摘要:基于仿生学思想设计了一种果实簇识别与采摘顺序规划方法。该方法以Itti视觉注意基本模型为基础，通过改进视觉特征整合方法，构建依赖先验知识的视觉显著图，改善果实簇的识别效果；借鉴“赢者取全”的生物神经竞争机制和采摘专业人员的操作经验，设计距离、面积和显著度加权择优的采摘顺序规划策略，提高采摘工作效率。试验结果表明，设计的算法能够识别20余种常见果蔬，识别正确率达到93.36%；果实簇的采摘顺序规划结果符合人工采摘的专家经验。

摘要:为实现新鲜果蔬采后预冷CFD数值模拟研究，以单个富士苹果为研究对象，构建果品近真实3D模型，在雷诺数为10~30000的范围内对比真实果形与等直径球体壁面切应力、壁面阻力系数、边界层分离角度以及尾流回流区长度之间的不同，验证在CFD模拟研究中是否可直接利用等直径球体替代苹果真实形状。为实现果品与果品（或箱体壁面）接触点局部位置的最佳CFD建模，充分考虑果品之间局部传热性对温度变化的影响，本文以彼此接触的两果模型为研究对象，从壁面阻力系数、两果中心线上的温度模拟结果准确性角度确定4种不同的局部处理方式（缩小法、膨胀法、消平法和桥梁法）在不同雷诺数范围内各自最佳的局部处理尺寸范围。研究结果表明，在研究中可直接利用等直径苹果替代苹果真实形状，在整个雷诺数范围内两者之间的各种边界层物理量最大相对偏差在15%左右，桥梁法在4种接触点局部处理方式中模拟准确性最高，通过对比实验验证，温度模拟值与实测值具有较好的一致性，其最大均方根误差为1.514℃，平均相对误差在20%左右。

摘要:针对番茄图像进行各向异性扩散降噪研究。首先在2范数梯度阈值计算方法基础上引入图像的局部灰度方差，提出了一种梯度阈值计算方法。其次采用结构相似性（SSIM）作为迭代停止准则，实现了迭代次数的自适应选取，构建出用于番茄图像保纹理降噪的各向异性动态扩散模型。最后在噪声标准差为5、10、15、20、25、30不同情况下，进行2组对比试验。第1组试验结果表明，采用SSIM作为迭代停止准则是有效的、稳定的。第2组试验从峰值信噪比（PSNR）和梯度模值相似性偏差（GMSD）两方面对降噪后的图像质量进行客观评价，并与P-M模型、2范数模型相比较，结果是所提模型的PSNR平均值最高且GMSD平均值分别降低了15.5%、19.1%，说明采用所提模型降噪后的番茄图像降噪效果有所改进并且与原始图像比较接近；从视觉效果上，采用结果是所提模型降噪后的番茄图像纹理保留较多且清晰。因此，提出的各向异性动态扩散模型在降噪的同时保留了图像纹理，为番茄后期的品质检测奠定了基础。

摘要:视觉导航农业机器人在雾天作业容易受前端含雾图像的影响，严重时无法有效工作。提出了一种基于图像分割映射的农业机器人视觉去雾方法。对前端采集图像进行近景与远景区域分割，并通过亮度信息的分段映射获取大气散射函数的预测估计值；采用导向滤波对大气散射函数的估计值进行优化，进一步增强图像的边缘信息，改善大面积天空背景引起的去雾残留问题。基于实际的农业智能导航平台对实测的含雾前端图像进行了去雾分析，并同传统的去雾方法进行了综合比较，显示所提方法具有较高的去雾精度和实时性。两段视频的图像去雾综合指标分别改善了28.9%和29.1%，时间消耗分别减少了34.4%和53.9%。

摘要:针对小麦生长分布不均等情况下激光作业线检测系统精度偏低的问题，提出了基于视觉的小麦收获作业线快速获取的方法。通过对成熟期麦田的彩色图像进行对比度增强和降低亮度的处理，将其转换为灰度图像，利用阈值分割方法分离已收获与待收获区域，对二值图像采用互相关函数法检测已收获与待收获区域的分界点，利用Hough变换法拟合目标直线。所提方法在激光作业线识别系统的基础上扩大了视野范围，并限制了图像处理的范围，试验结果表明该方法对小麦收获作业线的检测结果平均偏差为2.35cm，标准差为3.26，能够满足小麦收获导航线识别的要求，是一种有效的检测算法。

摘要:简述了玉米精密播种技术在农业生产中的重要意义，指出采用精密播种技术是规模化生产实现节本增效的重要手段。从精密播种的不同功能实现角度，将玉米精密播种技术归纳为播种粒距均匀性控制技术和播深一致性控制技术两方面。详细阐述了保证播种粒距均匀的玉米单粒精密排种技术、种子平稳运移技术、种子精确定位技术和排种器驱动技术；分析了保证播深一致的必要性，阐述了播深一致性控制技术的研究历程。结合玉米精密播种技术国际研究动态，综述了玉米精密播种技术在智能化方面的最新研究进展，并结合我国生产现状指出了未来玉米精密播种技术的发展方向。

