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期刊信息/Journal information
中国农机化学报
中国农机化学报

曹曙明

双月刊

2095-5553

jcam@vip.163.com

025-84346270 84346296

210014

江苏省南京市中山门外柳营100号

中国农机化学报/Journal Journal of Chinese Agricultural Mechanization北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为农业机械化专业性期刊。宣传党的农业机械化的方针政策，探索农业机械化的方向和道路，交流农业机械化经营管理和教育培训经验，传播农业机械化信息，普及农业机械化基础知识。
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    基于改进PSO-BPNN的拖拉机液压油品质监测

    李仲兴朱方喜刘炳晨郗少华...
    140-146页
    查看更多>>摘要：为实现对拖拉机液压油品质的有效监测,保障拖拉机液压系统的平稳运行,基于改进PSO-BPNN设计一种针对拖拉机液压油品质的监测方法.首先,为研究拖拉机液压油品质恶化情况,在液压油新油的基础上配制不同比例的液压油油样.随后,搭建拖拉机液压油品质监测试验装置,并依据试验装置采集与监测液压油粘度、介电常数和温度参数.然后,设计并搭建一种基于改进PSO-BPNN的拖拉机液压油品质监测模型,该模型利用正弦调整惯性权重的PSO算法优化BPNN的权值和阈值初始值,提高模型收敛效率.最后,为验证基于改进PSO-BPNN的液压油品质监测方法的可行性,与基于传统BPNN、标准PSO-BPNN的拖拉机液压油品质监测模型进行对比.结果表明,基于改进PSO-BPNN的拖拉机液压油品质监测方法具有较快的收敛速度,监测正确率达到97.78%,为优化拖拉机液压油品质监测方法提供参考.

    拖拉机液压油品质改进PSO算法BP神经网络

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    基于动态规划算法的串联式混合动力拖拉机犁耕工况能量管理研究

    缪皓楠尹必峰黄幼林朱亚辉...
    147-153页
    查看更多>>摘要：针对串联式混合动力拖拉机存在的经济性问题,采用动态规划算法优化串联式混合动力拖拉机能量管理控制策略.给出串联式混合动力拖拉机结构及主要参数,并基于MATLAB/Simulink搭建串联式混合动力拖拉机关键部件模型,基于动态规划模型及动态规划的基础理论,提出串联式混合动力拖拉机犁耕工况全局动态规划控制策略求解方法.仿真结果表明,在功率跟随和动态规划两种控制策略下,功率跟随的燃油消耗为 20.625 kg,动态规划控制策略的燃油消耗为19.330 kg,与功率跟随控制策略相比,燃油消耗大约减少6.3%,经济性明显提高,说明动态规划算法的控制更加精确,效果更好,而且发动机功率大幅变化的次数减少,发动机大致工作在高效区域.

    串联式混合动力拖拉机犁耕动态规划能量管理

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    自适应山地果园轨道运输平台结构设计与试验

    杨轶锴欧阳玉平吴权立刘燕德...
    154-161页
    查看更多>>摘要：缺乏高效的运输机械是目前国内南方丘陵山地地区农业发展中存在的主要问题之一,国内现有的农业运输机械大多无法适应山地多坡多弯的复杂地形,导致工作效率低下、安全性差、运输效果不佳.为解决山地农业运输问题,研制一款自适应山地轨道运输平台.在果园种植基地进行轨道应力测试试验得到真实的应力数据,结果表明,在最大载重500 kg时,轨道所受应力平均值为245.3 MPa,小于轨道材料的屈服极限值660 MPa,在极限坡度(30°)时,轨道所受应力也小于材料极限强度,轨道符合工作所需的强度要求,该运输平台可以安全的进行工作.振动测试试验结果表明,在对果品影响最大的振动频率0～10 Hz范围内,轨道运输平台的最大振幅小于0.08 cm,对运输的果品等产生的损伤小,符合工作标准.该运输平台轨道铺设简便,成本低,地形适应性强,爬坡能力强,载重量大,能满足丘陵山地农产品运输的需求,并通过设计倾角调节结构、自适应控制系统,使运输平台在山地复杂地形行驶时拖车能处于平衡状态,货物不发生倾倒,提高山地轨道运输平台的安全性和灵活性,保障运输的农产品的品相,延长运输平台的使用寿命.

