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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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    畜牧养殖智能饮水控温系统设计与试验

    冯林刘阳春王吉中李明辉...
    72-78,84页
    查看更多>>摘要：为提升草原放牧牛羊福利化养殖装置性能,开发一种基于多传感器原位数据检测与模糊PID控制相结合的畜牧养殖智能饮水控温系统.该系统主要由数据采集模块、注水加热模块、温度控制模块以及远程数据监测模块组成.数据采集模块是采用多种传感器对饮水装置中水温、水质、水量等信息实时采集;注水加热模块采用底部注水加热的形式,便于水温自下而上发生层流流动,使水温分布更均匀;温度控制模块采用基于闭环负反馈模糊PID控制算法,自整定PID系数,实现水温精准控制;远程数据监测模块是针对用户设计,便于用户实时观察饮水装置的工作情况.对系统开展模糊PID控温测试以及水温温场均匀性试验验证与仿真分析,试验结果表明:模糊PID控温效果与常规PID控温相比,模糊PID控温曲线更光滑,加热响应速度更快,当预设水温目标温度为23 ℃,入水水温分别为7 ℃、9 ℃、11 ℃、13 ℃、15 ℃时,实际加热温度与目标温度的波动幅度最大仅为0.3 ℃;对不同测温点加热,得同一水平面不同测温点最大温差为0.3 ℃,水槽不同截面水温温差小于0.2 ℃,装置测温点水温能精准控制在23 ℃±0.5 ℃.畜牧养殖智能饮水控温系统的水温温度场均匀性良好,能够为福利化养殖提供装备支持.

    畜牧养殖精准控温多传感器原位数据检测模糊PID控制

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    蒲公英种子与绒毛脱分机设计与试验

    屈哲马翱博韩明辉邵海昊...
    79-84页
    查看更多>>摘要：针对蒲公英的种子与绒毛分离困难,分离过程中劳动量大、人工成本高等问题,设计两级脱分的蒲公英种子与绒毛脱分机.整机结构由一级脱分装置、二级脱分装置、负压除杂装置、传动装置以及进料口组成.对一级脱分和二级脱分的筛网进行结构设计和计算,得出设计参数:一级锥形筛网高度为277 mm,母线长为320 mm,顶圈筛孔个数为87个,底圈筛孔的个数为185个,二级冲孔筛的直径为520 mm,筛孔数为6 928个.以喂入量和毛刷转速为试验因素,以蒲公英种子的脱净率、破损率为试验指标进行试验,得到脱分机的最佳工作状态:当毛刷转速为320 r/min、喂入量为0.003 7 kg/s时,脱净率为87.6％,破损率为2.8％.蒲公英种子与绒毛脱分机整体结构合理、运行状况稳定,满足设计要求.

    蒲公英种子绒毛脱分机毛刷筛网

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    自分级挤压式核桃破壳机关键部件作业参数优化与试验

    刘华龙曾勇张宏
    85-92页
    查看更多>>摘要：通过分析不同作业参数对自分级挤压式核桃破壳机破壳性能的影响规律,优化关键部件的作业参数,提高破壳性能.以核桃在辊板间的运动学分析为基础,确定影响核桃破壳取仁的关键因素为破壳角度和轧辊转速,并以破壳率、整仁率和能耗为试验指标,开展两因素五水平二次正交旋转中心组合试验.利用Design-Expert软件进行数据分析,建立各因素和试验指标之间的回归模型并进行方差分析,得到影响破壳率、整仁率和能耗的主次因素.利用响应面法分析两个因素的交互作用,根据优化目标的重要程度对回归模型进行多目标优化.试验结果表明:最优工作参数组合为破壳角度0.47°,轧辊转速108 r/min,在此条件下,得出破壳率为97.24％,整仁率为92.03％,能耗为1.88 kJ/kg,验证试验结果与模型预测值相对误差小于5％.品种适应性试验结果表明:最优工作参数对3个品种核桃(温185、新温179、扎343)的适应性较佳,表现为破壳率均大于96％,整仁率均大于90％,能耗均小于2 kJ/kg.为相关破壳取仁设备改进与优化以及不同品种核桃破壳加工参数的选取提供理论参考.