摘要:穴盘草莓的长苗、大苗株特点和弓背向外的特殊移栽要求，使其自动化移栽存在困难。首先进行了草莓苗坨的单指刺入力和拔苗阻力试验，进而提出并开展了有约束苗坨的双指夹拔破坏试验。试验发现双针取苗指的苗坨刺入阻力与刺入速度、深度、含水率相关，50mm和100mm深度的最大刺入阻力分别可达21.47N和57.09N。双指的夹茎拔苗阻力可达9.64N, 而当取苗针滑移量为20mm和40mm时约束夹拔力分别可达10.85N和42.5N，但过大滑移量对精准可靠移栽极为不利。根据草莓穴盘苗的物理特性、苗坨的力学特性，设计了带双爪可同步换向变距的四针式移栽末端执行器。以有效缩减取苗爪宽度和摆动传动角为双重目标进行了多连杆定角斜插式双指四针取苗爪的非线性规划，得到了优化的机构参数。换向变距装置通过微型行程开关与微型电磁吸盘配合，实现了双取苗爪的快速同步换向变距和可靠定位。验证试验表明，在加速度不大于0.20mm/s2时取出率和取苗成功率分别在93%和90%以上，加速度过大则可能造成取苗针滑脱和苗坨下部断裂，换向变距装置有效解决了弓背朝外问题和相邻两列同时移栽的间距调整问题，栽苗试验中放苗顺利且直立度和深度均达到移栽要求，且移栽后10d草莓苗完全成活，该末端执行器可满足草莓穴盘苗的移栽作业需要。

摘要:针对种苗从高密度穴盘移植到低密度穴盘，或者从穴盘直接移植到花盆的温室穴盘苗移栽生产需要，设计了一种轻简型自动移栽机。利用成熟的直线模组和无杆气缸组合设计出自动移栽机械臂，驱动取苗末端执行器往复于来源盘和目标盘进行取苗、移苗、栽苗操作，采用双排链传动实现穴盘和花盆输送，对穴盘苗的夹取操作采用气动两指四针钳夹式夹钵取苗方法。根据所设计的移栽机工作要求，构建电气控制系统。试制样机，开展试验研究。采用直线位移传感器系统检测分析机器取苗移栽移位性能，结果显示对于128/72孔穴盘苗，移栽效率分别达到1221株/h和1025株/h，运用单样本t检验法分析得到实测取苗移位间隔与理论设定穴孔间隔无显著差别，标准差低于0.5，整机工作精度准确。以当地自行培育的种苗为移栽对象，进行温室穴盘苗移栽生产试验，对比分析自动取苗移栽效能，结果显示多种穴盘苗移栽成功率平均达到90.70%，苗钵夹取破碎率低于5%，自动取苗移栽效果较好。

摘要:针对现有水稻钵苗移栽机构结构复杂、成本高或工作效率低、振动大等问题，提出一种由1个不完全非圆齿轮、6个非圆齿轮和2个移栽臂组成的非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构。分析了该移栽机构的工作机理，采用一种基于人机交互的参数优化方法，编制移栽机构的优化设计软件，得到一组实现水稻钵苗移栽较优工作轨迹和姿态的机构参数。建立移栽机构虚拟样机，研制移栽机构物理样机，开展虚拟样机运动仿真分析和物理样机高速摄影运动学试验，得到机构移栽臂的秧针尖点静轨迹和姿态。理论计算和实际测量得到的推秧角与取秧角角度差分别为53.52°与52.53°，误差为1.45%；仿真分析、试验测试结果与理论分析结果基本一致，验证了移栽机构设计方法和结果的正确性,以及机构应用于实际机器的可行性。

摘要:针对传统膜上播种机具作业存在的撕膜、挑膜、穴孔错位等问题，通过应用转动导杆机构与正弦机构进行串联，结合强排播种机构、直插播种装置及排种系统，设计了基于近等速机构的玉米全膜双垄沟直插式电动穴播机，并对其关键部件结构参数进行了设计。田间试验表明，通过近等速补偿机构与放大机构相配合，对直插播种装置进行控制、协调，实现了成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零，穴孔布置及播种作业运动轨迹合理；强排播种机构能够实现成穴器扎入覆膜种床后的准确开启投种、快速闭合，可有效缓解膜下播种多粒、空穴与成穴器堵塞问题。作业机田间播种性能试验指标均达到了国家相关作业质量评价技术规范要求，与一代样机作业性能相比有较大改进与提升，符合玉米全膜覆盖双垄沟播的农艺技术要求。