    山地果园轨道运输有限元仿真倾角调节结构安全性能

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    大功率拖拉机悬浮前桥设计、调试与试验

    赵文科付帅张丽媛董云蓬...
    162-169页
    查看更多>>摘要：针对现国产大功率拖拉机驾驶舒适性差、易驾驶疲劳、作业效率低等问题,设计一种非独立悬浮前桥,运用仿真分析、边界试验、响应试验、隔振质量试验等对其结构参数进行优化确定.按照悬浮前桥寿命 15 000 h,拖拉机最高时速40 km/h,最大制动减速度 5 m/s2,悬浮量±65 mm的边界,结合理论分析与经验设计,初步确定悬浮前桥刚度值 310～980 N/mm,对应的无阻尼固有频率范围小于2.0 Hz;阻尼系数范围0.2～0.7 s-1;模式切换时,位置调整时间6～30 s,泄压时间小于30 s.仿真分析与边界试验的结果表明:悬浮前桥满足15 000 h寿命要求,满足40 km/h最高时速,最大制动减速度5 m/s2的使用需求.经响应试验验证及优化,模式切换时,位置调整时间为3.57～14.71 s,泄压时间小于16.69 s.隔振质量试验表明,无阻尼固有频率小于1.8 Hz,阻尼系数0.45～0.56 s-1.

    悬浮前桥拖拉机独立侧最小加速度振动谱傅里叶变换

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    基于离散元法的香菇菌渣颗粒仿真物理参数标定

    李震岳强张冬会李志强...
    170-176页
    查看更多>>摘要：为确定不同含水率香菇菌渣颗粒在离散元仿真模拟中多种参数准确性,采用离散元软件EDEM中EEPA接触模型进行仿真模拟,标定不同含水率香菇菌渣颗粒间离散元参数的方法.首先使用Design-Expert软件中的Plackett-Burman试验,选取影响香菇菌渣颗粒堆积角的9个基本参数,根据方差分析结果表明,其中6个基本参数对堆积角具有显著影响;其次通过最陡爬坡试验进一步确定这6个显著影响基本参数最优值区间范围;最后根据响应曲面Box-Behnken试验建立香菇菌渣颗粒堆积角与这6个显著影响基本参数之间的二次多项式回归模型,并对回归模型进行方差分析,分别得到不同含水率香菇菌渣颗粒堆积角模型参数最优解.试验结果表明,最优解仿真模拟所得堆积角数值与物理试验数值相对误差范围在0.11%～0.89%之间.

    香菇菌渣颗粒含水率堆积角离散元标定参数

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    长绒棉棉铃成熟度仿生类脑分类方法研究

    崔高建李晓娟
    177-183页
    查看更多>>摘要：快速准确识别长绒棉棉铃成熟的不同阶段,对长绒棉种植的智能化、装备化管理具有重要意义.针对现有方法在长绒棉棉铃成熟度分类辨识易受复杂棉田背景、阴影、强光和叶片遮挡等因素影响识别率低的问题,提出将模拟生物视觉皮层的信息处理机制与HMAX模型融合的类脑分类方法,实现大田环境下棉铃不同成熟度的快速、高效识别.首先,采用相机获取长绒棉不同成熟阶段的图像信息,以花铃期、裂铃期、吐絮期、停止生长期4个生长阶段为对象,构建中小样本的棉铃数据集;其次,模拟视网膜神经节细胞的信息处理机制以提升HMAX模型的检测速度与精度,提出基于改进HMAX模型的类脑识别算法;最后,为探究各模型在非清晰数据集上的表现,采用高斯模糊方法将测试集转换 6次,以HMAX、HHMAX、SHMAX作为对比,评估改进HMAX模型性能.试验结果表明,在原始数据集下,改进HMAX模型的总体准确率为95.3%,相比于HMAX、HHMAX、SHMAX模型分别高出15.1、9.2和6个百分点;在错误分类中,由于吐絮期和停止生长期特征相似,造成错误识别的概率最大;在非清晰数据集下,HMAX、HHMAX以及SHMAX退化指数分别为8.21%、7.935%和11.21%,改进HMAX模型总体退化指数为5.92%.研究结果表明:在分类精度、模糊图像输入等方面,改进HMAX模型能够较好地满足实际生产中棉铃不同成熟阶段分类识别的实际需求.

