摘要:针对现有蔬菜穴盘苗半自动移栽机作业时需人工取、喂苗，工作效率低的问题，设计了一种穴盘苗自动取苗机构。建立了该机构的运动和受力数学模型，分析了机构主要参数对运动和动力学特性的影响。提出了机构优化设计目标，并进行了参数优选分析，得出符合取苗轨迹要求的机构参数范围。在此基础上，对机构进行动力学分析，以机构支座所受力的波动最小为目标，获得了一组最佳组合。此组合下，机构不仅具有良好的取苗轨迹，满足移栽农艺要求，同时具备较好的动力学性能。

摘要:为提高穴盘苗移栽机的自动化程度和工作效率，结合井关PVHR2型旋转托杯式半自动移栽机，设计了一种可实现整排取苗间隔放苗的自动移栽机。其中，取苗末端执行器用于实现钵苗的整排夹取和间隔投放，旋转升降机构用于协助取苗末端执行器完成携苗上升、正转90°至投苗位置、反转90°回取苗位置及下降取苗动作。基于整排取苗间隔放苗工作原理，对取苗爪驱动凸轮的外形轮廓进行设计，以实现取苗爪的先后开合；结合取苗机构组成和作业时序要求，对整排取苗部件与穴盘输送机构的运动循环过程和时序分配进行分析，进而对各凸轮机构的时序进行控制，以实现机构间的运动协调，完成自动移栽作业。以28d的72孔穴盘黄瓜苗为对象，进行样机试验，试验结果表明：整个取苗机构的时序分配合理，运动协调可靠,可实现整排取苗间隔放苗的作业要求；在取苗速率为3600株/h、夹苗深度为27mm、取苗夹角为10°时，取苗效果最佳，成功率达95％。

摘要:针对全自动移栽机的钵苗盘自动送盘和精确定位问题，研制了一种移栽机钵苗盘驱动装置和定位控制系统。该装置利用压缩空气作为动力，采用气液阻尼缸驱动苗盘的移动，由接近开关对苗盘定位，旋转编码器计量苗盘的移动距离，PLC为控制核心，触摸屏作为人机界面，可根据需要随时调整苗盘的移动速度和距离。试验结果表明，通过设定补偿值，该系统能够消除气缸响应滞后以及机械加工误差等因素造成的影响，其定位控制误差小于1mm，能够满足全自动高速移栽机的使用要求。

摘要:设计了一种基于PLC的蔬菜钵苗移栽机自动输送装置。采用高速伺服电动缸驱动推杆顶出秧苗的方式，实现了高速精准无损伤取苗；通过PLC控制系统控制步进电动机，实现了钵苗的精准定位和输送；设计了同步带及齿轮传动的同步投苗装置，实现了投苗转筒与鸭嘴栽植器完全同步，解决了地轮驱动的鸭嘴栽植器在栽植过程中转速不均匀的问题，提高了投苗的准确率。最终设计了试验台，验证了钵苗自动输送装置的可行性。

摘要:设计了一种全自动移栽机机械取苗机构。依据机构原理建立相应的数学模型，确定了机构各参数间的关系，针对不同规格苗盘，利用Matlab对结构参数进行设计优化，实现了取苗机构在给定范围内开合和对幼苗基质块的夹取功能设计要求。

摘要:穴盘苗自动移栽关键在于实现自动高效取苗，取苗成功率除与机械结构因素有关外，穴盘苗自身的力学特性也是至关重要的因素。以黄瓜穴盘苗为对象，夹苗拉拔试验测试拉拔力，两针夹持抗压试验测试钵体抗压性能。运用正交试验分析填充量、基质成分体积比、含水率对拉拔力及钵体抗压性能的影响。夹苗拉拔试验结果表明， 3个因素对拉拔力均显著影响，各因素对拉拔力敏感性由大到小为填充量、基质成分体积比、含水率；两针夹持抗压试验结果表明，3个因素对钵体抗压性能均显著影响，各因素对钵体抗压性能敏感性由大到小为含水率、基质成分体积比、填充量。综合评分得到最优组合为：填充量为每个穴孔填充33.5cm3基质，基质成分（泥炭、蛭石、珍珠岩）体积比为3∶1∶1，含水率为65%。综合考虑，进行取苗末端执行器夹取试验，试验表明，得到的适宜移栽组合与综合评分结果一致。

摘要:玉米播种过程中，由于种子与排种管、开沟器的碰撞和机组前进的共同作用，使得种子落地的位置随机，造成播种均匀性差问题，为此设计了舵轮式玉米免耕精量施肥播种机，主要由秸秆粉碎还田与苗带清整装置、舵轮勺盘式穴播器等组成。舵轮勺盘式穴播器由舵轮式穴播器和勺盘式排种器集成在一起,发挥勺盘式排种器精量取种和舵轮式穴播器定点投种的优势，实现玉米等株距精量播种。采用秸秆粉碎还田与苗带清整装置旋出施肥沟，由外槽轮排肥器完成施肥。通过田间试验表明：播种、施肥平均深度分别为52.1mm、70.5mm，出苗率达到95%，提高了播种质量，较好地满足了我国北方一年两熟区保护性耕作技术的需求。

