稻谷缓苏干燥工艺关键参数优化试验

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作者 曲天奇 万霖 +3 位作者 车刚 张智 张骐麟 钟国良 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期125-130,共6页

针对传统干燥后稻谷裂纹率较高、稻谷品质无法得到保证的问题,探究缓苏温度、缓苏比、稻谷初始含水率等工艺参数对稻谷裂纹增率、干燥速率影响及缓苏工艺抑制稻谷干燥性裂纹的机理。采用三元二次正交旋转组合设计优化稻谷缓苏干燥工艺参... 针对传统干燥后稻谷裂纹率较高、稻谷品质无法得到保证的问题,探究缓苏温度、缓苏比、稻谷初始含水率等工艺参数对稻谷裂纹增率、干燥速率影响及缓苏工艺抑制稻谷干燥性裂纹的机理。采用三元二次正交旋转组合设计优化稻谷缓苏干燥工艺参数,以缓苏温度、缓苏比、稻谷初始含水率为试验因素,使用Box-Behnken试验,建立回归模型并分析各因素与试验指标之间的关系。使用Design-Expert 12软件对试验结果进行参数优化及数据分析,得出最优工艺参数:缓苏温度为57℃,初始含水率为23%,缓苏比为2.4∶1。在此组合参数下稻谷裂纹增率为9.53%,干燥速率为0.104%/min,且相对误差较小。研究表明,经优化后组合参数对降低稻谷裂纹增率、提高干燥速率有着积极的作用,可为实际生产提供理论基础。 展开更多

关键词 稻谷 缓苏工艺 参数优化 干燥速率 爆腰率

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干燥参数对稻谷热风干燥速率及能耗的影响

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作者 钟国良 万霖 +3 位作者 车刚 唐浩 曲天奇 张骐麟 《中国农业科技导报(中英文)》 北大核心 2025年第3期95-103,共9页

针对稻谷热风干燥过程中能量消耗高、干燥效率低的问题,以‘稻花香’稻谷为研究对象,测定各初始含水率下的稻谷在不同干燥参数下的干燥能耗和干燥效率,确定不同参数水平下的最优方案。多因素正交试验研究表明,对稻谷干燥速率的影响从强... 针对稻谷热风干燥过程中能量消耗高、干燥效率低的问题,以‘稻花香’稻谷为研究对象,测定各初始含水率下的稻谷在不同干燥参数下的干燥能耗和干燥效率,确定不同参数水平下的最优方案。多因素正交试验研究表明,对稻谷干燥速率的影响从强到弱为热风温度、热风风速、初始含水率。对单位干燥能耗的影响从强到弱为:热风温度、初始含水率、热风风速。最优的干燥参数为热风温度50℃、热风风速0.7 m·s^(-1)、初始含水率19%、干燥速率为5.28%·h^(-1)、干燥能耗为5 565.03 kJ·kg^(-1)。因此,优化干燥流程和干燥参数,既能提升干燥速率又可减少干燥能耗。 展开更多

关键词 稻谷 热风干燥 干燥速率 能耗

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基于数值模拟的气相换热器壳程结构优化与试验

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作者 郑宇 万霖 +2 位作者 车刚 刘季君 王洪超 《食品与机械》 北大核心 2025年第2期85-93,共9页

