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茶叶包装过程实时称量系统设计与试验
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作者 翁海勇 黄德耀 +4 位作者 张博昱 陆葛强 许少涵 王少峰 叶大鹏 《农业机械学报》 北大核心 2026年第5期303-313,363,共12页
为解决茶叶包装机称量过程中因多种干扰导致的称量精度低、效率欠佳问题,本文围绕称量信号降噪与控制算法优化展开研究,提出一种融合优化卡尔曼滤波算法、三段式-模糊PD与自适应迭代学习控制策略的综合性方法。在信号降噪方面,针对传统... 为解决茶叶包装机称量过程中因多种干扰导致的称量精度低、效率欠佳问题,本文围绕称量信号降噪与控制算法优化展开研究,提出一种融合优化卡尔曼滤波算法、三段式-模糊PD与自适应迭代学习控制策略的综合性方法。在信号降噪方面,针对传统卡尔曼滤波在称量各阶段降噪效果不足的问题,提出分环节优化策略:动态给料环节采用指数预处理与卡尔曼滤波融合以抑制高频噪声;静态称量环节减小过程激励噪声协方差以增强滤波稳定性,并且根据状态协方差P的收敛程度对滤波值进行加权平均分配得到最终称量值;料斗开启环节通过调节卡尔曼增益至极值消除跟踪滞后;料斗关闭环节引入加权限制处理尖峰干扰。在控制算法方面,设计三段式-模糊PD控制策略,将动态给料过程分为粗给料、减速给料和精给料阶段,结合模糊理论实现PD参数在线自整定,通过动态调整参数平衡减速阶段以完成过渡。此外,针对振动盘停止后的超调问题,在精给料阶段引入自适应迭代学习算法,通过迭代修正振动盘的提前停止量,使实际称量值更快接近期望值。试验结果表明,碧螺春绿茶与龙井绿茶的实际称量结果相对目标质量的偏差能够控制在±0.06 g以内,而武夷岩茶则在±0.12 g以内。此外,3种茶类均能在短时间内完成称量作业,且同一目标质量下的称量时间差异可控制在±1 s以内。该方法有效提升了茶叶自动称量系统的精度、效率与稳定性,为茶叶自动包装机的性能优化提供了可行方案。 展开更多
关键词 茶叶包装机 动态称量 卡尔曼滤波 模糊PD控制 迭代学习
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谷子风筛式清选装置流场仿真与性能试验
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作者 毛欣 李帅霏 +3 位作者 张卫国 张东明 张紫恒 王泽铭 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期171-180,共10页
【目的】设计适合谷子清选的风筛式清选装置,为提高我国谷子的机械化收获水平提供支持。【方法】以编织筛和冲孔筛为研究对象,测定“龙谷31号”谷子脱出物的主要物料特性,采用Fluent仿真分析对上、下筛网分别为编织筛+编织筛、冲孔筛+... 【目的】设计适合谷子清选的风筛式清选装置,为提高我国谷子的机械化收获水平提供支持。【方法】以编织筛和冲孔筛为研究对象,测定“龙谷31号”谷子脱出物的主要物料特性,采用Fluent仿真分析对上、下筛网分别为编织筛+编织筛、冲孔筛+冲孔筛、编织筛+冲孔筛的清选装置进行流场仿真模拟,利用自制谷子风筛式清选试验台测定上、下筛均为编织筛的振动筛面的风速,以籽粒含杂率和清选损失率为评价指标,对曲柄转速、风机转速、风机倾角进行三因素五水平正交试验并建立回归模型,再采用多目标变量优化方法,运用Design-Expert 8.0.6对回归模型进行优化求解,确定最优结构参数组合,然后以圆整后的最优曲柄转速、风机转速、风机倾角进行台架验证试验。【结果】Fluent仿真分析表明,当上、下筛网均为编织筛时,气流的透筛率较好,气流能够贯穿筛网且无涡流,后段气流被有效导出清选装置并维持较高流速。台架试验表明,筛面高度90 mm处风速低于60 mm处,有利于脱出物分散;筛面高度60 mm处风速高于30 mm处,对脱出物分离起催化作用;筛面风速最高为4.22 m/s,大于杂余悬浮速度,足够分离谷子籽粒中的轻杂余,上、下筛均为编织筛合理可靠。多因素正交试验表明,风筛式清选装置的最优作业参数为:曲柄转速239.8 r/min,风机转速920.23 r/min,风机倾角25.98°,理论籽粒含杂率为2.89%,清选损失率为1.78%。利用圆整值(曲柄转速240 r/min、风机转速920 r/min、风机倾角26°)进行台架验证试验,实际籽粒含杂率为2.95%,清选损失率为1.81%。【结论】台架验证试验的籽粒含杂率和清选损失率与理论优化结果的相对误差分别为2.08%和1.69%,均小于5%,表明所设计的风筛式谷子清选装置结构可靠,满足谷子清选作业的工作需求。 展开更多