摘要:旱地玉米全膜覆盖双垄沟精量播种机采用凸轮与曲柄组合机构控制成穴器，能够实现播种时成穴器水平绝对速度为零，可改善播种作业过程中成穴器撕膜、挑膜及穴孔错位。以播种机前进速度、曲柄机构转速、凸轮机构转速和切膜刀角为自变量，穴孔错位率为响应值，依照Box-Behnken试验设计原理，采用四因素三水平响应面分析方法，建立了各因素与穴孔错位率之间的数学模型，并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明：4个因素对穴孔错位率影响的主次顺序依次为凸轮机构转速、曲柄机构转速、播种机前进速度和切膜刀角；最佳工作参数为：播种机前进速度0.50m/s、曲柄机构转速50.2r/min、凸轮机构转速46.4r/min和切膜刀角23.6°，此条件下穴孔错位率为1.221%。验证试验表明该组合下试验相对误差较小。

摘要:针对黄淮海轮作区小麦玉米轮作机械化生产体系，优化出了既符合农学要求又符合机械化作业要求的基本种植规格。设计了2BYM—12型折叠式动力防堵免耕玉米播种机，该机具有独特的苗带清理及作业防拥堵功能、株距无级调节及其他关键部位作业监控功能、播种深度调节功能和作业仿形功能，适于大面积平整地块高效作业。采用了轻量化技术和液压折叠技术，便于田间转移和作业。在动力匹配和负载计算的基础上，利用ANSYS软件对2BYM—12型免耕播种机中间播种单元进行了有限元分析。结果表明，播种机的应力分布状况与实际情况一致，播种机整体受力符合设计要求。田间试验表明播种机作业性能达到了设计要求。

摘要:阐述了牧草种子9BQS—3.0型气吹式松土播种复式作业机的总体结构及工作原理，对播种机的地轮传动装置、浅松装置、镇压器装置、排种装置进行了结构设计及数据分析。试验结果表明，本机结构合理，工作性能良好，碎土率达到了94.5%，浅松层膨松度达到了63%，播披碱草种子破损率为1.2%。可同时完成松土、镇压、开沟、播种、覆土、铺平联合作业。

摘要:针对气力式免耕播种机常会发生排种管堵塞、机械传动系统故障以及由于种箱排空而造成的漏播等现象，基于单片机技术设计了一种气力式免耕播种机工作情况监测系统。设计了气力式播种机作业参数监测系统的整体结构与系统电路，完成相关参数的设置。利用监测系统对气力式播种机风机转速、行走速度、播种面积以及种箱料位进行实时监测。试验结果表明，气力式免耕播种机监测系统测量精度高，能够完成工作过程的实时监测。

摘要:在我国华北一年两熟区保护性耕作地块进行播种作业时，关键是在保证防堵性能的前提下，降低能耗，提高播种性能。而有支撑切割作业时，由于外力的支撑作用，所需的切割力变小，从而能够降低能耗。以有支撑切割装置——浮动支撑式防堵装置为研究对象，采用ANSYS软件分别对其关键部件切割直刀和支撑板进行有限元静强度分析。切割直刀和支撑板承受载荷分别为切割秸秆和土壤的阻力、土壤和秸秆的支撑力，通过建立有限元模型，求解得到切割直刀和支撑板的应力分布图。结果表明，切割直刀的应力主要集中在孔心右侧x大于零区域和孔心至转折处区域，最大等效应力为2151.2Pa；支撑板的应力主要集中在圆弧板区域及平板靠近圆弧板的一端，最大等效应力为3.77×105Pa。田间试验表明，作业效果良好，作业过程中，切割直刀应力集中区未发生折弯，支撑板应力集中区没有发生变形。

摘要:气吸振动盘式精密播种机工作过程中，种子盘中的种子不断减少，吸种高度也相应减小。通过试验，结合水稻芽种物理特性，得出了种子量变化规律；提出吸种高度的控制方法，确定定量加种装置的加种量和加种周期，并进行播种试验。试验结果表明，吸种高度控制方法和定量加种控制方式使种子盘内种层厚度保持在8～18mm，吸种盘吸种率达到94%，能够满足播种机的精密播种要求。

摘要:针对油菜种子浸种处理与机械化播种的农机农艺适应性问题，进行了冷水浸种、温水浸种等预处理方式对油菜籽气力精量排种性能影响的试验研究。试验表明，种子浸泡处理后机械物理特性发生明显变化，千粒质量增加、籽粒饱满、种皮变软，弹性模量下降约40%，压缩破坏变形增加约20%，最大破坏载荷下降约10%；排种器转速小于36r/min时，不同浸种预处理的油菜籽的排种合格指数均大于95%，漏播指数小于4%；浸泡处理的籽粒力学特性有所下降，但气力式排种对籽粒的破损率为零，种子的发芽能力也未被破坏。研究结果表明，正、负气压组合式排种技术适用于实际生产中浸种处理的油菜机械化精量播种。

