摘要:针对采摘机器人在果实振荡情况下因难以精确定位影响采摘效率的问题，提出了一种基于单目视觉与超声检测的振荡果实识别与定位方法。首先对采集的振荡果树图像序列进行基于色差R-G的Otsu阈值分割和形态学处理，接着对图像果实区域进行灰度填充，将处理后的图像序列叠加得到复合图像和目标果实运动区域，求取振荡果实在图像运动区域的二维平衡位置坐标。然后机械手在视觉引导下运动，其末端指向振荡果实二维平衡位置坐标，同时超声传感器检测目标果实深度信息并提取超声回波信号峰峰值进行果实识别，当检测到果实处于适合采摘位置时，机械手爪抓取果实。采摘试验表明，采摘成功率为86%，验证了所采用方法的有效性，为实现采摘机器人实用化提供了参考。

摘要:针对自然场景下，由于复杂背景以及多变环境，水果病害果实图像分割难的问题，提出了一种基于对数相似度约束Otsu和水平集活动轮廓的近椭圆形病害果实图像分割方法。考虑背景的复杂多变，提出对数相似度约束Otsu分割来区分病害果实与背景；由于水平集活动轮廓模型的局部最优性，提出采用自适应膨胀系数的改进距离规则水平集活动轮廓模型来精确演化轮廓。先对病害果实区域样本的颜色进行混合高斯建模，获得整个病害果实图像与样本模型的对数相似度；对对数相似度进行约束Otsu阈值分割以及形态学滤波；采用最小二乘法对滤波后的曲线轮廓进行椭圆拟合，对拟合后的椭圆采用自适应膨胀系数的距离规则水平集活动轮廓演化，得到病害果实完整轮廓。对18个不同场景的病害果实进行分割，平均误判率和漏判率分别为1.77%和1.6%，实验结果表明，该方法可以从复杂自然场景图像中分割出病害果实。

摘要:为使农业机器人能够通过“触摸”检测果蔬表面粗糙度特性，设计并制作了一种PVDF触觉传感器，通过触觉信号处理分析检测果蔬的表面粗糙度特性。利用ANSYS有限元分析选择传感器模型的有效信息获取区域，将PVDF压电薄膜和电阻应变片以不同方向和位置随机排布在该区域。搭建触觉信息检测平台，通过多通道数据采集程序对3种不同粗糙度等级的样本进行数据采集与存储，提取样本特征，建立支持向量回归机算法模型，并通过基于径向基核函数的SVR算法对果蔬表面粗糙度进行预测。试验结果与实际设定粗糙度等级一致，证明所设计触觉传感器能有效检测果蔬表面粗糙度特性。

摘要:在密植果园的果树行间，由于浓密树冠对卫星信号的遮挡，目前在开阔环境中成功应用的农业机械卫星导航定位方式存在失效问题。而单纯利用里程计在果园进行定位，又存在误差累积的难题。为此，以农业机器人驶入果树行前的初始位置点为原点，建立世界坐标系。利用激光雷达扫描作业空间中果树行两边的树干，根据圆弧聚类方法计算树干中心点，并记录在世界坐标系中。而后，在机器人运动过程中再实时检测果树树干中心点，并与先前时刻记录在世界坐标系中的树干中心点进行匹配，利用匹配结果校正里程计数据计算出的机器人位置和航向，以实现在密植果树行间对农业机器人进行准确定位。10次重复实验表明，农业机器人在世界坐标系的x和y方向上定位误差的标准差都约为0.08m，精度能够满足密植果园作业机器人的应用需求。

摘要:为实现超级稻育秧播种过程按“穴粒数”播补种的思路，需要对播种钵体秧盘上每个穴位的种子数进行精确检测。传统的单一面积法和平均灰度值法虽然简单，但检测精度较低，无法准确识别每个穴位种子粒数，最终影响播种质量。考虑到种子单个连通区域的形状参数与粒数之间存在密切关系，提出一种基于改进形状因子的钵体秧盘播种质量检测方法。首先采用RGB加权法对彩色图像进行灰度化处理，Otsu分割阈值算法进行二值化，形态学算法进行去噪；再利用掩膜定位技术提取出秧盘中每个穴位内的种子图像并进行连通域检测，测量单个连通域的面积、周长、最小外接多边形面积等参数，计算出改进后的形状因子，结合单连通域面积大小，完成单个连通域种子0粒（含杂质）、1粒、2粒、3粒、4粒及以上情况的检测，并通过累加实现穴粒数的检测。实验结果表明，该方法对于单个连通域内种子数在0~3粒时识别准确率均达到95%以上，4粒以上种子的识别率达到90%；穴粒数的平均检测准确率均达到95%以上，每幅图像平均处理时间为0.518s，满足在线检测的需求，为后续播补种提供了参考依据。

摘要:利用栅格法对工作区域进行划分，快速得到往复遍历式植保无人机的作业路径，在以作业架次数最少为约束条件的情况下，研究了一种多架次返航路线规划算法，合理地分配了各架次的喷药量和返航点，使无人机的工作总能耗最小，降低了无人机在非作业情况下无效消耗能量，提高了作业效率。仿真结果表明，在同等作业条件下，在一块210m×200m的矩形作业区域，采用本算法进行航迹规划，相比于仅以药液耗尽为返航依据的航迹规划，能耗节省率达到了12.89%，而且作业面积越大，能量节省效果越明显，通过田间对比试验，进一步证明了算法的可行性。

摘要:为了研究棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构的可行性，分析了水稻钵苗移栽纵向送秧机构的工作原理和棘轮齿轮式机构的传动特性，针对高速回转式水稻钵苗移栽机送秧机构需满足传动平稳、传动比精确、工作可靠性好、作业中没有积累误差、振动和噪声小的特点，设计棘轮齿轮式水稻钵苗移栽纵向送秧机构，对其结构设计中的重要几何参数建立了数学模型, 进行了优化,采用CAD/CAE软件建立虚拟模型。对该机构进行了台架试验，结果表明，该种传动形式的纵向送秧机构能够满足高速回转式钵苗移栽机的工作要求，为研发高速回转式钵苗移栽机纵向送秧机构提供了理论和实践依据。

摘要:针对双五杆栽植机构结构复杂、参数多，用传统的解析法设计较为困难的实际问题，分析了油菜钵苗移栽机双五杆栽植机构的工作原理和运动特性，构建了该机构多目标优化设计模型，借助Matlab软件开展了多目标优化设计模型的求解和参数分析，并结合高速摄像技术开展了该机构多目标优化设计模型与实际轨迹一致性的验证。结果表明：机组前进速度为0.3m/s、栽植频率为60株/min时，栽植株距和轨迹高度均为300mm，入土轨迹与出土〖JP2〗轨迹具有较高垂直度和重合度，栽植轨迹最低点鸭嘴器水平方向速度为0.04m/s，接近零速栽植，满足油菜移栽要求。

