基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统设计与试验 被引量：1

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作者 丁幼春 张驰海 +3 位作者 董万静 詹振宇 魏松 农峰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期59-70,共12页

针对长江流域麦后棉区土壤黏重,地表留存秸秆残茬量大,地轮驱动方式易出现缠绕打滑、壅土现象,导致漏播、断条,且缺乏棉花导种与性能检测一体化装置等问题,设计了基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统。构建了3路独立直流电机转速... 针对长江流域麦后棉区土壤黏重,地表留存秸秆残茬量大,地轮驱动方式易出现缠绕打滑、壅土现象,导致漏播、断条,且缺乏棉花导种与性能检测一体化装置等问题,设计了基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统。构建了3路独立直流电机转速控制以及3路棉花种子流实时检测的云-端构架模式;设计了播种测控云平台,实现播种作业参数实时采集、显示、存储及多设备的管控;设计了模糊PID控制器,实现指定粒距的随速实时调控。利用Matlab开展了模糊PID控制器与PID控制器仿真对比试验。结果表明,模糊PID算法模型比PID算法模型超调量降低28.95%,上升时间减少28.57%,稳态时间减少22.22%。开展电机控制精度试验,结果表明,电机实际转速与理论转速最大误差为1.8%,平均误差为1.1%。台架试验结果表明,与JPS-16型计算机视觉试验台相比,测控系统检测合格指数、漏播指数、重播指数相差不大于1.3、0.7、0.8个百分点。路面试验结果表明,当作业速度为3.6~9.2 m/h时,实际排种数与理论排种数最大误差为2.4%;单路检测准确率不小于97.44%。田间试验结果表明,当作业速度为3.6~9.2 m/h时,本系统控制播种合格指数不小于90.81%,漏播指数不大于4.64%,粒距变异系数不大于14.38%。示范应用表明,该棉花精量直播机排种测控系统能够有效提升长江流域棉区麦后棉花直播机播种质量。 展开更多

关键词 棉花 播种检测 雷达测速 模糊PID

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太阳能供电的油菜高速播种种子流检测装置研制

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作者 丁幼春 余秋丽 +2 位作者 董万静 徐春保 张文欣 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期83-93,共11页

针对高速播种作业过程中油菜种子流量大、检测精度低、续航时间短等问题,该研究设计了一种太阳能供电的油菜高速播种分流-同步检测装置。该装置采用并行-同步检测技术,根据农艺要求和检测精度需求,设计了8通道分流结构,将高速播种的种... 针对高速播种作业过程中油菜种子流量大、检测精度低、续航时间短等问题,该研究设计了一种太阳能供电的油菜高速播种分流-同步检测装置。该装置采用并行-同步检测技术,根据农艺要求和检测精度需求,设计了8通道分流结构,将高速播种的种子流分为8通道低通量种子流。基于光电检测原理,设计LED阵列光源与硅光电池检测结构,系统集成8通道环形贴片式检测电路板。基于太阳能电池板充电原理及输出特性,选择适宜参数的太阳能电池板,设计升压电路以及太阳能充电控制模块,搭建太阳能系统,并通过分析与试验确定各关键元器件参数。台架对比试验结果表明:在排种频率为60~130 Hz时,8通道检测装置对油菜播种量的检测准确率在97.63%以上,最低检测准确率较原始4通道检测装置提高了10.03个百分点。路面测试试验表明:机具在10.3~15.7 km/h的高速作业速度(对应排种频率78.9~123.5 Hz)下,检测装置对油菜播种量的检测准确率在97.53%以上。田间试验进一步验证:机具在10.3~15.7 km/h的高速作业速度(对应排种频率81.45~120.2 Hz)下,油菜播种量检测准确率不低于97.07%,检测性能较为稳定。由于田间粉尘的影响,最低检测结果比路面最低检测结果相比低0.46个百分点。在续航能力方面,仅锂电池供电时,插件式电路板检测装置可工作6 h,优化后的贴片式电路板检测装置可工作7 h;加载太阳能系统后,在晴天和多云天气条件下可实现无限续航,阴天条件下续航时间可达72 h。该检测装置为油菜高速播种作业的种子流精准检测提供有效支持,提升检测系统续航能力。 展开更多

关键词 太阳能 油菜 高速播种 种子流检测 分流结构 续航时间

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基于处方图的油菜精准变量施肥调控系统设计与试验

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作者 丁幼春 李浩鹏 +2 位作者 董万静 张栋津 徐春保 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期256-266,300,共12页

