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期刊信息/Journal information
农业机械学报
中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
农业机械学报

中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院

任露泉

月刊

1000-1298

njxb@caams.org.cn

010-64882610，64882231

100083

北京德外北沙滩1号6信箱

农业机械学报/Journal Transactions of the Chinese Society for Agricultural MachineryCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国科协主管、中国农业机械学会和中国农业机械化科学研究院主办的国家级学术期刊，农业工程类中文核心期刊，美国工程信息公司（EI）收录期刊。主要刊登农业机械、农业工程、农用动力和能源、农产品及食品加工机械、农机化以及有关边缘学科的基础理论、设计制造、材料工艺、测试仪器与手段的研究成果及发展动向,反映学科最新研究成果和学术水平。同时还将及时提供中国农业机械学会举办的国内外学术活动信息，可供农机乃至机械行业中、高级技术人员、大专院校师生及科研单位的有关人员阅读参考。
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收录年代

    不同通风方式日光温室微环境模拟与作物蒸腾研究

    万敏杨魏刘竹青徐晨曦...
    328-338,349页
    查看更多>>摘要：日光温室后墙蓄热降低了通风降温效率,高温会刺激植物水分蒸腾,降低水资源利用率.本文以北京市通州区日光温室为研究对象,在原有的上、下通风口基础上,增设后墙通风口.基于DO辐射模型、组分输运模型和多孔介质模型建立了日光温室的计算流体力学(CFD)模型,探究了不同通风方式下温室微环境状况,并结合作物蒸腾模型分析获得了作物蒸腾特征.结果表明,气温变化会直接影响作物蒸腾强度,两者空间分布特征一致.中午温室高温,开启后墙、下通风口,较原来开启上、下通风口,气流走向相似,因减少部分蓄热墙体,降温效率提高5.7％,蒸腾量下降0.020 mm/h,开启后墙、上、下通风口,蒸腾量较原来下降0.005 mm/h.开启后墙、上通风口,由于两通风口靠近一侧且距离作物较远,只能形成北侧局部降温,降温效率下降10.3％,除湿效率较原来提高5.7％,蒸腾量升高0.035 mm/h.此外,在通风口组合中,将靠下的通风口设置在迎风方向,可减少外界来风能量、动量损失,以提高通风降温效率.研究结果可为日光温室微环境调节提供参考.

    日光温室微环境计算流体力学通风方式作物蒸腾

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    设施生菜光合和蒸腾速率影响因素分析与预测模型构建

    张增林杨杰郭常江韩文霆...
    339-349页
    查看更多>>摘要：光合速率及蒸腾速率是植物的2个重要生理指标.在全人工环境下,选取意大利生菜作为对象,设计并开展多环境变量对生菜光合速率及蒸腾速率影响的嵌套实验,得到环境因子对生菜光合速率及蒸腾速率的影响规律,应用神经网络构建生菜幼苗期光合速率及蒸腾速率预测模型.针对幼苗期生菜,选择温度、相对湿度、光子通量密度(Photosynthetic photon flux density,PPFD)及CO2浓度共4个环境影响因素,采用随机森林方法对数据进行相关性分析.结果表明,与蒸腾速率相关性由大到小的因素依次为CO2浓度、温度、相对湿度、PPFD,与光合速率相关性由大到小的因素依次为CO2浓度、PPFD、温度、相对湿度;采用枚举法确定隐藏层节点数和训练函数,通过遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建GA-BP神经网络生理指标预测模型.应用测试数据对模型进行验证,光合速率及蒸腾速率预测值与实测值的决定系数分别为0.962 12、0.979 44,均方根误差(RMSE)分别为2.983 2 μmol/(m2·s)、0.001 435 8 mol/(m2·s),表明GA-BP神经网络在模型精度和迭代次数方面性能显著提高.研究结果可为设施生菜生产环境调控提供有效依据.

    设施生菜光合速率蒸腾速率预测模型相关性分析GA-BP神经网络

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    桉木屑颗粒燃料固体桥结构构建与燃烧特性研究

    李伟振刘华财姜洋阴秀丽...
    350-359页
    查看更多>>摘要：在成型燃料内部构建固体桥结构可有效改善其物理品质,利用不同粒径桉木屑构建了具有固体桥结构的颗粒燃料,并进一步研究了颗粒燃料的燃烧特性.提出的构建方法为同种原料不同粒径混配成型,在电子压力机上进行了粒径(0,1 mm]原料混配粒径(4 mm,5 mm]原料的颗粒压缩成型实验,结果显示混配量5％～10％时颗粒内部长粒径粒子的交叉缠绕,可形成适量的固体桥结构,短粒径粒子填充饱满,粒子间结合紧密.较佳的混配量为5％,颗粒具有较高的松弛密度,为1 074.79 kg/m3,最高的Meyer强度,为23.93 MPa,最低的比能耗,为27.06 kJ/kg,平衡含水率为11.65％,吸水速率k为0.015 3 min-1.在热分析仪上进行了成型颗粒燃烧实验,颗粒燃烧过程较为平稳且有所延长,在升温速率10～40℃/min的范围内,着火温度Ti在246.60～265.00℃之间,最大失重速率(dm/dτ)lmax在-6.84～-29.10％/min 之间,综合燃烧指数 S 在 7.26 × 10-12～1.09 × 10-10 min-2.K-3之间.在 X 射线荧光光谱仪上分析了颗粒灰分的元素组成,预测颗粒燃烧时具有中等或较高的结渣沾污趋势.