关键词 谷子 清选装置 风筛式清选 Fluent仿真
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荸荠振动筛分式自动分级机设计与试验
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作者 卫佳 孟繁越 +3 位作者 陈学玉 周勇 张国忠 刘浩蓬 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第3期243-250,共8页
针对荸荠人工分级效率低、成本高、缺少专用分级机等产业需求,设计一种荸荠振动筛分式自动分级机。首先,通过预试验和仿真试验,确定影响荸荠分级准确率的分级机工作参数。然后,基于ADAMS构建自动分级机关键部件振动筛的运动学仿真模型,... 针对荸荠人工分级效率低、成本高、缺少专用分级机等产业需求,设计一种荸荠振动筛分式自动分级机。首先,通过预试验和仿真试验,确定影响荸荠分级准确率的分级机工作参数。然后,基于ADAMS构建自动分级机关键部件振动筛的运动学仿真模型,分析确定曲柄长度及曲柄电机转速调节范围。运用Design—Expert软件设计三因素三水平Box—Behnken试验,并开展荸荠自动分级试验,分析得出影响总体分级准确率的较大因素依次为曲柄电机转速和筛板倾角。再以总体分级准确率最大为目标对分级机工作参数进行优化,得到最优工作参数为进料喂入量9.73 kg/min、筛板倾角2.11°、曲柄电机转速105.96 r/min。最后,基于优化后的工作参数进行荸荠分级验证试验。试验结果表明,自动分级机能高精度完成分级工作,总体分级准确率达到95.87%,试验值与模型预测值误差小于5%。为荸荠及类似不规则、易损伤的农业物料在产后自动分级的技术提升提供有效参考。 展开更多
关键词 荸荠 自动分级机 尺寸分级 振动筛分 正交试验 参数优化
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基于改进YOLO11的苹果品质分类检测模型
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作者 刘宗东 何辉波 +2 位作者 李华英 黄云 刘亚伦 《农机化研究》 北大核心 2026年第8期179-187,共9页
苹果果实表面特征复杂、纹理多样,现有方法难以对其进行精确检测与分类,无法满足实际需求。为此,基于YOLO11网络框架构建了YOLO11-FCFL网络模型。首先,提出了一种新的特征增强扩展金字塔网络(Feature Enhancement Expansion Pyramid Net... 苹果果实表面特征复杂、纹理多样,现有方法难以对其进行精确检测与分类,无法满足实际需求。为此,基于YOLO11网络框架构建了YOLO11-FCFL网络模型。首先,提出了一种新的特征增强扩展金字塔网络(Feature Enhancement Expansion Pyramid Network,FEEPN),通过多层特征的融合与扩散,提升模型对多尺度信息的捕获能力;其次,在主干网络中引入多样化分支块(Deep Diverse Branch Block)改进C3k2模块,形成C3k2-DeepDBB模块,增强主干网络的特征提取能力;再次,设计了一种轻量化组卷积检测头(Light Group Head),替换原有的解耦头,降低模型复杂度并提高检测效率;最后,利用焦点调制网络(Focal Nets)的焦点调制模块(Focal Modulation)取代快速空间金字塔池化模块,实现更丰富的上下文聚合与交互。在自建苹果数据集上进行分类检测试验,结果表明:改进后的YOLO11-FCFE模型准确率、召回率、平均精度均值mAP@0.5和mAP@0.5-0.95分别达到了87.5%、88.1%、93.0%、90.9%,较原有模型分别提高了0.5、5.3、2.6、2.4个百分点。与DINO、Faster R-CNN、RetinaNet、YOLOv5、YOLOv8、YOLOv10模型相比,mAP@0.5分别提高了0.7、2.6、3.2、2.4、2.0、4.3个百分点。YOLO11-FCFL模型为复杂表面特征的苹果识别与分类提供了高效解决方案,对推动苹果分类自动化具有重要意义。 展开更多