摘要:为提高马铃薯机械式排种器作业质量，满足精密播种要求，改进设计了双列交错勺带式马铃薯精量排种器，阐述分析了排种器总体结构及工作原理，优化了双勺交错排种总成、主动驱动总成和振动清种装置结构参数。为研究排种器最佳工作参数，以工作转速和振动幅度为试验因素，株间合格指数、重播指数和漏播指数为试验指标，进行了多因素二次正交旋转组合设计试验，建立了排种性能指标与试验参数间数学模型，运用Design-Expert 6.0.10软件对试验结果进行处理分析，对回归模型进行优化验证。试验结果表明，当排种器工作转速为31.5r/min，振动幅度为11.7mm时，排种作业性能最优，其合格指数为8992%，提高了19.9%，重播指数为5.12%，漏播指数为4.96%。田间适应性播种试验表明，排种器对不同尺寸类型马铃薯品种均具有良好的适应性。

摘要:为获取正弦指数曲线型开沟刀片的最佳结构参数，依据正弦指数曲线方程和二次正交旋转中心组合设计方案，设计了15种型式的开沟刀片，并进行土槽试验。以弯折角、弯曲半径、切土角为影响因子，以功率消耗和沟深稳定性系数为响应值，利用Design-Expert 8.0.6软件进行回归分析和响应面分析，探求单因子及交互因子对响应值的影响效应，并结合非线性优化计算方法，对正弦指数曲线型开沟刀片的结构参数进行优化计算。结果表明：在土壤坚实度为0.29MPa、土壤含水率16.2%的条件下，各因子对功率消耗的影响贡献由大到小为：弯折角、切土角、弯曲半径；对沟深稳定性系数的影响贡献由大到小为：切土角、弯折角、弯曲半径。优化所得正弦指数曲线型开沟刀片最佳结构参数：弯折角为86.75°，弯曲半径为12mm，切土角为13.8°，此时功率消耗理论最小值为32.32kW，沟深稳定性系数为95.6%，验证试验表明功率消耗最小值为34.27kW，沟深稳定性系数为92.82%，理论值与试验值误差小于10%，验证了回归模型的正确性。将优化前、后和现有开沟刀片在2种不同土壤条件下进行对比试验，结果表明优化后刀片的功率消耗比优化前分别下降4.28kW和4.23kW，沟深稳定性系数分别提高7.12个百分点和7.02个百分点，比现有开沟刀片下降7.68kW和6.91kW，沟深稳定性系数提高14.34个百分点和8.34个百分点。研究成果为正弦指数曲线型开沟刀片的优化设计提供了理论参考。

摘要:为了实现农药变量喷洒，准确计量和控制农药的注入速率和注入量很有必要。提出了一种喷嘴直接注入式系统（DNIS）原型，并在此基础上研究了农药喷洒量的控制方法。该系统应用快速响应电磁阀（RRV）向水中注入农药，RRV由100Hz的脉宽调制（PWM）信号驱动，通过改变PWM信号占空比调节农药注入速率。试验室环境下设计了基于比例-积分-微分（PID）算法的闭环控制策略，将农药注入速率快速稳定在设定值。通过试验测试了RRV、DNIS系统和PID控制器的工作性能。试验结果表明，采用RRV可准确计量农药注入速率，闭环控制策略可获得较稳定的农药速率控制效果，农药注入速率可在4s内达到设定值，注入速率的稳定性相对于没有控制策略有明显提高。

摘要:针对现有花生摘果装置普遍存在的摘果损伤率高且易缠绕、堵塞和排秧困难等问题，以及满足我国两段式花生收获的捡拾联合收获机摘果装置研究需要，在研究两段式花生收获方式下花生植株性状与特点基础上，设计了一种螺杆弯齿式轴流全喂入花生摘果装置,摘果作业时，花生植株受螺杆、弯齿和凹板筛共同作用使花生荚果从花生茎秆上脱离，因螺杆有螺旋角、弯齿有倾角，花生植株沿摘果滚筒圆周运动的同时，受轴向分力作用排出机外，在保证高摘净率和低损伤率的同时避免植株在滚筒中缠绕和堵塞；对关键部件（螺杆、弯齿和凹板筛等）进行了设计与计算。以晾晒3~5d的辽宁主栽花生品种“花育30”为试验材料，以弯齿与滚筒母线夹角、弯齿弯角和螺杆与滚筒母线夹角为试验因素，以摘净率和破碎率为试验指标，运用回归正交旋转试验方法，对样机进行了两段收获条件下的摘果性能试验；建立试验因素与试验指标之间的数学模型并进行响应面优化试验分析，结果表明：在弯齿与滚筒母线夹角为33°、弯齿弯角为60°和螺杆与滚筒母线夹角为23°时，花生摘果综合指标最优，花生摘净率为98.96%，花生破碎率为0.88%，均优于行业标准，满足实际生产要求。