摘要:针对现有水田株间除草机伤苗率高等问题，进行机理分析和改进设计，采用左、右2组弹齿盘对称安装，通过软轴带动除草弹齿盘旋转，完成除草功能。通过对除草关键部件弹齿盘的运动学和水田植物（水稻稻苗和稗草）的强度分析，建立了弹齿盘的运动学模型以及水田植物的受力模型、应力模型。通过水田植物的应力模型分析，建立了水田植物的强度条件，并根据水田植物（水稻稻苗和稗草）的物理特性、弹齿盘基本参数，获得了除草盘转动角速度、弹齿数量的取值范围，并通过室内土槽试验确定了弹齿盘转动角速度为25.1rad/s、弹齿数量为5。通过田间性能检测，结果表明，除草率为80%、伤苗率为4.5%，均达到了农艺技术指标的要求。

摘要:为满足液态施肥机转子式转换器空间凸轮机构运转平稳、防止液肥泄漏与施肥量精准的性能要求，建立了空间凸轮数学模型。应用Visual Basic 6.0开发空间凸轮优化软件，得到凸轮的平均圆柱半径为37mm以及轮廓曲线图，应用Pro/E软件对空间凸轮机构进行三维建模与运动学仿真，验证了该空间凸轮机构设计的合理性。进行试验台试验，当液压泵压力0.4MPa、输出轴转速69.75r/min时，所测施肥量基本相同，且喷肥针只在空间凸轮的推程到回程阶段喷肥。结果表明：空间凸轮机构运转平稳，符合设计要求。

摘要:针对现有扎穴机构存在扎穴穴口大、入出土垂直度差等问题，设计了一种深施型液态施肥机非圆齿轮行星系扎穴机构。为使扎穴机构得到满足农艺要求的入出土垂直度，提出了一种基于Matlab GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动学仿真分析方法。通过微调静轨迹曲线上的少量型值点，得到了一组机构最佳优化参数，应用Pro/E软件建立扎穴机构模型，并利用ADAMS软件对其进行模拟仿真，得到喷肥针尖点运动轨迹曲线。试验台试验结果表明：穴口宽度为30.3mm、穴距为221.9mm，该扎穴机构能够满足喷肥针入出土垂直度好、穴口小的设计要求。

摘要:为了优化水肥一体化灌溉施肥机并提高其吸肥性能，在分析文丘里吸肥器工作原理基础上，依据经济流速流量对照表，综合考虑施肥装置及管路系统的沿程损失与局部损失，以吸肥流量为评价指标，应用CFD数值计算对影响系统吸肥性能的关键核心部件文丘里吸肥器的渐缩角α、渐扩角β、喉部直径d0进行单因素性能优化设计，获得了3个主要结构参数对其吸肥性能的影响规律；通过三因素三水平的正交试验方案，得出基于CFD数值计算的文丘里吸肥器最优结构参数组合，渐缩角α为20°、渐扩角β为8°、喉部直径d0为6mm，且当吸肥管与文丘里主管道呈40°倾角时吸肥性能最优。模拟数据与水肥一体化灌溉施肥机运行数据表明，CFD数值优化后的文丘里吸肥器吸肥流量提高约38.6%，与模糊自动控制系统相配合的水肥一体化灌溉施肥机的吸肥流量总体提高约47.6%，节能效果显著。

摘要:为解决花生收获过程中产量监测问题，结合4HBLZ-2型自走式花生联合收获机设计了一种智能测产系统。硬件部分包括北斗导航车载接收系统、单片微处理器及重量传感器、德国麦希欧接触式在线水分传感器，通过CAN总线接口与上位机连接。将定量称重与网格细分技术相结合应用于收获机测产领域，相较于冲量式测产系统，极大地降低了收获机振动引起的产量累积误差。软件采用跨平台应用程序Qt完成了各传感器数据的实时接收、存储，以及对任意划定地块产量数据的查询，并且能够实现查询产量数据的平面及3D立体渐变色显示。在5种不同工况下对该测产系统进行试验，测试花生收获机工作状态下测产系统的稳定性。在发动机大油门、开动夹持输送装置工况下，产量相对误差绝对值小于2%，在田间试验情况下产量相对误差绝对值小于5%。

摘要:为深入研究各种形式花生摘果机、摘果部件的工作原理，探究花生摘果过程中的荚果损伤机理、花生荚果分布规律和花生植株动力学状况，进而进行花生摘果机结构与参数优化，设计出一种多功能组合式全喂入花生摘果试验装置，主要由机架、电动机、传动系统、摘果系统、清选系统、变速与控制系统、荚果分布测试系统等组成。该装置作为花生摘果试验平台具有以下功能：通过改变和控制花生植株运动方向，可实现切流单滚筒、轴流单滚筒、切流双滚筒、切轴流双滚筒、轴流双滚筒、双切流横轴流三滚筒和切流双轴流三滚筒7种不同切轴流喂入、摘果方案；通过变频器与机械传动组合式调速方式，实现各摘果滚筒的速度调节；通过格式接料器，可研究各摘果机构的花生荚果分布规律。性能试验表明，该装置可针对不同花生品种及其性状进行不同摘果元件、不同切轴流组合的摘果性能试验，主要参数为：转速200~800r/min，摘果间隙25~50mm，最大喂入量5kg/s。

摘要:作物模型已逐渐成为干旱和半干旱地区优化农田水肥管理和实施节水灌溉的有力决策支持工具。为了探讨CERES-Maize模型模拟不同生育期受旱情况下夏玉米的生长发育、产量形成和土壤水分状况的模拟精度，进行了2013和2014年连续两季夏玉米田间分段受旱试验。试验将夏玉米整个生育期划分为苗期、拔节、抽雄和灌浆4个主要生长阶段，采用单个生育期受旱其他生育期灌水的方式，形成4个不同的受旱时段水平（D1~D4），又根据夏玉米多年生育期降雨量，设置了70和110mm两个灌水水平（I1和I2），共形成8个处理，每个处理3次重复，在遮雨棚内按照裂区试验布设，此外设置1个各生育期均灌水110mm的对照处理（CK）。利用两年试验数据，采用DSSAT-GLUE和PEST两种不同的模型参数估计工具，对CERES-Maize模型的遗传参数进行估计，并对该模型的模拟精度和可靠性进行验证，此外还使用交叉验证法对CERES-Maize模型的整体模拟精度进行评估。结果表明，GLUE和PEST两种调参工具所得的模型参数均有较好的稳定性和收敛性，但PEST调参工具耗时较少，效率较高；CERES-Maize模型能较好地模拟充分灌水条件下夏玉米的生长发育、产量和土壤水分变化，绝对相对误差（ARE）和相对均方根误差（RRMSE）均在6%~8%之间；但是现有CERES-Maize模型无法模拟由于不同生育期受旱造成的夏玉米物候期的差异。此外，交叉验证结果发现夏玉米生长前期（特别是拔节期）受旱处理的数据参与模型校正时，模型的总体平均模拟误差较大，精度较低。CERES-Maize模型模拟前期受旱对玉米籽粒产量的影响时结果不够准确，这可能是由于该模型低估了早期水分胁迫条件下的LAI值，进而使得ET模拟不准确所造成的。总之，CERES-Maize模型对生育期前期（特别是拔节期）受旱条件下夏玉米生长发育、产量形成和土壤水分变化的模拟还存在一定的不足，若将CERES-Maize模型应用于我国干旱和半干旱地区水分胁迫条件下玉米的生产管理和科学研究，应对模型进行相应的修正。