关键词 苹果检测 YOLO11 品质分类 特征金字塔 多样化分支块 焦点调制 组卷积
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穴盘苗分级机转运输送部件设计与试验
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作者 林承蔚 王一驰 +4 位作者 杨旭 王英龙 李慧文 邓弘轩 辜松 《农机化研究》 北大核心 2026年第8期9-15,共7页
穴盘苗分级机作业中,使用外部夹持手捡拾穴盘苗可有效避免基质块破碎,但现有穴盘苗转运输送部件与外部夹持手不适配,易造成载苗基质块侧翻和苗体损伤,进而造成转运失败,最终导致无法正常分级作业。为此,基于穴盘苗分级机提出一种转运杯... 穴盘苗分级机作业中,使用外部夹持手捡拾穴盘苗可有效避免基质块破碎,但现有穴盘苗转运输送部件与外部夹持手不适配,易造成载苗基质块侧翻和苗体损伤,进而造成转运失败,最终导致无法正常分级作业。为此,基于穴盘苗分级机提出一种转运杯双向输送部件,以实现外部夹持手将载苗基质块顺利放入和取出。转运杯是转运双向输送部件的核心,为保证与外部夹持手适配作业,对转运过程中的载苗基质块进行受力分析。以转运杯内径与基质块外径相对间隙、转运杯杯壁最低高度、气缸推送速度为影响因素,转运成功率为目标函数,对转运杯双向输送部件进行转运作业试验。结果表明:当转运杯内径与基质块外径相对间隙为1.5 mm、转运杯杯壁最低高度为30 mm、气缸推送速度为0.3 m/s时,转运杯双向输送部件作业效率达3600株/h,转运成功率达90%,满足分级机转运作业要求,研究结果可为穴盘苗分级机的研发提供技术参考。 展开更多
关键词 穴盘苗分级机 输送线 转运杯 载苗基质块 外部夹持手
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基于3D Gaussian Splatting的小麦植株三维表型构建分析
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作者 杨欣怡 吴春笃 +1 位作者 张波 张爽 《农业工程》 2026年第2期1-8,共8页
针对成熟期小麦三维表型传统获取方法效率低、自动化程度不足,难以兼顾效率与精细度的问题,基于三维高斯泼溅(3D Gaussian Splatting,3DGS)建立全流程表型构建方法,整合3个技术模块:基于多视角图像的3DGS高保真三维重建、以株高为代表... 针对成熟期小麦三维表型传统获取方法效率低、自动化程度不足,难以兼顾效率与精细度的问题,基于三维高斯泼溅(3D Gaussian Splatting,3DGS)建立全流程表型构建方法,整合3个技术模块:基于多视角图像的3DGS高保真三维重建、以株高为代表的宏观表型参数提取与精度验证,以及采用PointNet++模型的植株点云器官分割(叶、茎、穗)。试验结果表明,3DGS能够高效重建出细节丰富的小麦植株三维模型,其峰值信噪比、结构相似性指数和学习感知图像块相似度分别达到36.9594 dB、0.9746和0.1146;提取的株高与人工测量值高度一致(决定系数R2=0.9713,均方根误差1.565 cm);PointNet++模型在最优参数下(最远点采样中心数量10000)器官分割最佳准确率和平均交并比分别为0.78069和0.63954,测试集上穗部分割精度最高,精确率0.8604,交并比0.7547。利用该研究方法生成的小麦三维模型重建质量好、精度高,证明其在三维表型分析中具有高效、精确的优势,具备良好的应用潜力。 展开更多
关键词 小麦 作物表型 表型参数 器官分割 3D Gaussian Splatting PointNet++
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马铃薯清选技术与装备研究进展
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作者 李沛祈 赵胜雪 +3 位作者 邓炜航 王也 张思奇 李爽 《现代化农业》 2026年第4期78-81,共4页
