基于Theil不等系数IOWAO组合模型的黑龙江省秸秆还田机械化程度预测

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作者 乔金友 闫思梦 +2 位作者 孙健 荆玉冰 陈海涛 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第4期258-265,共8页

玉米、水稻等作物收后秸秆处理一直是农业生产中亟待解决的问题,机械化秸秆还田是作物收后秸秆处理的重要手段,也是保护黑土资源的重要措施。结合相关文献,提出基于协整性检验的单一预测模型选择和基于误差指标最小的最优组合预测模型... 玉米、水稻等作物收后秸秆处理一直是农业生产中亟待解决的问题,机械化秸秆还田是作物收后秸秆处理的重要手段,也是保护黑土资源的重要措施。结合相关文献,提出基于协整性检验的单一预测模型选择和基于误差指标最小的最优组合预测模型选择关键环节;运用协整性检验方法确定二次函数模型、ARIMA模型、H-W无季节模型作为秸秆还田机械化程度预测的单一模型;依据误差绝对值和最小法、Shapley法和基于Theil不等系数IOWAO法构建三种组合预测模型,采用误差平方和(SSE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方百分比误差(MSPE)五个误差指标比较模型精度,确定采用基于Theil不等系数IOWAO的组合模型为最优预测作物秸秆还田机械化程度模型。结果表明,2022-2026年黑龙江省秸秆还田机械化程度将稳步提升,平均每年增加4.52%,2026年将达到74.19%,比2021年提升22.62%;2022年以后,黑龙江省秸秆还田机械化程度将进入快速发展期。为制定和实施机械化秸秆处理政策提供理论依据,为保护和恢复黑土资源生产能力提供重要支撑。 展开更多

关键词 黑龙江省 秸秆还田机械化 黑土资源保护 变权重组合预测

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黑龙江省保护性耕作技术实施效果统计分析 被引量：5

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作者 乔金友 张宏彬 +4 位作者 孙健 王星 张一铭 曹露 陈海涛 《农机化研究》 北大核心 2024年第9期8-12,共5页

为跟踪东北黑土地保护性耕作行动计划实施状况,促进保护性耕作技术规范应用,对黑龙江省机械化保护性耕作技术实施情况进行抽样评估具有重要意义。为此,采用五点取样法实测调查抽样县(区)实施保护性耕作地块的保护性耕作方式、动土情况... 为跟踪东北黑土地保护性耕作行动计划实施状况,促进保护性耕作技术规范应用,对黑龙江省机械化保护性耕作技术实施情况进行抽样评估具有重要意义。为此,采用五点取样法实测调查抽样县(区)实施保护性耕作地块的保护性耕作方式、动土情况及秸秆覆盖率,调查并对比分析保护性耕作地块与相邻的非保护性耕作地块玉米株高、杂草及病虫发生情况。结果表明:黑龙江省采用免耕播种和少耕播种方式实施保护性耕作技术,在玉米生长中后期动土率低于50%的实施保护性耕作技术地块占总调研地块的75%,秸秆覆盖率大于30%的实施保护性耕作地块比例占60%;实施免耕或少耕等保护性耕作技术地块的玉米株高、杂草及病虫发生机率与相邻非保护性耕作地块差异不大,整体效果较好,尤其在遭受大风和强降雨灾害地区,实施保护性耕作技术种植的玉米抗倒伏优势明显;实施保护性耕作技术可以减少机械生产作业环节,降低农业生产成本,有效保护黑土资源,在黑龙江省具有较好的推广前景。 展开更多

关键词 保护性耕作 实施效果 五点取样法 统计分析

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水稻插秧机组时间利用率随格田参数变化关系模型建立与试验

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作者 乔金友 苏红雪 +4 位作者 徐宇航 郑大明 孙健 李文华 陈海涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期221-233,共13页