摘要:为了研究不同耕作方式在华北一年两熟区的适应性，设置深松、旋耕、传统翻耕、免耕4种不同耕作方式，分析耕作方式对土壤水稳团聚体、容重、含水率、土壤温度和植株生长特性的影响。结果表明：免耕、深松可分别提高0~10cm、10~30cm土层内粒径大于0.25mm水稳团聚体的含量；随土层深度的增加，土壤容重增大，其中旋耕、深松分别降低0~10cm、10~30cm土层的容重，在0~20cm土层免耕的容重最大，20cm以下，旋耕、翻耕、免耕间容重的差异不明显；深松有较好的蓄水保墒能力，其中10~30cm土层的效果最好，0~30cm土层的含水率分别比翻耕、旋耕、免耕高2.5%、1.6%、0.4%；翻耕的土壤温度受气温影响的变化幅度最大，免耕的变化幅度和日平均土壤温度最小；深松可促进玉米前期的生长，免耕促进后期生长，且深松能提高冬小麦的产量。

摘要:为提高适应全秸秆覆盖条件的东北黑土区免耕播种机性能，结合缺口圆盘开沟器和滑刀式开沟器的功能结构特点，设计了具有滑刀式缺口的圆盘开沟器，确定了开沟器直径，设计了具有滑刀式缺口的圆盘开沟器的缺口轮廓曲线，并确定了缺口数量；采用ANSYS软件的LS—DYNA对具有滑刀式缺口的圆盘开沟器与土壤的相互作用进行了仿真模拟；田间实验结果表明，具有滑刀式缺口的圆盘开沟器在全秸秆覆盖地表具有良好的入土、破茬性能。

摘要:针对阀控液压马达变量施肥系统PID控制算法，参数整定过程复杂、经验性强、工作量大的不足，提出了基于遗传算法整定PID的方法。利用变量施肥系统仿真模型，研究遗传算法整定PID与临界比例度法整定PID方波响应曲线，表明遗传算法PID控制器响应速度快、超调量小、调节时间短。在变量施肥试验台上进行系统稳态性能试验，结果表明：遗传算法PID参数系统稳态跟踪误差小，调速范围跟踪线性度好。遗传算法PID精简了参数整定过程，优化了参数整定结果。

摘要:为了深入研究影响弹齿式拾膜机构工作性能的因素，确定弹齿式拾膜机构的最佳工作条件，对该机构运动进行了理论分析和仿真分析。利用土槽台架试验系统对影响机构拾膜率的机具行进速度、速比（弹齿轴与机具行进速度的比值）、托膜铲入土深度3个主要因素进行了正交试验，结果表明，理论分析及运动仿真与台架试验结果一致，速比的变化对机构拾膜率的影响程度大于机具行进速度和托膜铲入土深度的变化，当机具行进速度为0.7m/s、速比为1.0、托膜铲入土深度为110mm时，弹齿式拾膜机构的拾膜率较优。

摘要:针对传统果园种植模式迫切需要行间高通过性植保动力机械的现状，设计了低矮型自走式果园喷雾机动力底盘。通过理论计算与虚拟样机分析，设计了多动力输出分动装置，实现各工作部件独立运转；行走变速箱与高低速挡位配合操作，实现（3+1）×2个挡位，并可根据路面状况进行两驱与四驱自由切换；整机行间最低通过高度1600mm；前轮越障高度随药量变化缓慢，由87mm下降到70mm，后轮越障高度与喷雾机重心无关；最小转弯半径2000mm左右。基于Creo的仿真结果显示机具稳定性好，变速范围为1.5～16km/h，药箱药液量的变化对整机重心变化及其坡道行驶稳定特性影响较小。

摘要:射流式混药装置是实现药水分离、农药在线混合的关键部件，在大型植保机械上具有较好的应用前景。理论分析了射流式混药装置最佳面积比、工作喷嘴截面面积和喷嘴与混合室的距离等关键结构参数；采用标准的k—ε双方程湍流模型数值研究混药装置内部流场，并结合试验数据研究混药装置结构参数对其性能影响及其特性曲线。研究结果表明，最佳面积比与工作压力、出口压力、引射压力有关，喷嘴与混合室的距离应等于最佳自由流束长度；不同面积比下可达相对压力降模拟值与试验值的最大相对误差和平均误差分别为0.125和0.051，验证了本文所选数值模型与模拟方案可以满足工程需求；当相对压力降大于0.3后，吸入流量急剧减小。不同可用压力降下所达到最大相对压力降介于0.5～0.6之间；射流式混药装置的最佳面积比在1.6～2.0之间，喷嘴与混合室的最佳距离为2.6～4.6mm之间。

摘要:为了揭示轴流泵叶顶间隙流动特征，采用LES方法和滑移网格技术，对一低比转数轴流泵的内部湍流进行了数值计算，分析了5种不同工况下轮缘间隙泄漏涡形态及叶片近轮缘区压力脉动特性。结果表明：不同工况下，轮缘间隙主泄漏涡均发展至相邻叶片正面，其起始位置随流量增加沿流向逐渐上移；主泄漏涡与叶片夹角随流量增加逐渐减小，0.7Qd和1.2Qd工况下分别为20°和14°；叶片表面近轮缘侧压力脉动幅值均随偏离设计工况程度的增大而增加，压力面增幅尤为显著；受轮缘泄漏涡影响，0.7Qd工况下，叶片正面进口边近轮缘侧监测点PP3处压力脉动幅值为设计工况下的8.5倍，脉动频率以高频为主，流量大于1.0Qd时，该监测点压力脉动主频为叶轮转频。

