科技文摘

20200601一种新型混合驱动花卉移栽装置研发与试验//DOI：10.25165/j.ijabe.20201302.5187

为了使得花卉盘栽机械结构轻简、控制方便、实现取栽一体化，该文对以五杆机构为载体的混合驱动并联机构进行研究。根据花卉移栽作业的农艺要求，设计出盆栽作业中有利于实现取苗和植苗的 “尖嘴形”工作轨迹，通过移栽轨迹建立机构参数求解的数学模型，并将五杆机构拆解为两个杆组，基于遗传算法和基于Pareto排序的NSGAII优化算法分两个步骤进行优化，最终优化出机构参数，与同类设计相比，机构移栽轨迹高、机构尺寸小、结构紧凑、实时可控电机角加速度波动小、换向次数少、运动精度高。基于优化得到机构参数建立机构的三维模型，通过Adams虚拟仿真验证了模型设计的正确性，在此基础之上试制了样机，采用stm32单片机通过DDA运动插补算法拟合两原动件的角位移函数曲线，实现两台电机的同步联动运动控制，最后开展了样机移栽实验，试验中取苗成功率为90.0%-93.4%，盆栽成功率为80.5%-86.9%，表明了机构能够在花卉移栽中实现取栽一体化工作。

[编译自：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基于扰动测试的农用车辆路径跟踪控制与试验//DOI：10.25165/j.ijabe. 20201302.4506

为提高农用运输车辆路径跟踪的鲁棒稳定性，该文结合农用运输车辆特点基于非线性模型预测控制设计了路径跟踪控制器。该方法将路径跟踪问题转化为求解满足速度、转角约束的最优值问题。该方法首先将农用车的非线性运动学模型进行离散化，推出递推模型作并为控制器预测方程；然后构建新的状态量设计目标函数，添加系统控制量、状态量约束条件；最后将预测方程带入目标函数将其转化为基于递推序列的二次规划法响应问题；为增强系统的鲁棒稳定性，利用实时反馈与滚动优化实现控制器的闭环校正；重复以上过程，实现预测控制。Matlab的仿真表明：非线性模型预测控制器能够实现对所设计路径的有效跟踪且具有较强的鲁棒稳定性。当测试车辆以3 m/s的速度跟踪参考轨道时，最大横向偏差为13.36 cm，最大纵向偏差为34.61 cm。当增加的水平偏差扰动Yr小于1.5 m时，控制器可以快速调整车辆，使测试车辆可以返回参考轨迹并继续行驶。同时进行了与线性模型预测控制器的比较实验。与传统的线性模型预测控制器相比，当以3 m/s的速度执行圆形路径跟踪时，水平偏离轨道的距离减少了36.8%，纵向偏差减少了32.98%。

[编译自：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盖对东北地区玉米田间地温和产量的影响// DOI：10.25165/j.ijabe.20201302.5360

塑料地膜是农业生产的重要资源，但其在自然环境中要经过几百年才能完全降解。塑料地膜的大规模使用难免产生严重的环境污染，研发可代替普通地膜的降解地膜是解决残膜污染的重要途径之一。研究表明，生物降解地膜具有良好的覆盖效果，该地膜最终可被微生物分解为水、二氧化碳和土壤有机质。该文通过两年试验，研究了生物降解地膜的降解特性，包括降解速率、表面微观结构、拉伸强度和断裂伸长率，以及不同覆盖处理对土壤温度和玉米产量的影响。采用3种不同降解速率的生物降解地膜、普通地膜和露地对照进行田间试验。试验中随着地膜成分中降解助剂的增加，生物降解膜降解率显著提高，2017年及2018年玉米收获后降解率分别为7.2%-17.8%和18.1%-35.2%，其中垄侧地膜降解程度明显高于垄上。拉伸强度和断裂伸长率的降低与降解膜的降解速率成正比。经电镜扫描发现，玉米收获后，生物降解膜的表面微观结构明显较覆盖前粗糙。生物降解膜覆盖下，玉米整个生育时期5 cm、15 cm和25 cm层土壤温度高于露地处理，其中，2017年增温幅度为3.1-3.2℃，2018年增温幅度为1.2℃-2.1℃。与露地对照相比，生物降解膜覆盖显著提高了玉米产量，2017年增产10.4%-14.3%，2018年增产11.6%-24.7%。在玉米品质方面，各处理间没有显著差异。该研究表明，生物降解地膜可以替代普通地膜。生物降解地膜中的组成成分可以根据环境变化进一步改进，以确保作物收获后能够完全降解。

[编译自：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.]