机械化插秧作业是水稻生产的重要环节,研究插秧机组技术参数随格田参数变化的定量规律,不仅可提高插秧机组作业效率,而且为确定不同插秧机组适宜作业格田条件和依据不同格田规模选择合适插秧机组型号提供理论依据。基于机组运行机理和... 机械化插秧作业是水稻生产的重要环节,研究插秧机组技术参数随格田参数变化的定量规律,不仅可提高插秧机组作业效率,而且为确定不同插秧机组适宜作业格田条件和依据不同格田规模选择合适插秧机组型号提供理论依据。基于机组运行机理和实地调研结果,明确插秧机组作业方式及作业路径,建立插秧机组纯作业时间、加秧(肥)时间、转弯时间等参数计算模型,进而建立2种加秧方式下插秧机组时间利用率随格田参数变化的数学模型;采取多点多设备同步跟踪试验方法获取5种插秧机组的各项时间数据,依据所建模型及有效数据,采用Matlab 2020a模拟仿真得到两种作业方式下5种插秧机组时间利用率随格田长度、面积的变化规律,进而确定3种不同时间利用率下,各机组适宜作业单元格田长度和面积的耦合关系。研究表明,加秧次数是影响插秧机组时间利用率波动增大的主要因素;固定时间利用率条件下,当时间利用率分别为0.45和0.5时,机组适宜格田长度及面积均呈反比例关系耦合变化,当时间利用率为0.55时,机组适宜作业格田长度和面积呈多区域分布,且格田长度具有明显多段性;研究给出了3种时间利用率条件下各插秧机组适宜作业的格田参数特征值。 展开更多

关键词 水稻插秧机组 时间利用率 格田参数 数学模型 耦合规律

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生物预处理协同膨化爆破制备秸秆纤维原料工艺参数优化

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作者 李龙海 高创 +5 位作者 范思远 徐心航 姜涛 刘爽 李睿 陈海涛 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第22期183-190,共8页

为提高秸秆纤维地膜力学性能、减少打浆时间,该研究提供了一种生物预处理协同膨化爆破制备秸秆纤维地膜原料的方法。为探究该项技术的工艺参数优化组合,应用三因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,选取预处理时间、主轴转速、模头... 为提高秸秆纤维地膜力学性能、减少打浆时间,该研究提供了一种生物预处理协同膨化爆破制备秸秆纤维地膜原料的方法。为探究该项技术的工艺参数优化组合,应用三因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,选取预处理时间、主轴转速、模头间隙为试验因素,以抗张指数、打浆时间、纤维长宽比作为性能指标,得到了工艺参数优化组合,结果表明:工艺参数组合为预处理天数10 d、主轴转速120 r/min、模头间隙3 mm,所得纤维地膜抗张指数为9.57 N m/g、打浆时间为81.4 min,纤维长宽比为10.97,与理论优化值相对误差不大于5%。在此条件下制备的水稻秸秆纤维基地膜,可满足水、旱田覆盖作物栽培技术要求,研究结果可为水稻秸秆制备全降解植物纤维地膜的制作提供依据和技术支持。 展开更多

关键词 生物预处理 水稻秸秆 纤维地膜 力学性能 打浆能量

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玉豆带状复合种植免耕精量播种覆秸一体机设计与试验

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作者 陈海涛 高伟 +3 位作者 王星 张颖 侯守印 纪文义 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期202-212,223,共12页