    生物质成型燃料固体桥结构燃烧特性

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    基于区块链的三文鱼冷链多链协同监管模型研究

    孙传恒杨晓虎罗娜陈枫...
    360-370页
    查看更多>>摘要：在冷链行业集群式发展的背景下,为解决在三文鱼冷链多链协同过程中由于监管数据持续性与碎片化所带来的跨链签名数据传输且真实性验证效率缓慢的问题,设计了基于区块链的三文鱼冷链多链协同监管模型,该模型包括基于聚合签名算法的数据验证与冷链模式监管的方法,该方法在提升跨链监管数据真实性验证效率的同时保证了三文鱼冷链监管的细粒度与完整性.最后,基于以太坊平台实现了三文鱼冷链多链协同监管模型的原型系统.经系统性能测试,在监管性能方面,多链架构监管性能相较于单链架构平均提高17.98％,且随着区块链交易增多,多链架构监管性能优势将更加明显;在真实性验证效率方面,根据验证时间曲线的趋势线斜率分析,传统验证算法的斜率为57.448,而聚合签名算法的斜率为0.553.这表明随着签名数量的增加,聚合签名算法在验证效率方面具有明显的优势;在通信消耗方面,传统签名算法所需要的签名通信量在理论极限值下最多可达到4 875 B,而聚合签名算法所需的签名通信量即使在未压缩的情况下也一直保持在96 B.测试结果表明,在三文鱼冷链场景中,聚合签名与验证的方法在数据批量传输批量验证的条件下具有良好的效率优势,为可信冷链监管、集群式冷链发展提供借鉴与参考.

    三文鱼冷链冷链监管多链跨链聚合签名

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    基于改进Faster R-CNN的马铃薯发芽与表面损伤检测方法

    刘毅君何亚凯吴晓媚王文杰...
    371-378页
    查看更多>>摘要：发芽与表面损伤检测是鲜食马铃薯商品化的重要环节.针对鲜食马铃薯高通量分级分选过程中,高像素图像目标识别准确率低的问题,提出一种基于改进Faster R-CNN的商品马铃薯发芽与表面损伤检测方法.以Faster R-CNN为基础网络,将Faster R-CNN中的特征提取网络替换为残差网络ResNet50,设计了一种融合ResNet50的特征图金字塔网络(FPN),增加神经网络深度.采用模型对比试验、消融试验对本文模型与改进策略的有效性进行了试验验证分析,结果表明:改进模型的马铃薯检测平均精确率为98.89％,马铃薯发芽检测平均精确率为97.52％,马铃薯表面损伤检测平均精确率为92.94％,与Faster R-CNN模型相比,改进模型在检测识别时间和内存占用量不增加的前提下,马铃薯检测精确率下降0.04个百分点,马铃薯发芽检测平均精确率提升7.79个百分点,马铃薯表面损伤检测平均精确率提升34.54个百分点.改进后的模型可以实现对在高分辨率工业相机采集高像素图像条件下,商品马铃薯发芽与表面损伤的准确识别,为商品马铃薯快速分级分等工业化生产提供了方法支撑.

    马铃薯发芽表面损伤FasterR-CNN高分辨率

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    青梅果实芳香族特征香气的形成分析

    郝亚冬刘敏欣李景明
    379-385页
    查看更多>>摘要：芳香族香气成分是青梅果实及其加工产品杏仁特征性香气的贡献者,目前此类特征性香气的累积规律及形成机制未得到充分研究.为探究青梅果实中芳香族特征香气物质的形成累积及其生源机制,以不同成熟期的青梅为材料,利用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术测定了芳香族特征香气成分,结合特异性氨基酸等前体物进行相关性分析.结果显示,成熟过程中芳香族特征香气差异明显,成熟中期(花后80～100 d)香气物质代谢最为活跃,氨基酸含量最低.青梅中特征香气物质累积变化表明,芳香族香气物质来源于苯丙氨酸代谢途径,苯甲醛与苯乙醛合成途径存在竞争关系,且苯甲醛为通过非β氧化途径形成.