[目的]对气相旋转换热器进行结构优化,改善单叶片壳程结构气相旋转换热器换热效率较低的问题。[方法]通过建立简化模型和CFD法,对3种壳程结构换热器性能进行分析。以壳程压降和对流换热系数为试验指标,探究工作圈数、叶片高度、叶片宽... [目的]对气相旋转换热器进行结构优化,改善单叶片壳程结构气相旋转换热器换热效率较低的问题。[方法]通过建立简化模型和CFD法,对3种壳程结构换热器性能进行分析。以壳程压降和对流换热系数为试验指标,探究工作圈数、叶片高度、叶片宽度等主要参数对壳程压降和对流换热系数的影响规律,并进行优化与验证。[结果]六叶片结构换热器的总体性能较好,壳程压降降低了7%~8%,对流换热系数提高了8%~10%。当工作圈数为3、叶片高度为45.05 mm、叶片宽度为4.79 mm时,六叶片结构换热器的最小壳程压降为6.95 kPa,较优化前降低了15%~21%;最大对流换热系数为183.35 W(/m~2·K),较优化前提高了10%~12%。壳程压降模拟值与试验值误差≤6%,对流换热系数模拟值与试验值误差≤5%,优化结果可靠。[结论]在优化后的壳程结构下,气相换热器具有良好的换热性能。 展开更多

关键词 数值模拟 换热器 性能分析 结构优化

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真空冷冻与热风干燥对腐竹品质特性及微观结构的影响 被引量：1

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作者 万霖 田雨琪 +3 位作者 车刚 陆博远 王洪超 陈正发 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第16期57-63,共7页

针对腐竹干燥易褐变导致品质变差问题,以黑龙江东北特产九三黄大豆制作的鲜腐竹为研究对象,采用真空冷冻干燥(vacuum freezing drying,VFD)和热风干燥(hot air drying,HAD)对腐竹进行干制加工,获取两种干燥方法对腐竹品质特性及微观组... 针对腐竹干燥易褐变导致品质变差问题,以黑龙江东北特产九三黄大豆制作的鲜腐竹为研究对象,采用真空冷冻干燥(vacuum freezing drying,VFD)和热风干燥(hot air drying,HAD)对腐竹进行干制加工,获取两种干燥方法对腐竹品质特性及微观组织结构等参数的影响。结果表明,两种干燥工艺对腐竹中蛋白质含量的影响达到显著差异水平(P<0.05),对腐竹L^(*)、a^(*)和b^(*)值的差异性影响为极显著(P<0.01)。VFD制备腐竹的蛋白质含量和脂肪含量均较高,颜色鲜亮淡黄,表面有自然油质光泽,内部组织结构较为疏松,孔隙分布均匀,VFD腐竹复水1 min时复水比达到1.90 g·g^(-1),与HAD干燥制备的腐竹相比,VFD腐竹的硬度最低、咀嚼性最好,品质均一,感官评价得分最高。综上,真空冷冻干燥适用于蛋白质含量高的腐竹干制加工。 展开更多

关键词 真空冷冻干燥 热风干燥 腐竹 品质特性 微观结构

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气相旋转螺旋槽管式换热器结构优化与性能试验

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作者 万霖 黄宇佳 +4 位作者 车刚 王洪超 李俊鹏 郑宇 田金凯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期422-432,共11页

粮食干燥生产中换热损失大,存在烟气热量无法高效传递,导致换热效率低等问题。本文以集管壳与列管式换热于一体的气相旋转螺旋槽管式换热器为研究对象,基于场协同与热力学理论优化螺旋槽管关键部件,探究螺旋槽管参数对换热性能的影响。... 粮食干燥生产中换热损失大,存在烟气热量无法高效传递,导致换热效率低等问题。本文以集管壳与列管式换热于一体的气相旋转螺旋槽管式换热器为研究对象,基于场协同与热力学理论优化螺旋槽管关键部件,探究螺旋槽管参数对换热性能的影响。以螺距、槽深及内外径比为试验因素,以努塞尔数和阻力系数为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,采用多目标优化方法确定最优参数组合,当螺距为24.845 mm、槽深为1.753 mm、内外径比为0.897时,Nu为164.637,f为0.348。对优化结果进行验证试验,试验结果与优化结果基本一致。螺旋槽管平均场协同角β相较于圆管降低约2°,揭示了置于壳程内的螺旋槽管管束进口、出口及中间截面内场协同角的分布特征,整体范围内的场协同效果有所增加,结论符合场协同原理。利用强化换热综合性能指数(Performance evaluation criteria,PEC)进行评价,结果表明气相旋转螺旋槽管式换热器PEC在1.031~1.267之间,验证了螺旋槽管在换热器应用的合理性。 展开更多