针对玉豆带状复合种植机械化播种过程中田间秸秆量大、代用机具播种质量差、作业效率低等问题,设计一种在收获后原茬地条件下一次进地可同步完成“清秸防堵种床整理-玉米大豆精播施肥-秸秆均匀覆盖”一体机。按照玉豆带状复合种植农艺要... 针对玉豆带状复合种植机械化播种过程中田间秸秆量大、代用机具播种质量差、作业效率低等问题,设计一种在收获后原茬地条件下一次进地可同步完成“清秸防堵种床整理-玉米大豆精播施肥-秸秆均匀覆盖”一体机。按照玉豆带状复合种植农艺要求,设计了一体机结构;采用正交试验与离散元仿真相结合方法,对清秸覆秸装置结构进行了仿真分析和参数组合优化,当作业速度为9.9 km/h、刀轴转速为625 r/min、清秸总成螺旋线头数为3、残茬抛撒控制板倾角为90°时,清秸率为91.03%、覆秸匀度为87.05%,当量功耗为9.79 kW;在机收经粉碎秸秆残留量1.48 kg/m^(2)的玉米原茬地实施整机田间性能试验,结果表明:当作业速度为7.2 km/h(保证试验样机排种器正常工作)、大豆粒距为8 cm、玉米粒距为10 cm、刀齿入土深度为50 mm时,机具通过性良好,大豆、玉米粒距合格指数分别为79.50%、88.66%,重播指数分别为4.03%、3.66%,漏播指数分别为16.48%、7.68%,变异系数分别为28.49%、21.31%,大豆、玉米播深合格率为90%,施肥深度合格率为80%,种肥水平间距合格率为80%,覆秸匀度为88.97%,播后田间无晾籽现象。 展开更多

关键词 玉豆带状复合种植 玉豆精播一体机 清秸覆秸 正交试验 离散元

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玉米原茬地高速作业侧向清茬刀设计与试验

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作者 陈海涛 逯远东 +2 位作者 王星 张颖 喻晨鹏 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期163-173,201,共12页

针对我国东北地区玉米原茬地免耕播种机高速作业时,播种施肥触土部件堵塞导致播种作业质量降低等问题,改进设计一种适用于高速免少耕播种作业的侧向清茬刀。通过对正切刃折弯曲线及作业过程理论分析,确定了侧向清茬刀的结构和工作参数,... 针对我国东北地区玉米原茬地免耕播种机高速作业时,播种施肥触土部件堵塞导致播种作业质量降低等问题,改进设计一种适用于高速免少耕播种作业的侧向清茬刀。通过对正切刃折弯曲线及作业过程理论分析,确定了侧向清茬刀的结构和工作参数,构建了清茬防堵装置在田间作业过程中刀齿-土壤-根茬离散元仿真模型,进行了以清茬刀正切刃折弯角、作业速度和刀轴转速为影响因子,根茬清除率、土壤扰动率和当量功耗为评价指标的二次回归正交中心旋转组合仿真试验。依据参数优化仿真结果试制样机并进行田间性能试验,结果表明:在玉米残茬覆盖量1.73 kg/m^(2)、平均留茬高度400 mm、土壤硬度20.8 kg/cm^(2)条件下,当正切刃折弯角34.5°、作业速度14.4 km/h、刀轴转速380 r/min时性能最优,此时根茬清除率91.6%、土壤扰动率26.6%、当量功耗12.62 kW;安装优化清茬刀的清茬装置比安装侧向清秸刀齿的根茬清除率提高12.67%。 展开更多

关键词 清茬刀 免耕播种机 高速作业 玉米根茬 清茬防堵装置

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大型净作精播机配套折叠式种床整备装置设计与试验

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作者 王星 张颖 +1 位作者 付闯 陈海涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期174-185,240,共13页