摘要:以轴流泵优秀水力模型为研究对象，考虑各管段的实际安装尺寸，流体域用结构网格离散，并选用标准k—ε湍流模型，进行全流场的定常和非定常计算。监测非定常计算时叶轮进口、叶轮出口、导叶中间和导叶出口处的压力脉动值。结果表明预测所得到的结果与试验结果吻合较好。对不同转速下轴流泵压力脉动特性沿径向的分布规律进行统计和分析，发现当转速发生变化时，压力脉动混频幅值的均方根值（RMS）沿径向变化规律也发生了变化。从频域图可知，在叶轮出口，流道的中间和靠近轮毂区域出现较大分频幅值（即各频率分量所对应的幅值）；在导叶出口，流道中间测点的分频幅值相对较高，靠近轮毂区域和流道外缘的测点分频幅值相对较低。

摘要:为了研究不同隔舌安放角对离心泵动静干涉作用的影响，对3种不同隔舌安放角的蜗壳式离心泵进行全流场数值模拟，得到了离心泵的内外特性、压力脉动及径向力特性。通过与试验结果对比分析，验证了采用的数值计算方法具有较高的准确性。研究结果表明：当隔舌安放角由23°逐步增大到33°时，离心泵的扬程有所提高，水力效率的高效范围变宽且最高效率点向大流量方向移动，泵的内部流动状况有所改善，隔舌安放角为33°时离心泵内部的湍动能分布最为均匀。在隔舌安放角为23°时，各工况下压力脉动幅值以及作用在叶轮上的径向力明显大于其他两种型式的蜗壳，且在小流量工况下3种型式的蜗壳式离心泵径向力随着隔舌安放角的减小逐渐偏向于Y正半轴，在设计流量和大流量工况下，三者的径向力基本呈对称分布。因此，增大隔舌安放角，能有效改善隔舌处的压力脉动并减小叶轮所受的径向力。

摘要:为解决多层式刮板清粪机存在的末端粪便漏不净、对配套笼具系统层间距离要求高、运行稳定性差的问题，利用离散元分析软件EDEM 2.3对多层刮板式清粪机的工作过程进行了数值模拟，研究了刮板垂直倾角X1、刮板纵向倾角X2、承粪板倾角X3对多层刮板式清粪机机械性能的影响。通过对比模型中虚拟刮板与9LPT—3第一代样机上配置的多层刮板式清粪机的工作情况，验证模拟模型的可靠性。以清粪完成后粪便堆积体宽度Y1、清粪过程中粪便堆积体最大高度Y2、刮落量的稳定性Y3为评价指标，使用该虚拟模型进行二次正交旋转组合实验。结果表明，X1、X2、X3与Y1、Y2存在显著相关性，分别为P<0.0001和P<0.05，与Y3不相关；综合考虑后，x1、x2、x3分别选择7°、35°、5°时，多层刮板式清粪机的机械性能最佳。

摘要:采用耐驰同步热重分析仪，对HZSM—5催化提质前后焦油的理论燃烧特性和动力学进行分析。结果表明，催化提质前、后焦油燃烧过程约分为4个阶段：轻质有机物挥发段、挥发分燃烧段、难挥发组分燃烧段和残留物燃烧阶段，原始焦油前2个阶段失重率约为75%，而提质焦油失重率约为90%。随着升温速率增加，提质焦油最大燃烧速率显著增加，燃烧稳定性明显提高。根据热重曲线计算动力学参数，提质焦油的活化能的变化与热重试验结果符合，明显降低。应用热红外对焦油的燃烧烟气进行燃烧过程分析，气体产物生成主要分为241~380℃、380~500℃和500~600℃3个阶段。

摘要:采用单一流化床两步气化方法，以煤作为热载体与发热体，水蒸气作为气化介质，在流化床热态装置上对生物质气化制取燃气进行了研究，探讨了反应温度和水蒸气与生物质的质量比u对燃气火用分布、化学火用、物理火用、火用效率和未反应碳剩余率等的影响。在测试条件下，燃气化学火用为10832.3~16510.54kJ/kg，物理火用为685.05~1146.71kJ/kg，化学火用/物理火用比为13.5~17.7，火用效率为35.52%~60.78%。结果表明，H2和CO是对燃气火用贡献最大的两种气体，H2和CO 火用值之和随温度升高而增加，随u的增加先增加，后呈现下降趋势。随着反应温度升高，燃气化学火用、物理火用和火用效率均增加，而化学火用/物理火用比、未反应碳火用效率及剩余率减小。适量水蒸气的加入，有利于燃气火用及效率的增加，但是较高的u会导致未反应碳剩余率的增加。一个最佳的u应该在1.2与1.6之间被选取。