关键词 粮食干燥机 换热器 螺旋槽管 场协同 结构优化

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基于玻璃化转变的稻谷干燥变温控制系统设计与试验

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作者 车刚 杨潇鹏 +4 位作者 王洪超 万霖 董永忠 陈正发 潘衡 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期29-39,共11页

针对稻谷在变温干燥过程中变温节点不明确、温度波动范围大和响应时间慢等问题,该研究设计了一种基于玻璃化转变的稻谷变温干燥控制系统。根据稻谷玻璃化转变曲线,确定变温控制策略,运用Logistic回归分析建立混配阀门开度和稻谷温度之... 针对稻谷在变温干燥过程中变温节点不明确、温度波动范围大和响应时间慢等问题,该研究设计了一种基于玻璃化转变的稻谷变温干燥控制系统。根据稻谷玻璃化转变曲线,确定变温控制策略,运用Logistic回归分析建立混配阀门开度和稻谷温度之间的控制模型并通过最小二乘法辨识模型参数。利用遗传算法对模糊隶属度函数进行优化,目标函数值迭代至0.118收敛,寻得最优幅宽。在Simulink仿真试验中,稻谷温度设定为42℃时,模糊PID控制的响应时间为66.43 s,且超调量为3.600%,优化后的模糊PID控制响应时间为37.06 s,且超调量为0.120%;在150 s加入5 s的外部信号干扰,优化后的模糊PID控制比模糊PID控制的调节时间少4.19 s且超调量减小0.050%;在稳态时输入升温信号,优化后的模糊PID控制比模糊PID控制的调节时间少16.79 s且超调量低0.338%。利用自主研制的干燥试验台进行变温试验,在变温响应试验中,优化后的模糊PID控制比模糊PID控制在目标温度和梯度升温调节时间中分别缩短了37.56 s和18.63 s;在温度稳定性试验中,稻谷温度变化范围为41.9~42.1℃,平均相对误差小于0.4%,变异系数小于0.5%;在建三江国家农业高新技术示范区浓江农场进行生产性验证,优化后的模糊PID控制系统响应时间小于30 s,稳态温度误差在±0.15℃,平均相对误差小于0.5%。测试数据表明变温干燥控制系统性能稳定,满足实际干燥作业的生产工艺需求。 展开更多

关键词 设计 试验 玻璃化转变 稻谷 变温干燥 模糊PID控制

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基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测系统研究 被引量：3

7

作者 王淞 衣淑娟 +3 位作者 赵斌 李衣菲 陶桂香 毛欣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期75-84,共10页

为解决免耕播种机高速(12~16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer,IWHO)优化扩展卡尔... 为解决免耕播种机高速(12~16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer,IWHO)优化扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF)中关键参数Q_(sigma)、R_(sigma1)、R_(sigma2)、R_(sigma3)的多传感器数据融合算法(IWHO-EKF)的高速免耕播种机播种深度监测系统。首先,建立以激光、超声波与角度传感器为多传感器监测单元的播种深度监测模型;其次,通过卡尔曼滤波算法对3个单一传感器分别滤波;最后,提出一种加入莱维飞行与高斯变异的IWHO-EKF算法,将滤波后的3个单一传感器进行数据融合,从而解决机械振动干扰与传感器测量误差降低的问题,同时充分发挥多传感器融合信息,确保免耕播种机高速作业时实现高精度、高可靠性播种深度实时监测。为验证其优越性,通过IWHO-EKF算法与单一传感器监测、单一传感器滤波和WHO-EKF算法进行仿真对比试验与田间试验。仿真试验表明:基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测算法平均绝对误差为0.073 cm,均方根误差为0.090 cm,相关系数为0.983,实现了高精度监测,且精度相较于传感器原始监测值、滤波值与WHO-EKF算法均显著提升。田间试验结果表明:基于IWHO-EKF算法的高速免耕播种机播种深度监测系统相较于3个单一传感器监测值,平均绝对误差和平均均方根误差分别降低0.063 cm和0.067 cm,同时平均相关系数提升0.027,该系统能够提高播种深度监测系统的精确性和可靠性。 展开更多

