加,对草坪修剪机的需求也在增长,同时要求也随之提高,这促进了对草坪修剪机及其相关技术的研究。文章介绍了国内外草坪修剪机的性能特点及其研究现状,对纯吸式、纯扫式、吸扫式3种收集技术的研究现状进行了... 详细信息

近些年来,随着国内草坪面积增加,对草坪修剪机的需求也在增长,同时要求也随之提高,这促进了对草坪修剪机及其相关技术的研究。文章介绍了国内外草坪修剪机的性能特点及其研究现状,对纯吸式、纯扫式、吸扫式3种收集技术的研究现状进行了介绍,并分析了其优势和不足,最后对草坪修剪机碎草收集技术的发展方向提出了一些思考。

关键词：草坪修剪机纯吸式纯扫式吸扫式收集技术

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