摘要:以水稻秸秆为原料，利用9JYK—2000A型环模秸秆压块机进行压缩成型试验研究，以主轴转速、含水率、成型温度和模辊间隙为影响因子，以压块机吨燃料能耗为响应函数。寻求工艺参数对压块机吨燃料能耗影响规律和最优组合。利用Design-Expert 8.0.6的回归分析法及响应面分析法，建立并分析了4个因子对试验指标影响的数学模型。结果表明：主轴转速为160.8r/min、含水率为(23.92±3)%、成型温度为84.5℃、模辊间隙为2.47mm条件下，压块机吨燃料能耗为27.10kW·h/t，所生产成型压块的松弛密度均值为1.023g/cm3；各因素对压块机吨燃料能耗贡献率由主到次依次为：主轴转速、含水率、模辊间隙、成型温度；试验验证模型预测值与试验值之间相对误差均值为4.50%，可用来预测环模秸秆压块机的吨燃料能耗。

摘要:稻草灰分含量较高，并且表皮被二氧化硅所覆盖，使用传统的脲醛树脂(UF)生产的100%的稻草板强度低、尺寸稳定性差、耗胶量大。采用液态热水法预处理稻草，预处理温度分别为160和170℃，时间分别为2、4、6min。预处理后的稻草与木质刨花按1∶1的比例进行混合，以脲醛树脂为胶粘剂制造密度为0.75g/cm3的稻草—木材复合材料，热压温度与压力分别为150℃和3.5MPa，施胶量为12%。试验结果表明，由经过160℃、停留时间为6min和170℃、停留时间分别为4min与6min预处理的稻草制备的板材达到了国标GB/T 4897—2003对于强度性能的要求。

摘要:利用可见/近红外光谱技术对冷却肉菌落总数和颜色进行快速、无损检测。采用400~1100nm可见/近红外光谱成像系统，获取54个冷却肉样本表面的光谱图像，采用主成分分析结合马氏距离方法对异常光谱进行判别及剔除。通过Gompertz分布函数对散射特征曲线进行拟合，得到表征光谱信息的Gompertz参数，结合支持向量机算法建立冷却肉菌落总数和肉色L*的预测模型。α、β、θ、δ组合和α、β、δ组合建模对细菌总数预测效果最好，预测相关系数分别为0.937和0.935，预测标准差为0.600lg CFU/g和0.702lg CFU/g。β、δ组合建模对肉色L*预测效果较好，预测相关系数达到0.930，预测标准差为1.515。研究结果表明利用Vis/NIR光谱散射特征结合支持向量机可以实现冷却肉品质的快速、高效、无损伤检测。

摘要:为了建立稳健的生鲜猪肉含水量高光谱预测模型，研究了样本集划分、光谱预处理和波段选择对模型预测效果的影响。实验结果表明，采用浓度梯度法划分样本结合多元散射校正、一阶导和标准化组合的光谱预处理方法建立的PLSR预测模型最优，交叉验证和预测相关系数分别为0.814和0.804，均方根误差分别为0.726%和0.686%。采用竞争性自适应重加权算法优选特征波段建模，显著提高了模型的预测精度，交叉验证和预测相关系数分别提高到0.926和0.924，均方根误差分别减小到0.467%和0.438%。

摘要:研究了基于可见及近红外反射光谱的生鲜牛肉多品质参数检测模型，优化确定了建模所需的系统主要参数。利用可见及近红外光谱检测系统和手持式检测探头，进行信号采集和光谱预处理，在保证一定检测精度和稳定性的条件下，设定400~700nm范围内扫描10次，700~2000nm范围扫描30次，采集时间大约900ms。通过对原始数据进行不同预处理，并用样品光谱杠杆值剔除掉异常样品，建立PLSR校正模型，对比得到了预测效果最佳的校正模型，结果表明：经过SNV变量标准化校正的模型效果最好,模型预测相关系数和均方根误差分别为最大剪切力0.9068和7.1963N，肉色3参数L*为0.8854和2.3628，a*为0.8362和2.2969，以及蒸煮损失率为0.8453和2.1054%。对检测系统进行模型植入后加以验证，牛肉主要参数的验证结果相关系数均达到0.8以上，对牛肉老嫩等级的判别准确率达到93.5%，基本实现牛肉多品质参数的可见近红外光谱快速检测。

摘要:利用高光谱成像系统采集牛肉眼肌横截面400~1000nm波段的高光谱图像，对牛肉图像脂肪区域和肌肉区域光谱曲线进行对比分析,发现在不同波段，牛肉图像脂肪区域与肌肉区域的反射强度有明显不同。由脂肪区域与肌肉区域反射强度的比值曲线发现，在534nm处牛肉图像脂肪区域和肌肉区域光谱反射强度有最大差值。采用中值滤波、区域生长和自动取阈值等图像处理方法，分别对牛肉的彩色原始图像和534nm波长图像进行大理石花纹分割，结果显示，相较于原始彩色图像，基于534nm波长牛肉图像分割出的大理石花纹，具有更高的分割精度。