摘要:针对番茄秸秆基质化造肥处理过程中秸秆碎料与发酵菌种难以混合问题，提出立式螺旋混合搅拌装置。通过对物料的动力学分析、立式螺旋混合的离散元仿真分析和试验表明，混合3min以后，混合变异系数小于10%，平均功耗小于0.0781kW，验证了对秸秆基质化处理的可行性；随搅拌叶片螺距增加，混合变异系数得到降低，功耗呈先增大后减小的趋势；随搅拌叶片转速的增加，混合变异系数同样得到降低，功耗呈大幅度提高的趋势；随填料高度的增加，混合变异系数和功耗呈增加趋势；影响混合变异系数的主次顺序依次为螺距、转速和填料高度。构建了混合变异系数与结构和工作参数的数学模型，并进行优化，得到当填料高度440mm、转速30r/min、螺距400mm时，物料混合变异系数最优为4.3%；将离散元仿真功耗与试验值进行对比，误差均值为13.5%，验证了仿真结果的正确性。

摘要:为实现颗粒饲料小批量生产，研究了饲料制粒机调质器工作原理和结构特点，设计了一种与小型制粒机配套的轴向多点进气式调质器。以桨叶安装角、调质轴转速、喂料转速为影响因素，调质器生产率和调质后物料温度为评价指标，按照三因素五水平正交旋转组合试验设计方法，对轴向多点进气式调质器进行了作业参数优化试验。利用Design-Expert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法，建立了3个因素对调质器作业评价指标的数学模型。试验结果表明，此3个因素对调质器生产率和物料温度都具有显著相关性，显著水平分别为P<0.01和P<0.001；通过响应面法对最佳参数组寻优，得到调质器最佳作业参数组合：桨叶安装角为38.1°、调质轴转速为220.6r/min、喂料转速17.4r/min，此方案下，调质器生产率为12.7g/s，调质后物料温度为65.0℃，此时调质器生产率较高、物料温度在要求的加工工艺范围内。样机加工试验表明，生产率为11.8g/s，调质后物料温度为64.0℃。

摘要:为了研究锤片式饲料粉碎机分离装置应具有的合理形状，通过计算物料沿外管壁运动时摩擦力所做的功，得到摩擦力做功最小时外管壁的曲线形状，并根据该形状制作了分离装置。利用ANSYS Workbench软件中的Fluent模块对改进前后分离装置内物料的运动规律进行气-固两相流模拟，比较2种分离装置内的玉米颗粒浓度及玉米颗粒速度分布情况。对2种分离装置的物料输送效果进行了实际粉碎试验，利用高速摄像技术对比2种分离装置内的玉米颗粒分布情况；在不同转速和喂料量的情况下比较2种分离装置对物料的运输分离效果。软件模拟和试验结果均表明：当转速在1500~3500r/min间变化时，新分离装置比原分离装置出料量高0.18~0.3kg/s。当转速一定时，喂料量越接近理论设计料量，新分离装置的出料量越高于原分离装置。当转速为2500r/min，喂料量为5kg时，二者出料量相差约0.01kg/s。

摘要:针对强风时自动集沙仪测量精度和集沙效率受扰动问题，提出了分流对冲与多级扩容组合降速法，设计了分流对冲与多级扩容组合式自动集沙仪，阐述了风沙分离器和数据无线采集系统的设计原理，并对风沙分离器降速及分离性能、集沙仪抗强风干扰性能和集沙效率等进行了试验分析。结果表明，分流对冲与多级扩容组合式自动集沙仪具备了抗强风干扰性能，可实时、连续和远距离无线采集数据，自由旋转的起动风速为4.23m/s，等动力性为9294%，平均集沙效率为90.42%，当风速低于18m/s时，粒径55.36μm以上的土样只要进入集沙仪，就可被完全收集；数据无线采集系统的供电续航能力达31h以上，无障碍时信号传输距离为208.51m，可较好地满足土壤风蚀量的自动观测需求。

摘要:针对丘陵-平原-湿地复合地区降雨径流数值模型较少、而已构建的模型对水文要素空间分布和湿地区水流运动又反映不足，采用格子玻尔兹曼法和有限元法构建丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型。在模型构建过程中将复合区分为地势起伏较大的上游丘陵区和下游地势变化较小的平原湿地区。上游丘陵区降雨采用距离平方倒数法计算降雨空间分布、采用格子玻尔兹曼法建立非饱和区土壤水运动模型、利用达西公式建立饱和区水流运动模型、利用格子玻尔兹曼法构建汇流数值模型，进而构建了上游区的降雨径流数值模型。平原湿地区采用基于有限元四边形单元构建了水流运动数值模型。平原湿地区入口边界采用上游区降雨径流数值输出的流量过程，平原湿地区出口边界采用基于格子玻尔兹曼法的汇流模型计算的水位过程。四边形单元有限元求解水流运动方程实现了上、下游区的无缝连接，模型使用比较方便。以挠力河流域为研究对象进行了降雨径流和平坦区水流运动模拟研究，模拟结果良好，说明模型较为可靠。

