科技文摘

20200601一種新型混合驅動花卉移栽裝置研發與試驗//DOI：10.25165/j.ijabe.20201302.5187

為了使得花卉盤栽機械結構輕簡、控制方便、實現取栽一體化，該文對以五桿機構為載體的混合驅動并聯機構進行研究。根據花卉移栽作業的農藝要求，設計出盆栽作業中有利于實現取苗和植苗的 “尖嘴形”工作軌跡，通過移栽軌跡建立機構參數求解的數學模型，并將五桿機構拆解為兩個桿組，基于遺傳算法和基于Pareto排序的NSGAII優化算法分兩個步驟進行優化，最終優化出機構參數，與同類設計相比，機構移栽軌跡高、機構尺寸小、結構緊湊、實時可控電機角加速度波動小、換向次數少、運動精度高。基于優化得到機構參數建立機構的三維模型，通過Adams虛擬仿真驗證了模型設計的正確性，在此基礎之上試制了樣機，采用stm32單片機通過DDA運動插補算法擬合兩原動件的角位移函數曲線，實現兩臺電機的同步聯動運動控制，最后開展了樣機移栽實驗，試驗中取苗成功率為90.0%-93.4%，盆栽成功率為80.5%-86.9%，表明了機構能夠在花卉移栽中實現取栽一體化工作。

[編譯自：Zhao X，Zhang X S，Wu Q P，Dai L，Chen J N. Research and experiment of a novel flowertransplanting device using hybrid-driven mechanism. Int J Agric ＆ Biol Eng，2020；13（2）：92-100.]

20200602基于擾動測試的農用車輛路徑跟蹤控制與試驗//DOI：10.25165/j.ijabe. 20201302.4506

為提高農用運輸車輛路徑跟蹤的魯棒穩定性，該文結合農用運輸車輛特點基于非線性模型預測控制設計了路徑跟蹤控制器。該方法將路徑跟蹤問題轉化為求解滿足速度、轉角約束的最優值問題。該方法首先將農用車的非線性運動學模型進行離散化，推出遞推模型作并為控制器預測方程；然后構建新的狀態量設計目標函數，添加系統控制量、狀態量約束條件；最后將預測方程帶入目標函數將其轉化為基于遞推序列的二次規劃法響應問題；為增強系統的魯棒穩定性，利用實時反饋與滾動優化實現控制器的閉環校正；重復以上過程，實現預測控制。Matlab的仿真表明：非線性模型預測控制器能夠實現對所設計路徑的有效跟蹤且具有較強的魯棒穩定性。當測試車輛以3 m/s的速度跟蹤參考軌道時，最大橫向偏差為13.36 cm，最大縱向偏差為34.61 cm。當增加的水平偏差擾動Yr小于1.5 m時，控制器可以快速調整車輛，使測試車輛可以返回參考軌跡并繼續行駛。同時進行了與線性模型預測控制器的比較實驗。與傳統的線性模型預測控制器相比，當以3 m/s的速度執行圓形路徑跟蹤時，水平偏離軌道的距離減少了36.8%，縱向偏差減少了32.98%。

[編譯自：Liu Z D，Zheng W X，Wang N，Lyu Z Q，Zhang W Z. Trajectory tracking control of agricultural vehiclesbased on disturbance test. Int JAgric ＆ Biol Eng，2020；13（2）：138-145.]

20200603可生物降解塑料地膜降解性能及其覆蓋對東北地區玉米田間地溫和產量的影響// DOI：10.25165/j.ijabe.20201302.5360

塑料地膜是農業生產的重要資源，但其在自然環境中要經過幾百年才能完全降解。塑料地膜的大規模使用難免產生嚴重的環境污染，研發可代替普通地膜的降解地膜是解決殘膜污染的重要途徑之一。研究表明，生物降解地膜具有良好的覆蓋效果，該地膜最終可被微生物分解為水、二氧化碳和土壤有機質。該文通過兩年試驗，研究了生物降解地膜的降解特性，包括降解速率、表面微觀結構、拉伸強度和斷裂伸長率，以及不同覆蓋處理對土壤溫度和玉米產量的影響。采用3種不同降解速率的生物降解地膜、普通地膜和露地對照進行田間試驗。試驗中隨著地膜成分中降解助劑的增加，生物降解膜降解率顯著提高，2017年及2018年玉米收獲后降解率分別為7.2%-17.8%和18.1%-35.2%，其中壟側地膜降解程度明顯高于壟上。拉伸強度和斷裂伸長率的降低與降解膜的降解速率成正比。經電鏡掃描發現，玉米收獲后，生物降解膜的表面微觀結構明顯較覆蓋前粗糙。生物降解膜覆蓋下，玉米整個生育時期5 cm、15 cm和25 cm層土壤溫度高于露地處理，其中，2017年增溫幅度為3.1-3.2℃，2018年增溫幅度為1.2℃-2.1℃。與露地對照相比，生物降解膜覆蓋顯著提高了玉米產量，2017年增產10.4%-14.3%，2018年增產11.6%-24.7%。在玉米品質方面，各處理間沒有顯著差異。該研究表明，生物降解地膜可以替代普通地膜。生物降解地膜中的組成成分可以根據環境變化進一步改進，以確保作物收獲后能夠完全降解。

[編譯自：Zhang WW，Wang LH，Zhou JQ，Zhu KL，Sun SJ. Degradability of biodegradable plastic filmsand its mulching effects on soil temperature and maize yield in northeasternChina. Int J Agric ＆ Biol Eng，2020；13（2）：146-153.]