随着全球对马铃薯产量和品质要求的不断提高,马铃薯清选技术与装备的研究显得尤为重要。研究综述了马铃薯清选机械的研究现状,分析了马铃薯清选机械在结构设计、工作原理及智能化技术应用方面的发展,并展望了未来的发展趋势。通过对国... 随着全球对马铃薯产量和品质要求的不断提高,马铃薯清选技术与装备的研究显得尤为重要。研究综述了马铃薯清选机械的研究现状,分析了马铃薯清选机械在结构设计、工作原理及智能化技术应用方面的发展,并展望了未来的发展趋势。通过对国内外相关文献的梳理,总结了现有技术的优势与不足,并提出了未来马铃薯清选机械的发展方向,包括智能化、自动化和环保化等,为马铃薯清选设备的研制提供思路。 展开更多
关键词 马铃薯清选机械 研究现状 发展趋势 智能化 自动化
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基于巴西坚果效应的小籽粒作物分层清选机理
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作者 孙宾 燕海鹏 +4 位作者 常增村 奚传智 纪鹏程 韩成刚 李新成 《青岛农业大学学报(自然科学版)》 2026年第1期57-64,共8页
针对小籽粒作物籽粒清选效率低、清选损失大等问题,基于巴西坚果效应(Brazil nut effect,BNE),提出对振动参数与振动容器几何结构协同优化的清选设计思路。采用离散元软件EDEM仿真、响应面试验、数学建模等方法,系统分析了振动参数、振... 针对小籽粒作物籽粒清选效率低、清选损失大等问题,基于巴西坚果效应(Brazil nut effect,BNE),提出对振动参数与振动容器几何结构协同优化的清选设计思路。采用离散元软件EDEM仿真、响应面试验、数学建模等方法,系统分析了振动参数、振动容器几何结构对混合颗粒体系分层效果的影响。结果表明,3种不同几何结构的振动容器的最优参数组合为:梯形容器,振动方向角30°,振动频率30 Hz,振动幅度4 mm;立方体容器,振动方向角30°,振动频率25 Hz,振动幅度4 mm;圆柱体容器,振动方向角30°,振动频率25 Hz,振动幅度5 mm。振动能量与振动容器结构几何约束对混合颗粒体系分层效果的影响机理分析表明:振动容器的振动为混合颗粒体系提供有效对流能量,振动频率、振动幅度和振动方向角的共同作用产生的返混损失,受振动容器结构几何约束的影响。数理关系可描述为:分层效果与有效对流能量、返混损失的差值呈正相关。为农业清选装置的参数化设计与智能化调控提供了参考。 展开更多
关键词 巴西坚果效应 小籽粒脱出物 振动分层 离散元仿真 颗粒动力学
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基于机器视觉技术的茶叶精密分选设备设计与研究
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作者 沈嘉俊 李芸 +2 位作者 方子豪 章昕宁 张建伟 《数字农业与智能农机》 2026年第3期14-17,共4页
针对茶叶市场规模持续扩大、消费者对高品质茶叶需求日益增长的现状,而传统分选方式存在效率低下、精度不足及人工分拣强度大等问题,设计开发了一套基于机器视觉技术的茶叶精密分选设备。该设备集成自动送料装置、转动振动盘片、视觉识... 针对茶叶市场规模持续扩大、消费者对高品质茶叶需求日益增长的现状,而传统分选方式存在效率低下、精度不足及人工分拣强度大等问题,设计开发了一套基于机器视觉技术的茶叶精密分选设备。该设备集成自动送料装置、转动振动盘片、视觉识别系统、风选喷嘴机构及分级收集装置五大核心模块,采用真空吸附技术和转动振动盘片装置,实现茶叶的无损、连续传输;通过双工位视觉相机采集茶叶多源特征图像,结合深度学习算法完成茶叶等级判定,通过控制风选喷嘴实现茶叶流向控制。与传统分选设备相比,该设备在分选效率、分选精度及能耗控制方面具有显著优势,具备广阔的应用前景与社会效益。 展开更多
关键词 茶叶分级 机器视觉 精密分选 农业机械化
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基于深度学习热力图回归的樱桃分级检测方法
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作者 宋雪珺 高磊 郭晓霞 《食品与机械》 北大核心 2026年第1期72-78,共7页
