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农业机器系统状态仿真及更新决策的研究

作 者: 李中才
导 师: 王福林
学 校: 东北农业大学
专 业: 农业机械化工程
关键词: 农业机器系统 经济寿命 状态仿真 更新决策 决策支持系统
分类号: S220
类 型: 博士论文
年 份: 2005年
下 载: 184次
引 用: 3次
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内容摘要


农业机械化发展的不同历史阶段,必然存在不同的主要矛盾。提高农业机械化的经济效果是当前农机化发展中的一个主要矛盾之一。这个问题的解决,涉及到许多方面,其中农业机器的更新换代是具有全局性质的问题。随着农机工业的发展,目前我国已经进入农机产品供过于求的新阶段;同时,我国农机化经历五十多年的发展,有一部分机器面临着更新换代。因此,农业机器更新换代问题有必要进一步深入研究。本课题来源于“教育部优秀青年教师负责资助的项目”(项目编号为教人司[2002]40号)。 农业机器系统是实现农业生产过程机械化所需的各种动力机械和作业机械的有机组合。农业机器系统在农业生产中占有重要地位。它是实现农业生产的重要的物质技术基础之一,是现代化农业的重要标志之一。本文阐述了农业机器更新的重要意义和迫切性。积极推进机器更新换代,可以形成较大的机器作业能力,提高机器作业质量,降低机器的经营费用,提高机器运行的综合效果。通过阅读相关文献,深入研究,结果发现关于这方面的研究尚存在一些需要进一步研究的问题。本文对农业机器系统演化规律及仿真问题;农业机器系统的稳定性、能观性和能控性问题;无大修农业机器累计油料费、维修费的预测方法;农业机器经济寿命计算时的目标选择;农业机器系统中,某一机型平均经济寿命的计算方法;农业机器更新的技术经济效果评价问题;农业机器系统更新决策的决策方法;开发农业机器系统更新决策支持系统等问题进行了深入研究。 本文通过研究和借鉴已有的科研成果,取得了一些较新的成果。这些成果主要有: 提出了农业机器系统的状态转移原理,完成了农业机器状态仿真软件的开发。本文给出了农业机器系统的稳定性、能控性和能观性定义,分别对农业机器系统的稳定、能控和能观成立的条件给予了证明,揭示了农业机器系统的内部规律。本文把改进的实数遗传算法应用到农业机器有关指标预测问题中,并以修正指数模型为例,求得的模型精度较高,证实了改进的实数遗传算法能够较好地解决多个参数估计问题,从而进一步提高了农业机器有关指标预测的精度。本文把逻辑斯梯模型、线性回归模型、指数模型构建成组合预测模型,精度优于单个模型。本文系统地研究了农业机器的技术经济指标的获取和处理方法。应用多维超椭球面方法来剔除异常数据,与单指标异常数据的剔除方法相比,更具有合理性;对现有农机统计报表内容的革新,丰富了农机统计报表的内涵,能够更加真实地反映农业机器的技术经济指标的变化规律。本文对计算农业机器平均经济寿命的基本方法进行了归纳,在此基础上,对这些方法进行了对比分析。本文提出了农业机器系统更新决策模型和决策方法,即单台机器更新决策方法和机器系统更新决策方法,对农业机器系统更新决策进行了较深入、系统地研究。应用本文阐述的农业机器系统更新决策理论,结合黑龙江省绥棱农场的农业机器系统的实际,开发了农业机器系统更新决策支持系统,为较系统地解决农业机器更新换代问题提供了一个应用软件。本文最后以黑龙江省绥棱农场的农业机器系统为实证分析对象,进一步证实了本文提出的有关农业机器系统更新换代的理论和方法的正确性,验证了农业机器系统更新决策支持系统的正确性和稳定性。 本文研究的特点是多学科交叉,各种方法和技术综合应用。以农业机器状态仿真和更新决策为主线,同时开展相关问题的研究,研究成果不仅可发展和完善农业机器系统更新换代