关键词 高速免耕播种机 播种深度监测系统 改进野马算法 扩展卡尔曼滤波器 数据融合

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建三江水稻产后机械化收获方法与减损技术分析

8

作者 万霖 张琨 +2 位作者 秦泗君 车刚 李霖 《现代农业装备》 2024年第3期26-30,共5页

针对现代化大农业节本、提质和增效的生产需求,以节粮减损为主要目标,围绕建三江水稻收获工艺、收获机构造、智能检测等关键技术环节,系统研究建三江水稻产后机械化收获减损和节粮技术与方法。对建三江典型水稻农场的实际收获地块进行... 针对现代化大农业节本、提质和增效的生产需求,以节粮减损为主要目标,围绕建三江水稻收获工艺、收获机构造、智能检测等关键技术环节,系统研究建三江水稻产后机械化收获减损和节粮技术与方法。对建三江典型水稻农场的实际收获地块进行对比试验分析,采用含水率、千粒重、单位产量和爆腰增率作为指标进行节粮减损效果评价,试验表明:两段收获法优于直接收获法,适合北方水稻节粮减损的工艺要求。 展开更多

关键词 水稻 机械化 减损 节粮 产后

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高速精量播种机带式高速导种装置导种性能红外监测系统研究 被引量：1

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作者 王淞 衣淑娟 +3 位作者 赵斌 李衣菲 王光宇 孙文胜 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期160-168,共9页

为解决带式高速导种装置导种过程中种带托片与种粒均经过监测点,无法区分脉冲变化特征,导种性能难以监测的问题,研究一种基于红外传感器的带式高速导种装置监测方法并设计了监测系统。利用其导种特性提出了双侧脉冲比较法,设计了带式高... 为解决带式高速导种装置导种过程中种带托片与种粒均经过监测点,无法区分脉冲变化特征,导种性能难以监测的问题,研究一种基于红外传感器的带式高速导种装置监测方法并设计了监测系统。利用其导种特性提出了双侧脉冲比较法,设计了带式高速导种装置监测模块硬件电路与软件程序。同时通过对监测系统采样试验结果分析,提出一种基于双侧脉冲值分析与能量掩码平滑算法(Bilateral pulse value analysis and energy masking smoothing algorithm,BPV-EMSA)的带式高速导种装置监测算法。仿真试验表明:该算法减少了原始脉冲的噪声和随机波动,使数据更加平滑稳定并突出了数据主要趋势和模式,同时抑制了瞬态脉冲干扰,提升了数据可解释性和分析准确性。监测系统精度试验结果表明:所设计的带式高速导种装置监测系统在不同作业速度下最高监测精度为97.65%,最低精度为95.99%,系统能够精确采集种粒经过监测点的脉冲变化。监测系统性能评价试验结果表明:播种合格率平均监测差值为2个百分点,播种漏播率平均监测差值为1.45个百分点,播种重播率平均监测差值为0.56个百分点。播种合格率相对差值不大于2.23个百分点,播种漏播率相对差值不大于1.78个百分点,播种重播率相对差值不大于1.00个百分点。该监测方法能够准确监测带式高速导种装置的导种性能。 展开更多

关键词 高速精量播种机 带式高速导种装置 导种性能监测 红外传感器 信号处理算法

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基于FSMC-Kalman的带式高速导种装置控制系统研究

10

作者 王淞 衣淑娟 +4 位作者 赵斌 李衣菲 王光宇 李帅霏 孙文胜 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期169-179,332,共12页