摘要:细沟和细沟水流参数的准确测量可为深化坡面土壤侵蚀过程研究提供重要理论依据。基于立体摄影测量技术，以坡度为15°和20°的黄土坡面为研究对象，采用人工模拟径流冲刷的方法，对比不同时刻坡面的高精度数字高程模型DEM，提出了动床条件下坡面细沟宽度、深度以及细沟水流宽度、深度的测量和计算方法，分析了2个坡度处理下坡面细沟形态、细沟水流特征及其变化规律，探讨了立体摄影测量技术与其他测量技术在细沟形态及径流特征参数测量方面的异同。结果表明：经过比例尺的校正，可以在垂直拍摄的立体摄影照片上直接准确测量细沟宽度和细沟水流宽度；运用内插法，立体摄影测量技术能较准确地测量细沟深度和细沟水流深度的实时动态变化。随坡长的增加，细沟深度逐渐增大，而细沟水流深度则无明显变化趋势；细沟宽度随坡长的增加呈先增大后减小的变化趋势，而细沟水流宽度逐渐减小；20°坡度下细沟宽度和深度的增加速率分别是15°坡度下的1.7倍和1.3倍；同20°坡度相比，15°坡度条件下的细沟水流的宽度增加了1.7%~13.1%，而2个试验坡度下的细沟水流深度无明显差异。

摘要:为深入研究植被覆盖下坡面流阻力规律，以植被覆盖下明渠水流植被阻力公式为基础，通过5个覆盖度、6个坡度和7个流量组合条件下的室内放水试验，结合理论分析，建立适应于坡面流的植被阻力模型。结果表明，植被阻力随等效覆盖度和等效水力半径的增加而增大，等效覆盖度对植被阻力的贡献率(0.106)小于明渠水流(0.167)，而等效水力半径(0.5)和拖曳力系数(0.5)的贡献率与明渠水流(均为0.48)基本一致。植被阻力模型的NSE值高达0.84，为坡面流植被阻力计算奠定了一定的理论基础，可促进明渠水力学理论在坡面水流方面的扩展。

摘要:为提高植物根际促生细菌在干旱环境下的应用效果，以Bacillus cereus DZ1为供试菌株，探讨了清水稀释和豆芽汁营养液稀释处理下其在交联聚丙烯酰胺(CLP)中的存活特征，然后通过金银花造林实验，研究了接种B. subtilis DZ1(PGPR)、施用CLP(CLP)、接种B. subtilis DZ1并混施CLP(C-P)和CLP-PGPR凝胶(CPG)对植物生长及根际环境微生物特征的影响。结果表明，同清水稀释处理相比，豆芽汁营养液稀释处理CLP中的有效活菌数量显著提高19.45%~664.05%，CLP可以作为PGPR的吸附载体。同PGPR处理相比，CPG处理根系分泌物中的氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量分别提高37.36%、30.04%和8.18%；直接接种B. cereus DZ1对根际土壤微生物量碳影响较小，但CPG处理显著提高了微生物量碳含量，并明显增强了土壤微生物呼吸作用，其微生物呼吸速率较PGPR、CLP、C-P和CK分别高出18.02%、9.93%、8.56%和18.91%；CPG处理还降低了代谢熵，与另外4个处理相比其下降幅度分别为12.74%、7.62%、8.02%和14.02%。无论B. cereus DZ1何种接种方式均对金银花的造林成活率影响不显著，但CPG处理显著增加了植物的干物质积累量，其叶片相对含水率较C-P处理显著增加10.34%，而相对电导率降低9.70%。可见，CLP-PGPR凝胶方式更有利于接种微生物的定殖存活，可改善金银花根际土壤的微生态环境，增强植物干旱耐受性的同时促进植物生长。

摘要:以设施黄瓜根际土壤为试验对象，通过每hm2添加5、10、20、40、60t不同生物炭量作为处理，研究黄瓜结果期养分和细菌群落变化规律，探讨生物炭调控二者间相互作用机制。试验结果表明：在生物炭添加量为5~60t/hm2时，在黄瓜结果期可不同程度提高根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机碳含量和全氮质量比；在20~60t/hm2时，可明显提高结果盛期根际土壤细菌中变形菌门、放线菌门、厚壁菌门丰度而降低酸杆菌门、绿弯菌门丰度；生物炭通过调控并提高变形菌门γ变形菌纲、放线菌门放线菌纲放线菌目等细菌数量和比例，促进根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾质量比的提高；经综合比较，20t/hm2的生物炭量处理效果优于其他处理，与对照相比，在结果盛期可提高根际土壤碱解氮质量比39.86%、速效磷质量比135.95%、速效钾质量比81.35%、有机碳质量比82.89%、全氮质量比73.77%。