[目的]解决樱桃筛选效率低、成本高的问题。[方法]提出一种基于热力图回归方法HRNet-YT,用于自动识别樱桃大小和果梗有无,实现高效筛选。HRNet-YT通过构建多个平行子网络实现多尺度信息融合,保持高分辨率表达,确保果梗和果萼关键点热力... [目的]解决樱桃筛选效率低、成本高的问题。[方法]提出一种基于热力图回归方法HRNet-YT,用于自动识别樱桃大小和果梗有无,实现高效筛选。HRNet-YT通过构建多个平行子网络实现多尺度信息融合,保持高分辨率表达,确保果梗和果萼关键点热力图的空间准确性。结合热力图技术捕捉丰富的上下文信息,并优化损失函数以提升模型的鲁棒性和精度。[结果]HRNet-YT-W48(384×288)在数据集上的检测准确率为87.3%,关键点平均精度(AP,OKS=0.5)为0.22。[结论]试验提出的方法在樱桃关键点检测任务中具有较高的准确性和适应性。 展开更多
关键词 深度学习 热力图回归 樱桃 分级检测 关键点检测 多尺度特征融合
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谷物联合收获机清选风机优化设计与试验
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作者 刘丽 于超凡 +1 位作者 张健 孙海影 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期211-219,共9页
针对谷物联合收获机清选风机多存在风速低、风量小、风机出风口不均匀等现象,以水稻联合收获机为例,对离心式清选风机进行优化。首先,对其进行CFD计算,得到出风口平均风速为12.1 m/s、出风口风量为6 479 m^(3)/h、出风口风速标准差为7.8... 针对谷物联合收获机清选风机多存在风速低、风量小、风机出风口不均匀等现象,以水稻联合收获机为例,对离心式清选风机进行优化。首先,对其进行CFD计算,得到出风口平均风速为12.1 m/s、出风口风量为6 479 m^(3)/h、出风口风速标准差为7.83 m/s,结合收获机械7 kg/s的喂入量对风速、风量需求进行理论计算,得到风机状态并不能满足谷物收获要求。然后,对离心式风机进行4因素5水平正交旋转仿真优化试验,得到最优组合:腹板边距为191.92 mm、蜗舌角为24.65°、扩散角为0.24°、蜗舌间隙为9.4 mm,此时理论上风机平均风速为17.7 m/s、风量为9 687.7 m^(3)/h、风速标准差为2.32 m/s;对风机进行仿真验证,结果表明优化后风机平均风速为17.96 m/s、风量为9 805 m^(3)/h、风速标准差为2.46 m/s,与优化前相比,风机平均风速增加了48.4%,风机出口总风量增加了51.3%,风速标准差降低了68.6%。最后,将腹板边距、蜗舌角、扩散角、蜗舌间隙圆整后进行台架试验,试验结果与仿真结果无显著差异,并确定最优结构参数下的风机转速应控制为1 330 r/min。 展开更多
关键词 谷物联合收获机 清选风机 CFD 参数优化
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基于PLC的水果自动分拣系统设计
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作者 王坤 刘志明 +1 位作者 李鑫莲 张鹏 《动力系统与控制》 2026年第1期16-29,共14页
随着水果产业向规模化、智能化方向发展,传统人工分拣方式因效率低、成本高、损伤率大等问题已难以满足现代分拣需求。本文设计了一套基于西门子S7-1200 PLC的水果自动分拣系统,通过集成颜色、重量、尺寸等多种传感器,实现对苹果等多类... 随着水果产业向规模化、智能化方向发展,传统人工分拣方式因效率低、成本高、损伤率大等问题已难以满足现代分拣需求。本文设计了一套基于西门子S7-1200 PLC的水果自动分拣系统,通过集成颜色、重量、尺寸等多种传感器,实现对苹果等多类水果的自动化识别与分拣。系统采用TIA博途V18进行程序设计,利用PLC SIM进行仿真验证,具备高精度、高效率、低误差等特点。仿真验证表明,该系统分拣误差率低于1%,每小时处理量可达2000件以上,显著提升了分拣效率与果品质量一致性。 展开更多
关键词 PLC 自动分拣 传感器 TIA博途 仿真验证