为解决带式高速导种装置导种过程中导种电机与排种器驱动电机转速同步率低、稳定性差,造成播种株距变异系数升高,播种均匀度差的问题,提出一种基于模糊滑模卡尔曼(Fuzzy sliding mode control-Kalman,FSMCKalman)算法的带式高速导种装... 为解决带式高速导种装置导种过程中导种电机与排种器驱动电机转速同步率低、稳定性差,造成播种株距变异系数升高,播种均匀度差的问题,提出一种基于模糊滑模卡尔曼(Fuzzy sliding mode control-Kalman,FSMCKalman)算法的带式高速导种装置控制系统。通过对系统运动过程分析建立了排种电机、导种电机与作业速度的关系,为研究系统控制策略,对两个电机建立了数学模型。提出的FSMC-Kalman算法利用模糊算法动态整定滑模控制器中的逼近系数与速率系数,并在反馈环节加入卡尔曼滤波算法,从而增强控制系统的鲁棒性与自适应能力。仿真试验表明:基于FSMC-Kalman算法的导种电机转速无超调,调节时间为0.22 s,稳态误差为4.68 r/min;基于FSMC-Kalman算法的排种电机转速也无超调,调节时间为0.23 s,稳态误差为1.96 r/min。台架试验表明:FSMCKalman算法4种作业速度的平均合格株距变异系数为7.98%。FSMC-Kalman算法相较于SMC算法平均合格株距变异系数降低4.67个百分点,相较于FSMC算法平均合格株距变异系数降低3.36个百分点,相较于SMCKalman算法平均合格株距变异系数降低2.06个百分点。基于FSMC-Kalman的带式高速导种装置控制系统能够使导种电机与排种器驱动电机高同步率稳定工作,从而提高播种均匀度。 展开更多

关键词 带式高速导种装置 控制系统 模糊算法 滑模控制 卡尔曼滤波

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谷子薄层干燥及品质特性

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作者 陈正发 车刚 +3 位作者 高畅 万霖 金中波 王洪超 《农机化研究》 北大核心 2024年第11期250-254,共5页

为提高谷子干燥和贮藏品质,改善高湿环境下谷子无法及时晾晒而导致谷子发霉变质的现象,通过采用薄层干燥设备对谷子进行干燥试验。选取热风温度、风速及初始含水率进行单因素试验,L 9(34)正交试验,研究谷子干燥特性和蛋白质含量的变化... 为提高谷子干燥和贮藏品质,改善高湿环境下谷子无法及时晾晒而导致谷子发霉变质的现象,通过采用薄层干燥设备对谷子进行干燥试验。选取热风温度、风速及初始含水率进行单因素试验,L 9(34)正交试验,研究谷子干燥特性和蛋白质含量的变化。试验结果表明:在最优组合热风温度为30℃、风速为1m/s、初始含水率为19%或27%时,谷子的蛋白质含量为10.9%。该研究结果可为谷子热风保质干燥提供重要参考。 展开更多

关键词 谷子 薄层干燥 蛋白质含量

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三边连接K形屈曲约束钢板墙受力性能研究

12

作者 李欢欢 刘文洋 李荣晖 《低温建筑技术》 2024年第4期121-125,共5页

为解决三边连接屈曲约束钢板墙在自由边两个角部首先发生破坏的问题,文中提出了一种新型三边连接K形屈曲约束钢板墙。采用ABAQUS有限元软件对三边连接矩形和K形屈曲约束钢板墙进行受力性能分析,获得了屈曲约束钢板墙的屈服荷载、初始刚... 为解决三边连接屈曲约束钢板墙在自由边两个角部首先发生破坏的问题,文中提出了一种新型三边连接K形屈曲约束钢板墙。采用ABAQUS有限元软件对三边连接矩形和K形屈曲约束钢板墙进行受力性能分析,获得了屈曲约束钢板墙的屈服荷载、初始刚度、荷载位移曲线、塑性应变分布和屈服区分布。结果表明K形屈曲约束钢板墙的屈服荷载、初始刚度以及荷载位移曲线与矩形屈曲约束钢板墙相差不大,但在延性和耗能能力方面表现更佳。最后,提出了形式简洁计算精度较高的该类新型屈曲约束钢板墙的理论计算公式,可为K形屈曲约束钢板墙的工程设计提供参考。 展开更多