针对大型净作精播机在原茬地上无法正常作业的问题,本文设计一种宽幅折叠式前置侧向种床整备装置,与现有大型净作精播机组成一套联合作业机组,在任何状态原茬地上,无需处理,一次进地可完成种床整备、施肥、播种、覆土镇压等全部播种作... 针对大型净作精播机在原茬地上无法正常作业的问题,本文设计一种宽幅折叠式前置侧向种床整备装置,与现有大型净作精播机组成一套联合作业机组,在任何状态原茬地上,无需处理,一次进地可完成种床整备、施肥、播种、覆土镇压等全部播种作业环节。通过理论分析确定清秸单体结构、清秸刀齿排布方式和折叠机构关键参数范围,其中液压缸行程为500 mm,通过仿真确定折叠与展开过程中折叠机构角速度、线速度变化均符合设计要求,牙嵌离合器碰撞冲击力随着主动牙嵌盘线速度呈非线性增长,当主动牙嵌盘轨迹线速度为150 mm/s、折叠角速度为0.314 rad/s时,碰撞冲击力为417 N,液压系统各执行元件同步性能、转速和扭矩均满足作业技术要求。应用三因素三水平正交试验方法,以作业速度、刀轴转速和刀齿入土深度为试验因素,以清秸率、清秸行间一致性系数、当量功耗、覆秸均匀度为评价指标,实施田间参数优化组合试验。试验结果表明,当作业速度为7.2 km/h、刀轴转速为600 r/min、入土深度为40 mm时,种床整备装置清秸率为90.02%、覆秸均匀度为91.11%、当量功耗为6.08 kW和清秸行间一致性系数为91.26%。研究结果为提高大型净作精播机利用率,增加大型机具道路运输便捷性,减少机器多次进地对土壤产生压实破坏,降低生产成本提供技术支持。 展开更多

关键词 折叠式 种床整备装置 大型净作精播机 联合作业 液压系统 虚拟仿真

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改进四参数随机生成法重构植物纤维地膜结构

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作者 李睿 王子浩 +3 位作者 唐志伟 王素素 韩永俊 陈海涛 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期26-34,共9页

四参数随机生成算法(QSGS)重构的多孔介质微观结构模型已被广泛用于孔隙尺度的热传输研究,但算法在重构植物纤维地膜剖面多孔介质结构时还存在着不相似的问题,导致不能反映实际的孔隙结构特征。利用扫描电镜(SEM)获取植物纤维地膜样品... 四参数随机生成算法(QSGS)重构的多孔介质微观结构模型已被广泛用于孔隙尺度的热传输研究,但算法在重构植物纤维地膜剖面多孔介质结构时还存在着不相似的问题,导致不能反映实际的孔隙结构特征。利用扫描电镜(SEM)获取植物纤维地膜样品的剖面图像,通过图像二值化方法处理后与QSGS模型和改进的QSGS模型进行定性对比分析,研究以分形维数、自相关函数、线性路径函数等3个指标为评价标准,用以评价改进后的算法。结果表明:植物纤维地膜剖面孔隙结构的分形维数D在1.926 1~2.053 7之间,改进的QSGS模型的分形维数D在1.827 4~2.013 6之间。植物纤维地膜剖面孔隙结构的自相关距离R为25个像素,改进的QSGS模型的自相关距离R为29个像素。植物纤维地膜剖面孔隙结构的线性路径L在距离r=26个像素时趋于0,改进的QSGS模型的线性路径L在距离r=31个像素时趋于0。研究结果揭示改进后的QSGS算法可以更准确地反应植物纤维地膜孔隙的真实几何形态、分布和连通性能,能更合理地生成植物纤维地膜孔隙的微观结构,同时为重构复杂类型的多孔介质提供了新思路。 展开更多

关键词 植物纤维地膜 四参数随机生长算法 重构 多孔介质

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应用NSGA-Ⅱ-AdaBoost方法结合土壤物理性质对大豆产量预测模型的构建 被引量：1

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作者 周修理 王开宇 +3 位作者 秦娜 梁冬梅 魏林丁 乔金友 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期71-82,共12页

