气吸式播种机播种工艺中正交试验的应用(无重复试验)

1、 石河子大学机械电气工程学院实验设计与分析结课论文 学 院：机械电气工程学院 班 级：机制2012级（2）班 学生姓名：xxx 学 号：xxx 指导老师：梅卫江 完成日期：2015-04-26 气吸式播种机播种工艺中正交试验的应用我们知道，在气吸式播种装置中，投种的高度，取种盘的转速，负压室的压力，排种盘的形状尺寸以及土壤的物理属性等都会会对播种机的播种质量产生影响，在确定好了排种盘形状尺寸以及选好试验地块后，想要得出投种的高度，取种盘的转速，负压室的压力三者之间的联系，找到这三种因素的最优组合，为此进行正交试验，试验方案如下：实验对象：试验种子为玉米（新玉41号），主要参数见表1. 表1.玉

2、米形态参数参数数目千粒质量数/g330粒籽体积/()730种子形状半马齿几何尺寸/mm7.23试验因素：投种点高度，取种盘转速，负压室压力。试验指标：株距合理区域。设计参数：在播种速度达到10km/h的条件下，株距合格率92%，重播率5%，漏播率3%.试验方案：影响排种质量参数优选试验的试验因素与水平如表2 （注：作业速度过高时，将使排种器的排种轮转速过高，凹槽内充种率降低，种子破碎率增加，开沟器将土抛得过远，影响回土，最终影响播种质量；此外，如果速度过慢，则劳动效率大为降低。株距合格率是衡量播种机播种性能好坏的标准，因此合格率越高越好，然后播种环境的复杂多变导致播种质量不可能达到百分之百，参

3、照国内外先进装备的性能指标，确定株距合格率，以及漏播率，重播率的大小。） 表2.试验因素与水平水平投种点高度A/mm取种盘转速B/()负压室压力C/kpa1100152.52140243.53180304.54220395.5选用正交表进行正交试验，取平均值，主要参数对排种质量的影响见表3.（注：由于做全组合试验，需要的试验次数为64次，试验次数过多，增加试验的时间以及其他成本，因此，选择正交试验，优点是在减少试验次数的同时还不产生对整体数据的影响，可以科学的反映整体数据的特性。投种点高度的调整必须通过改变投种管的长度来实现，因此其调整较为麻烦，而转速可以通过调节发动机的功率实现，负压可以通过

4、改变转速来实现，相比投种点高度的调节，后两者更容易实现，且后两者之间也存在调节的难易，故在安排实验表头时，把最难调节的放在表的前几列，容易的放后几列。此外由于表中存在两列空白列，因此把空白列加在一块作为误差列）表3.实验方案与实验结果 试验号 因素 (1)投种点高度A/mm(2)取种盘转速B/()(3)负压室压力C/kpa(4)(5)株距合格率()/% -8511111185.50.50.2521222295.210.2104.0431333395.310.3106.0941444490.45.429.1652123490.35.328.0962214389.44.419.3672341292

5、.17.150.4182432189.54.520.2593134281.4-3.612.96103243184.2-0.80.64113312491.86.846.24123421388.23.210.24134142376.4-8.673.96144231483.2-1.83.24154324190.45.429.16164413283.2-1.83.2426.4-6.49.999.6；;S=537.33-1/16(46.5)2=402.221.31224.112.911.95.629.69.4139.3-6.811.33.111.615.733.2362146.41102.2412964

6、411640.96171.9162.159.12.66.518.517.46.40.050.010.05实验结果与分析：当j=1，=0.5+10.2+10.3+5.4=26.4 =5.3+4.4+7.1+4.5=21.3（1<=j<=4）;在一列中，=最大-最小，例如，在第一列中，=26.4-（-6.8）=33.2；=33.2*33.2=1102.24；自由度：总自由度：F=16-1=15;各因素自由度：F1=F2=F3=F4=F5=4-1=3;误差自由度：6总离差平方和：=537.33-1/16(46.5)2=402.2；各列偏差平方和：,其中，a=试验次数（16），b=水平数（

7、4）,S1=4/16*26.42+21.32+5.62+(-6.8)2-1/16*0.5+10.2+10.3+5.4+5.3+4.4+7.1+4.5+(-3.6)+(-0.8)+6.8+3.2+(-8.6)+(-1.8)+5.4+(-1.8)2=171.9S2=4/16*(-6.4)2+122+29.62+11.32-1/16*0.5+10.2+10.3+5.4+5.3+4.4+7.1+4.5+(-3.6)+(-0.8)+6.8+3.2+(-8.6)+(-1.8)+5.4+(-1.8)2=162.1S3=4/16*9.92+24.12+9.42+3.12-1/16*0.5+10.2+10.3+

8、5.4+5.3+4.4+7.1+4.5+(-3.6)+(-0.8)+6.8+3.2+(-8.6)+(-1.8)+5.4+(-1.8)2=59.1S4=4/16*92+12.92+132+11.62-1/16*0.5+10.2+10.3+5.4+5.3+4.4+7.1+4.5+(-3.6)+(-0.8)+6.8+3.2+(-8.6)+(-1.8)+5.4+(-1.8)2=2.6S5=4/16*9.62+11.92+9.32+15.72-1/16*0.5+10.2+10.3+5.4+5.3+4.4+7.1+4.5+(-3.6)+(-0.8)+6.8+3.2+(-8.6)+(-1.8)+5.4+(-

9、1.8)2=6.5S误差=S4+S5=2.6+6.5=9.1均方计算：因为各因素自由度都为3，所以MS1=S1/F1=171.9/3=57.3MS2=S2/F2=162.1/3=54.0MS3=S3/F3=59.1/3=19.7MS4=S4/F4=2.6/3=0.9MS5=S5/F5=6.5/3=2.2MS误差=MS4+MS5=3.1经分析，MS1>MS误差,MS2>MS误差,MS3>MS误差,说明，1、2、3对试验的结果影响较大计算F比：F1=MS1/MS误差=57.3/3.1=18.5F2=MS2/MS误差=54.0/3.1=17.4F3=MS3/MS误差=19.7/3.

10、1=6.4F值计算及检验：由于空白列4和5应经并入误差，所以就不需要计算它们对应的F值 方差分析表 方差来源偏差平方和自由度均方和F比显著性水平1171.9357.318.50.012162.1354.017.40.01359.1319.76.40.05误差9.163.1总和402.215=4.76 =3.29 =1.78 =9.78软件操作过程：1.在表中输入数据：选择正交设计，田口设计，自定义田口设计自定义田口设计，选择因子点击分析田口设计选择响应数据列图形 选择 均值分析 选择 均值 选项 选择 望大 得出结论各因素排序为 ：B取种盘转速 A投种盘高度 C负压室压力 由均值主效应图，得出最优组合结果:A水平值取1 B水平值取3 C水平值取2最优组合为A1B3C2方差分析如下：选择方差分析 一般