可調(diào)寬窄行高速水稻插秧機(jī)電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf

1、我國(guó)水稻種植地域非常廣闊，不同地區(qū)的土壤質(zhì)量、氣候狀況等多樣性使水稻種植農(nóng)藝要求存在一定的差異，即使同一水稻品種在我國(guó)不同地域的種植方式和農(nóng)藝要求也不盡相同，除去在插植時(shí)間上的差異，水稻種植行距差異也較大。插秧行距的不同對(duì)水稻長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量、質(zhì)量均有著一定的影響，寬窄行插秧技術(shù)在越來(lái)越多的地域推廣開(kāi)來(lái)。目前市場(chǎng)常見(jiàn)的插秧機(jī)都是固定等行距，一般為300mm或238mm。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)藝要求的結(jié)合程度越來(lái)越高，寬窄行栽秧技術(shù)得到推廣，近幾年寬

2、窄行水稻插秧機(jī)也在不斷的普及開(kāi)，同樣它的寬窄行種植行距也是固定值。如果要將農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)藝要求有著更深更融洽的結(jié)合，可調(diào)行距水稻插秧機(jī)的研究非常有必要，不僅能有效的適用于不同地域的水稻種植農(nóng)藝要求，也大大提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推廣力度，加大了插秧機(jī)因地制宜的適用范圍。電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是可調(diào)寬窄行高速水稻插秧機(jī)的關(guān)鍵工作部件，主要作用是調(diào)節(jié)插秧行距，因此，本文選擇可調(diào)寬窄行高速水稻插秧機(jī)電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行優(yōu)化。
　　多

3、學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化（Multidisciplinary Design Optimization,MDO）技術(shù)源于國(guó)外，主要應(yīng)用于航空航天、船舶等研究領(lǐng)域的高耦合繁雜工程系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，目前在理論和應(yīng)用均處于初步階段，國(guó)內(nèi)較多的應(yīng)用于航空航天和汽車等領(lǐng)域。在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法是首先考慮結(jié)構(gòu)材料、尺寸等設(shè)計(jì)變量的機(jī)械學(xué)科的性能設(shè)計(jì)要求，再在機(jī)械學(xué)科優(yōu)化完成的基礎(chǔ)上考慮控制學(xué)科的優(yōu)化問(wèn)題，這種學(xué)

4、科串行的優(yōu)化方法得到的結(jié)果一般都是局部最優(yōu)解的疊加，而不是優(yōu)化目標(biāo)的全局最優(yōu)解。
　　本文以優(yōu)化可調(diào)寬窄行高速水稻插秧機(jī)電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)整體工作性能最優(yōu)為目的，以多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化理論作為基礎(chǔ)，以多學(xué)科優(yōu)化方法、算法的選擇，優(yōu)化平臺(tái)的構(gòu)建等內(nèi)容在電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為核心，以及針對(duì)電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)基于多學(xué)科優(yōu)化方法優(yōu)化所得結(jié)果，開(kāi)展了以下研究：
　　1、分析了常用的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和優(yōu)化算法，提出了電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)

5、化策略與算法，即采用協(xié)同優(yōu)化方法和MIGA+NLPQL混合算法，并以電控連桿機(jī)構(gòu)作為算例，對(duì)選用策略與算法進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)算。
　　2、對(duì)電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了學(xué)科分析，結(jié)合電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的工作特性和設(shè)計(jì)參數(shù)的影響指數(shù)，建立電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化框架，確定了系統(tǒng)級(jí)和學(xué)科級(jí)的優(yōu)化目標(biāo)、設(shè)計(jì)變量和約束條件，構(gòu)建出電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。
　　3、提出了電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)并行優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想，結(jié)合電控調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)