摘要:冬小麦叶面积指数（LAI）是重要的农学参数之一，对冬小麦长势分析、产量预测具有重要意义。使用2008/2009年在中国北京市通州区和顺义区获取的整个生育期冬小麦叶面积指数和对应的光谱数据，将相关系数（|r|）-赤池信息量准则（AIC）、灰色关联分析（GRA）-AIC、变量投影重要性（VIP）-AIC、VIP-预测残差平方和(PRESS)系数分别与偏最小二乘法（PLS）进行整合，提出利用AIC择优构建冬小麦LAI估算模型，并与传统PRESS方法构建的冬小麦LAI模型进行比较。结果表明：|r|-PLS-AIC、GRA-PLS-AIC、VIP-PLS-AIC、VIP-PLS-PRESS建模的R2分别为0.72、0.67、0.73和0.70，VIP PLS-AIC比|r|-PLS-AIC、GRA-PLS-AIC和VIP-PLS-PRESS有更好的冬小麦LAI预测能力。考虑到冬小麦LAI的时域特性，将2009/2010年相关数据引入模型中，评价模型对不同年际的冬小麦估测能力。研究表明VIP-PLS-AIC（RMSE为0.81）较|r|-PLS-AIC（RMSE为0.87）、GRA-PLS-AIC（RMSE为0.96）和VIP-PLS-PRESS（RMSE为0.83）有更高的精度。将AIC作为冬小麦LAI最优估测模型筛选条件不仅能获得同年LAI的最优估算模型，而且适用于不同年际的冬小麦LAI探测研究。

摘要:过量施氮现象在陕西省关中平原非常突出，采用简单有效的作物施氮量估算技术，可实现生产成本降低和生态环境改善的双重目的。临界氮浓度可用于诊断作物氮营养状况，前人多基于地上部干物质建立临界氮素稀释曲线，而本研究以叶片干物质建立该曲线。试验设6个冬小麦品种和4个氮素（N0、N1、N2和N3）水平，以两季（2013—2015年）田间数据构建和验证了基于叶片干物质的冬小麦营养生长期临界氮稀释曲线，经拟合，叶片的临界氮浓度与叶片最大干物质符合负幂函数关系，依据临界氮稀释曲线推导的氮营养指数可评价冬小麦的氮营养状况。结果表明，氮营养指数随施氮量的增加而增加，其值介于0.57~1.21之间，建立的相对产量与氮营养指数关系表明，关中平原适宜的施氮量介于105~210kg/hm2之间。基于叶片干物质的临界氮稀释曲线模型可以很好地评估植株体的氮营养状况，用以指导该区域冬小麦的科学施氮。

摘要:通过作物生长模型动态模拟的冬小麦全生育期潜在蒸散量和实际蒸散量计算冬小麦各生育时期的模拟作物系数，并与FAO提供的冬小麦各个生长阶段的标准作物系数对比，验证了其数值和变化趋势的准确性。基于地面实测和遥感反演的叶面积指数，建立了作物系数与叶面积指数的经验对数模型，根据遥感反演的叶面积指数获取冬小麦全生育期以天为步长的区域尺度的作物系数。利用冬小麦各生育时期模拟作物系数与以天为步长的区域尺度作物系数的比值优化蒸散量模型，获取关中平原2013—2014年冬小麦全生育期优化前后的蒸散量反演结果。通过与实测数据对比，发现优化前最大相对误差为14.36%，优化后最大相对误差为9.89%，优化后的蒸散量反演模型比未优化的蒸散量反演模型能够更加准确地反演冬小麦全生育期的蒸散量，特别是在低植被覆盖条件下的反演精度有明显的提升。

摘要:为探明温室环境对甜瓜蒸腾的驱动和调控机理，以土壤相对含水率、空气温度、相对湿度和光辐射量为试验因素，按四因素五水平二次回归正交旋转组合设计，测定了不同环境因子组合下甜瓜叶片蒸腾速率和气孔导度。利用水量平衡法控制土壤含水率，用Li-6400型光合仪叶室控制温度、相对湿度和光辐射量，定量分析了瞬时尺度上土壤和气象环境因子对甜瓜叶片蒸腾速率影响的的主效应、单因子效应、边际效应和交互作用，建立了环境因子驱动的蒸腾速率模型。研究结果表明：除相对湿度外，土壤相对含水率、空气温度和光辐射量对蒸腾速率均为正效应，其中土壤相对含水率和空气温度的单因子效应趋近线性函数，光辐射量和相对湿度的单因子效应分别为开口向上和向下抛物线函数；土壤相对含水率和空气温度的边际效应随编码值的递增变化较平缓，且在试验编码范围内均为正效应，光辐射量和相对湿度对蒸腾的边际效应随编码值的增加分别呈显著递增和递减趋势，其正负效应临界编码值分别为-0.69和-1.49；环境因子对蒸腾的影响存在交互作用，表现为协同促进或拮抗调控作用，大气水汽压亏缺是环境影响蒸腾的重要中转因子，在瞬时尺度叶片蒸腾的调控中起主导作用。

摘要:为探讨高压静电场对水培番茄生理生化指标与产量的影响规律，阐明影响机理，将番茄幼苗放入平行板电极的2个极板间并施加2.00、2.25、2.50kV/cm 3种不同强度的高压静电场8h，然后将电场处理后的幼苗在温室采用无机基质和营养液模式培养，同时对茎粗、鲜质量、叶绿素含量、根系形态特征、生长期、膜透性、离子浓度变化和果实最终产量进行测试分析，结果表明：与不加电场的对照相比，营养液栽培高压静电场处理改变了番茄的生长特性，且强度为2.25kV/cm的电场对茎粗、鲜质量、叶绿素含量、根系形态的促进效果最优，基质栽培中2.25kV/cm的电场处理后产量提高了23%。