针对目前油菜直播机施肥作业过程中施肥调控精度低、土壤肥力分布不同难以实现时空差异化肥力补给的问题,设计了一种基于处方图的油菜精准变量施肥线性自抗扰调控系统。提出了基于云端高精度地图规划作业路径对施肥处方图进行栅格划分... 针对目前油菜直播机施肥作业过程中施肥调控精度低、土壤肥力分布不同难以实现时空差异化肥力补给的问题,设计了一种基于处方图的油菜精准变量施肥线性自抗扰调控系统。提出了基于云端高精度地图规划作业路径对施肥处方图进行栅格划分的方法,为机具施肥提供了指导性施肥量。构建了排肥器的线性自抗扰控制算法,Matlab仿真确定了关键参数,并与PID控制算法对比,线性自抗扰控制算法在抗干扰、超调量、稳态误差分别提高了39.08%、91.77%、86.96%。台架试验结果表明:施肥调控系统在设定施肥量和作业速度下,排肥器颗粒肥排量平均控制精度为98.06%。路面试验结果表明:基于处方图的变量施肥调控系统在变量施肥作业时,通过滞后距离补偿,平均施肥位置滞后距离为0.28 m,不同位置的施肥量控制精度均大于95.67%。田间试验结果表明:线性自抗扰控制算法在不同栅格区域内施肥量控制精度不低于95.21%,优于PID控制算法。该研究可为油菜生产中基于土壤养分的精准变量施肥提供技术支持。 展开更多

关键词 油菜 施肥处方图 变量施肥 线性自抗扰控制

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油菜机播颗粒肥电容式自标定检测装置设计与试验

4

作者 董万静 王赛 +3 位作者 李浩鹏 徐春保 余秋丽 丁幼春 《农业工程学报》 北大核心 2025年第18期50-61,共12页

针对油菜机直播作业过程颗粒肥排量大、种类多样化及传感器敏感元件易受干扰导致实时检测精度不高的问题,该研究研制了具有自标定功能的非接触电容式油菜机直播颗粒肥排施检测装置。设计了电容极板、隔离套筒关键结构参数,构建了电容信... 针对油菜机直播作业过程颗粒肥排量大、种类多样化及传感器敏感元件易受干扰导致实时检测精度不高的问题,该研究研制了具有自标定功能的非接触电容式油菜机直播颗粒肥排施检测装置。设计了电容极板、隔离套筒关键结构参数,构建了电容信号简化卡尔曼滤波算法,通过试验确定滤波算法关键参数。建立了颗粒肥质量流量与电容信号之间的关系模型,设计了适应不同温度环境、颗粒肥种类的颗粒肥质量流量检测参数三点拟合标定法。开发了由8路检测装置和一部检测终端组成的油菜机直播颗粒肥排施检测系统。台架试验结果表明,在15、25和35℃环境温度下,装置检测准确率不低于97.35%。对于翔燕复合肥料和浩斯特复合肥料,检测准确率分别不低于96.45%和96.23%;在机播施肥作业机具速度4~12 km/h、平均排肥流量9.52~29.05 g/s下,系统检测准确率均不低于95.62%。田间试验表明,在颗粒肥排量在9.82~28.99 g/s时,系统的检测准确率不低于93.14%,较现有颗粒肥流量检测系统准确率提高了3个百分点,检测系统与云端数据库的数据传输准确、完整且稳定,机具振动、粉尘对检测系统检测结果影响较小。该检测系统可为施肥质量评估提供有效手段。 展开更多

关键词 油菜 传感器 三点拟合标定 颗粒肥流量 自标定

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油菜机直播气力式变径精量排肥系统设计与试验

5

作者 徐春保 张栋津 +3 位作者 董万静 李浩鹏 余秋丽 丁幼春 《农业工程学报》 北大核心 2025年第10期28-39,共12页

针对油菜机直播过程不同田块的作业速度和施肥农艺要求差异较大,不同作业速度排肥精度难以保证,存在施肥滞后性的问题,该研究设计了一种“排肥口开度调节+转速控制+气力输送”的油菜机直播气力式变径精量排肥系统。首先对变径结构、气-... 针对油菜机直播过程不同田块的作业速度和施肥农艺要求差异较大,不同作业速度排肥精度难以保证,存在施肥滞后性的问题,该研究设计了一种“排肥口开度调节+转速控制+气力输送”的油菜机直播气力式变径精量排肥系统。首先对变径结构、气-肥混合结构、气流分配结构、导肥结构等结构的关键参数进行设计;并通过排量标定试验,构建排肥器转速与排肥口开度-排量关系模型,搭建双变量精量排肥控制系统。排肥性能试验结果表明,排肥器转速为30~120 r/min,排肥口开度为15~25 mm时,对应排量为4.27~61.41 g/s,可满足施肥量为225~600 kg/hm^(2)时2.5~12.0 km/h的油菜机直播作业需求。排肥精度、各行排量一致性变异系数和同行排量稳定性变异系数变化范围分别为96.30%~98.66%、2.58%~8.62%,2.81%~6.85%,上述各项指标满足相关作业标准要求;排肥性能对比试验结果表明,与无气力输送装置的排肥系统比,气力式变径精量排肥系统,在工作排量3.25~61.25 g/s范围内时,无堵塞现象,显著提高肥料颗粒流动速度,滞后时间缩短44%;田间试验结果表明,施肥量在300~600 kg/hm^(2)范围内,作业速度3.2~12.1 km/h变化时,系统精准控制排肥口开度和排肥转速,排肥精度不低于95.07%。研究结果可为油菜机直播精量排肥装备设计提供技术参考。 展开更多