摘要:为了适应农产品现场对微生物指标快速检测的需求，基于计算机视觉技术和串口通信技术设计了一套智能化程度较高的快速检测系统。该系统能够实现的功能有：系统自动聚焦、自动采集图像、分析和处理图像、输出和打印检测结果等。系统采用基于数字图像处理的自动聚焦新技术，针对农产品中常见的污染微生物染色图像的特点，将调焦过程分为粗调焦和精调焦，以提高自动聚焦效率，经测试系统平均聚焦时间为10.2s。采用该系统对农产品样品进行检测可得到接近于实时的检测结果（检测时间小于1h），而且操作简单、自动化程度高、对检测人员的知识水平要求不高。

摘要:为了快速鉴别掺杂与伪劣清香型白酒，利用近红外（NIR）透射光谱分析技术结合化学计量学方法，以酒精度为53%的汾阳王酒为例，建立BP神经网络和最小二乘支持向量机（LS—SVM）鉴别分析模型。分别采集180份掺杂假冒和120份伪劣汾阳王酒样品的光谱数据，采用Savitzky—Golay(SG)卷积平滑法对光谱数据进行预处理，应用主成分分析（PCA）法分别提取了7个和11个主成分因子，然后采用BP神经网络和最小二乘支持向量机（LS—SVM）对未知样本进行了判别分析。结果表明，经SG—PCA—BP模型鉴别假冒伪劣的准确率均达到100%，SG—PCA—LS—SVM模型鉴别假冒伪劣的准确率分别为84.4%和83.3%。

摘要:设计了一种基于机器视觉的圣女果表面缺陷检测与大小分级系统。该系统集图像采集、图像处理与识别及机器人分拣于一体，实现了对图像进行滤波、二值化、边缘检测和定位识别；提出了基于Sobel与分数阶微分的边缘检测算法，通过比较7种不同算法对同一批圣女果分拣的效果，检验新算法的有效性。实验结果表明：所提算法可以有效地检测圣女果缺陷并对圣女果进行大小分级，综合分级准确率为98.4%，具有很好的应用前景。

摘要:为剔除预测番茄维生素C含量的近红外光谱数据中的噪声信息，利用Matlab 7.0小波工具箱对光谱数据进行去噪处理。为得到最佳去噪效果，在dbN小波基中分别考察db2至db9小波去噪时模型的评价参数，得到db6小波为最佳小波；考察db6小波在分解层数从3到7变化时模型的评价参数，得到最佳分解层数5。以信噪比和均方根误差对不同阈值方式下的去噪效果进行评价，得到硬阈值的启发式去噪方法去噪效果最佳。将重构后的光谱用偏最小二乘法建立预测模型，得到预测相关系数为0.907，校正集的标准偏差和预测集样本的标准偏差分别为0.819、0.905，模型预测准确率为88.3%。去噪后的模型参数均好于原始信号所建模型参数，表明小波技术用于番茄维生素C预测的光谱去噪是可行的。

摘要:研究利用高光谱成像技术对腐烂、病害及正常梨枣进行分类。首先分析比对了多种预处理方法，确定使用一阶微分处理可得到最佳的建模效果。利用线性的逐步判别分析法和非线性的偏最小二乘支持向量机(LS—SVM)建立分类模型时，比较了全波段模型、近似系数模型和主成分模型的参数和预测效果。结果表明，使用光谱近似系数为特征参数并使用逐步判别分析法建立的模型得到了最佳的分类效果，其分类准确率达到了99.12%。

摘要:针对拖拉机在田间复杂工作环境中可能遇到因异常波动或传感器信息丢失而造成定位失败或偏差过大的问题，设计了一种基于置信度加权的多传感器融合定位系统，该系统主要由GPS定位系统和航位推算（DR）系统组成，并基于联邦Kalman滤波设计了相应的子滤波器以及全局滤波器。同时，基于各传感器的置信距离与置信度函数计算得到各子滤波器的置信度，并将其进行加权运算后作为自适应因子，在全滤波器中进行最优融合，得到更准确的位姿估计。最后通过计算机仿真和田间试验验证了该方法的有效性和可靠性。

摘要:针对现有作物行检测算法速度慢、易受外界干扰等问题，设计了一种基于线性相关系数约束的作物行中心线检测方法。根据农田图像特点，对图像中感兴趣区域ROI进行处理，提高图像处理实时性; 通过垂直投影法进行作物行个数计算和边缘检测，最后利用基于线性相关系数约束的作物行中心线检测方法对作物行特征点进行拟合,实现作物行中心线提取。〖JP3〗该方法利用相关系数r作为直线约束条件，对作物行特征点进行直线拟合，在拟合直线两侧同时剔除距离拟合直线最远的N个干扰点，通过多次拟合直到求出满足要求的最优直线。通过与霍夫变换、随机方法进行对比，证明该方法具有抗干扰性强、检测速度快等优点。导航跟踪实验结果表明，该算法可以使系统有效地对目标路径进行跟踪，当速度为0.6m/s时最大横向偏差不超过4cm，当速度为1.2m/s时最大横向偏差不超过7cm。