摘要:以北京市为例，在计算1993年、2001年和2007年三期土地利用生态系统服务价值的基础上，基于力矩平衡点法分析了生态服务功能价值的重心变化情况，研究了北京市生态系统服务价值分布的时空变化及变化原因。结果表明：北京市生态系统服务总价值先增加后减少，从1993年的297.69亿元增加到2001年的299.05亿元，在2007年又降低到292.12亿元；不同土地利用类型的生态系统服务价值的重心转移情况表明，耕地、草地、湿地的价值重心从1993年到2007年，一直由南向北移动，推动了总价值的重心变化，公园绿地、林地的重心变化始终为由北向南；不同功能生态系统服务价值的重心转移情况表明，废物处理、气候调节、气体调节、食物生产、土壤形成与保护、娱乐文化的价值重心由南向北移动，原材料的价值重心呈由北向南移动，生物多样性的价值重心呈由西向东的移动趋势，而水源涵养的价值重心在1993年到2001年由北向南移动，2001年到2007年则是由南向北移动。研究结果为北京市的政府决策和生态环境保护政策制定提供了依据。

摘要:为更好地了解耕作侵蚀对坡耕地土壤碳循环的影响，采用137Cs示踪技术研究了川北山区坡耕地土壤再分配对土壤有机碳和团聚体有机碳含量与储量的影响。结果表明：与该区土壤137Cs有效背景值比较，短坡耕地上坡部位（坡顶、坡肩）土壤中137Cs含量降低了76.91%，而下坡部位（坡脚、坡趾）增加了24.02%；坡耕地上坡部位发生土壤损失，耕作侵蚀平均速率为63.22t/（hm2·a），占土壤总侵蚀的94.61%，耕作导致下坡土壤沉积，平均沉积速率为23.94t/（hm2·a）。上坡土壤中大于2000μm、250～2000μm和53～250μm的团聚体所占比例显著低于下坡，而小于53μm的团聚体所占比例则相反；土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量与储量下坡显著高于上坡。土壤和不同粒级团聚体的有机碳含量与137 Cs面积浓度呈极显著正相关关系，说明侵蚀引起土壤再分配造成上坡有机碳含量贫瘠，而下坡相对富集。因此，川北山区坡耕地施肥管理应关注土壤质量空间变异特征。

摘要:由于砒砂岩的广泛分布和煤炭资料的开发利用，晋陕蒙接壤区出现了一系列生态环境问题。为恢复区域生态，尝试利用区域内的砒砂岩来改良风沙土，以实现砒砂岩的资源化利用和受损生态系统的修复，本研究设计了风沙土中砒砂岩不同添加比例（0、10%、25%、50%、75%、90%、100%）的改良模式。研究了25℃下不同改良模式对NH+4 N吸附动力学和等温吸附特征的影响，评价了不同模型对改良土壤的适应性，以期为建立合理的氮肥施用指标和提高肥料利用率提供依据。结果表明：相同条件下，砒砂岩对NH+4 N的吸附量大于风沙土；随着砒砂岩添加比例的增加，改良土壤对NH+4 N的吸附量呈线性增加关系。砒砂岩的添加可以显著增加风沙土对NH+4 N的吸附，增加土壤供氮的持续性，提高肥料的有效性。准二级动力学模型可用于拟合改良土壤对NH+4 N的吸附动力学曲线。NH+4 N的等温吸附曲线以Freundlich模型拟合效果更优。各处理对NH+4N的吸附均为自发过程，且为有利吸附，吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散共同控制。

摘要:土壤大孔隙的形成和分布具有重要的生态学意义，但尚未有研究者利用生态学方法研究其空间结构。以三峡库区紫色砂岩区的3种典型土地利用类型下的土壤大孔隙为研究对象，将图像处理技术与林分空间结构分析方法相结合，从形态学和生态学角度量化分析土壤大孔隙的空间结构。结果表明：3种土地利用类型的土壤大孔隙形状、空间结构复杂程度高，空间分布格局随土壤深度的增加均呈聚集分布趋势，且深层土壤的大孔隙组成较表层单一，其中草地最明显，大孔隙发育程度均随土壤深度的增加而降低；3种土地利用类型的土壤优先流发育程度由大到小为：草地、果园、农地，同一土地利用类型不同孔径范围的大孔隙所形成的优先路径的连通性、导水性和发育程度由大到小依次为：草地孔径范围\[5.0mm，∞)、\[2.5mm，5.0mm)、\[1.0mm，2.5mm)、（0，1.0mm)，农地和果园孔径范围\[1.0mm，2.5mm)、\[2.5mm，5.0mm)、（0，1.0mm)、\[5.0mm，∞)；将林分空间结构分析方法与土壤大孔隙位置密度分布、大孔隙变异度和复杂度指标进行对比，并与以往研究土壤大孔隙空间结构的方法进行比较，所得结果相同，证明该方法可以用于土壤大孔隙空间结构的分析和研究。林分空间结构分析方法简单易行，从生态学的角度完善了大孔隙空间结构的分析，弥补了目前基于物理化学方法在大孔隙结构理论分析的不足，进一步揭示了土壤大孔隙空间结构形成和分布的原因。

摘要:为研究插入式滴头局部阻力间的相互影响，以16插入式滴灌管为研究对象，设置6种滴头间距进行灌水试验，同时采用CFD模拟并分析验证。在此基础上对20滴灌管进行了模拟研究。结果表明：滴头局部阻力相邻影响系数模拟结果与试验结果基本吻合；滴头局部阻力相邻影响系数随滴头间距的减小而减小；滴头前后扰动范围和流速分布的变化是滴头局部阻力产生相邻影响的主要原因；滴灌设计中，当滴头间距小于0.5m时，应考虑滴头局部阻力间的相邻影响，相邻影响系数取值范围为09～1.0。

摘要:为了研究葡萄糖对水热炭化反应过程和水热焦形成的影响，以麦秆为原料，利用高温高压反应釜，对麦秆在葡萄糖水溶液环境中的炭化反应过程和水热焦理化结构演变及液相产物主要组分浓度分布的变化进行了分析。研究发现，在反应温度220℃，停留时间120min条件下，随着葡萄糖添加量的增加，水热焦产率和碳质量分数有所增加，而氢和氧质量分数未发生明显改变，当葡萄糖添加量为麦秆质量的0.4倍时，水热焦产率达68.56%；葡萄糖分子阻碍了麦秆中主要化学组分的分解与炭化反应，使得水热焦炭聚合物的红外吸收特征峰减弱，同时XRD衍射峰强度降低，热稳定性下降，如选择水热炭化过程水循环利用，可进行可溶性糖分离；在麦秆与葡萄糖共同水热炭化过程中，葡萄糖以分解反应为主，同未添加葡萄糖的麦秆水热炭化液相产物相比，糠醛、5HMF和乙酸的质量浓度均有所增加，其中5-HMF增加最为显著，至葡萄糖添加量为4g时，达20.21g/L。