为准确评估黑土区大豆产量,以大豆不同生长时期(出苗期、结荚期、成熟期)土壤物理性质(土壤坚实度、土壤容重、土壤含水率)为特征变量,使用自适应增强模型评价特征重要性,通过皮尔逊相关系数作进一步筛选,均选择与产量显著相关的特征构... 为准确评估黑土区大豆产量,以大豆不同生长时期(出苗期、结荚期、成熟期)土壤物理性质(土壤坚实度、土壤容重、土壤含水率)为特征变量,使用自适应增强模型评价特征重要性,通过皮尔逊相关系数作进一步筛选,均选择与产量显著相关的特征构建数据集。采用非支配排序遗传算法Ⅱ优化模型的超参数,建立非支配排序遗传算法Ⅱ优化的自适应增强(NSGA-Ⅱ-AdaBoost)方法作为大豆产量预测模型,与11种主流机器学习算法进行对比。结果表明:成熟期土壤物理性质与大豆产量具有更高的相关性,表层和亚表层土壤物理性质对大豆产量影响较大;11种机器学习算法中AdaBoost表现最佳,四种优化算法中NSGA-Ⅱ表现最佳,经NSGA-Ⅱ对AdaBoost的超参数寻优,在五折交叉验证下决定系数为0.809 2、均方根误差为148.061 kg·hm^(-2)、平均绝对值误差为94.868 8 kg·hm^(-2)、平均绝对百分比误差为0.058 3。研究结果可为黑土区大豆产量预测提供理论和方法参考。 展开更多

关键词 大豆产量预测模型 土壤物理性质 机器学习 NSGA-Ⅱ

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农机合作社绩效评价方法及应用——基于6D-BSC和改进PCA、VIKOR方法

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作者 乔金友 孟双凤 +2 位作者 洪魁 郭翔宇 陈海涛 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第12期297-304,共8页

农机合作社作为新型农业经营主体,科学客观评价其发展的绩效水平对农机合作社的健康发展、促进乡村振兴具有重要意义。结合新阶段农机合作社发展现状、特点及评价需求,创建基于六维平衡计分卡(6D-BSC)的绩效评价指标体系设计新方法,并... 农机合作社作为新型农业经营主体,科学客观评价其发展的绩效水平对农机合作社的健康发展、促进乡村振兴具有重要意义。结合新阶段农机合作社发展现状、特点及评价需求,创建基于六维平衡计分卡(6D-BSC)的绩效评价指标体系设计新方法,并依其设计涵盖经营规模、学习与成长、技术效果、经济效果、绿色发展和受益群体六个方面的评价指标体系;创建基于主成分分析方法(PCA)的指标权重计算方法并依其确定各指标权重值;改进基于模糊多准则(VIKOR)方法的绩效评价准则。三种方法有机结合使评价指标体系建立更加合理,评价结果更加准确。以黑龙江省14个地市(县)的农机合作社为研究对象进行实证研究,评价结果显示,农机合作社总体绩效水平可以划分为六个层次,其中齐齐哈尔市农机合作社总体绩效水平最高处于第一层次,绥化市农机合作社运营效果突出处于第二层次,哈尔滨市、黑河市农机合作社总体绩效水平较高处于第三层次。 展开更多

关键词 农机合作社 绩效评价 六维平衡计分卡 主成分分析法 模糊多准则方法

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填料及助剂对AKD施胶的影响

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作者 唐志伟 王素素 +6 位作者 孔德志 张颖 刘爽 李龙海 罗立娜 陈海涛 李睿 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期71-82,共12页

生物炭填充到植物纤维中可用于制造黑色地膜,具有降低透光率,抑制杂草生长,减少热辐射,发挥保湿作用。填加生物炭导致烷基烯酮二聚体(AKD)施胶效率及材料力学性能降低。研究提出一种利用湿部助剂阳离子淀粉(CS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM... 生物炭填充到植物纤维中可用于制造黑色地膜,具有降低透光率,抑制杂草生长,减少热辐射,发挥保湿作用。填加生物炭导致烷基烯酮二聚体(AKD)施胶效率及材料力学性能降低。研究提出一种利用湿部助剂阳离子淀粉(CS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)提高AKD施胶效率的工艺。通过吸附试验阐明生物炭对AKD、CS和CPAM的吸附均是单分子层化学吸附。AKD用量为0.6 wt%时施胶效果提高显著,施胶度达到37.77 s,阳离子淀粉最佳用量为1.0 wt%,施胶度提高57.51%,干抗张强度提高35.10%,撕裂度提高32.94%,耐破度提高18.56%。阳离子聚丙烯酰胺最佳用量为0.1 wt%,施胶度提高55.65%,干抗张强度提高29.23%,撕裂度提高22.94%,耐破度提高25.98%。在最佳助剂用量下加入填料对AKD施胶效率和力学性能产生负面影响。利用阳离子淀粉包覆AKD胶粒,阳离子聚丙烯酰胺通过不对称桥联将AKD胶粒絮凝到纤维上,与常规施胶工艺相比有效降低填料带来的负面影响,材料施胶度提高25.04%,干抗张强度提高12.54%,撕裂度提高10.35%,耐破度提高15.74%。研究可为高负载多孔材料施胶工艺提供改进思路。 展开更多