摘要:为解决插秧机自动驾驶田间试验受季节、场地等限制的问题，研究了水稻田虚拟试验场景建模与仿真技术。研究了基于分形技术的水稻田地势生成方法，结合耕作区域的数字地图，得到水稻田地形及地势数据。在Creator软件中，加上水稻田内秧苗及地表映像纹理，产生带有垄带、秧苗、水渠等信息的三维场景。研究了基于分形技术的水纹模拟方法，模拟插秧机在田间行走时水纹的动态效果。根据摄像头获取的秧苗作物行与插秧机模型位置偏差，控制插秧机模型在虚拟场景中沿秧苗行前行。

摘要:根据农业机器人的智能化发展需要，研发了能对单果类和串型类水果实现采摘的多类型水果采摘机器人。对水果采摘机器人的软件设计和硬件构造进行了描述，研究了荔枝、柑橘的视觉识别定位方法，以及机械手的行为控制方法，阐明了采摘机器人的作业流程。进行了荔枝、柑橘的采摘作业试验，试验结果表明：系统各模块运转良好，多类型水果采摘机器人进行荔枝采摘的成功率为80%，柑橘采摘的成功率为85%，两类水果采摘一次的平均耗时为28s。

摘要:为了准确引导机械臂接近苹果目标，避免机器视觉研究中复杂的立体匹配过程，在识别苹果的基础上，提出了一种基于激光视觉系统的苹果空间定位方法。根据该系统的构成、扫描及运动控制特点，建立了激光视觉系统坐标系，用于表示目标的三维空间信息；进行了图像坐标系、视觉系统坐标系及机械臂坐标系间的转换，用于为机械臂的运动控制提供指向性数据。通过对果园环境下苹果的抓取实验可知：当特征参数准确提取率RRC大于90%时，机械臂的准确抓取率为100%。

摘要:为提高葡萄套袋自动化智能化水平、降低人工套袋劳动强度，研制了葡萄套袋机器人系统。针对棚架葡萄种植的园艺特点，设计了基于圆柱坐标的机器人系统本体结构，针对葡萄套袋机器人提取目标图像运算量大、耗时多等问题，提出了一种基于遗传算法的目标特征提取算法，该方法无需彩色模型转换，时间复杂性较形态学算法及BP神经网络分割算法速度快，可对葡萄进行快速目标特征提取及识别。葡萄套袋机器人试验证明：在导航车速度为0.3m/s情况下，葡萄目标识别率达95%，葡萄目标识别平均耗时136ms；机器人套袋成功率达85%，单串葡萄套袋平均耗时39.6s。

摘要:建立了刀具刃口的曲线方程，确定其切割路径曲线和数学模型，并用仿真工具求解该模型，构建了刀具的三维模型；分析了刀具切割时的受力情况，讨论了滑切运动规律，导出了静态条件下的等滑切角刃口曲线方程，设计了刀具刃口曲线；求解了刀具切割机构的非线性偏心滑切运动方程，给出了动态条件下刀具的滑切角；对刀具受力和运动进行了三维可视化仿真，用安装该切割机构及其刀具的水果采摘机器人物理样机对1~8mm的荔枝果枝进行了切割试验。试验和仿真结果表明，验证了刀具切力模型和运动轨迹方程有效性，切割机构带动刀具的非线性运动能实现进给与旋转切割的空间复合轨迹运动要求，省去了X与Y方向进给电动机和传动机构，达到切割目的。仿真和切割试验得到了果枝最大切割力为600N，试验用的刀具尺寸对1~6mm的果枝截面切割质量较好。

摘要:针对成熟柑橘各部位特点、光照与环境的不确定性及多变性，对柑橘各部位的图像数据进行了探索性数据分析并进行了识别。分析了探索性数据分析方法的特点和基于色彩分通道的柑橘识别原理，给出了柑橘图像数据的探索性数据分析流程图。对采集的柑橘图像分成顺光、正常光、逆光3种不同光照情况，并分别采集其中的柑橘果实与果梗、叶子图像数据，根据这些图像数据生成柑橘果实与果梗、叶子在6种颜色模型下的颜色分量分布箱线图，通过图形启示的数据分析与探索，给出了基于I1I2I3颜色模型的I2分量的柑橘各部位分类识别的视觉模型，分析表明I2分量值为0.3能去除树枝、叶子和草地等复杂背景，实现柑橘果实与背景的分割。以300幅野外环境下采集的、不同光照下的柑橘图像为试验对象，成熟柑橘果实总体识别率达到了98.4%，同时证实果梗与叶子由于颜色的相似性，仅靠颜色特征无法对其进行区分。

摘要:为了能够在分选中正确地检测出表面存在缺陷的水果，提高苹果的分级水平，设计了一套基于机器视觉技术检测水果外观缺陷的系统。该系统主要包括单通道在线传送装置、图像采集装置及分选装置，其中图像采集装置的硬件主要包括一个加有635nm滤光片的CCD相机和两面平面镜。基于VS2010平台开发了在线控制软件。苹果在传送装置上旋转前行过程中，相机在3个位置上采集包含平面镜中镜像在内的单个样品的9个不同角度的图像信息。利用数字处理方法分析苹果表面的缺陷，提出利用面积比来判断水果缺陷大小。实验结果表明苹果表面缺陷的总检测正确率为92.5%。