摘要:为了研究溶剂效应对单糖转化制取5-羟甲基糠醛 (HMF)的影响，考察了葡萄糖在3种不同溶剂(水、二甲亚砜(DMSO)、水-DMSO)下较宽温度范围内(100~200℃)无催化条件下的降解行为，实验结果显示，在175℃水-DMSO混合溶剂下，HMF的产率可达到20.7%，远高于水溶剂下的11.86%和DMSO溶剂下的10.0%。采用涉及5-羟甲基糠醛（HMF）、乙酰丙酸(LA)和腐殖质(humin)生成的反应模型分析了葡萄糖降解动力学，该模型较好地吻合了实验结果。动力学分析表明，DMSO的存在改变了葡萄糖的异构化途径并生成了果糖和半乳糖，同时抑制了HMF进一步发生再水合反应生成LA和发生聚合反应生成humin。此外，针对humin的结构表征进一步揭示了水和DMSO对humin生成的不同作用机制。

摘要:基于生物质气化技术，采用下吸式气化炉为反应器，以高温水蒸气作为气化剂，选取温度和S/B（水蒸气流量与生物质气化量比）作为影响因素，炉体温度的变化范围700~950℃，S/B取值范围0.3~1.0，对产品气的组分变化规律进行分析，探讨了炉内的气化反应特性。试验结果表明，下吸式气化炉碳层内的水蒸气气化反应及焦油裂解反应对制取富氢燃气有重要作用， H2和CO的产率随温度的升高而增加，在温度增加到一定值后，H2体积分数达到峰值，继续升高温度导致H2的体积分数有所下降。S/B的增加有利于产品气中的H2含量的提升，但吸热反应造成炉内床体的反应温度下降，抑制H2体积分数的增加。在本试验条件下, H2的体积分数最大达到47.67%，对应的工况S/B为1.0，温度为900℃。

摘要:研究了超微粉碎技术对玉米秸秆结构组成、物化性质和醇解液化的影响。结果表明：随着玉米秸秆粒径的减小，4种粉体的堆积密度由0.11g/mL逐渐增大到0.41g/mL，比表面积增大了1.05m2/g，休止角和滑角也都不同程度增大。采用激光法和扫描电镜分析可知，与普通粉碎相比超微粉碎能显著减小颗粒粒径，使得超微粉的平均粒径达到15.54μm，由于团聚现象，离散度增大，X射线衍射结果显示超微粉碎破坏了玉米秸秆的晶体结构，结晶度显著减小，由44.72%减小到13.68%，表明超微粉碎能有效改善玉米秸秆的粉体性质。用微波和油浴两种加热方式对玉米秸秆进行液化，微波条件下，仅5min超微粉液化率已经达到90.37%，而油浴需要近1h才能达到90%以上，说明微波是一种有效的加热方式；常规油浴条件下，120min超微粉液化率达到95.30%，而小于0.25mm的普通粉液化率仅为84.83%，表明超微粉碎可通过增大比表面积和降低结晶度来提高醇解液化率。

摘要:微生物在单细胞水平下的生长普遍具有随机性和变异性，同时低菌量污染食品所造成的危害风险亦不可忽视，因此食源性致病菌单细胞的生长观测及预测研究逐渐成为食品预测微生物学及食源性致病菌风险评估的研究热点。在分析现有相关文献的基础上，将目前主要的食源性致病菌单细胞生长观测研究分为间接推断和直接观测两类方法；同时对食源性致病菌单细胞生长预测的模型参数与建模过程进行概述，比较了传统预测微生物的决定模型与微生物单细胞的随机模型二者之间的区别，强调了单细胞生长模型需在随机建模的基础上开展，并通过个体建模方法进一步联系其与所在食品环境之间的关系。最后，分析了食源性致病菌单细胞生长观测与预测的现状，并展望了其未来与食品安全风险评估相结合的发展趋势。

摘要:为了掌握超声波降解苹果汁中展青霉素的动力学特性，在前期超声波降解苹果汁中展青霉素的研究基础上，利用拟一级反应动力学方程对超声波影响因素中超声波功率、频率及温度降解苹果汁中展青霉素的试验数据进行拟合，确定相关参数，进一步建立各影响因素降解速率常数与相关影响因子之间的关系方程。结果表明：超声波功率对苹果汁中展青霉素的降解符合拟一级反应方程，超声波功率为490W时，降解率最大；功率降解速率常数kP与超声波功率的方程为kP=6×10-5P-0.0117。超声波频率对展青霉素的降解符合拟一级反应方程，超声波频率为45kHz时，降解率最大；频率降解速率常数kf与超声波频率f的关系方程为kf=-8×10-4f2+0.1119f-2.5126。〖JP〗温度对苹果汁中展青霉素的降解符合拟一级反应方程，温度为30℃时，降解率最大；温度降解速率常数kT与温度T的关系方程为kT=-1×10-4T2+0.0061T-0.0769。

摘要:为提高南美白对虾肉（PV）的贮藏稳定性，研究了蔗糖、菊糖和海藻糖对PV玻璃化转变温度（Tg）与状态图的影响。采用静态称量法研究了25℃下PV和按虾肉质量添加10%蔗糖（PV-S）、10%菊糖（PV-I）和10%海藻糖虾肉（PV-T）的吸附等温线。采用差示扫描量热法分析了PV、PV-S、PV-I与PV-T的Tg和冻结点温度（TF）。分别采用Gordon-Taylor方程和Clausias-Clapeyron方程拟合Tg与TF数据，构建了虾肉的状态图，探讨了添加糖类对PV的Tg与状态图的影响。结果表明，PV、PV-S、PV-I与PV-T的水分吸附等温线呈III型，GAB模型为描述PV、PV-S、PV-I与PV-T水分吸附特性的最适模型。PV、PV-S、PV-I与PV-T的平衡含水率随着水分活度aw的增大而增大。aw一定时，平衡含水率随着糖类添加而降低。添加糖类降低了PV的单分子层含水率。PV、PV-S、PV-I与PV-T的Tg随着含水率增加而降低。相同aw时，Tg值高低顺序依次为PV-I、PV-T、PV-S、PV。根据状态图，PV、PV-S、PV-I和PV-T的最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度T′g分别为-71.35、-64.76、-58.36、-59.36℃，与之对应的溶质含量分别为73.2%、73.4%、72.6%、73.4%，即非冻结含水率分别为26.8%、26.6%、27.4%、26.6%。添加糖类尤其是菊糖与海藻糖能显著提高南美白对虾肉的贮藏稳定性，延长其货架期。

摘要:针对蜜瓜糖度在线检测的需求，设计了融合漫透射光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统，该系统包括硬件平台和软件系统两部分。硬件平台主要包括蜜瓜输送装置、光谱采集装置、图像采集装置和控制系统4部分。软件系统基于Microsoft Visual C++6.0语言，结合Omni Driver软件、FlyCapture2及OpenCV软件开发。系统可实现蜜瓜光谱与图像信息的自动采集、显示及保存，可实现对漫透射光谱预处理，获取糖度检测所需光谱数据，对图像预处理，提取蜜瓜外观特征图像信息（R、G、B颜色值和蜜瓜体积）。在此基础上，系统可通过融合漫透射光谱与图像信息的蜜瓜糖度检测模型，计算蜜瓜糖度。系统同时可实现检测个数统计，外观特征信息及糖度的实时显示、保存等功能。测试试验表明，该试验系统检测1个样品用时1.2s，糖度检测均方根误差为1.22,可满足河套蜜瓜糖度在线检测试验需求，为进一步开展河套蜜瓜糖度在线检测研究奠定了基础。