    核桃破壳机参数优化响应面法

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    锤式轴型饲草粉碎机构设计与试验

    刘猛员荣基王忠宇范国强...
    93-99页
    查看更多>>摘要：针对我国牛羊养殖业对高效饲草粉碎机需求增加的现状,设计—种锤式轴型饲草粉碎机构,主要由锤片、安装盘、轴式粉碎转子和筛网组成.选用直刀型锤片设计粉碎机构,建立粉碎作业的理论模型,对刀片、粉碎转速和供料旋转速度进行设计与计算.采用Adams与Simulink联合仿真对轴式粉碎转子启动过程进行分析,得到粉碎转子加速时间为0.35 s,锤片所受最大载荷为4 478.5 N,锤片最大变形量为36.1 μm,锤片应力集中在销轴孔处,应力最大为64.3 MPa.采用ANSYS对锤片结构进行静力学分析,并对锤片强度进行校核,满足强度要求.采用ANSYS Workbench对设计的粉碎转子进行模态分析,分析表明粉碎转子在锤片处最容易发生位移变形,粉碎转子的前4阶固有频率远大于激励频率,发生共振概率极小.对样机的粉碎性能进行试验,平均粉碎效率达到25 m3/h以上,达到预期设计目标.

    饲草粉碎机锤片旋筒供料粉碎转子

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    基于改进YOLOv5算法的瓜蒌分级方法

    霍正瑞孙铁波
    100-107页
    查看更多>>摘要：为解决瓜蒌检测技术存在的检测精度低且检测时间长的问题,提出一种基于改进YOLOv5算法的瓜蒌分级方法YOLOv5-GCB.在主干网络引入Ghost卷积模块替换传统卷积,在保证准确率的同时减少模型的参数量;在特征提取网络和推理层之间添加CA注意力模块,增强模型对空间和通道信息的关注,提高检测精度;在颈部网络中引入双向加权特征金字塔网络(Bi-directional Feature Pyramid Network,BiFPN)替换原始结构,融合不同尺度特征提升多尺度目标的表达能力.结果表明:与原有的YOLOv5模型相比,改进的YOLOv5-GCB算法对瓜蒌等级的检测准确率提高4％,达到95.3％,检测速度达到31.5 fps.该研究提出的算法在保证瓜蒌分级检测准确率的同时拥有更高的识别速度,为实际场景中的瓜蒌分级提供理论研究和技术支持.

    瓜蒌分级目标检测多尺度特征融合CA注意力机制

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    基于改进InceptionV3算法的小麦杂质识别研究

    林燕翔沈印李光林
    108-116页
    查看更多>>摘要：为解决传统人工识别小麦效率低、主观性高的问题,提出一种基于改进的CBAM-InceptionV3小麦杂质识别方法.搭建机器视觉在线检测平台采集动态图像数据,采用数据集增强、图像预处理和KS分类方法对小麦杂质图像进行处理;选用GoogLeNet、ResNet34、InceptionV3三种模型对图像数据集进行分类训练.以InceptionV3模型为基础,引入注意力机制CBAM,增强模型对信息的敏感度,提升模型的识别准确率.将改进卷积神经网络CBAM-InceptionV3模型与加入CA模块的CA-InceptionV3、InceptionV3两种模型进行对比试验.结果表明,Inception V3模型在测试集上准确率为83.5％、F1-Score 为 82.41％,CA-InceptionV3 模型在测试集上准确率为 92.3％、F1-Score 值为 92.29％,CBAM-InceptionV3在测试集上准确率为92.9％、F1-Score值为92.92％.CBAM-InceptionV3模型对测试集的平均预测时间为0.045张/s,明显优于其他两种模型.