关键词 屈曲约束钢板墙 三边连接 K形钢板墙 屈服荷载 初始刚度

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自主转送式杂粮含水率快速测定仪设计与试验 被引量：9

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作者 车刚 陈正发 +2 位作者 王鑫 唐宏宇 万霖 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期357-366,共10页

针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自... 针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自动称量系统和闪烘机构等关键部件的仿真设计与装配验证。应用PLC耦合自主控制技术,实现定量入料、闪烘测量和快速除料3种工序切换,通过精准模块化运算,实时获得准确的杂粮含水率。采用二次正交旋转组合设计的方法,构建表征杂粮含水率检测精度和检测行程时间的协同评价定量模型,优化了闪烘温度、物料粒度和物料质量的参数组合,提升了该装置的运行效能与检测精准性。研究表明,该含水率检测仪的重复性和再现性可靠,检测相对偏差在0.2%以内,测量准确,自动化程度高,可为多样性杂粮含水率快速测定仪的广泛应用提供技术支持。 展开更多

关键词 杂粮 含水率 快速检测 设计 试验

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水稻干燥变温混配装置设计与试验 被引量：9

14

作者 车刚 王洪超 +3 位作者 万霖 王鑫 唐浩 张成旭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期386-392,411,共8页

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现... 为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明:变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。 展开更多

关键词 水稻 变温干燥 混配装置 设计 性能试验

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嵌入旋转气腔式水稻穴直播排种器设计与试验 被引量：12

15

作者 万霖 王洪超 车刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期74-84,共11页

针对气吸式排种器气压利用不充分、种盘旋转与橡胶垫存在摩擦、穴播均匀性差等问题,设计了一种嵌入旋转气腔式水稻穴直播排种器。基于ANSYS软件对腔体内部流场进行模拟仿真,以吸孔孔径和吸孔位置分布为影响因素、以气腔压力平均值和吸... 针对气吸式排种器气压利用不充分、种盘旋转与橡胶垫存在摩擦、穴播均匀性差等问题,设计了一种嵌入旋转气腔式水稻穴直播排种器。基于ANSYS软件对腔体内部流场进行模拟仿真,以吸孔孔径和吸孔位置分布为影响因素、以气腔压力平均值和吸孔处的平均流速为评价指标进行数值模拟仿真研究。仿真结果表明:气腔流场分布比较稳定,可为吸种提供稳定的负压环境。应用JPS-12试验台进行试验验证,以气腔转速、负压和填种高度为影响因素,以播种合格率、漏播率和重播率为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,运用Design-Expert 8.0.6对数据完成方差分析和显著性检验,得到回归方程和响应曲面图,通过分析各因素间的交互作用,确定了最佳参数组合:当气腔转速为21.61 r/min、气腔负压为4.4 kPa、填种高度为15.7 cm时,作业性能最好,此时播种合格率93.6%,漏播率3.47%,重播率2.93%。试验结果与优化结果相符,满足粳稻穴直播要求。 展开更多

关键词 水稻 旋转气腔 穴直播 排种器 设计 试验

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水稻负压混流干燥室结构优化设计与试验 被引量：10

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作者 车刚 高瑞丽 +3 位作者 万霖 赖东博 王洪超 陈正发 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期87-96,共10页