摘要:采用高光谱(420~1000nm)成像技术对“中油9号”油桃的4种外部缺陷(裂纹果、锈病果、异形果和暗伤果)进行检测判别。对400个样本（4种外部缺陷样本和完好样本）运用偏最小二乘回归（PLSR）从全波段中分别提取了10条特征波长，分别为497、534、657、677、696、709、745、823、868、943nm。缺陷样本的高光谱图像经过主成分分析后，对876nm下的单波段图像通过掩膜、Sobel算子处理，并对主成分图像经过区域生长算法实现缺陷样本的缺陷区域分割。对光谱数据进行主成分分析得到前10个主成分值，并对图像数据采用灰度共生矩阵(GLCM)提取得到6项图像纹理指标(均值、对比度、相关性、能量、同质性、熵值)。将主成分值和纹理值融合建立极限学习机(ELM)模型对油桃外部缺陷进行检测判别。结果表明，该模型对缺陷样本的判别正确率为91.67%，完好样本的正确率为100%。

摘要:基于光谱学原理设计了智能苹果糖度在线分级设备，研究了上置式检测器在线检测中的杂散光问题，通过光路图分析了富士苹果3种摆放方式对杂散光的影响，并提出了遮光降噪方案。利用偏最小二乘（PLS）回归分别建立了3种摆放方式的富士苹果可溶性固形物含量（SSC）在线预测模型。研究结果表明，对于上置式检测器而言，摆放方式和遮光处理尤为重要。其中果柄朝上遮光为最佳降噪措施，所建立的模型校正集均方差（RMSEC）为 0.60,校正集相关系数（RC）为0.94，预测集均方差（RMSEP）为0.67,预测集相关系数（RP）为0.87,可以满足实际生产中的在线分级要求。

摘要:将核磁共振成像和T2弛豫检测相结合，对处于萌发过程的小麦种子进行了连续72h检测。小麦种子核磁成像显示，吸胀阶段（0~6h）种子皮层、胚和珠心突起的水分含量明显增加；萌动阶段（6~22h）珠心突起的水分向胚乳扩散；萌发阶段（22~72h），胚根和胚芽鞘陆续长出，吸水率增大，胚乳含水量升高并逐渐活化。T2弛豫检测显示，小麦种子吸水率存在快速吸水、平稳吸水及振荡吸水3个阶段，与成像显示的萌发3阶段相对应，体现了种子萌发对水分需求的动态过程。核磁共振技术能够直观且连续地反映小麦种子内部水分的变化和分布，为科学揭示小麦种子萌发过程、合理调控萌发过程土壤水分状况提供了新的试验方法和理论依据。

摘要:为研究波长选择方法对稻谷千粒质量近红外光谱分析（NIRS）模型预测能力的影响，用偏最小二乘法（PLS），在600~1100nm的波长区间，建立稻谷千粒质量的全光谱近红外光谱预测模型，得到模型的内部交叉验证系数为0.714，外部验证决定系数为0.659，内部交叉验证误差和预测误差分别为1.809和1.756。采用相关系数法、互信息法、逐步回归法、无信息变量消除方法、遗传算法和间隔偏最小二乘法对建模波长区间进行选择和优化，再以同样的方法建立稻谷千粒质量NIRS预测模型。结果显示，通过波长选择和优化后，不仅参与建模的波长显著减少，而且所建模型的内部交叉验证和外部验证决定系数均有所增大，交叉验证误差和预测误差均有所减小。其中，采用遗传算法进行波长选择后，所建模型的内部交叉验证和外部验证决定系数最大，分别为0.729和0.710，交叉验证误差和预测误差则分别降低了9.50%和5.72%，是6种方法中最优的。表明经过波长选择后，可以提高稻谷千粒质量近红外光谱预测模型的预测能力。

摘要:收后果蔬的及时预冷已成为供应商一项必备的增值业务，提高其预冷均匀性及预冷速率不仅可以延长果蔬货架期、提高预冷吞吐量，整体冷链物流的经济效益也可得到直接保证与提升。以富士苹果2层瓦楞纸包装箱为研究对象，建立箱体、衬垫及果品的三维实体模型，将果品呼吸热、表面蒸发热、冷凝热及对流传热作为果品区域内部热源，利用CFD模拟预冷过程中不同送风速度下箱体内部温度分布情况，对比分析不同工况下的冷却时间、瞬时冷却速率以及瞬时冷却均匀性，从冷却时间与冷却所需能耗考虑给出较佳的预冷送风速度。研究结果表明，当送风速度超过2.5m/s时，其制冷时间、冷却速率及冷却均匀性无显著改善，通过将果品F6、S6表层、中心温度模拟值与实验值对比验证得出，温度最高偏差不大于1.5℃，其最大均方根误差与平均相对误差分别为1.179℃和13.6%。该研究为提高苹果通风包装箱内部预冷均匀性，选取较佳的送风速度，降低预冷时间及减少不必要的预冷能耗提供了理论参考。

摘要:植物夜间补水依靠根压。根压是研究植物水分生理的重要指标之一，但是根压测量是一个迄今尚未解决的技术难题，尤其是对草本植物，因不允许采用开窗式测量，所以具有更大的技术挑战性。为此探讨了在茎直径与茎流速率复合测量基础上，对Steppe水分存储和流动数学模型作算法换序，实现植物根压的无损动态观测。实验样本选取3株温室茄子，得到了2个独立的、连续5d的实验数据。结果显示夜间及次日凌晨茄子样本的茎流速率为零，茎直径缓慢增长，此时间段内根压开始出现；晴天时，白天茄子样本蒸腾作用强烈，茎流速率大，茎秆收缩明显，夜间根压增幅较快；阴天时，情况恰好相反，夜间茄子样本根压幅值较小。可见，根压动态均满足茎流速率和茎直径变化的信息解译与气象数据的影响，完全符合已知的植物水分生理调节规律。因此，算法换序对无损观测茄子样本的根压是可行的，可将该方法应用于其他植物根压的无损检测。

摘要:为了快速、无损地测量水稻剑叶角，设计了基于Android智能手机的便携式水稻剑叶角无损测量系统。采用智能手机后置摄像头获取水稻剑叶基部图像，经过图像预处理、直线检测、K-means聚类和向量方法等处理过程，得到水稻剑叶角。基于Android编程技术对系统软件进行设计，实现了在Android平台下利用JNI和Android NDK调用基于OpenCV库的剑叶角提取图像处理算法，实现了新建试验、材料信息输入、摄像头获取剑叶基部图像、计算输出剑叶角及保存数据等界面操作流程。利用该测量系统在田间对4个品种的80株水稻进行剑叶角测量试验，以验证系统性能。试验结果表明，和人工用量角器测量结果相比，该系统测量的平均绝对误差为1.34°，相对误差为2.7%，测量值和真实值相关系数为0.997，能有效测量剑叶角。