    青梅特征香气芳香族香气前体物质氨基酸

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    基于ICR的履带车辆路径跟踪与转向控制算法研究

    王法安杨全合张兆国李安楠...
    386-395,425页
    查看更多>>摘要：针对丘陵山区单边制动农用履带车辆路径跟踪精度低、控制次数多、转向偏差大等问题,本文开展不同负载条件下履带车辆路径跟踪控制研究.首先,对履带车辆的转向运动学进行理论分析,并建立履带车辆运动学模型;其次,根据履带车辆单边制动转向特性,提出一种基于瞬时旋转中心(Instantaneous center of rotation,ICR)的大角度转向控制算法,该算法能够根据规划路径的转向点位置与履带车辆转向瞬心,规划出最优的转向目标点,并控制履带车辆在该转向目标点一次性转向到所需航向,与此同时,完成转向控制器设计;最后,开展履带车辆在3种不同负载条件下的仿真试验与田间试验.仿真结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均误差面积与平均转向控制次数分别降低68.95％、68.77％;田间试验结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均横向偏差均值、平均转向控制次数与转向点处平均最小偏差分别减少57.27％、33.93％、62.29％,且路径跟踪效果更优,验证了大角度转向控制算法的有效性.试验结果满足履带车辆路径跟踪的要求,为实现农用履带车辆的路径跟踪提供理论基础与参考.

    农用履带车辆路径跟踪转向瞬心转向控制

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    液电混动履带底盘电液系统联合仿真与试验

    韩明兴徐琨廖宜涛李淼...
    396-408,418页
    查看更多>>摘要：针对传统以液压驱动或纯电驱动的履带式农机装备功耗大、系统响应慢、电池续航短、功率扭矩输出不足等问题,本文提出了一种高效液电混动履带式行走底盘,集成了液压驱动和电驱动两套独立动力系统,双液压马达及双伺服电机的四轮驱动结构,可实现整机大扭矩输出,利于整机轻量化设计;通过伺服电机速度及力闭环控制,适应匹配底盘外负载的变化,可显著改善闭式液压驱动系统的动态输出特性,提高整机动态控制性能并降低工作能耗.基于AMESim与Matlab建立了电液混动系统的联合仿真模型,对比分析整机在平地直线行驶、山地爬坡、原地转向等不同工况的行驶动态性能,试验结果表明所设计的液电混合驱动履带底盘最大行驶速度可达1.1 m/s,原地转弯时间最快为2.4 s,最小转弯直径为150 cm,可实现丘陵山地复杂地形转弯及调头;履带底盘直线行驶偏移率不大于3.3％;在相同工况下与液压驱动相比,液电混合动模式下整机能耗可减少9.3％,提高了整机工作效率.

    履带底盘液电混动行驶性能联合仿真

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    基于含避障角人工势场法的机器人路径规划

    万俊孙薇葛敏王克鸿...
    409-418页
    查看更多>>摘要：针对基于距离的人工势场法(Artificial potential field,APF)存在的局部极小值问题,提出了一种含避障角的人工势场法的避障路径规划方法.在平面环境中,采用斜率判定路径规划过程中的位置关系,通过机器人当前点到障碍物的距离与障碍物的影响半径二者之差得出人工势场法中的排斥力,并对排斥力的偏转角进行调整;另外,在空间环境中利用圆弧插补理论将机器人平面避障问题转换为空间避障问题;基于机器人构型配置对改进人工势场法进一步完善以满足实际避障要求.仿真和实验研究结果表明,含避障角的人工势场法,在单个或多个障碍物环境中进行避障路径规划时解决了局部极小值的问题,同时实现了 6自由度机器人末端在避障时的轨迹曲线平滑无振荡,验证了所提出避障路径规划方法的可行性.

    6自由度机器人人工势场法避障角避障偏转角度圆弧插补

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    基于POE模型的工业机器人运动学参数二次辨识方法研究

    乔贵方杜宝安张颖田荣佳...
    419-425页
    查看更多>>摘要：针对工业机器人在高度制造领域精度不高的问题,本文提出了一种基于POE模型的工业机器人运动学参数二次辨识方法.阐述了基于指数积(Product of exponential,POE)模型的运动学误差模型构建方法,并建立基于POE误差模型的适应度函数;为实现高精度的参数辨识,提出了一种二次辨识方法,先利用改进灰狼优化算法(Improved grey wolf optimizer,IGWO)实现运动学参数误差的粗辨识,初步将Staubli TX60型机器人的平均位置误差和平均姿态误差分别从(0.648 mm,0.212°)降低为(0.457 mm,0.166°);为进一步提高机器人的精度性能,再通过LM(Levenberg-Marquard)算法进行参数误差的精辨识,最终将Staubli TX60型机器人平均位置误差和平均姿态误差进一步降低为(0.237 mm,0.063°),机器人平均位置误差和平均姿态误差分别降低63.4％和70.2％.为了验证上述二次辨识方法的稳定性,随机选取5组辨识数据集和验证数据集进行POE误差模型的参数误差辨识,结果表明提出的二次辨识方法能够稳定、精确地辨识工业机器人运动学参数误差.

    串联型工业机器人改进灰狼优化算法指数积参数辨识

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