挠性圆盘移栽机数字化设计及试验研究
发布时间：2023-03-28 20:40
数字化设计是现代设计理论和方法的核心,涵盖了现代设计的最新技术。将数字化设计技术的应用引入农业机械行业,以改变传统农业机械的设计方式,对于提高我国农业装备设计制造的整体水平具有重要意义。 在研究Kombinette挠性圆盘移栽机结构和工作原理的基础上,分析特征系数λ在移栽过程中对秧苗直立度的影响,对秧苗在投苗过程中的运动过程进行理论分析,建立苗体的运动学模型,确定移栽机机构参数和工作参数与秧苗落地角度之间的关系,为移栽机设计提供技术依据和理论基础。 分析和量子计算、遗传算法和量子遗传算法的基本概念、原理和计算流程,讨论量子遗传算法在收敛时间、种群多样性、量子门旋转角选择策略等问题。针对挠性圆盘移栽机投苗结构参数优化问题非线性、多维数等特点,提出一套通用的量子遗传算法优化实现方案。通过量子遗传算法、传统遗传算法和改进遗传算法的优化结果对比,证明量子遗传算法更适合研究问题的优化求解。 以Kombinette挠性圆盘移栽机为对象,研究了三维实体模型的几何建模、特征建模、参数化建模和数字化装配技术。采用基于特征和约束建模的方法构建挠性圆盘移栽机关键部件的三维实体模型,实现产品特征参数化,并根据...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 蔬菜移栽机械化在农业生产中作用及意义
1.1.1 蔬菜移栽机械化的优势
1.1.2 蔬菜移栽机械化的意义
1.2 研究的目的和意义
1.2.1 传统移栽机设计方法存在的问题
1.2.2 数字化设计的作用和意义
1.2.3 移栽机数字化设计的优势
1.3 国内外移栽机的研究概况
1.3.1 国内移栽机的发展现状
1.3.2 国外移栽机的发展现状
1.3.3 移栽机研究的关键问题和发展技术策略
1.4 论文研究的主要内容
第二章 Kombinette移栽机理论研究及运动分析
2.1 移栽机结构及工作原理
2.1.1 移栽机结构
2.1.2 移栽机工作过程
2.2 移栽机投苗原理分析
2.2.1 零速投苗原理
2.2.2 零速投苗分析
2.3 投苗过程运动学模型建立
2.3.1 相关参数关系及意义
2.3.2 位移方程
2.3.3 速度方程
2.3.4 加速度方程
2.4 秧苗落地分析
2.4.1 秧苗下落位移分析
2.4.2 秧苗落地接触点分析
2.4.3 秧苗落地夹角分析
2.5 小结
第三章 基于量子遗传算法挠性圆盘移栽机参数优化
3.1 遗传算法
3.1.1 遗传算法概述
3.1.2 遗传算法的基本流程
3.2 量子计算
3.2.1 量子态
3.2.2 量子算符
3.3 量子遗传算法
3.3.1 量子遗传算法概述
3.3.2 量子旋转门及调整策略
3.3.3 量子遗传算法计算流程
3.4 基于量子遗传算法的移栽机投苗系统参数优化
3.4.1 优化模型建立
3.4.2 量子比特编码
3.4.3 适应度函数
3.4.4 参数设定
3.4.5 优化结果与比较分析
3.5 小结
第四章 挠性圆盘移栽机数字化造型
4.1 基于特征的参数化造型技术
4.1.1 特征造型技术
4.1.2 基于特征的参数化设计方法
4.1.3 数字化装配技术
4.2 挠性圆盘移栽机主要部件三维实体造型
4.2.1 零件建模
4.2.2 链条及秧苗托盘组件建模
4.3 移栽机装配
4.3.1 移栽组合装配
4.3.2 悬挂梁组合装配
4.3.3 行走轮组合与秧箱组合装配
4.3.4 移栽机整体装配
4.4 创建二维工程图
4.4.1 单位制的设定
4.4.2 二维工程图的创建
4.5 创建参数化模型样板
4.5.1 特征参数化的实现
4.5.2 参数设定
4.5.3 关联关系设定
4.5.4 创建参数化模型样板
4.6 小结
第五章 挠性圆盘移栽机动态仿真
5.1 虚拟样机技术
5.1.1 概念
5.1.2 ADMAS动力学分析
5.1.3 ADAMS功能模块
5.2 ADAMS与Pro/E联合仿真的实现
5.2.1 模型导入
5.2.2 定义刚体
5.2.3 创建约束副
5.2.4 模型传送
5.3 移栽机投苗过程的仿真分析
5.3.1 秧苗模型的建立
5.3.2 添加约束副和施加力
5.3.3 模型的编辑与检查
5.3.4 脚本仿真
5.3.5 仿真参数设定及仿真结果
5.4 小结
第六章 挠性圆盘移栽机试验研究
6.1 试验材料与方法
6.1.1 试验设备与材料
6.1.2 试验因素与指标
6.2 单因素试验与结果分析
6.2.1 试验方案设计
6.2.2 试验因素对秧苗直立度合格率的影响分析
6.2.3 试验因素对平均覆土深度的影响分析
6.2.4 试验因素对埋苗率的影响分析
6.3. 次回归正交旋转试验设计与结果分析
6.3.1 试验设计
6.3.2 试验数据处理
6.3.3 建立回归方程
6.3.4 显著性检验
6.4 双因素对试验指标影响的效应分析
6.4.1 前进速度和开沟深度对实验指标的影响
6.4.2 前进速度和开沟器位置对实验指标的影响
6.4.3 开沟深度和开沟器位置对实验指标的影响
6.5 影响因素的重要性
6.5.1 试验因素对秧苗直立度合格率影响重要性
6.5.2 试验因素对平均覆土深度影响重要性
6.5.3 试验因素对埋苗率影响重要性
6.6 回归方程优化求解及验证
6.6.1 影响秧苗直立度合格率各因素最优解