    小麦杂质卷积神经网络分类识别CBAM-InceptionV3可视化

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    基于CKF的大型拖拉机状态参数估计研究

    魏国俊王鸿翔王圣杰王振雨...
    117-122,154页
    查看更多>>摘要：拖拉机运行状态的准确识别与估计是其安全行驶和平稳控制的重要依据.针对大型拖拉机状态参数的估计复杂、精确度不高等问题,建立大型拖拉机整车三自由度仿真模型,其中包含Dugoff轮胎模型,提出基于容积卡尔曼滤波理论的大型拖拉机状态参数估计算法,并对大型拖拉机的行驶参数进行估计,包含纵向速度、侧向速度、质心侧偏角、横摆角速度.利用Matlab软件仿真验证,在双移线路面附着系数为0.8和0.6的工况下,对比仿真的状态参数和算法估计的数值.结果表明,拖拉机横摆角速度、质心侧偏角和纵向速度仿真值与真实值的误差分别为0.1、0.2、0.4,验证基于容积卡尔曼滤波算法对大型拖拉机状态参数估计的可行性和准确性,为大型拖拉机的稳定性控制等提供借鉴和参考.

    大型拖拉机非线性动力学容积卡尔曼滤波状态参数Dugoff轮胎模型

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    丘陵山地智能混动割草机控制系统设计

    赵鹏飞高巧明曾俊豪向浩...
    123-131页
    查看更多>>摘要：针对我国高原和丘陵山地果园、茶园等农业生产活动中,生草制管理所面临的割草机械作业效率低、时间短及自动化程度低的问题,结合自主设计的丘陵山地智能混动割草机,设计一种可实时识别工况并自动完成能量管理的割草机控制系统.该系统以割草机实时接收的行驶工况识别信号为切入点,采用实时工况识别算法程序,依据不同类别工况的特点采取相应的能量管理控制策略.通过搭建控制系统并结合作业工况,进行该控制系统的性能试验.试验结果表明:该控制系统能够快速、准确的响应割草机动力性与割草性能要求,且相比于同耗油量下无能量管理的油电混合割草机,其单次作业时间约增加18％.同时验证该工况识别系统的合理性,工况正确识别时长精度达到90％以上.

    智能混动割草机控制系统实时工况识别能量管理

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    面向果园车辆自主导航算法的仿真测试平台设计

    王诗瑶李秋洁朱泓逸
    132-140页
    查看更多>>摘要：为测试和评价果园车辆自主导航算法的性能,采用数学分析软件MATLAB搭建面向果园车辆自主导航算法的仿真测试平台.仿真测试平台通过构建果园种植模型、激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)测量模型、车辆运动学模型、车辆动力学模型和电机控制模型实现虚拟果园测量和车辆运动过程模拟,通过可视化测量数据、导航过程和导航偏差显示导航结果并评价导航算法性能.对单一模型和平台整体的性能测试结果表明,仿真测试平台可靠,针对基于2D LiDAR的导航路径生成和跟踪算法,仿真测试平台能够有效测试和评价不同果园种植参数及车辆初始状态下的算法性能,满足果园车辆自主导航算法的测试需求.

    仿真测试平台自主导航果园车辆激光雷达

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    基于麻雀搜索算法优化的模糊PID控制方法研究

    章海亮聂训黄招娣
    141-148页
    查看更多>>摘要：为解决肥料和水的配比过程中,酸碱度(pH)和电导率(EC)的稳态时间长、超调量大等问题,在模糊PID)控制的基础上融合麻雀搜索算法对控制器的三个增益参数(比例、积分、微分)进行有效优化.在MATLAB/Simulink下分别做传统PID控制pH和EC值的仿真试验、模糊PID控制pH和EC值的仿真试验以及基于麻雀搜索算法优化的模糊PID控制pH和EC值的仿真试验,将三者仿真试验中pH和EC值的稳定时间以及超调量进行对比.试验结果表明:基于麻雀搜索算法优化的模糊PID控制与传统的PID控制相比,酸碱度和电导率的稳定时间分别减少475 s和261 s,超调量分别减少5.4％和12.19％,与模糊PID控制相比,酸碱度和电导率的稳定时间分别减少356 s和95 s,超调量分别减少1.4％和2.34％.所提出的控制方法能够使系统具有更小的超调量和更快地达到上升稳态时间,可以精准的控制肥料和水的配比.

    水肥一体化控制系统模糊PID控制麻雀搜索算法酸碱度电导率

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