关键词 农业机械 机直播 气力输送 变径 油菜 排肥性能

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油菜高速气送式双变量供种装置设计与试验

6

作者 张文欣 李浩鹏 +3 位作者 董万静 张栋津 余秋丽 丁幼春 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期252-264,共13页

针对现有油菜气送式机直播作业中供种装置在不同作业速度下的适配性以及供种精度低等问题,设计了一种油菜高速气送式双变量供种装置,通过“变型孔长度+变转速”的方式,实现大范围精量供种。在阐明供种装置工作原理基础上,构建种子供-携-... 针对现有油菜气送式机直播作业中供种装置在不同作业速度下的适配性以及供种精度低等问题,设计了一种油菜高速气送式双变量供种装置,通过“变型孔长度+变转速”的方式,实现大范围精量供种。在阐明供种装置工作原理基础上,构建种子供-携-投3阶段运动学模型,确定型孔结构、排种槽轮转速、型孔长度等关键结构及运行参数。通过台架试验研究了转速-型孔长度-供种速率关系模型,由此构建了不同播量、不同作业速度条件下的排种转速、型孔长度双变量调控策略。开展单双变量供种性能对比试验,台架试验结果表明,当双变量供种装置转速为15~70 r/min时,供种精度不低于93.3%,相比单变量式,供种精度提升8.2个百分点;单变量与双变量式供种速率为35.7~123.2 g/min、37.3~286.0 g/min,当播量为2.25~6 kg/hm^(2)时,双变量供种装置供种精度更高。播种性能路面试验结果表明,在相同播量,不同作业速度下,供种精度为90.61~97.69%,同行播量稳定性变异系数为1.69%~3.90%,符合国家标准和相关行业标准要求。田间试验结果表明,当播量为2.25~5.25 kg/hm^(2)、作业速度为3~12 km/h时,供种精度最高可达97.6%,各行播量一致性变异系数和播量稳定性变异系数不大于11.1%和9.5%,双变量供种装置可满足油菜气送式机直播精量供种作业要求。 展开更多

关键词 油菜 双变量供种装置 精量供种 性能试验

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多方向折弯式压电振动俘能器的响应特性研究

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作者 李曾 谢坤 +1 位作者 董万静 王铂辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期19-27,共9页

环境中的振动激励具有随机性与多样性,针对传统俘能器俘能方向单一、俘能效率较低的问题,提出了一种引入非线性磁斥力的多方向折弯式压电振动俘能器(以下简称压电振动浮能器),能够实现多方向收集机械振动能,提高俘能效率。利用COMSOL Mu... 环境中的振动激励具有随机性与多样性,针对传统俘能器俘能方向单一、俘能效率较低的问题,提出了一种引入非线性磁斥力的多方向折弯式压电振动俘能器(以下简称压电振动浮能器),能够实现多方向收集机械振动能,提高俘能效率。利用COMSOL Multiphysics软件构建了压电振动俘能器的有限元模型,完成了该模型的模态分析、谐响应分析和电学响应分析。同时通过试验深入探究PZT-5H压电陶瓷粘贴位置、外接电阻、磁斥力、磁距和激振加速度等关键因素对压电振动俘能器输出响应特性的影响。结果表明:磁斥力的引入有效拓宽了俘能频带并提高了输出功率;当激振加速度为1.0g、磁距为20 mm时,压电振动浮能器的输出功率达到0.8 mW。此外,PZT-5H压电陶瓷粘贴位置和外接电阻等参数对俘能性能有显著影响。 展开更多

关键词 振动俘能 压电 多方向折弯式 磁斥力 模态分析

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基于Self-Attention-BiLSTM网络的西瓜种苗叶片氮磷钾含量高光谱检测方法 被引量：5

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作者 徐胜勇 刘政义 +3 位作者 黄远 曾雨 别之龙 董万静 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期243-252,共10页