摘要:为能够同时进行苗间和行间除草的高效除草机器人配置了悬架机构，使机器人具有减震性能，提高了机器人农田适应性。设计并制作了机器人物理样机。越障过程分析表明，该机器人悬架具有较强的调节性能。运用ADAMS软件建立了机器人虚拟样机，分析了机器人在凸起、斜坡和凹坑地面的越障能力。仿真结果表明机器人在这3种地形上均有良好的适应性。

摘要:运用图像和近红外光谱技术，基于VC++和Matlab语言，设计了与PC硬件和Windows XP、Windows 2000软件环境兼容、基于图像和光谱信息融合的病虫害叶片检测系统。阐述了该系统的工作原理、工作过程、硬件组成及软件功能。该系统可实现病虫害叶片图像、光谱数据的自动采集、数据的预处理、病虫害危害程度的预测与检测结果的显示。将该系统用于病虫害叶片危害程度的检测结果表明，检测的精度、可靠性高，可用于病虫害叶片危害程度的无损检测。

摘要:为提高现有奶牛体型线性评定指标获取技术的精度、效率及自动化程度，提出基于深度图像的重建奶牛评定性状相应部位，进而进行测量获取线性评定指标的研究方法，并选取Xtion PRO摄像头作为深度图像采集设备，基于OpenNI搭建的数据获取程序完成对奶牛随机部位的点云获取，并结合MeshLab完成对获得的点云数据进行可视化和测量处理，最后将人工测量与重建点云测量所得到的指标进行对比。结果表明，采用低成本的RGBD设备获取奶牛被评定性状相应部位的深度图像，通过从深度图像得到的点云进行测量获取线性评定指标的方法是可行的，在采集距离小于1m条件下，绝对误差小于10mm，相对误差小于9%。

摘要:及时和准确地识别奶牛发情在牛群管理中具有重要地位。根据奶牛发情期活动量上升、静卧时间变短和体温升高等生理学特性，采用振动传感器、姿态传感器和温度传感器实时检测奶牛的活动量、静卧时间和体温等参数。建立了以奶牛行走步数、静卧时间、行走时间、温度为输入，以奶牛行为特征为输出的LVQ神经网络发情行为辨识模型与预测模型。经过初步试验验证，设计的监测系统和神经网络辨识算法检测奶牛发情的准确率可达100%，发情预测率达到70%以上。

摘要:在斜拉索—阻尼器减振控制系统数学建模基础上，以某斜拉索桥主桥C20号索为研究对象，基于Halmiton原理建立了斜拉索—磁流变阻尼器减振控制系统的状态空间方程，采用Rayleigh阻尼理论对状态空间方程进行矩阵参数分析计算。运用随机系统控制理论和减振控制器设计，引入了表征斜拉索振幅约束的状态方差性能指标，建立了系统的减振控制算法。数值仿真结果表明，给出的减振控制算法能保证斜拉索在外界激励下的稳定性，系统振幅得到了有效抑制，减振控制效果良好。

摘要:提出了一种用于分析铲取和挖取采样机的土力学参数测试台。该测试台由铲取装置和挖取装置两部分组成，可以分别实现直线铲取运动和旋转挖取运动。利用该设备进行的铲取试验初步得出了铲取速度对铲取力影响较小，铲取角度和月壤的不同密实状态对铲取力影响较大；挖取试验中，随着转速的增加，峰值扭矩也有所增加。试验初步明确了表层采样机土力学特性的参数，这对研究采样器与月壤相互作用的力学特性具有一定的参考意义。

摘要:以具有静音飞行特点的长耳鸮翅膀为模本，利用均方根值构建仿生翼型，研究了解绕鸮翼的流场结构及相关声源。瞬态流场显示上表面发生前缘分离，并在不稳定性的作用下，形成气泡。而且，有涡结构从气泡中分离出来，漂向下游，之后立即破碎，流动也附着在壁面上，形成湍流边界层。类似的情况也发生在下表面，但涡结构漂向更远的下游。而远场噪声计算表明，仿生翼型具有偶极子声源的方向性，声源强度在后缘处最大，说明散射噪声起主要作用。在频谱中，噪声主要集中在中频段，且呈现出与流场结构相应的音调特性。虽然在1kHz左右仿生翼型的噪声才明显下降，但切合了鸮翼可以降低2kHz以上噪声的趋势。

摘要:采用JSM—6700F型扫描电子显微镜和CSM instruments Revetest Xpress Plus 型划痕测试仪分别观察了环文蛤角质层与棱柱层表面微观形貌和测定环文蛤角质层与棱柱层之间结合特性。结果表明，当环文蛤角质层背面球形颗粒的粒径与棱柱层表面凹孔的孔径处在同一范围时，角质层和棱柱层的结合特性较好。环文蛤不同部位角质层表面形成的划痕存在一定差异，横向刻划时环文蛤各部分的摩擦因数变化波动比较大，纵向刻划时其摩擦因数变化波动均较小，角质层与棱柱层的结合情况相对较好，尤其是环文蛤腹部的角质层与棱柱层的结合情况更优。