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小型窝眼筒清选机的设计与参数优化研究
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作者 吴龙民 李百成 +1 位作者 王俊武 霍树静 《中国种业》 2026年第1期65-69,共5页
针对蔬菜和花卉等小粒种子清选难度大、效率低的问题,设计了一种适用于多品种、小批量种子加工的小型窝眼筒清选机。阐述了整机结构组成及基于长度分离原理的工作过程,建立了窝眼筒极限转速、分离槽倾角、窝眼排列间距等关键参数的数学... 针对蔬菜和花卉等小粒种子清选难度大、效率低的问题,设计了一种适用于多品种、小批量种子加工的小型窝眼筒清选机。阐述了整机结构组成及基于长度分离原理的工作过程,建立了窝眼筒极限转速、分离槽倾角、窝眼排列间距等关键参数的数学模型。分析了窝眼直径、筒体转速、分离槽倾角及物料特性对清选效果的影响规律,提出了窝眼直径按种子长度0.8~1.4倍选取、筒体长径比2.0~3.0、倾角10~20°的优化参数组合。试验表明,该机器对生菜种子的清选生产率达50kg/h,清选后种子净度≥98%,达到国家标准三级良种要求,可为小粒种子的高效清选提供技术支撑。 展开更多
关键词 小型 窝眼筒 清选 分级 参数优化
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蓝莓自动分选装箱一体机结构设计与系统控制
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作者 黄麟 周飞 +3 位作者 朱金龙 杨加仙 陈越圆 郑永成 《中国农机装备》 2026年第2期148-150,共3页
随着蓝莓市场需求的持续增长,传统人工分选装箱已无法满足生产需要。现有蓝莓分选设备普遍存在成本高、体积大、功能单一等问题,难以适配云南高原丘陵山区的果园环境。针对这一现状,提出一种轻量化、便携式的蓝莓自动分选装箱一体机设... 随着蓝莓市场需求的持续增长,传统人工分选装箱已无法满足生产需要。现有蓝莓分选设备普遍存在成本高、体积大、功能单一等问题,难以适配云南高原丘陵山区的果园环境。针对这一现状,提出一种轻量化、便携式的蓝莓自动分选装箱一体机设计方案,通过传感器、单片机、AD转换器、电机驱动芯片等元件的协同工作,可实现设备的自动化控制。设计的蓝莓分选装箱装置具有占地面积小、操作简便、运行稳定等优势,为蓝莓自动化分选设备的研发提供了切实可行的参考方案。 展开更多
关键词 蓝莓 自动化分选 一体化设备 结构设计 控制系统
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哈密瓜分拣线优化设计
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作者 刘旭东 张林 +1 位作者 卢丹 王满满 《南方农机》 2026年第3期53-56,共4页
为解决新疆哈密瓜产业链人工分拣效率低、成本高的痛点,实现直播电商订单驱动的全自动分拣,文章以抖音、快手实时订单为数据源,通过开放API与MES对接,自动生成生产工单。在外观检测、糖分测定及重量分级三个关键环节分别采用计算机视觉... 为解决新疆哈密瓜产业链人工分拣效率低、成本高的痛点,实现直播电商订单驱动的全自动分拣,文章以抖音、快手实时订单为数据源,通过开放API与MES对接,自动生成生产工单。在外观检测、糖分测定及重量分级三个关键环节分别采用计算机视觉技术、近红外无损检测技术与动态称重技术,以确保分拣结果的多维度精准性。西门子S7-1200 PLC作为系统的核心控制单元,集中控制并统一调度全线设备,完成自动装箱、智能贴单、扫码寄件,实现“产线—客户”直发。该智能分拣系统在降低成本、提高效率的同时满足直播电商需求,为新疆哈密瓜产业的数字化升级提供了可复制、可推广的成功范例。 展开更多
关键词 哈密瓜 分拣 工业网络 智能 视觉
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基于多特征融合的鲜枣分级系统设计
16
作者 杨瑞青 《农业机械》 2026年第1期46-48,共3页