摘要:为获得林冠层结构参数的监测数据，设计了一种可长期自动感知叶面积指数、聚集度指数和郁闭度指数的自动测量系统。自动测量系统由测量车、固定轨道和太阳能供电系统组成。太阳能驱动的测量车由单片机控制完成指定作业任务，收集轨道所在样线上的光强分布数据，获得不同长度光斑概率分布函数，利用大光斑消除法和贝尔定律解算林冠层结构参数。为验证测量方法和解算精度，先后在林场32块样地进行试验，结果表明自动测量系统测得的有效叶面积指数与LAI-2200测量结果相近，相关系数为0.8325，郁闭度指数与一步一抬头方法测量结果相同，并测得32块样地的聚集度指数。

摘要:网络互通问题是限制移动视频获取的关键技术瓶颈，为解决此问题，在前期关于视频分割、压缩、标注、检索等一系列研究基础上，设计出面向移动视频获取的网络互通网关，最终实现蔬菜病虫害视频的移动获取。首先对视频电话网络和IP网络的网络协议3G-324M和H.323进行了详细分析。进而基于不同网络协议原理的分析，设计出3G-324M与H.323的互通网关，包括信令网关和媒体网关两部分：信令网关负责处理信令（信号），实现视频电话网与IP网络间呼叫层面和系统层面的控制和互通；媒体网关负责数据传输，实现视频电话网与IP网络间媒体和数据层面的控制和互通。最终基于前期的研究基础和本文设计的网络互通网关，构建了蔬菜病虫害知识视频移动获取模型，实现了蔬菜病虫害的视频移动获取。此外还对视频获取模型进行对比试验,通过与传统方法的比较,证明所设计的网络互通网关和移动视频获取模型具有理论和实用价值。

摘要:为了实现野外偏远、无GPRS信号地区土壤墒情、温度及降雨量的远程无线实时监测，设计了一套由土壤墒情及相关影响信息实时采集系统、铱星通信以及互联网技术构成的“物联网”架构式土壤墒情实时监测系统，围绕铱星SBD（Short burst data）终端模块9602开发了具有独立知识产权的数据采集系统。该系统实现了智能化、网络化的土壤墒情实时监测，以及历史数据的查询、下载，根据设定阈值进行短信报警、传感器和通信故障报警等功能。该系统自2011年8月在山东省、北京市等地运行以来，可以安全、稳定、可靠地获取监测土壤含水率、温度及降雨量信息。通过试验可知铱星通信在空旷地带成功率为97.2%，单个节点通信费用为每月200元（12000字节），达到了对土壤墒情、温度和降雨量变化规律进行长期监测的目的。

摘要:城镇土地利用规划是城镇化健康有序推进的基础，规划实施监测是其实施的保障。遥感和GIS相结合的方法可快速监测城镇土地利用规划实施情况，保障土地利用规划实施的动态管理。利用0.5m分辨率的WorldView 2卫星遥感影像，采用面向对象的影像分析方法，针对基于知识规则分类特征选取及阈值确定难点，将CART决策树与面向对象分类方法结合，实现参与分类最优对象特征的选择以及特征阈值的自动确定。在分类基础上，对每个规划图斑计算地类规划实施完成率，实现对土地利用规划实施过程进行监测评价。最后，以北京市房山区某区域为研究区，进行了试验验证。结果表明：最终分类总体精度达0.89，Kappa系数为0.87，表明构建的分类算法基本能满足城镇土地利用规划监测的需求。研究区东北部土地利用规划实施情况比西部好，公共绿地、水域等地类需重点调查监测，同时二类居住用地的建筑密度偏高，绿化率偏低。

摘要:以小梅山母猪发出的哺乳呼噜声及其它干扰噪声为研究对象，利用噪声能量在频域内均匀分布，其对应的信息熵值最大的特性，根据噪声类型不同，选择不同小波包层数结合信息熵计算，去除环境噪声混叠的影响。试验结果表明，母猪呼噜声的频率范围在0～800Hz内，仔猪争乳尖叫声的频率大于1000Hz，其他干扰噪声的频率范围0～8000Hz内；分别经过5层和3层的db10小波包分解，利用对数能量熵软阈值去除0～8000Hz主噪声及1000～8000Hz内的残留噪声，且重构信号中母猪哺乳声的波形特征保持较好, 获得令人满意的滤波处理结果，为进一步研究畜舍环境下母猪哺乳声音特征提取及识别提供了数据预处理方法。

摘要:采用趋势分析法、Mann-Kendall突变分析法、小波分析法和时态GIS对三江平原1952—2012年间的61a降水量的时空变异特征进行分析。结果表明：时间上，5个主要行政区的降水量序列在时间整体上变化趋势不明显，而在时间序列内部存在不同突变趋势，存在以28、22、15、6a 4个时段为主周期的波动状态；整个三江平原降水量序列在时间整体上变化趋势也不明显，但在时间序列内部表现出突变趋势，即1955年开始呈下降趋势，至1979年开始呈上升趋势，到1997年又呈下降趋势，存在与各行政分区主周期相同的波动状态。空间上，三江平原降水量空间分布变化趋势表现出明显的差异性，即1952—1954年从北到南呈现中间多两端少的变化趋势，而1955—1978年从北到南呈现两端多中间少的变化趋势，1979—2012年也呈现北多南少、东多西少的变化趋势。5个主要行政区及三江平原1952—1954年和1997—2012年两个时段内的多年平均降水量均少于1955—1996年间的多年平均降水量。

摘要:季节性干旱是影响关中平原农业生产最主要的灾害，研究气候变化背景下的关中平原旱情空间分布特征和变化规律具有重要的科学意义与应用价值。基于关中平原2003—2014年每年3月上旬—5月下旬的旬时间尺度条件植被温度指数（VTCI）的干旱监测结果，采用结构相似度（SSIM）研究关中平原VTCI的空间变化特征及其影响因子。结果表明：关中平原VTCI的空间变化特征具有明显的区域差异性和空间异质性，结构性因素是VTCI空间变化的主要影响因子，总体上受水热、地形分布格局等因素的结构性影响，但微地貌、下垫面覆盖的不同及变化和人为因素导致其主体产生变化。当微地貌、下垫面覆盖类型和人为因素成为主导因子时，结构相似度与其高度相关，对其变化的响应非常敏感。与利用某些指数直接作为干旱的指示因子或构建统计模型分析干旱特征相比，引入研究图像的结构信息的参量SSIM实现了定量、准确、形象地描述干旱的空间分布特征和变化规律。