关键词 施胶 填料 包覆 絮凝 不对称桥联

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机组运动状态识别及作业参数计算方法研究

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作者 李水晶 曹露 +3 位作者 闫思梦 张朋永 万盈贝 乔金友 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期7-12,共6页

基于农机管理信息平台所获得的农业机组位置海量数据识别机组运动状态可以科学计算机组时间利用率和作业效率,对农业机械化高质量发展具有重要意义。为此,在界定农业机组纯作业状态、转弯状态、停歇状态和转移状态基础上,依据北斗卫星... 基于农机管理信息平台所获得的农业机组位置海量数据识别机组运动状态可以科学计算机组时间利用率和作业效率,对农业机械化高质量发展具有重要意义。为此,在界定农业机组纯作业状态、转弯状态、停歇状态和转移状态基础上,依据北斗卫星导航系统获取的农业机组位置海量数据,设计了农业机组各运动状态识别方法,建立了机组时间利用率和生产率等关键作业参数计算模型。研究结果完善了农业机组海量数据处理及应用理论与方法,可为农业机械化生产与经营组织正确评价机组运动状态和效果、有效节约机械作业成本及提升管理水平提供定量技术支撑。 展开更多

关键词 农业机组 海量数据 运动状态 作业参数 识别方法

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适配免耕播种单体的清秸装置改进设计与试验 被引量：11

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作者 侯守印 纪张驰 +3 位作者 薛东辉 王星 冯斌杰 陈海涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期111-122,共12页

地表秸秆覆盖免耕播种具有蓄水保墒、提高土壤肥力、改良土壤结构、控制土壤侵蚀、降低生产成本和提高作物产量等社会、生态和经济效益。针对现有同位仿形免耕播种单体在重度秸秆覆盖、高速作业条件下,清秸装置作业质量差、工作效率低问... 地表秸秆覆盖免耕播种具有蓄水保墒、提高土壤肥力、改良土壤结构、控制土壤侵蚀、降低生产成本和提高作物产量等社会、生态和经济效益。针对现有同位仿形免耕播种单体在重度秸秆覆盖、高速作业条件下,清秸装置作业质量差、工作效率低问题,改进设计了一种具有秸秆轴向加速推送功能的清秸装置。阐明了清秸装置清理秸秆机理,完成了关键部件清秸轮和助推螺旋设计,确定了影响其工作性能主要参数及取值范围。采用二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、工作偏角、螺旋升角、螺旋叶片数为试验因素,清秸率和工作阻力为性能评价指标,在构建的EDEM-ADAMS联合仿真试验平台上实施参数组合优化试验,结果表明:各因素对清秸率影响由大至小依次为作业速度、工作偏角、螺旋叶片数、螺旋升角;各因素对工作阻力影响由大至小依次为作业速度、工作偏角、螺旋叶片数、螺旋升角。应用Design-Expert软件对试验结果进行参数组合优化,当螺旋升角为40°、螺旋叶片数为4、作业速度为7.5~10.7 km/h、工作偏角为20.0°~32.5°时,清秸率大于85%,工作阻力小于110 N。在作业速度8、9、10 km/h条件下,对螺旋升角40°、螺旋叶片数4、工作偏角30°的清秸装置进行田间性能试验,得到清秸率大于82%,工作阻力小于112 N,表明仿真试验结果可信,在作业速度10 km/h条件下相对未优化清秸装置清秸率提高33.5%、工作阻力无显著性差异。 展开更多

