摘要：【目的】研究不同喷灌介质对喷头水力性能的影响。【方法】以20PY2H摇臂式喷头为研究对象,在不同工作压力下测定了清水和养殖肥水2种喷灌介质对喷头压力-流量、喷头水量分布的影响。通过模拟计算和田间喷灌试验分析相结合的方法,探查喷灌介质、工作压力、组合间距、田间气象条件与喷灌均匀性之间的关系。【结果】(1)与清水灌溉相比,养殖肥水运行下喷头流量降低了2.06%~5.38%,射程前中段径向水量分布差异较大;(2)工作压力为200~300k Pa、组合间距为1.0R~1.4R条件下,MATLAB拟合出的CU模拟值为0.74~0.88,CU试验值为0.66~0.79。复杂的大田气象条件导致喷灌均匀系数下降了6.28%~12.78%。工作压力、喷头组合间距对清水运行喷灌均匀性的影响大于养殖肥水运行。【结论】养殖肥水喷灌更利于喷灌系统降低工作压力和增加喷头布置间距以降低设计成本。

摘要：针对Buck型变换器在复杂环境下发生负载波动时输出电压受扰的问题,提出了一种复合自适应预设性能控制方案以提升其控制效果。首先,利用自适应律对模型中包含负载项的非线性函数进行预测估计,同时通过在自适应律更新过程中构建并行估计模型获取预测误差,并将预测误差和跟踪误差融合以设计自适应参数更新律。然后,采用广义比例积分观测器来对剩余不确定性和外部扰动进行估计,并在控制律中进行补偿。最后,结合指令滤波反步控制和指定时间预设性能控制技术,提出了Buck型变换器复合自适应预设性能控制方案。所提出的方案保证了对负载波动的高精度预测,避免了在突发情况下输出电压超出预设函数范围,此外还证明了闭环控制系统中的信号收敛性。实验结果表明,复合自适应预设性能控制在负载突然减小的情况下系统最大偏离电压为0.376 V,相比于传统自适应反步控制的1.773 V减少了78.7%,验证了所提方案的有效性以及优越性。

摘要：为减少联合收获机振动对谷物流量传感器监测结果的干扰,设计了一种基于声学黑洞(ABH,acoustic black hole)原理的谷物流量传感器龙门支架减振结构,通过有限元方法分析减振结构的振动特性,分析了二维声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半径R对其减振性能的影响规律。结果表明,声学黑洞能够显著降低龙门支架的振动,ε、m和R对声学黑洞减振性能的影响均未表现出明显线性关系,当ε=0.001 2、m=2.5、R=15 mm时声学黑洞的减振效果最好。以振动速度平方和作为优化目标,建立了多项式回归代理模型,通过遗传算法对声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半径R的取值进行了优化。相比于未添加声学黑洞的原始龙门支架和初始声学黑洞方案,优化后龙门支架的振动速度平方和分别降低68.92%和2%,表明优化方案具有更佳的减振性能。提出的基于声学黑洞的减振结构和优化设计方法为农业机械被动宽频减振研究提供了理论参考。

摘要：随着传感器和监测技术的快速发展,大量工程装备运行数据被记录和保存下来,为提升装备设计、分析和运行水平提供了数据基础。这些数据内部存在的异常值会对数据建模与分析产生严重干扰。为此,文中提出一种基于模糊聚类与多项式回归的异常值识别与鲁棒建模方法,通过多项式回归来刻画数据属性之间的关联关系,采用模糊聚类计算数据的隶属度信息判断数据是否为异常值,并基于非异常值数据建立预测模型,最终实现数据的鲁棒建模。数值案例、隧道掘进机和联合收获机监测数据试验结果表明,提出方法能够准确识别出数据中的异常值,并显著提升数据建模精度。

摘要：农业机械自动导航是实现精准农业的有效途径,高精度路径跟踪控制是智能农机自主作业可靠性的重要保证。为提高不同路径曲率和初始误差条件下路径跟踪算法适应性,基于两种几何路径跟踪方法自适应切换提出一种几何路径跟踪组合算法。分析纯追踪和Stanley模型在U型路径跟踪中的稳态误差和收敛特性,在恒定速度下分别设置其最优几何路径跟踪参数,以跟踪误差和路径曲率为输入量设计路径跟踪方法切换逻辑,并采用往复式梭行路径对几何路径跟踪组合算法进行测试。搭建移动小车平台对所提算法有效性进行验证,跟踪结果表明当初始误差为2.5 m时,Stanley模型较纯追踪算法有更快的收敛速度,当直线和曲线路径作业速度为1.0 m/s和0.7 m/s时,纯追踪与Stanley具有相似直线段跟踪误差,但曲率突变时纯追踪和Stanley模型最大跟踪误差分别为12.0 cm及11.0 cm。路径跟踪组合算法有效减小曲率突变时路径跟踪误差,相同速度配置下梭行路径最大跟踪误差为9.0 cm,较纯追踪和Stanley分别减小25.0%和18.2%。几何路径跟踪组合算法减少前视距离和增益系数在线优化运算量与算法复杂度,可为复杂作业场景下农机自适应路径跟踪算法设计提供工程实现参考。