针对水稻竖箱式干燥过程中气流分布不均匀、干燥效率与干后品质同步性差等问题,基于不可逆热力学理论和负压原理,建立了水稻竖箱式干燥室的负压干燥特性解析模型。并结合混流干燥工艺,设计了一种变径开孔式角状管用于改善竖箱式干燥室... 针对水稻竖箱式干燥过程中气流分布不均匀、干燥效率与干后品质同步性差等问题,基于不可逆热力学理论和负压原理,建立了水稻竖箱式干燥室的负压干燥特性解析模型。并结合混流干燥工艺,设计了一种变径开孔式角状管用于改善竖箱式干燥室角状管内风量分配关系,用于进一步提高水稻干燥均匀性。基于Fluent软件分别在空载和满载状态下,对干燥室内的流场进行数值模拟和试验验证。研究表明:采用变径开孔式角状管,可有效解决管内风速高、流动大等问题,干燥室风场不均匀性得到良好地改善,可为水稻均匀干燥提供设备保障。该研究采用自主研制的5HSN-1型负压循环干燥试验机,应用四因素五水平二次正交旋转试验方法进行了参数优化试验,建立了以热风温度、表现风速、排粮辊转速、初始含水率为试验因素,干燥速率和爆腰增值率为试验指标的回归模型,并通过优化分析,得出优化工作参数组合:表现风速为0.75 m/s,热风温度为40℃,排粮辊转速为3.2 r/min,初始含水率为16.9%时,干燥速率为1.407%/h,爆腰增值率为0.574%,试验验证值与优化值的相对误差为6.2%~7.4%,拟合良好,结果表明该模型有效,干燥效率高,干燥后综合品质优良,优化工艺参数具有实际应用价值。 展开更多

关键词 干燥 设计 水稻 负压 变径开孔式角状管

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水稻秧棚苗床精平机自动调平系统设计与试验 被引量：3

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作者 车刚 刘威 +4 位作者 万霖 衣淑娟 刘浩 王启增 陆博远 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期9-17,共9页

针对水稻棚室育秧环节中苗床平整地缺失高效作业机械的现状,结合寒区水稻标准化棚室育秧技术要求,该研究设计了一种自走式水稻秧棚苗床精平机机电液一体化的自动调平控制系统。调平系统以液压油泵及直流步进电机为动力端,融合机具作业... 针对水稻棚室育秧环节中苗床平整地缺失高效作业机械的现状,结合寒区水稻标准化棚室育秧技术要求,该研究设计了一种自走式水稻秧棚苗床精平机机电液一体化的自动调平控制系统。调平系统以液压油泵及直流步进电机为动力端,融合机具作业的姿态角数据,利用自动控制策略实时驱动机电式横滚角调平机构及液力式俯仰角补偿装置进行调平作业,保证苗床平整度。采用Simulink模块对横滚角调平进行仿真,结果表明:横滚角调平时间为1.62 s,超调量为1.5%,具有良好的响应速度及精度。将自动调平控制系统嵌入1ZJP-2型苗床精平机进行田间试验,搭载自动调平系统的作业机具横滚角平均值为-1.88°,均方根误差为1.95°,平均绝对误差为1.88°;对照组作业机具横滚角平均值为-2.37°,均方根误差为2.43°,平均绝对误差为2.31°;俯仰角补偿碎土刮板油缸动作的平均均方根误差为0.145 cm,试验结果表明自动调平系统效果良好,满足稳定控制要求。利用光学水准仪检验平地作业效果,应用自动调平控制作业后苗床高程最大平均标准差比作业前降低了1.05 cm;而无调平系统的苗床高程最大平均标准差降幅仅为0.325 cm,平地作业效率比普通作业方式提高了229%~500%,每平方米内地高程标准偏差Sd值较比常规作业方式降低了268%~384%。该系统提升了水稻棚室育秧苗床平地机械作业自动化程度。 展开更多

关键词 设计 试验 水稻 育秧 苗床平地机 调平系统

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翅片式双重极板水稻含水率检测装置优化设计与试验 被引量：3

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作者 万霖 唐宏宇 +3 位作者 马广宇 车刚 邹丹丹 孙文胜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期320-328,共9页