鲜枣营养价值丰富,受到人们的青睐,传统人工分级方式存在效率低下、劳动强度大等弊端。将图像处理技术与深度学习技术相结合,设计出一种多特征融合的鲜枣分级方法,以实现对鲜枣的高效、精准分级。该系统借助图像处理技术提取鲜枣的大小... 鲜枣营养价值丰富,受到人们的青睐,传统人工分级方式存在效率低下、劳动强度大等弊端。将图像处理技术与深度学习技术相结合,设计出一种多特征融合的鲜枣分级方法,以实现对鲜枣的高效、精准分级。该系统借助图像处理技术提取鲜枣的大小、形状及颜色等特征,通过卷积神经网络算法检测其外观缺陷,再将这些特征进行综合考量与有效整合,最后利用DCCK VisionPlus视觉软件构建分级模型。 展开更多
关键词 鲜枣分级 多特征融合 图像处理 深度学习
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基于AW-CPSO-Fuzzy-PID的茶鲜叶分级输送速度控制器研究 被引量:5
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作者 胡永光 靳筱天 +2 位作者 张志 鹿永宗 潘庆民 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期275-283,共9页
为解决基于机器视觉的茶鲜叶分级输送速度控制精度低的问题,本文设计一种引入自适应权重与Circle混沌映射的PSO优化模糊PID控制器(AW-CPSO-Fuzzy-PID),并开展基于改进模糊PID的茶鲜叶分级输送速度控制。在茶鲜叶输送传动系统作业过程中... 为解决基于机器视觉的茶鲜叶分级输送速度控制精度低的问题,本文设计一种引入自适应权重与Circle混沌映射的PSO优化模糊PID控制器(AW-CPSO-Fuzzy-PID),并开展基于改进模糊PID的茶鲜叶分级输送速度控制。在茶鲜叶输送传动系统作业过程中,当设定输送速度为78.5 mm/s时,每1 ms记录一次,输送速度波动可控制在0.7 mm/s内;改进模糊PID茶鲜叶输送传动系统响应时间比传统PID与模糊PID分别减少81.41%、61.74%;超调量分别降低81.24%、41.82%;采集目标图像平均峰值信噪比分别提高5.8、10.4 dB。结果表明,本文提出的方法具有更好的寻优性能和收敛速度。研究结果为基于机器视觉的茶鲜叶自动分级系统精确而稳定的控制奠定了理论基础,为解决由输送速度波动导致的图像模糊问题提供了技术方案。 展开更多
关键词 茶鲜叶分级 输送速度 模糊PID控制 粒子群算法
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皂荚籽气吸清选装置设计与试验 被引量:2
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作者 李娜 王杉 +1 位作者 徐鹏云 王伟 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期176-185,共10页
针对皂荚破碎过程中释放的刺激性气味、粉尘造成的环境和健康问题,以及破碎后的物料具有粘性导致籽粒清选损失率较高的情况,设计了一种皂荚籽气吸清选装置。通过测定皂荚破碎后的物料特征和组成成分,建立CFD-DEM耦合模型,仿真分析了影... 针对皂荚破碎过程中释放的刺激性气味、粉尘造成的环境和健康问题,以及破碎后的物料具有粘性导致籽粒清选损失率较高的情况,设计了一种皂荚籽气吸清选装置。通过测定皂荚破碎后的物料特征和组成成分,建立CFD-DEM耦合模型,仿真分析了影响清选装置清选性能的因素。以入风口风速、喂入量、清选高度为影响因素,清选损失率和籽粒含杂率为评价指标,开展单因素仿真试验,结果表明:清选装置较优工作区间为风口风速8~10 m/s、喂入量0.6~0.8 kg/s、清选高度0.02~0.04 m。样机试验结果表明:影响损失率和含杂率的因素主次顺序为风口风速、清选高度、喂入量,当风口风速为9 m/s、喂入量为0.7 kg/s、清选高度为0.03 m时,清选效果最佳。 展开更多
关键词 皂荚籽 清选装置 CFD-DEM耦合 样机试验
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基于机器学习的清筛装置性能预测与参数优化
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作者 宋金玙 李永磊 +2 位作者 万里鹏程 刘宗天 郑晓沛 《农机化研究》 北大核心 2026年第6期111-120,共10页
