二次通用旋转组合设计在精量排种试验中的应用

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1、2015年10月农机化研究第10期二次通用旋转组合设计在精量排种试验中的应用吕冰，刘飞，刘月琴，赵满全，李娜(内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018)摘要:采用二次通用旋转组合设计对室内精量排种试验进行了优化设计。通过理论分析，选择真空度和排种轴转速作为试验因素，穴距合格率和空穴率作为试验指标，进行二因素三水平的二次通用旋转组合设计试验，并建立了数学模型。经过检验，模型拟合程度很好。对真空度和排种轴转速与穴距合格率和空穴率之间的影响趋势进行分析，得到了最佳参数组合的预测结果:真空度3．5kPa，排种轴转速7．4r/min，穴距合格率93．5%，空穴率3．2

2、%。实测值为:穴距合格率92．4%，空穴率1．8%，误差1．25%。由此说明，模型精确、可靠，为二次通用旋转设计在农机方面的试验研究提供了借鉴。关键词:排种试验;二次通用旋转组合设计;回归;数学模型+中图分类号:S223．23文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0201－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.045试验所用排种器的工作原理为气吸式。目前，国0引言外绝大多数发达国家使用的小粒径种子精密排种器正交设计与均匀设计都是常用的试验方法，有其的工作原理也是气吸式的，技术相对成熟，而国内在［2］共同的特点:试

3、验点均匀散布在方形编码空间的某一这方面仍需加大技术投入。［1］位置上，即都是一种基于线性模型的试验设计。二试验排种盘为圆形，厚度2mm，直径200mm，孔径次通用旋转组合设计在编码空间的旋转面上也分布为1mm;该盘有18穴，每穴有3个小孔。有试验点，使得试验点的选择更具代表性，从而提高试验设备主要为黑龙江省农业机械工程科学研了模型的精度。近年来，采用二次通用旋转组合设计究院研制的JPS－12型排种器性能检测试验台。该试［2］［3］验台可用于气力式(包括气吸式)排种器的精播、穴播已成功解决了诸如棉纱工艺、紫菜粗多糖的提取及青霉产ɑ－葡萄糖苷酶培养基［4］等问题的优化。

4、其等作业方式的试验、检测与数据分析。同时，该设备在食品、医药、化工等领域应用广泛，但在农机及相关还具有种子的实时检测功能，使试验数据的记录变得方面的试验研究和应用相对较少。准确而高效。本文将二次通用旋转设计成功应用于小粒径精2试验方法量排种试验的优化，进行了单因素分析、方差分析和双因素相互作用分析，建立了准确的数学模型。本试验采用二次通用旋转组合设计，它是在二次回归旋转设计基础上发展而来的。大体上来说，二次1试验材料与设备回归旋转设计就是在原来方形编码空间的基础上，增本次试验所用种子为呼和浩特市蒙田种苗公司加了圆形(球面形)分布的试验点。以二元二次回归旋转组合设计试

5、验点分别为例，如图1所示。生产的精品谷子，纯度不低于96%，净度不低于一般来说，增加的试验点需要满足一定条件:①99%。测得种子平均粒径为2．114mm，千粒质量旋转条件;②非退化条件。前者使试验设计具备旋转为3．493g，籽粒饱满，绝大多数种子的形状可近似为性，后者使回归方程的回归系数具有唯一值，只有当球形。两条件结合时才能构成一套可行的旋转设计方案。收稿日期:2014－10－16同时，为了解决二次回归旋转设计在编码空间不同半基金项目:国家自然科学基金项目(51365034);中国博士后科学基金径圆上的试验点具有预测值y^的方差不相等的缺点，项目(2014M552

6、532XB)作者简介:吕冰(1989－)，男，黑龙江齐齐哈尔人，硕士研究生，进而加以改进，使得试验点在编码空间不同半径圆上(E－mail)lvbing9999@126．com。的预测值y^的方差都相等。这种设计就是二次通用通讯作者:赵满全(1955－)，男，内蒙古土右旗人，教授，博士生导师，(E－mail)nmgzmq@yahoo．com．cn。旋转组合设计。·201·2015年10月农机化研究第10期4．1试验因素和指标的选择普通谷子直径在2mm左右，气吸式排种盘孔径要小于2mm。考虑排种盘孔径大小因素时，对排种盘进行堵孔率的单因素试验，结果如图2所示。由图2可知

7、:排种盘孔径在0．8mm以下，堵孔率急剧升高;孔径在1．25mm以上，孔率也会有所升高。图1试验点分布图Fig．1Testpointscattering3试验准备及调试1)阈值和种子形状参数。JPS－12型排种器性能图2单因素试验结果检测试验台采用了计算机视觉技术，同时引入了“阈Fig．2Thetestresultsofsinglefactor值”的概念。其实，阈值就相当于像素的大小。种子为了探究原因，在真空度为0的情况下，使排种从排种器中排出后，落到传送带上，途经高清摄像机盘以11．1r/min的速度空转30min。由于排种盘和种产生清晰的黑白图像，而图像的黑