4BQD-40C型车载式喷播机喷筒摆动频率的优化及试验验证

摘要

目前我国草原退化严重，需要从各个方面对草原生态进行治理。4BQD-40C型车载式喷播机是一款用于草原牧草补播的专用机械。其播种方式决定了在喷播时落种范围存在必然的重播区和漏播区，落在地上的种子分布不均匀，这一现象严重影响了喷播机的工作效率和质量，有必要对其进行优化。
　　要想提高喷播均匀性，首先从减少重、漏播面积入手。经过对喷播机工作原理的分析，得出喷播机的喷筒摆动频率是影响重、漏播面积的主要因素。根据分析得出的落种范围曲线方程，严格绘制了落种范围图，并利用数值的方法计算出在其他喷播参数不变的情况下，不同的喷筒摆动频率对应的重、漏播面积。然后把喷筒摆动频率作为设计变量，重、漏播面积之和最小作为目标函数，利用黄金分割法得出了最优喷筒摆动频率。
　　在数值优化完成后，设计了试验验证优化程序的可靠性和正确性。试验采用地面划分网格的方式对喷播范围内的落种分布进行了统计，然后在Matlab中通过三次样条插值的方法使数据连续化、可视化，可以直观地看出落种分布的情况。对试验所得重、漏播面积数据与程序计算结果进行了对比，二者在漏播面积上数据接近，重播面积和重、漏播面积之和趋势一致，二者存在差别的主要原因是试验数据的统计受到限制。结果表明，该研究中设计的优化程序正确可行，可以为喷播机的设计和使用提供参考。
　　同时，研究中还对喷播机的播种均匀性进行了分析。通过对试验所得落种量数据均值、标准差、变异系数和克里斯琴森系数的计算，得出在经过喷筒摆动频率的优化以后，落种范围内的重、漏播面积有的大幅的减少，显著提高了喷播机的作业效果。但喷播机的喷播均匀性仍有相当的提升空间，可以从从其他方面进一步研究来提高其均匀性。但目前的均匀性可以满足草原补播的要求。

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插图和附表清单

1 引言

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 选题的意义及必要性

1.4 研究内容及方案

1.5 匀性系数计算方法

2 喷播机喷筒摆动频率的数值优化

2.1 喷播机喷播均匀性分析

2.2 喷播参数的测试

2.3 喷筒摆动频率的数值优化

3 试验验证

3.1 试验机设计

3.2 试验过程

3.3 试验结果与分析

4 均匀性分析

4.1 分析指标

4.2 数据分析

4.3 结论

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介