    棉铃成熟度分类识别改进HMAX模型图像处理仿生类脑

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    带时间窗的多目标农机跨区协同作业调度方法研究

    郭亚倩张璠姚竟发常淑惠...
    184-192页
    查看更多>>摘要：由于缺少科学合理的优化调度策略,在农收季节多机跨区作业常常出现作业成本高、作业效率低、无法在适宜作业的时间内完成农田任务等情况.针对此问题,在作业时间窗的约束下,以农机作业转移距离最短、调度总成本最低为目标,构建多机多目标跨区协同作业调度模型,设计基于优先级策略的多目标自适应优化调度算法(APRMOGA).采用双层编码方式对基因进行编码,按照时间窗优先级规则依次分配联合收割机进行作业,产生初始种群;设计基于双层编码的时间窗优先级顺序交叉方法,优先保留开始作业时间早的基因,结合自适应变异概率和精英策略对个体进行选择变换,得到全局最优的Pareto解集.选取河北省内某地区24块农田进行试验验证,结果表明:APRMOGA算法运行效率要高于NSGA-Ⅱ算法;通过APRMOGA算法计算得到的联合收割机作业转移距离和调度总成本比NSGA-Ⅱ算法分别下降23.60%、13.72%.

    农机时间窗优先级策略多目标优化路径规划

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    基于SIFT和自适应阈值的RANSAC算法的茶饼图像配准研究

    白晓虎杨瑞峰郭晨霞李坤...
    193-198页
    查看更多>>摘要：在茶饼图像的特征点精匹配中,人工选择阈值会导致误匹配和漏匹配问题,为此提出一种基于F1-Score最大化的方法,自动选取距离阈值的随机抽样一致性(RANSAC)算法进行特征点对筛选.用尺度不变特征变换(SIFT)算法提取茶饼图像的特征点,采用快速近似最近邻(FLANN)算法将异源图像提取出来的特征点进行粗匹配,用改进后的RANSAC算法优化特征点匹配.通过对比不同算法的匹配准确率和均方根误差,证明本文算法在经过旋转、视角以及亮度变换的茶饼图像上能够综合考虑准确率和召回率,自适应地确定一个距离阈值,改进后的RANSAC算法使其准确率最大可以提高18.9%,均方根误差平均降低0.706 pixel,研究证明所提算法能够达到更好的匹配效果.

    茶叶溯源鉴定特征点匹配尺度不变特征变换随机抽样一致性

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    基于双分支深度神经网络的农田场景语义分割方法

    邵换峥李翠翠刘奇付于金辉...
    199-205页
    查看更多>>摘要：农田场景下对农作物和杂草的精确定位是靶向喷施除草剂和机械智能除草等技术的基础,针对现有算法易受目标间相互遮挡、目标形变、环境光照变化等不利因素影响的问题,提出一种基于双分支神经网络的农田场景语义分割算法,实现对农作物和杂草的像素级分类进而获取农作物和杂草的位置信息.首先,设计基于ResNeSt网络结构的骨干网络对图像进行特征提取;然后,设计并行的由细节分支和语义上下文分支组成的双分支神经网络,分别用于提取图像细节信息和图像语义上下文类别信息,并引入注意力机制以更好的提取上下文特征,提升语义分割的性能;接着,使用双分支特征融合模块对上述细节分支和语义上下文分支输出的特征进行融合;最后,通过语义分割头模块输出对农作物和杂草的语义分割结果.在自建数据集上的试验表明,所提出的算法能够对农作物和杂草进行像素级的准确分割,mIoU值达到93.8%,能够满足智能除草和除草剂靶向喷施的实际应用需求.

    语义分割神经网络深度学习农田场景智能除草

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    基于机器学习结合多因子组合的玉米估产研究

    贾金豹朱成娟汪家全周鹏...
    206-214页
    查看更多>>摘要：玉米作为河南省主要种植作物之一,作物产量预测对区域贸易和粮食安全具有重要意义.为建立简单、及时、准确的作物叶面积指数LAI和产量预测模型,采用多元线性回归MLR、偏最小二乘回归PLSR和决策树DT机器学习技术,结合玉米生理参数因子(P1)、光谱特征波段(P2)、土壤性质参数(P3)和气象参数(P4)进行多因子组合构建玉米LAI和产量的估测模型.研究结果表明,在3种机器学习方法中,籽粒形成期的LAI估测精度显著优于其他生育时期,而成熟期的产量模型估测精度显著优于其他时期;在5种多因子组合中,PLSR算法结合P1+P2+P3+P4多因子组合构建的模型达到最高精度,其中LAI估测最高为Rv2=0.84,RMSEv=0.38,产量估测最高为Rv2=0.79,RMSEv=982 kg/hm2.为我国北方玉米种植区的玉米生长和产量预测提供技术支持和理论依据,提高预测的准确性和效率,对农业生产管理和决策制定具有重要意义.

    玉米机器学习高光谱生理指标叶面积指数产量

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