元素含量无损检测技术可以为植物生长发育的环境精准调控提供关键实时数据。以西瓜苗为例,提出了一种基于图谱特征融合的氮磷钾含量深度学习检测方法。首先,使用高光谱仪拍摄西瓜苗叶片的高光谱图像,使用连续流动化学分析仪测定叶片的3... 元素含量无损检测技术可以为植物生长发育的环境精准调控提供关键实时数据。以西瓜苗为例,提出了一种基于图谱特征融合的氮磷钾含量深度学习检测方法。首先,使用高光谱仪拍摄西瓜苗叶片的高光谱图像,使用连续流动化学分析仪测定叶片的3种元素含量。然后,采用基线偏移校正(BOC)叠加高斯平滑滤波(GF)的光谱预处理方法和随机森林算法(RF)建立预测模型,基于竞争性自适应重加权采样(CARS)和连续投影算法(SPA)2种算法初步筛选出特征波长,再综合考虑波长数和建模精度设计了一种最优波长评价方法,将波长数进一步减少到3~4个。最后,提取使用U-Net网络分割的彩色图像颜色和纹理特征,和光谱反射率特征一起作为输入,基于自注意力机制-双向长短时记忆(Self-Attention-BiLSTM)网络构建了3种元素含量的预测模型。实验结果表明,氮磷钾含量预测的R2分别为0.961、0.954、0.958,RMSE分别为0.294%、0.262%、0.196%,实现了很好的建模效果。使用该模型对另2个品种西瓜进行测试,R2超过0.899、RMSE小于0.498%,表明该模型具有很好的泛化性。该高光谱建模方法使用少量波长光谱即实现了高精度检测,在精度和效率上达成了很好的平衡,为后续便携式高光谱检测装备开发奠定了理论基础。 展开更多

关键词 西瓜苗叶片 元素含量 无损检测 自注意力机制 双向长短时记忆网络 高光谱

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油菜宽幅播种作业监测系统设计与试验 被引量：14

9

作者 丁幼春 陈礼源 +4 位作者 董万静 王万超 刘晓东 王凯阳 刘伟鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期38-45,共8页

针对油菜宽幅播种作业过程中播量监测与漏播检测的问题,该研究设计了一种适用于宽幅播种的油菜播种监测系统。该监测系统由播种监测终端与种子流传感检测模块构成,可通过改变连接种子流传感检测模块的数量,适配不同作业幅宽的播种机。... 针对油菜宽幅播种作业过程中播量监测与漏播检测的问题,该研究设计了一种适用于宽幅播种的油菜播种监测系统。该监测系统由播种监测终端与种子流传感检测模块构成,可通过改变连接种子流传感检测模块的数量,适配不同作业幅宽的播种机。种子流传感检测模块将种子穿过感应面生成的单脉冲排种信号并传递给播种监测终端;播种监测终端利用I2C总线对端口扩展用于接收多路油菜种子的排种信号,并生成油菜排种过程的多路种子流排种时间间隔序列,用于实现各行播量、排种频率的计量,并依据相关国家标准对播种作业进行漏播判定。在播种监测终端内构建MariaDB服务器用于对播量、排种频率和漏播状态等播种状态信息进行实时存储、管理,为田间管理与处方作业提供支持。播种监测系统的台架试验表明,在排种频率不高于32.73 Hz时,播量监测的准确率不低于97%,满足播种监测的准确性要求;在排种器不产生严重漏播(漏播指数≤15%)时,漏播指数检测值与高精度的视觉检测试验台的最大偏差为2.21个百分点。结果表明播种监测系统对油菜播种的播种监测与漏播检测的准确性满足使用要求。田间试验表明针对油菜播种的田间播种播量监测准确率不低于96.5%,监测系统在田间作业环境下可稳定工作。该油菜播种监测系统为油菜播种的作业质量评价提供了技术支持。 展开更多

关键词 农业机械 监测 漏播检测 油菜种子流 数据库

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基于排种频率实时反馈的油菜排种器设计与试验 被引量：6

10

作者 丁幼春 刘伟鹏 +3 位作者 董万静 陈礼源 刘晓东 靳伟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期73-82,116,共11页