关键词 免耕播种机 清秸装置 EDEM-ADAMS联合仿真 设计 试验

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基于GA-RF模型土壤坚实度对黑土区大豆产量的影响 被引量：6

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作者 周修理 张萍萍 +2 位作者 秦娜 霍东旭 乔金友 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期67-75,共9页

为探究机械压实土壤坚实度与大豆产量之间关系,以黑土区机械压实试验为基础,基于遗传优化算法(Genetic algorithm,GA)原理对随机森林(Random forest,RF)进行改进,克服传统RF模型参数选择主观性、泛化性差问题,建立基于改进随机森林(GA-... 为探究机械压实土壤坚实度与大豆产量之间关系,以黑土区机械压实试验为基础,基于遗传优化算法(Genetic algorithm,GA)原理对随机森林(Random forest,RF)进行改进,克服传统RF模型参数选择主观性、泛化性差问题,建立基于改进随机森林(GA-RF)土壤坚实度对大豆产量影响预测模型,实现机械压实风险有效评估。结果表明,各深度土壤坚实度与大豆产量间均为负相关关系,但不同深度土壤坚实度对大豆产量影响程度不同,表层(0~30 cm)土壤坚实度对大豆产量影响最大;采用GA-RF模型预测土壤坚实度对大豆产量影响准确率达95.12%,较传统RF模型提高7.31%,与其他常用机器学习模型相比,GA-RF模型预测准确率及宏平均后查准率、召回率、F1值更优。GA-RF对丰富和完善RF方法具有一定理论意义,预测结果可为保护黑土资源、促进农业机械化高质量转型提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 机械压实 土壤坚实度 大豆产量 随机森林 遗传算法

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播种机组加种加肥参数与地块长度关系建模与试验 被引量：2

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作者 乔金友 万盈贝 +3 位作者 丛昕 郭长友 陈海涛 邵光辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期43-55,共13页

加种加肥是播种机组必不可少的作业环节,研究播种机组加种加肥参数与作业单元地块长度间的定量关系,对客观分析加种加肥参数随地块长度变化规律、提高播种机组的时间利用率具有重要理论和实际意义。基于播种机组实际作业组织需求,提出... 加种加肥是播种机组必不可少的作业环节,研究播种机组加种加肥参数与作业单元地块长度间的定量关系,对客观分析加种加肥参数随地块长度变化规律、提高播种机组的时间利用率具有重要理论和实际意义。基于播种机组实际作业组织需求,提出加种加肥行程比α_(w)的概念,建立了3种加种加肥方式及有、无α_(w)条件下,播种机组加种加肥点间距离、加种加肥量、加种加肥次数和加种加肥总时间等随作业单元地块长度变化关系的数学模型;结合试验数据采用Matlab计算,分别确定了4种典型播种机组以单侧加种加肥方式作业时4个加种加肥参数随作业单元地块长度的变化规律;明确了有、无α_(w)条件下播种机组加种参数随地块长度均呈“两段一点”式变化规律;确定了当地块面积为5 hm^(2)时,单侧加种加肥方式作业条件下4种典型播种机组的加种参数不同段与其相同段的分界点及其可作业的地块长度上限点:约翰迪尔7830播种机组的地块长度段分界点为575 m、可作业地块长度上限点为1151 m,维美德171播种机组的分界点为438 m、上限点为1031 m,常发504播种机组的分界点为457 m、上限点为1035 m,黄海254播种机组的分界点为517 m、上限点为1035 m。研究结果完善了农业机组运用的相关理论,为有效提高机组的时间利用率及作业效率提供了理论和技术支撑,为播种机组作业规划、农业机械化高质量发展提供了科学依据。 展开更多

关键词 播种机组 作业单元地块长度 加种加肥参数 数学模型 作业规划

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主动防堵式免耕播种机作业粉尘特性 被引量：3

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作者 王星 张颖 +3 位作者 纪文义 侯守印 祝祎璠 陈海涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期14-23,共10页