摘要:通过设置不同价态(五价砷As(Ⅴ)、三价砷As(Ⅲ))、不同浓度梯度砷(0、10、20、50、100、180、280、450、800mg/kg)的室内模拟试验，研究了As(Ⅴ)、As(Ⅲ)在石灰性土壤中的化学形态特征及其与5种土壤酶(过氧化氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶)活性间的关系。结果表明：随着外源砷添加量的增加，土壤中交换态砷AE-As含量增加，而钙型砷Ca-As、铁型砷Fe-As、铝型砷Al-As含量有减少趋势，且主要以Ca-As存在。土壤酶活性则表现为：2种价态的砷对过氧化氢酶的活性均表现为抑制作用，抑制率高达57.4%。As(Ⅴ)对多酚氧化酶活性表现为明显的激活作用，As(Ⅲ)对多酚氧化酶有抑制作用。As(Ⅴ)、As(Ⅲ)对碱性磷酸酶的活性影响表现为“低砷促进，高砷抑制”。通过对砷的各化学形态和土壤酶活性的非线性分析表明：在As(Ⅴ)处理试验中，AE-As对蔗糖酶有显著的刺激作用，其生态毒性也最强(ED50为17.97mg/kg)。故在北方石灰性污染土壤中，把交换态As与蔗糖酶活性共同作为评价土壤As污染程度的主要生化指标是可行的。通过主成分分析可发现，当As(Ⅴ)的浓度达到50mg/kg、As(Ⅲ)的浓度达10mg/kg时，土壤微生物的功能结构发生了变化，50mg/kg和10mg/kg可作为As(Ⅴ) 、As(Ⅲ)对土壤微生物学性质影响的临界值。

摘要:针对接触式土壤水分传感器存在对土体破坏大及使用安装、更换困难等问题，设计了一种基于电容法的非接触式土壤水分传感器。借助网络矢量分析仪对传感器环形探头在不同介电常数的有机溶液中进行测量，确定了传感器环形探头电容变化范围为7.08～22.75pF。选取11种不同电容值高频瓷片分别与102nH的绕线电感进行并联谐振试验，得到的测试结果与仿真结果的决定系数达到了0.98，检测电路的测量精度能够满足传感器的设计要求。以北京地区粘壤土作为测试样本，对传感器输出与对应的测量值进行了多项式拟合，决定系数达到了0.9959，系统的稳态与动态性能均能满足土壤水分的检测要求。通过试验分析了温度对传感器输出的影响，将传感器输出结果与温度进行线性拟合，决定系数达到了0.9879。进一步提出了能量指数Ka，通过试验的方式确定了传感器的纵向影响范围为10cm，横向影响范围为5cm。最后对比试验表明，所设计的土壤非接触式水分传感器与国外同类产品性能相当，能够满足土壤非接触式测量的要求，但具有更高的性价比，为同类产品的国产化奠定了基础。

摘要:为优化螺旋挤压式固液分离机工作参数，研究了牛粪尿TS质量分数为10%时，变径螺旋轴分离段锥度、分离筛笼栅条间隙、螺旋轴转速、出料端部压力对机器分离效率、原料的固体去除率和机器能耗的影响。经参数优化和试验验证，在螺旋轴分离段锥度2.68°、分离筛笼栅条间隙1mm、螺旋轴转速60r/min、出料端部初始压力3250N时，分离效率可达746.18kg/h，固体去除率可达49.84%，分离后固体的含水率为61%，分离效果较好。

摘要:以混合秸秆为唯一原料，混合接种瘤胃液与污泥，在半连续固态进料反应器中研究不同回流比和有机负荷组合对甲烷产率、发酵特性的影响。结果表明，在6个阶段中，当有机负荷（OLR）为4g/(L·d)，回流比为1∶1时，甲烷平均产率达到了768mL/(L·d)；单位秸秆TS产甲烷量为202mL/g，具有明显成本优势。当OLR升高到6g/(L·d)时，VFA积累明显，丙酸质量浓度高达6.54g/L，并且出现丁酸的积累；该阶段氨氮质量浓度明显升高，达到了632.51mg/L。固渣中纤维素和半纤维素在第2阶段降解程度最高，降解率达到了88.81%，而水解酶活和产甲烷效率的变化相关。通过三维荧光光谱分析，发现沼液中类酪氨酸产物、辅酶F420及腐殖酸类有机物的变化受回流比和有机负荷的影响，能直接反映产甲烷和发酵特性，而且腐殖酸类物质的积累是产甲烷作用受到抑制的重要原因。因此，合适的回流比和有机负荷对秸秆沼气工程长期稳定运行尤为关键。

摘要:设计了一种恒温分级冷凝装置，应用该装置对油茶果壳在500℃时的热解挥发物进行了分级冷凝试验，获得了165℃以上、165~120℃、120℃以下3个冷凝温度段下的分级生物油产物；分析了各组产物的热值、pH值、运动粘度后发现：前2级生物油产物的含水率得到了有效降低，高位热值均大于23MJ/kg，比常规方法所获生物油的热值增加约44%，但运动粘度较大；随着冷凝温度的降低，各组生物油运动粘度显著下降，pH值略有提升；通过热分析曲线并结合综合燃烧特性指数分析了生物油的燃烧特性，发现利用分级冷凝所获得的初分生物油在燃烧特性上出现了比较明显的区别，其中第2级生物油在各组样品中的燃烧性能最好。试验结果表明，所设计的分级冷凝装置基本实现了热解挥发物的在线初级分离，各级产物的特性有比较明显的区别，为生物油分级冷凝装置的设计提供了参考，为分级生物油的进一步应用奠定了基础。