以电机转速作为控制目标的电控排种器,在复杂工况下存在实时播种量不稳定、难以达到农艺要求播量的问题,为此设计了一种可根据实时播量信息进行反馈控制的油菜排种器。油菜排种器由螺管排种机构、小粒径种子感知模块、检测及控制模块和... 以电机转速作为控制目标的电控排种器,在复杂工况下存在实时播种量不稳定、难以达到农艺要求播量的问题,为此设计了一种可根据实时播量信息进行反馈控制的油菜排种器。油菜排种器由螺管排种机构、小粒径种子感知模块、检测及控制模块和驱动模块组成。为使种子有序通过小粒径种子感知模块传感区域,对导种管进行了结构设计,使其能够与传感器模组匹配,从而有效减少播量漏记。对排种器进行转速排种频率测定及播量准确率测试,基于测试结果构建了播量检测准确率补偿模型,从而降低播量检测误差。以小粒径种子感知模块中传感器模组获取的实时播量信息作为排种控制器控制输入,设计了排种器控制系统。台架试验表明,油菜排种器排种频率在10.1~60.4 Hz范围内,排种器播量检测准确率达到98.75%,不同转速下的排种量稳定性变异系数不超过1.16%。田间试验表明,在拖拉机不同前进速度下,播种量误差率不超过2.55%,排种量稳定性变异系数不超过0.98%。该油菜排种器可为小田块精量播种提供技术支撑。 展开更多

关键词 油菜 排种器 反馈 播量检测准确率 排量稳定性 试验

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周期扰动下低压压气机旋转失速先兆辩识 被引量：2

11

作者 张明明 李可仰 董万静 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期871-878,共8页

为了尽早预测压气机旋转失速的发生,通过在进口施加进气周期干扰以达到识别旋转失速先兆的目的。以一台单级低速低压轴流压气机为研究对象,通过全周数值模拟再现了压气机旋转失速现象。在旋转进气畸变扰动下,具体分析不同干扰对压气机... 为了尽早预测压气机旋转失速的发生,通过在进口施加进气周期干扰以达到识别旋转失速先兆的目的。以一台单级低速低压轴流压气机为研究对象,通过全周数值模拟再现了压气机旋转失速现象。在旋转进气畸变扰动下,具体分析不同干扰对压气机空间模态随分岔参数变化的影响,并考察幅值灵敏度在识别失速先兆中的作用。结果显示,在各种进气条件下压气机一阶、二阶空间模态的幅值及其灵敏度在各自不稳定边界均表现出明显增大的现象。通过监测一阶模态幅值灵敏度的演化,在进气畸变干扰的条件下,相比均匀进口条件能够提前识别出失速先兆。 展开更多

关键词 压气机 进气畸变 旋转失速 空间模态 数值模拟

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履带式油菜播种机模糊自适应纯追踪控制器设计与试验 被引量：38

12

作者 张朝宇 董万静 +3 位作者 熊子庆 胡子谦 王登辉 丁幼春 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期105-114,共10页

针对在丘陵山区小田块中大型农业机械运移不便、作业效率不高和田头调头操作受限等问题,设计了一种针对轻简履带式车辆的基于运动学模型和几何模型的模糊自适应纯追踪控制器。以轻简履带式油菜播种机为研究平台,结合北斗RTK构建了一套... 针对在丘陵山区小田块中大型农业机械运移不便、作业效率不高和田头调头操作受限等问题,设计了一种针对轻简履带式车辆的基于运动学模型和几何模型的模糊自适应纯追踪控制器。以轻简履带式油菜播种机为研究平台,结合北斗RTK构建了一套自动导航作业系统,根据播种作业需求采用有限状态机设计了田间自动导航作业控制策略。开展了模糊自适应纯追踪控制器与纯追踪控制器的仿真及实地对比试验。仿真结果表明,与纯追踪控制器相比,模糊自适应纯追踪导航控制器具有上升时间短和超调小等特点。水泥路面试验表明,当行驶速度为0.8 m/s时,模糊自适应纯追踪控制器最大跟踪偏差为0.039 m,平均绝对偏差为0.018 m。在旱田路面前进速度0.5、0.8、1.2 m/s下,直线导航跟踪最大跟踪偏差分别不大于0.082、0.086、0.092 m,平均绝对偏差分别不大于0.031、0.032、0.034 m。并对自动导航作业系统进行试验,试验结果表明,所设计的导航控制器直线跟踪稳定,满足丘陵山区小型田块油菜播种要求。 展开更多

关键词 油菜 履带式播种机 北斗 导航 有限状态机 模糊自适应纯追踪控制

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高效打蛋破壳刀片渗硼与渗钒处理后微观组织与性能变化 被引量：3

13

作者 万强 朱方涛 +5 位作者 刘晓峰 魏民 王树才 孟亮 王鹏 董万静 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期291-297,共7页