原茬地免耕覆秸精播机在高速作业过程中,粉尘影响气吸式排种器排种性能,导致播种质量降低。该文对作业粉尘进行物性参数测定,通过理论分析建立粉尘飘移运动学模型,运用CFD-DEM耦合和二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、风向... 原茬地免耕覆秸精播机在高速作业过程中,粉尘影响气吸式排种器排种性能,导致播种质量降低。该文对作业粉尘进行物性参数测定,通过理论分析建立粉尘飘移运动学模型,运用CFD-DEM耦合和二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、风向和风速为试验因素,粉尘浓度为评价指标,探究原茬地免耕覆秸精播机作业周围5 m空间内的粉尘分布规律。结果表明:风向和风速对粉尘浓度具有极显著影响(P<0.01),作业速度具有显著影响(P<0.05),影响主次顺序为风速、风向、作业速度;最小粉尘浓度分布空间为清秸防堵种床整备装置上方对应中间播种行0.32 m^(3)的立方体空间范围。田间验证试验结果表明,虚拟仿真与田间试验粉尘分布范围相对误差小于8.6%,仿真分析方法可行,结果可靠。研究结果可为主动防堵式免耕播种机特别是原茬地免耕覆秸精播机防尘式气吸排种系统设计提供理论参考依据。 展开更多

关键词 农业机械 试验 粉尘 免耕播种机 CFD-DEM

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基于气动下压力控制的高速轻型免耕播种机播深调控系统设计与试验

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作者 陈海涛 喻晨鹏 +4 位作者 王宇 王星 刘立意 尚家杰 宋兴涛 《农业机械学报》 2025年第8期229-238,共10页

针对常规播种机高速作业时播深稳定性差,而装配基于仿形轮下压力传感式播深调控系统灵敏度低等问题,本文设计了一种基于气动下压力控制的高速轻型免耕播种机播深调控系统,以提高其高速播种时作业质量。系统主要包括:监测装置、决策控制... 针对常规播种机高速作业时播深稳定性差,而装配基于仿形轮下压力传感式播深调控系统灵敏度低等问题,本文设计了一种基于气动下压力控制的高速轻型免耕播种机播深调控系统,以提高其高速播种时作业质量。系统主要包括:监测装置、决策控制系统、播深调控执行机构和保护装置。监测装置利用平行四杆仿形机构角度传感器、仿形镇压轮薄膜压力传感器以及播种机姿态传感器协同实现对播深实时监测;决策控制系统处理传感器数据,通过电磁阀和电气比例阀控制空气弹簧内部气压,保证执行机构输出作用力实时调控。为提高播深调控系统执行机构输出作用力的精确性,建立播深调控系统空气弹簧输出作用力与下压力关系模型,该模型通过薄膜压力传感器监测到的仿形镇压轮下压力变化实时改变空气弹簧输出作用力,模型决定系数R^(2)为0.9959。进行了高速轻型免耕播种机播深调控系统阶跃响应台架试验,试验结果表明:当压力为0.1~0.6 MPa时,系统最大超调量为6.40%,平均响应时间为0.3 s,平均稳态误差为0.0047 MPa,平均稳态值标准差为0.0027 MPa,平均变异系数为0.93%。以平行四杆仿形弹簧式播深控制系统为对照组进行了田间性能对比试验,结果表明,在高速作业条件(14~16 km/h)下,加装该播深调控系统轻型免耕播种机平均播种深度合格率为81%,相比于机械弹簧式下压力调控方式(56%)提升44.64%;播种深度标准差平均值为4.87 mm,变异系数平均值为14.08%,相比于机械弹簧调节方式,分别降低21.52%、29.35%。研究结果为高速轻型免耕播种机播深稳定性提升提供了理论参考。 展开更多

关键词 轻型免耕播种机 播深稳定性调控 气动下压力

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