橡胶球清筛装置产生的激振力很难通过理论分析或试验测定获得,导致其清筛性能评估较为困难。为此,构建了橡胶球清筛装置MBD-DEM耦合模型对清筛过程进行模拟仿真,以球格高度(H)、球格宽度(W)、横筋倾角(α)和长轴斜角(β)为因素,橡胶球... 橡胶球清筛装置产生的激振力很难通过理论分析或试验测定获得,导致其清筛性能评估较为困难。为此,构建了橡胶球清筛装置MBD-DEM耦合模型对清筛过程进行模拟仿真,以球格高度(H)、球格宽度(W)、横筋倾角(α)和长轴斜角(β)为因素,橡胶球对筛片平均激振力为指标,开展了198组仿真试验。根据试验结果构建了清筛性能预测数据集。对支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、BP神经网络(BPNN)3种机器学习算法开展训练,以R2、MAE、RMSE为评估指标,优选RF为性能预测模型。将RF作为遗传算法(GA)的目标函数,建立RF-GA结构参数优化模型并开展寻优,将优化结果进行仿真试验验证,同时与响应面分析法(RSM)的优化结果进行对比分析。结果表明:基于RF-GA法优化出的参数组合(H=33 mm,W=46 mm,α=54°,β=49.5°)获得的平均激振力为3.95 N,较优化前的2.90 N提高了36.2%,且高于基于RSM法优化后的3.78 N。基于RF-GA获得的优化参数具有更好的作业效果,可为清筛装置的设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 清筛装置 性能预测 参数优化 机器学习 耦合仿真 响应面分析 遗传算法
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基于悬浮速度区间估计的核桃壳仁物料气动特性分析与试验 被引量:2
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作者 王应彪 杨斌 +2 位作者 宛双林 任博 李鑫瀛 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期290-300,共11页
壳仁分离是核桃深加工的首要环节,针对核桃壳仁物料较不规则、空气动力学关键参数难以准确测量等问题,该研究采用仿真分析与区间估计相结合的方法,研究核桃壳仁物料的气动特性并进行试验。首先,采用CFDDEM(Computational fluid dynamics... 壳仁分离是核桃深加工的首要环节,针对核桃壳仁物料较不规则、空气动力学关键参数难以准确测量等问题,该研究采用仿真分析与区间估计相结合的方法,研究核桃壳仁物料的气动特性并进行试验。首先,采用CFDDEM(Computational fluid dynamics,Discrete element method)方法仿真模拟了壳仁物料在气流中的运动,根据壳仁物料的运动轨迹和流场的流速分布,得出了二分壳、四分壳、八分壳、二分仁、四分仁、八分仁,6类物料的仿真悬浮速度范围。其次,以仿真结果为参考搭建试验台架,在台架试验中利用高速摄像技术记录壳仁物料的运动情况,并对物料在不同风速区间内的分布情况进行统计分析,经K-S检验,腔体内6类物料在气流中的位置分布均呈正态分布。最后,基于各类物料统计数据进行高斯拟合,并根据区间估计方法统计得出各类物料的悬浮速度范围为:二分壳7.25~9.50 m/s、四分壳6.90~8.95 m/s、八分壳6.20~7.75 m/s、二分仁9.20~14.85 m/s、四分仁9.60~14.55 m/s、八分仁9.30~11.45 m/s。通过对试验结果的分析,得到壳仁风选设备的较佳风选速度范围为9.0~9.4 m/s;同时,对悬浮速度的理论计算公式进行了修正,得到适用于漾濞核桃的形状修正系数为:二分壳3.82、四分壳3.06、八分壳2.80、二分仁1.49、四分仁1.12、八分仁1.17。此外,结合仿真和台架试验,研究分析了壳仁堆叠现象的成因及其对风选分离效果的潜在影响。研究表明:通过增加壳、仁物料在气流中的旋转运动,可减少堆叠现象的发生,有助于提升壳仁分离效率。该研究提出的悬浮速度区间估计方法可为不规则农业物料的气动特性分析及其关键参数测量提供参考。 展开更多
关键词 核桃 风选 高速摄像 悬浮速度 区间估计
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