全文目录


摘要  9-11
Abstract  11-13
1 引言  13-21
  1.1 课题研究的目的及意义  13-15
    1.1.1 研究农业机器系统更新决策理论及方法是农业机械化管理的重要内容,是农业机械化管理理论发展的需要  13
    1.1.2 研究农业机器系统的更新决策是农机运用的生产实践提出的迫切任务  13-14
    1.1.3 研究农业机器系统的更新决策有助于促进农机系统的协调发展  14-15
  1.2 国内外研究水平与动态  15-19
    1.2.1 国内对农业机器系统更新决策的研究综述  15-16
    1.2.2 国外对农业机器系统更新决策的研究综述  16-19
  1.3 主要研究内容与技术路线  19-21
    1.3.1 主要研究内容  19
    1.3.2 技术路线  19-21
2 农业机器系统状态转移原理  21-30
  2.1 农业机器系统状态转移原理  21-22
  2.2 连续的农业机器系统状态演化方程  22-25
  2.3 离散的农业机器系统状态演化方程  25-27
  2.4 连续农业机器系统演化方程的解  27-28
  2.5 农业机器系统中的更新函数  28-29
  2.6 农业机器系统报废率函数  29-30
3 农业机器系统特性的动态分析  30-39
  3.1 农业机器系统的传递函数  30-32
  3.2 农业机器系统的能观性  32-35
    3.2.1 能观性的定义  32
    3.2.2 能观性的判断依据  32-33
    3.2.3 农业机器系统能观性  33-35
  3.3 农业机器系统的能控性  35-37
    3.3.1 能控性的定义  35-36
    3.3.2 能控性的判断依据  36
    3.3.3 农业机器系统能控性  36-37
  3.4 农业机器系统稳定性  37-39
    3.4.1 农业机器系统的稳定性概念  37-38
    3.4.2 离散农业机器系统方程的稳定性  38-39
4 农业机器更新有关指标的预测方法的研究  39-45
  4.1 改进的遗传算法在农业机器有关指标参数估计中的应用  39-43
    4.1.1 遗传算法的基本思想  39
    4.1.2 改进的实数遗传算法  39-42
    4.1.3 改进的实数遗传算法用于参数估计实施的步骤  42-43
  4.2 组合预测模型  43-45
    4.2.1 组合预测模型的建立  43
    4.2.2 组合预测模型最优权重的确定  43-45
5 农业机器系统中,某—机型平均经济寿命的研究  45-53
  5.1 农业机器的磨损和寿命  45-48
    5.1.1 农业机器的磨损  45-46
    5.1.2 农业机器的寿命  46-48
  5.2 某—机型平均经济寿命计算方法的研究  48-51
    5.2.1 农业机器经济寿命计算时的目标选择问题  48
    5.2.2 某—机型平均经济寿命计算方法  48-51
  5.3 农业机器经济寿命计算方法的比较  51-53
    5.3.1 静态方法与动态方法  51
    5.3.2 列表法与解析方法  51
    5.3.3 劣化值法与静态年均费用最小法  51-52
    5.3.4 费用最小法、收益最大法与相对收益率法  52-53
6 农业机器更新经济效果评价的研究  53-60
  6.1 超过经济寿命若干年的农业机器,如果继续使用,与用新机器取代相比各年造成损失的计算方法  53-54
    6.1.1 计算经济寿命时,以单位工作量费用最小为目标,计算经济损失  53
    6.1.2 计算经济寿命时,以年均单台纯收益最大为目标,计算经济损失  53-54
    6.1.3 计算经济寿命时,以年均单位工作量纯收益最大为目标,计算经济损失  54
  6.2 农业机器更新经济效果评价  54-60
    6.2.1 经济效果的概念和内容  54-55
    6.2.2 农业机器更新经济效果的内容  55
    6.2.3 农业机器更新经济效果指标体系  55-60
7 农业机器系统更新决策的研究  60-65
  7.1 农业机器更新的涵义与存在问题  60
    7.1.1 农业机器更新的涵义  60
    7.1.2 农业机器系统更新中存在的问题  60
  7.2 农业机器系统更新决策分析  60-65
    7.2.1 农业机器更新决策定性分析  60-61
    7.2.2 农业机器更新决策定量分析  61-62
    7.2.3 农业机器系统更新决策分析  62-63
    7.2.4 农业机器系统更新决策的实现流程  63-65
8 农业机器更新决策支持系统  65-77
  8.1 决策支持系统概述  65-68
    8.1.1 决策支持系统的概念与特点  65-66
    8.1.2 决策支持系统的基本模式  66-67
    8.1.3 决策支持系统的结构  67-68
  8.2 系统开发环境  68
  8.3 绥棱农场农业机器系统更新决策支持系统的总体设计  68-77
    8.3.1 系统设计中遵循的原则  68
    8.3.2 农业机器系统更新决策支持系统的运行结构  68-69
    8.3.3 绥棱农场农业机器系统更新决策支持系统的设计  69-77
9 实证分析  77-107
  9.1 绥棱农场概况  77-80
    9.1.1 地理位置、地形、地貌  77
    9.1.2 土壤结构  77-78
    9.1.3 土地资源  78
    9.1.4 气候资源  78-79
    9.1.5 自然资源  79
    9.1.6 农业发展现状  79-80
  9.2 绥棱农场农业机器系统的现状及存在的问题  80-83
    9.2.1 绥棱农场农业机器系统的现状  80-83
    9.2.2 绥棱农场农业机器系统存在的问题  83
  9.3 绥棱农场农业机器系统的状态仿真  83-92
    9.3.1 影响绥棱农场农业机器系统状态演化的因素分析  83-84
    9.3.2 动态仿真模型的建立  84-88
    9.3.3 有关参数的确定  88
    9.3.4 绥棱农场农业机器系统状态演化的仿真结果  88-92
  9.4 绥棱农场农业机器系统的更新决策研究  92-107
    9.4.1 农业机器的技术经济指标的获取与处理  92-97
    9.4.2 绥棱农场农业机器的平均经济寿命  97-105
    9.4.3 绥棱农场农业机器系统更新换代决策分析  105-107
10 结论  107-109
致谢  109-110
参考文献  110-115
附录  115-168
攻读博士学位期间发表的论文  168

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中图分类: > 农业科学 > 农业工程 > 农业机械及农具 > 一般性问题
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