基于吊杯插秧机的盆栽与花坛互作特性研究

快速阅读: 《Nature.com》消息，本研究探索了挂杯移栽机作业中钵苗与栽植器的交互机制，构建了非线性关系模型。通过离散元法与多体动力学耦合，验证了模型精度，并利用神经网络技术建立了相互作用模型。结果显示初次碰撞力峰值致钵体损伤最重。GA-BP算法表现优异，误差率为2.25%-10.54%。研究为理解交互机制及移栽质量预测提供了理论和实践参考。

本研究旨在探讨挂杯移栽机作业过程中钵苗与栽植器之间的交互作用机制，并建立两者间的非线性关系模型。研究采用离散元方法与多体动力学的耦合方法，构建了杯型栽植器和钵苗的离散元模型。

研究通过设置不同的移栽频率（每分钟22株、34株和46株）作为影响因素，分析了钵苗与栽植器之间的碰撞接触点和交互关系。以种植后的基质损失率作为评估指标，验证了仿真模型的精确度。此外，利用人工神经网络技术，并结合BP算法和GA-BP算法，以模拟田间种植试验的结果作为数据集，建立了不同参数条件下钵苗与移栽装置之间相互作用的非线性模型。

研究结果表明，在不同移栽频率下，钵苗与栽植器之间的碰撞接触点和交互关系存在显著差异。在初次碰撞接触时，碰撞力达到峰值，导致钵体损伤最为严重。对比分析显示，GA-BP算法在确保模型准确性和稳定性方面表现出色，其目标值与预测值的相对误差率为2.25%至10.54%，具有更好的拟合性能。

这项研究不仅为理解杯型栽植器与钵苗的交互作用机制提供了重要的理论依据，还为在复杂田间环境中构建移栽质量预测模型提供了宝贵的实践参考。

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