Calibración de parámetros de simulación y estudio experimental de un modelo de elementos discretos de dosificación de semillas de algodón de precisión
Autores: Bai, Shenghe; Yuan, Yanwei; Niu, Kang; Zhou, Liming; Zhao, Bo; Wei, Liguo; Liu, Lijing; Xiong, Shi; Shi, Zenglu; Ma, Yihua; Zheng, Yuankun; Xing, Gaoyong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Calibración de parámetros de simulación y estudio experimental de un modelo de elementos discretos de dosificación de semillas de algodón de precisión
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Parámetros
Simulación
Semillas de algodón
Prueba física
Parámetros de contacto
Valores objetivo de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la precisión de los parámetros utilizados en la prueba de simulación de elementos discretos, este estudio calibró los parámetros de simulación de las semillas de algodón combinando una prueba física y una prueba de simulación. Según los parámetros intrínsecos utilizados para la prueba física de la semilla de algodón, se midieron los parámetros de contacto de las semillas de algodón y las semillas de algodón, acero inoxidable y nailon, respectivamente, según el método de colisión de caída libre, el método de deslizamiento de plano inclinado y el método de rodadura de plano inclinado. Se realizó la prueba física del ángulo de acumulación y el ángulo de reposo de las semillas de algodón. Se procesó la imagen del montón de semillas con el software de Laboratorio de Matrices. Se utilizó la prueba de Plackett-Burman para analizar la importancia de los parámetros de simulación. El rango de valores óptimos de los parámetros significativos se determinó según la prueba de escalada más empinada. Se obtuvo el modelo de regresión de segundo orden de los parámetros significativos, el error de ángulo de apilamiento y el error de ángulo de reposo según la prueba de diseño de Box-Behnken. Tomando el error mínimo de ángulo de apilamiento y el error de ángulo de reposo como valores de objetivo de optimización, se obtuvo la siguiente combinación óptima de parámetros: el coeficiente de recuperación de colisión entre especies fue de 0.413, el coeficiente de fricción estática entre especies fue de 0.695 y el coeficiente de fricción de rodadura entre especies fue de 0.214. Se realizaron tres experimentos de simulación repetitivos para demostrar la fiabilidad de los resultados de calibración. Los resultados de la investigación pueden ser utilizados para experimentos de simulación de elementos discretos para la dosificación precisa de semillas de algodón.
Descripción
Para mejorar la precisión de los parámetros utilizados en la prueba de simulación de elementos discretos, este estudio calibró los parámetros de simulación de las semillas de algodón combinando una prueba física y una prueba de simulación. Según los parámetros intrínsecos utilizados para la prueba física de la semilla de algodón, se midieron los parámetros de contacto de las semillas de algodón y las semillas de algodón, acero inoxidable y nailon, respectivamente, según el método de colisión de caída libre, el método de deslizamiento de plano inclinado y el método de rodadura de plano inclinado. Se realizó la prueba física del ángulo de acumulación y el ángulo de reposo de las semillas de algodón. Se procesó la imagen del montón de semillas con el software de Laboratorio de Matrices. Se utilizó la prueba de Plackett-Burman para analizar la importancia de los parámetros de simulación. El rango de valores óptimos de los parámetros significativos se determinó según la prueba de escalada más empinada. Se obtuvo el modelo de regresión de segundo orden de los parámetros significativos, el error de ángulo de apilamiento y el error de ángulo de reposo según la prueba de diseño de Box-Behnken. Tomando el error mínimo de ángulo de apilamiento y el error de ángulo de reposo como valores de objetivo de optimización, se obtuvo la siguiente combinación óptima de parámetros: el coeficiente de recuperación de colisión entre especies fue de 0.413, el coeficiente de fricción estática entre especies fue de 0.695 y el coeficiente de fricción de rodadura entre especies fue de 0.214. Se realizaron tres experimentos de simulación repetitivos para demostrar la fiabilidad de los resultados de calibración. Los resultados de la investigación pueden ser utilizados para experimentos de simulación de elementos discretos para la dosificación precisa de semillas de algodón.