为提高水稻含水率在线检测准确度,以平行板电容器为研究对象,采用翅片式双重极板检测方式对水稻含水率的检测装置进行优化试验。以极板厚度、极板间距和相对面积为试验因素,采用二次回归正交组合试验方法进行电容比灵敏度影响试验,获得... 为提高水稻含水率在线检测准确度,以平行板电容器为研究对象,采用翅片式双重极板检测方式对水稻含水率的检测装置进行优化试验。以极板厚度、极板间距和相对面积为试验因素,采用二次回归正交组合试验方法进行电容比灵敏度影响试验,获得最优极板结构参数组合为极板厚度2.98 mm、极板间距101.60 mm、相对面积32583.69 mm^(2)。应用Matlab软件建立非线性自回归神经网络NARX的水稻含水率预测与校正模型,通过对比分析确定了模型结构的参数以及优化算法。分析表明:基于量化共轭梯度算法的神经网络NARX水稻含水率预测模型为最佳,模型的隐含层为1层,神经元数量为5,滞后阶数为3,含水率预测值与105℃恒重法实测值的误差范围在±0.5%以内。测试含水率最大相对偏差为0.65%,最小相对偏差为0.26%,平均相对偏差为0.44%。与静态电容式水分仪测试结果相比,本文水稻含水率检测装置的测试偏差浮动较小,检测性能满足水稻干燥生产实际要求。 展开更多

关键词 水稻 含水率 双重极板电容 神经网络 优化设计 试验

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建三江水稻智慧农场技术创新与应用 被引量：3

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作者 车刚 陈正发 +1 位作者 秦泗君 万霖 《现代农业装备》 2023年第3期77-80,92,共5页

针对水稻丰产、优质、绿色、高效目标及规模化、机械化、智能化生产需求,对建三江水稻智慧农场的实际案例和以实时感知、定量决策、智能控制、精确投入、智慧服务为特征的智慧农场技术模式进行分析,并围绕建三江水稻生产耕种管收等关键... 针对水稻丰产、优质、绿色、高效目标及规模化、机械化、智能化生产需求,对建三江水稻智慧农场的实际案例和以实时感知、定量决策、智能控制、精确投入、智慧服务为特征的智慧农场技术模式进行分析,并围绕建三江水稻生产耕种管收等关键技术环节、综合性智慧农作技术应用与服务平台应用现状进行阐述,以期为智慧农场的发展与建设提供参考。 展开更多

关键词 智慧农场 智慧农业 无人农场 建三江垦区

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田间杂草智能检测技术研究现状与展望

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作者 李明洋 赵斌 +2 位作者 周正 王淞 孙博 《江苏农业科学》 2025年第5期12-19,共8页

杂草不仅会与作物竞争生长资源,还会传播病虫害最终影响作物产量,杂草智能检测技术是田间杂草精准防治的关键环节。本文通过对国内外相关文献进行综述,并结合田间杂草智能检测技术的研究进展,深入分析传统杂草检测算法和深度学习杂草检... 杂草不仅会与作物竞争生长资源,还会传播病虫害最终影响作物产量,杂草智能检测技术是田间杂草精准防治的关键环节。本文通过对国内外相关文献进行综述,并结合田间杂草智能检测技术的研究进展,深入分析传统杂草检测算法和深度学习杂草检测算法的特点,并根据算法在杂草检测过程中的实际应用情况,分别对3种常见的传统杂草智能检测算法、深度学习算法的单阶段杂草智能检测算法和两阶段杂草智能检测算法进行系统性分析。在此基础上提出目前田间杂草识别中存在的人工标注数据耗时长、模型泛化能力差、模型轻量化设计等现存挑战,最后针对现状对杂草智能检测技术提出技术发展策略,并对技术发展进行合理化展望,为未来杂草智能检测技术的深入研究提供理论参考。 展开更多

关键词 目标检测 杂草检测 精准除草 深度学习 研究进展

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