刀片卷刃和刀片磨损是破壳刀片的两大失效形式,这将决定着破壳器的使用效率。其中延长破壳刀使用寿命的有效解决方式便是提高材料硬度并保持其韧性。为此,该研究采用渗硼和TD渗钒2种工艺对2Cr13不锈钢破壳刀进行处理,以提高刀片的耐磨性... 刀片卷刃和刀片磨损是破壳刀片的两大失效形式,这将决定着破壳器的使用效率。其中延长破壳刀使用寿命的有效解决方式便是提高材料硬度并保持其韧性。为此,该研究采用渗硼和TD渗钒2种工艺对2Cr13不锈钢破壳刀进行处理,以提高刀片的耐磨性,并对处理后的组织结构、机械性能以及摩擦性能进行研究。采用扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和X射线能谱分析(Energy Dispersive Spectrum,EDS)从截面到涂层的厚度、组织和化学成分进行分析,利用X射线衍射仪(X-ray Diffraction,XRD)从表面对材料的晶体结构进行分析。结果表明,在2Cr13不锈钢破壳刀表面成功实现渗B与渗V处理,并有较好的附着性。处理后涂层厚度分别为14.8与5.2μm,渗钒涂层较薄是由于大原子半径使得扩散迟缓,其中渗B涂层原子百分含量为30%,而渗V涂层含量为12.3%。根据XRD,渗B涂层主要由FeB、Fe2B、Fe3B组成,而渗V层主要由VCx组成,这些硼化物和碳化物是通过扩散与内部原子反应生成的。采用0.49 N载荷对涂层和基体硬度进行测量发现渗B层和渗V层的硬度分别为1554和1037 HV,因此硼化物和碳化物的高硬度使得硬度相对未处理前提升了2~3倍,其中VCx导致渗V层硬度相对较低。为进一步探究机械性能,采用纳米压痕试验对刀片纳米硬度、弹性恢复系数(We)和能量耗散系数(Kd)进行测量,结果发现纳米硬度和显微硬度值接近,渗B层的弹性恢复能力较渗V层强,但是渗V层表现出更好的塑性变形能力。摩擦试验表明渗V层摩擦系数为0.5,相对渗B层的0.68更低,但是在非冲击载荷下渗B层因为硬度高将具有更好的耐磨性。综合厚度和机械性能考虑,渗V层良好的塑性变形能力将在抗刀头卷刃上更有优势,而渗B层因为较高硬度则在稳定负载下具有更好的耐磨性。 展开更多

关键词 微观 理化性质 摩擦系数 破壳刀片 渗硼 渗钒 微观力学

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基于拟人驾驶模型的联合收获机导航控制器设计与试验 被引量：7

14

作者 胡子谦 王登辉 +2 位作者 胡瑞 董万静 丁幼春 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期248-258,共11页

为了解决轮式联合收获机在水稻收获作业中操作繁琐及作业质量和效率低的问题,通过采集熟练驾驶员驾驶时收获机位姿信息和驾驶员操作信息,运用神经网络构建了拟人驾驶模型并设计了一种基于拟人驾驶模型的联合收获机导航控制器。根据收获... 为了解决轮式联合收获机在水稻收获作业中操作繁琐及作业质量和效率低的问题,通过采集熟练驾驶员驾驶时收获机位姿信息和驾驶员操作信息,运用神经网络构建了拟人驾驶模型并设计了一种基于拟人驾驶模型的联合收获机导航控制器。根据收获作业需求设计了一种田间套行作业路径规划方法,在保证转弯精度的同时,较好的完成收获作业;与传统PID和常规纯追踪模型相比,拟人驾驶模型控制收敛速度快0.42 s、超调减小4.0 cm,具有收敛速度快、超调小等特点。路面直角路线转向试验结果表明,当联合收获机行驶速度分别为0.62、0.82、1.02 m/s时,转弯后超调量不大于3.93 cm,在不同行驶速度下仍具有较高的鲁棒性。田间试验结果表明,联合收获机在水稻田中以0.6、0.8、1.0 m/s的速度前进时,直角转向导航跟踪转向后超调量分别不大于8.1、8.9、9.6 cm,直线跟踪部分平均绝对偏差分别不大于3.1、3.0、3.3 cm。试验结果表明,所设计的拟人驾驶模型导航控制器能较好地完成水稻收获作业自动导航。 展开更多

关键词 联合收获机 北斗 全自动导航作业 神经网络 拟人驾驶模型 导航控制器 纯追踪

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离心腔盘挤出式油菜高速精量排肥器设计与试验 被引量：4

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作者 徐春保 董万静 +3 位作者 李浩鹏 余秋丽 张驰海 丁幼春 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期22-34,共13页