摘要:研究了2001—2013年我国北方农牧交错带内表征植被生态特征的归一化差值植被指数（NDVI）、总初级生产力（GPP）时空变化规律，分析了研究区该时间段内的温度、降水量变化特征，利用Pearson相关系数法分析了不同植被类型对气象因子的响应规律。结果显示：研究区内生长季的植被生态状况与温度呈负相关、与降水量呈正相关；非生长季的植被生态状况则相反，其生态状况与温度呈正相关、与降水量呈负相关。这是因为生长季温度高于最适温度会抑制增长，而干旱地带的降水会促进植被生长；而非生长季气温较低，温度的增加会对植被有明显的促进作用，而降水量并不是影响植被生态状况的主要因素，植被对其响应也并不明显。

摘要:为了深入研究电磁与摩擦集成制动系统防抱死控制机理，提高其在紧急制动下的防抱死控制性能，在建立电磁与摩擦集成防抱死制动模型的基础上，根据电磁制动与电子液压制动各自制动控制特性，提出了电磁与摩擦集成制动系统防抱死制动分层协调控制方法。在硬件在环仿真平台上验证了数学模型的有效性，并在模拟干燥沥青路面、冰雪路面以及对接路面环境下，对比研究了电磁与摩擦集成制动系统、高性能电子液压制动系统和低性能电子液压制动系统的防抱死制动性能。结果表明：在防抱死控制过程中使用电磁制动取代低性能电子液压制动系统控制车轮最佳滑移率，仅使用低性能电子液压制动提供一定的制动强度，完全可以实现与高性能电子液压制动系统相同甚至更优的防抱死控制效果。

摘要:为了提高四驱汽车的整车性能，对四驱汽车扭矩分配特性进行了相关分析，并提出了一种新的扭矩分配控制策略。基于Matlab/Simulink构建了整车7自由度动力学模型；研究了不同路面、不同车速和不同转向工况下轴间扭矩分配和轮间扭矩分配对汽车质心侧偏角及横摆角速度的影响规律。以线性二自由度半车模型作为参考对象，基于人群搜索算法（Seeker optimization algorithm，SOA）和PID控制系统设计了扭矩分配控制系统，并进行了仿真分析。基于NI PXI设备构建了扭矩分配硬件在环试验平台，进行了试验验证。结果显示：该控制策略能较好地跟随驾驶员的转向意图，车辆行驶稳定性得到提升，试验结果也验证了控制系统的有效性。

摘要:为了解甲醇自身温度及喷射压力变化对喷雾特性的影响，使用高速摄像机和三维激光相位多普勒颗粒分析仪（PDPA），分别对25、50、60、70、80℃的液态甲醇及喷醇压力为0.3、0.4、0.5MPa时的甲醇喷雾进行了研究。结果表明：随着甲醇温度的升高，喷雾雾化质量提高，甲醇射流液柱减少，液滴索特平均直径(SMD)减小，同时喷雾主射流区向外扩张。另外，喷雾贯穿距和液滴速度均呈先增大后减小的趋势，在70℃时达到最大值。在相同温度下，喷醇压力的增加提高了喷雾液滴速度，有助于贯穿距的增大，同时液滴索特平均直径(SMD)明显减小。因此在柴油机进气预混甲醇燃烧的实际应用中，升高液态甲醇温度至70℃左右，并适当增大喷醇压力至0.5MPa，是一种有效提高气道内甲醇雾化效果的方法。

摘要:考虑电液系统的强非线性特点，提出了一种基于液压无源性理论的非线性鲁棒控制方法。该控制方法利用跟踪误差的滑模与液压无源性理论中的压力误差储能函数构建Lyapunov函数，backstepping逆向递推过程分解为位置跟踪与压力跟踪两个环节，为了化解电液系统中两个控制容腔的压力内动态所造成的冗余自由度难题，提出了基于稳态工作点的期望压力分配策略，从而推导出非线性鲁棒控制律。在样机系统上的实验结果表明，被试电液系统在跟踪02～20mm/s速度范围内指令轨迹时跟踪误差的均方根均在5μm以内，基于液压无源性的非线性鲁棒控制方法实现了良好的跟踪性能与性能鲁棒性。

摘要:基于GF集理论提出了一种简单而有效的混联机器人构型综合方法。首先阐述了GF集的基本概念、运算法则及转动特征存在条件。其次通过分析混联机构结构组成特点，提出了基于GF集元素组合和转动轴线迁移定理安排混联机构拓扑结构的方法，建立了混联机构数综合方程并给出了混联机构构型综合的具体步骤。基于该构型综合理论，综合出了具有确定运动特征的3T2R混联机构。针对综合出的混联机构，提出了一种混联机构末端运动特征的分析方法，运用该方法分析了一种综合得到的3PRP-a-R&RR混联机构，证明了该构型理论的正确性。设计出的3PRP-a-R&RR混联机构具有结构紧凑、定位精确、高速等优点，同时给出了实例应用。

摘要:通常在机床零件的拓扑结构形式确定以后，单纯的尺寸优化往往难以取得较好的效果。以某卧式加工中心的床身结构为研究对象，提出了一种在元结构优化分析的基础上对结构整体进行二次优化的方法。首先根据床身结构特点提取其元结构进行优化分析，按优化得到的圆形与椭圆形出砂孔尺寸参数对床身结构进行重新设计。然后采用响应面优化方法，将元结构分析的尺寸参数在床身整体结构中进行进一步优化研究。分析表明，在结构质量变化极小的前提下，单纯的元结构优化设计的床身能够改善结构单件及整机的动态性能，但改善幅度较小；而床身整体结构二次优化后其基频提高的幅度约是前者提高幅度的3倍，同时使得整机参考点在X方向的最大响应幅值降低55.2%，Y方向降低83.9%，Z方向降低82.8%。

摘要:To suppress grayscale elements in topology optimization for continuum structures, a new doubleSIMP (Solid isotropic microstructures with penalization) method was presented based on standard SIMP approaches. It is found that the SIMP method without sensitivity filter could suppress grayscale elements in the topological structures. Therefore, a twopass method was presented. Firstly, the standard SIMP method with sensitivity filter was employed to generate intermediate design variables; secondly, the SIMP method without sensitivity filter was adopted to update the intermediate design variables again and produce the final solution. Taking simple supported beam as an example, it is successful to apply doubleSIMP method in the topological design of flexible body. According to the results, grayscale elements were suppressed successfully. What is more, the results showed that smaller structural compliance could be obtained through doubleSIMP method. The meshdependence problem of doubleSIMP method was also better. Besides, to suppress the grayscale elements, the standard SIMP method would need to increase the penalty factor. However, the bigger the penalty factor was, the more the iterations were. The doubleSIMP method didnt rely on the penalty factor. Compared with standard SIMP method, there were not extra parameters and constraints in the doubleSIMP method. As a consequence, the applicability is similar between the two kinds of methods.