摘要:为了从混合的饱满红枣和干瘪红枣中识别出干瘪红枣，首先分析了颜色空间模型的特性，选择灰度图、RGB颜色空间模型的R分量、L*a*b*颜色空间模型的a*分量，并使用不同的梯度算子作为对比；然后通过形态学运算、逻辑运算去除异常梯度，进行梯度归一化变换；最后采用归一化的梯度直方图作为红枣表面的纹理特征表示方法，并计算其梯度分布不均匀性作为判别准则。利用12通道红枣分选机采集240幅饱满与202幅干瘪红枣图像作为样本图像。实验结果表明，采用简单梯度算子对L*a*b*模型的a*分量提取纹理信息效果最好，误判率为0.83%，正确识别率高达99.01%。

摘要:为提高电子鼻长期鉴别的稳健性，提出了一种基于小波分析的电子鼻信号去漂移方法。对含漂移信号的电子鼻数据进行小波分解，获得分解系数；构造一种相对偏差阈值滤波函数对小波逼近系数进行阈值处理，获得修正的小波系数；运用小波逆变换对修正后的小波系数进行重构，得到去除漂移或少漂移的电子鼻信号。对6种白酒样本随机生成的5组样本训练集与对应的测试集进行去漂移处理与信号重构，提取去漂移处理前后的电子鼻信号积分值特征，并运用Fisher判别分析（FDA）和BP神经网络分别对5组数据集进行鉴别分析。FDA鉴别结果显示，无论是训练集还是测试集，5组样本的鉴别正确率由去漂移前的最高值45%提升至去漂移后的100%。BP神经网络鉴别结果显示，5组样本的鉴别正确率由去漂移前的最高值31.7%提升至去漂移后的98.3%。这说明所给出的去漂移方法在白酒电子鼻的鉴别中是稳健有效的。同时，也为电子鼻鉴别其他物品提供了一种可借鉴的去漂移方法。

摘要:针对目前国内外禽蛋流水线在线裂纹检测中微小裂纹检测的难题，通过外部压力增大微小裂纹信息，并结合声学方法实现多维度禽蛋微小裂纹的无损检测。对20枚不同位置的微小裂纹蛋进行压碎实验，选取压力范围为0~6N，采集无损蛋与微小裂纹蛋的振动音频信号，结合功率谱分析、PCA主成分分析，选出工业流水线条件下最适宜增大微小裂纹信息的外部压力为5N，最佳扫频范围为3000~7500Hz。实验中，对320枚鸡蛋进行检测，分别构建基于反向传播神经网络（BPNN）、概率神经网络（PNN）和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的鸡蛋微小裂纹检测模型，其中，基于LS-SVM的鸡蛋微小裂纹检测模型最优，测试集中无损蛋与微小裂纹蛋的识别率分别达到98.3%和95%，且流水线每小时可在线检测约3600枚鸡蛋。

摘要:采用高光谱成像技术，结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)2种方法，探索柑橘黄龙病快速无损检测的可行性。在380~1080nm光谱范围内，采集正常、轻度黄龙病、中度黄龙病、重度黄龙病和缺素5种柑橘叶片的高光谱图像。采用方差分析方法，分析了正常、轻度黄龙病、中度黄龙病、重度黄龙病和缺素5种叶片的叶绿素、淀粉和可溶性糖含量间的差异，表明3指标可作为判别黄龙病的指示性指标。采用偏最小二乘法，建立了叶绿素、可溶性糖及淀粉3指标含量的定量分析数学模型，模型预测均方根误差分别为7.46、5.51、5.88，提供了柑橘黄龙病高光谱成像快速检测依据。提取高光谱图像感兴趣区域的平均光谱，通过分析正常、轻度黄龙病、中度黄龙病、重度黄龙病和缺素5种叶片的代表性光谱，在750nm处吸光度存在差异。采用2阶导数处理样品光谱，消除了450~650nm和800~1000nm波段的基线漂移，放大了有效光谱信息。采用主成分分析(PCA)和连续投影算法(SPA)筛选柑橘黄龙病LS-SVM定性判别模型的输入变量，建立了LS-SVM定性判别模型，同时与PLS-DA进行对比。采用未参与建模的预测集样品评价模型性能，结果表明PLS-DA模型判别柑橘黄龙病的准确率更高，模型误判率为5.6%。实验结果表明，高光谱成像技术结合偏最小二乘判别分析方法可实现柑橘黄龙病快速无损检测与黄龙病病情等级判别。