针对现有排肥装置无法满足油菜高速机直播排肥量范围且易卡顿拥堵,排肥稳定性差及肥料颗粒破碎严重的问题,该研究设计了一种离心腔盘挤出式油菜高速精量排肥器。根据高速直播作业农艺要求,结合肥料颗粒运动过程分析,确定了进肥口、离心... 针对现有排肥装置无法满足油菜高速机直播排肥量范围且易卡顿拥堵,排肥稳定性差及肥料颗粒破碎严重的问题,该研究设计了一种离心腔盘挤出式油菜高速精量排肥器。根据高速直播作业农艺要求,结合肥料颗粒运动过程分析,确定了进肥口、离心腔盘、排肥口、动力系统等关键参数。利用离散元软件EDEM建立排肥过程仿真模型,明确了排肥器转速变化对离心腔盘转矩、肥料颗粒平均载荷、肥料破碎率的影响规律。分析结果表明,随着排肥器转速增加,离心腔盘转矩增加,腔盘内的肥料颗粒平均载荷逐渐减小,破碎率增加,破碎率不超过0.80%。排肥器性能试验表明,排肥器转速30~120 r/min(对应排量15.0~58.1 g/s),可满足最大施肥量为600 kg/hm^(2)时3.0~12.0 km/h的油菜高速机直播作业需求,排肥器各行排量一致性变异系数低于8.58%,同行排量稳定性变异系数低于6.45%,破碎率低于0.89%;正常田间作业0°~5°倾斜状态下各行排量一致性变异系数不超过8.72%。对比试验结果表明,相较螺旋扰动式排肥器,离心腔盘式排肥器适应高速作业,破碎率减少63.82%,高速大排量排肥时未出现卡肥堵塞等情况。田间试验表明,作业速度在4.1~10.1 km/h范围内,排肥器各行排量一致性变异系数不大于6.72%,同行排肥量稳定性变异系数不大于4.84%,实际排肥量相对误差小于4.54%。设计的排肥器排量范围广,排肥顺畅稳定,破碎率低,满足油菜高速直播精量排肥需求。 展开更多

关键词 农业机械 设计 油菜 精量排肥器 肥料颗粒 排肥性能

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基于云-端高精度地图的油菜无人播种作业系统设计与试验 被引量：4

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作者 卢邦 董万静 +3 位作者 丁幼春 孙阳 李浩鹏 张朝宇 《智慧农业（中英文）》 CSCD 2023年第4期33-44,共12页

[目的/意义]针对人工采集南方中小田边界信息操作繁琐、无人拖拉机转场作业效率低且在转弯调头处留下较大漏作业区域的问题,本研究搭建了一种基于云-端高精度地图的油菜无人播种作业系统。[方法]系统采用“无人机构建高精度地图+远程网... [目的/意义]针对人工采集南方中小田边界信息操作繁琐、无人拖拉机转场作业效率低且在转弯调头处留下较大漏作业区域的问题,本研究搭建了一种基于云-端高精度地图的油菜无人播种作业系统。[方法]系统采用“无人机构建高精度地图+远程网页端规划作业路径”方法,使用无人机采集影像数据构建高精度地图,基于高精度地图框选田块实现梭行外螺旋路径自动生成,完成直播机组远程路径规划及调度作业。系统采用梭行外螺旋全覆盖路径规划方法,利用两退三切鱼尾调头方法完成梭行路径换线。为完成外螺旋路径换线,在田块边角设计了一退两切转弯换线方法,减小了油菜无人播种作业系统在转弯或调头过程产生的漏作业区域面积,进一步提升了播种作业覆盖率,并开展梭行外螺旋全覆盖路径与梭行、套行路径作业面积和作业覆盖率对比仿真试验,以Case TM1404型拖拉机搭载智能播种施肥一体机为试验平台,开展了田间试验。[结果和讨论]试验结果表明,梭行外螺旋全覆盖路径较梭行与套行作业路径,漏作业率减小18.58%~26.01%。使用无人机构建的高精度地图平面误差最大为3.23 cm,导航作业过程中最大横向偏差为7.94 cm,最大平均绝对偏差为1.85 cm,作业覆盖率为93.16%。[结论]本研究所构建的油菜无人播种作业系统有效可行,可为南方中小田块油菜无人播种作业提供技术参考。未来将探索不规则田块情况下的油菜无人播种作业模式,进一步提高系统适用性。 展开更多

关键词 油菜 无人播种作业 全覆盖路径 转弯模型 高精度地图 漏作业率

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《精准农业》课程思政设计与实践 被引量：6

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作者 罗承铭 丁幼春 +2 位作者 董万静 杨林 彭望 《农业工程》 2021年第11期101-104,共4页