6.6.2 影响秧苗平均覆土深度各因素最优解
6.6.3 影响秧苗埋苗率各因素最优解
6.7 小结
第七章 挠性圆盘移栽机数字化设计系统
7.1 系统开发策略
7.1.1 软件开发平台的选择
7.1.2 系统体系结构
7.2 系统总体设计方案
7.2.1 系统功能模块
7.2.2 系统工作流程
7.3 系统应用
7.4 小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3773245
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【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 蔬菜移栽机械化在农业生产中作用及意义
1.1.1 蔬菜移栽机械化的优势
1.1.2 蔬菜移栽机械化的意义
1.2 研究的目的和意义
1.2.1 传统移栽机设计方法存在的问题
1.2.2 数字化设计的作用和意义
1.2.3 移栽机数字化设计的优势
1.3 国内外移栽机的研究概况
1.3.1 国内移栽机的发展现状
1.3.2 国外移栽机的发展现状
1.3.3 移栽机研究的关键问题和发展技术策略
1.4 论文研究的主要内容
第二章 Kombinette移栽机理论研究及运动分析
2.1 移栽机结构及工作原理
2.1.1 移栽机结构
2.1.2 移栽机工作过程
2.2 移栽机投苗原理分析
2.2.1 零速投苗原理
2.2.2 零速投苗分析
2.3 投苗过程运动学模型建立
2.3.1 相关参数关系及意义
2.3.2 位移方程
2.3.3 速度方程
2.3.4 加速度方程
2.4 秧苗落地分析
2.4.1 秧苗下落位移分析
2.4.2 秧苗落地接触点分析
2.4.3 秧苗落地夹角分析
2.5 小结
第三章 基于量子遗传算法挠性圆盘移栽机参数优化
3.1 遗传算法
3.1.1 遗传算法概述
3.1.2 遗传算法的基本流程
3.2 量子计算
3.2.1 量子态
3.2.2 量子算符
3.3 量子遗传算法
3.3.1 量子遗传算法概述
3.3.2 量子旋转门及调整策略
3.3.3 量子遗传算法计算流程
3.4 基于量子遗传算法的移栽机投苗系统参数优化
3.4.1 优化模型建立
3.4.2 量子比特编码
3.4.3 适应度函数
3.4.4 参数设定
3.4.5 优化结果与比较分析
3.5 小结
第四章 挠性圆盘移栽机数字化造型
4.1 基于特征的参数化造型技术
4.1.1 特征造型技术
4.1.2 基于特征的参数化设计方法
4.1.3 数字化装配技术
4.2 挠性圆盘移栽机主要部件三维实体造型
4.2.1 零件建模
4.2.2 链条及秧苗托盘组件建模
4.3 移栽机装配
4.3.1 移栽组合装配
4.3.2 悬挂梁组合装配
4.3.3 行走轮组合与秧箱组合装配
4.3.4 移栽机整体装配
4.4 创建二维工程图
4.4.1 单位制的设定
4.4.2 二维工程图的创建
4.5 创建参数化模型样板
4.5.1 特征参数化的实现
4.5.2 参数设定
4.5.3 关联关系设定
4.5.4 创建参数化模型样板
4.6 小结
第五章 挠性圆盘移栽机动态仿真
5.1 虚拟样机技术
5.1.1 概念
5.1.2 ADMAS动力学分析
5.1.3 ADAMS功能模块
5.2 ADAMS与Pro/E联合仿真的实现
5.2.1 模型导入
5.2.2 定义刚体
5.2.3 创建约束副
5.2.4 模型传送
5.3 移栽机投苗过程的仿真分析
5.3.1 秧苗模型的建立
5.3.2 添加约束副和施加力
5.3.3 模型的编辑与检查
5.3.4 脚本仿真
5.3.5 仿真参数设定及仿真结果
5.4 小结
第六章 挠性圆盘移栽机试验研究
6.1 试验材料与方法
6.1.1 试验设备与材料
6.1.2 试验因素与指标
6.2 单因素试验与结果分析
6.2.1 试验方案设计
6.2.2 试验因素对秧苗直立度合格率的影响分析
6.2.3 试验因素对平均覆土深度的影响分析
6.2.4 试验因素对埋苗率的影响分析
6.3. 次回归正交旋转试验设计与结果分析
6.3.1 试验设计
6.3.2 试验数据处理
6.3.3 建立回归方程
6.3.4 显著性检验
6.4 双因素对试验指标影响的效应分析
6.4.1 前进速度和开沟深度对实验指标的影响
6.4.2 前进速度和开沟器位置对实验指标的影响
6.4.3 开沟深度和开沟器位置对实验指标的影响
6.5 影响因素的重要性
6.5.1 试验因素对秧苗直立度合格率影响重要性
6.5.2 试验因素对平均覆土深度影响重要性
6.5.3 试验因素对埋苗率影响重要性
6.6 回归方程优化求解及验证
6.6.1 影响秧苗直立度合格率各因素最优解
6.6.2 影响秧苗平均覆土深度各因素最优解
6.6.3 影响秧苗埋苗率各因素最优解
6.7 小结
第七章 挠性圆盘移栽机数字化设计系统
7.1 系统开发策略
7.1.1 软件开发平台的选择
7.1.2 系统体系结构
7.2 系统总体设计方案
7.2.1 系统功能模块
7.2.2 系统工作流程
7.3 系统应用
7.4 小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3773245
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