以华中农业大学《精准农业》课程思政建设项目为例,介绍了《精准农业》课程思政的设计思路与内容、思政实践与总结,在"掌握专业知识、提升专业技能、拓展国际视野"的教学目标基础上,提出了"培养爱国情怀、提高科学素养... 以华中农业大学《精准农业》课程思政建设项目为例,介绍了《精准农业》课程思政的设计思路与内容、思政实践与总结,在"掌握专业知识、提升专业技能、拓展国际视野"的教学目标基础上,提出了"培养爱国情怀、提高科学素养、增强专业自信"的思政目标。通过项目实践,总结了项目建设过程中积累的经验与不足,为涉农高校同类型课程的思政建设提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 课程思政 精准农业 农业工程类专业

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不同种类秸秆添加对自蔓延高温合成纳米氧化锡的影响

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作者 刘念 刘静 +3 位作者 张强 牛文娟 牛智有 董万静 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期112-118,共7页

以固定比例水稻、小麦、玉米、油菜或棉花秸秆粉末和镁、铝、氧化铜、四氧化三铁、氟化钙、氧化锡和锡粉组成的合成体系为研究对象,测定227组不同产地和不同品种秸秆粉末的化学组成,分析不同秸秆中纤维素、半纤维素和可溶性糖总含量对... 以固定比例水稻、小麦、玉米、油菜或棉花秸秆粉末和镁、铝、氧化铜、四氧化三铁、氟化钙、氧化锡和锡粉组成的合成体系为研究对象,测定227组不同产地和不同品种秸秆粉末的化学组成,分析不同秸秆中纤维素、半纤维素和可溶性糖总含量对所得纳米氧化锡有效转化率、粒径和纯度的影响规律,获得秸秆种类差异对制得纳米氧化锡的影响机制。结果表明,5种秸秆粉末均能实现高纯纳米氧化锡的自蔓延高温合成,其中水稻秸秆使用效果最佳。水稻、小麦、玉米、油菜、棉花秸秆粉末中纤维素、半纤维素和可溶性糖的总含量依次下降,所涉自蔓延高温合成反应的放热量和产气量依次下降,所得纳米氧化锡的有效转化率和含锡量亦依次下降。5种秸秆粉末所得纳米氧化锡的平均粒径不存在明显差异,且秸秆中纤维素、半纤维素和可溶性糖的总含量与平均粒径的关系无法用常规函数描述,因此,尚无法仅通过选择特定种类的秸秆来获得特定尺寸范围的纳米氧化锡。 展开更多

关键词 秸秆 纳米氧化锡 自蔓延高温合成 秸秆添加

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基于有限元/边界元的拖拉机驾驶室振动噪声分析 被引量：4

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作者 陈国杰 谢坤 董万静 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第6期163-167,269,共6页

首先建立拖拉机驾驶室的结构有限元模型,在驾驶室底部四角处设置力激励计算结构振动响应,并以此作为驾驶室声学模型边界条件,进而获取驾驶员耳旁声压响应。在此基础上,通过分析频响曲线不同共振频率时驾驶室面板对耳旁声压贡献量,发现... 首先建立拖拉机驾驶室的结构有限元模型,在驾驶室底部四角处设置力激励计算结构振动响应,并以此作为驾驶室声学模型边界条件,进而获取驾驶员耳旁声压响应。在此基础上,通过分析频响曲线不同共振频率时驾驶室面板对耳旁声压贡献量,发现左右侧板和前挡风板等对耳旁声压正贡献量最高。最后,在正贡献量较大的面板上敷设吸声平板以有效降低耳旁声压。 展开更多

关键词 振动与波 拖拉机驾驶室 力激励 频响曲线 面板贡献量 吸声平板

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多方向振动能量收集装置输出特性分析 被引量：1

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作者 王伟杰 谢坤 +1 位作者 刘博胤 董万静 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期27-31,共5页

针对一种压电振动能量收集装置输出特性展开研究,以实现多方向、宽频振动能量收集。首先,建立压电悬臂梁单自由度振动系统的微分方程,分析外激励下悬臂梁的输出响应。在此基础上,采用COMSOL建立多悬臂梁式振动能量回收装置有限元模型,... 针对一种压电振动能量收集装置输出特性展开研究,以实现多方向、宽频振动能量收集。首先,建立压电悬臂梁单自由度振动系统的微分方程,分析外激励下悬臂梁的输出响应。在此基础上,采用COMSOL建立多悬臂梁式振动能量回收装置有限元模型,并进行模态、输出电压及输出功率等分析,仿真结果表明振动能量回收装置在不同方向激励时均具有较高的电压、功率输出。此外,进一步讨论了装置的在不同方向激励下宽频输出特性,结果显示其在200~400 Hz频带范围内具有多个幅值相当的峰值。 展开更多

关键词 振动与波 振动能量收集装置 多方向激励 模态分析 输出特性分析 宽频特性

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