摘要:条码、RFID等已成为追溯系统中产品标识的重要手段，实现不同标识间的快速转换已成为追溯环节无缝衔接的基础。在分析现有追溯系统标识特点的基础上，设计了集成工业控制器、RFID读写模块、嵌入式打印模块、条码扫描模块的农产品追溯标识双向转换设备，突破了RFID-条码转换中的二维条码动态加密技术，构建了条码-RFID转换中的控制流程，实现了标识读取、双向转换、标识打印、状态监测等功能。利用设计的设备进行了不同转换内容和转换数量下的双向测试，结果表明在RFID-条码的转换中转换成功率均达到了100%；在条码-RFID的转换中随着转换数量的增加、转换内容的增多，转换成功率存在下降趋势。2种转换方式下，转换时间均随转换数量和转换内容增多存在增加趋势。设备可满足加工包装过程中不同包装载体标识跟踪与信息记录的需求。

摘要:以江西省吉安县为研究区，以新一轮农用地分等成果为数据基础，在网格环境下，选取耕地面积比、破碎度系数、分维数和集中连片系数对耕地空间布局进行综合评价，并采用局部空间自相关方法，以耕地利用等指数为空间变量，分析了耕地质量的空间分布，最后采用空间叠加组合方法，规划了基本农田建设空间布局。研究中，吉安县被划分为2062个1km×1km的网格评价单元；从高到低，耕地空间布局划分为1级、2级和3级；局部空间自相关类型划分为HH、LL、HL和LH等4种类型。研究结果显示，吉安县基本农田空间布局划分为优先划入型、集中整治型和后备开发型的耕地面积占比分别为36.26%、22.70%和41.04%，在空间分布上，优先划入型主要分布于研究区中部的浬田、梅塘、登龙和官田等乡镇，以及研究区东部的部分区域；集中整治型主要分布于研究区北部的万福镇、桐坪镇以及南部的部分区域；后备开发型主要分布于研究区西南部和北部。通过耦合耕地空间布局和耕地利用质量空间聚集，满足了基本农田建设“集中连片、质量好”的要求，为基本农田建设合理空间布局提供科学、可行的依据。

摘要:城镇是人类社会发展过程在空间上的重要表现形式，其空间格局与演变是城镇研究的热点问题。淮河流域是中国城镇体系的南北过渡地区，研究这一自然地理单元内城镇扩张过程，视角独特。为客观、快速、准确地重建不同时间序列上淮河流域城镇扩张过程，在DMSP/OLS数据、SPOT-VGT数据、Landsat ETM+数据等多〖JP2〗源遥感数据的基础上，提出“DMSP/OLS夜间灯光数据相互校正—NDVI数据重建—流域城镇信息提取—流域城镇扩张分析”的研究思路，并运用该思路分析淮河流域从1998年至2013年16年间的城镇扩张过程。从城市面积、扩张强度、扩张动态度、扩张形态4方面分析了城市扩张规律。研究发现：淮河流域整体与各省扩张基本属于低速扩张型与中速扩张型；淮河流域城镇分布仍较为分散，未形成完整的城市群或城镇体系;这一时期城市扩张时空发展不均衡。

摘要:为解决样本的手工获取和常规的目视解译难以适应目前农业土地资源信息自动化提取的需求问题，引入时空数据挖掘技术，运用关联知识迁移学习机制，提出了一种基于知识迁移学习的高分辨遥感影像土地利用信息分类制图方法(KTLC)。首先，运用改进的均值漂移算法对新的待分类制图影像进行分割获得影像对象，然后，将分割后对象的矢量边界与前时相土地利用矢量专题图进行配准、嵌套，通过叠加分析获取当前影像中的不变对象，并通过光谱、空间信息阈值筛选完成不变对象的提纯，进而将历史专题图中的地物类别知识迁移到新影像对象上，建立新的特征与地物类别映射关系，最后，运用决策树构建分类规则完成当前影像的快速分类制图，并将所提方法与利用易康（eCognition）软件进行分类（EC）的结果进行对比。研究结果表明，对于2组实验影像，KTLC方法分类总体精度分别为88.61%、88.30%，EC方法分类的总体精度分别为89.87%、84.84%，2种方法分类制图精度相当，但在效率方面，KTLC方法优于EC方法。

摘要:为研究无人机可见光遥感技术在灌区土地利用和覆被分类中的有效性，以河套灌区五原县塔尔湖镇为试验区域，用TEZ固定翼无人机搭载索尼A5100型相机进行航拍试验。应用Agisoft PhotoScan软件对无人机遥感系统获取的可见光高分辨率原始单张影像数据进行拼接处理。除目视提取的特殊用地与水域及水利设施用地外，通过试误法确定分割尺度300、形状权重0.4、紧致度权重0.5为无人机遥感影像数据的最佳分割参数。通过对剩余各地物在光谱、形状、纹理特征参量中表现的特异性，分别建立决策树、支持向量机、K最近邻分类规则集提取土地利用类型试验。结果表明，支持向量机能较准确地提取各地物的特征，总体精度为82.20%，Kappa系数为0.7659；决策树分类方法的总体精度为74.00%，Kappa系数为0.6675；K最近邻分类方法的总体精度为71.40%，Kappa系数为0.6107。采用支持向量机结合决策树分类法创建的决策树模型，可以将总体精度提高到84.20%，Kappa系数达到0.7900。因此无人机可见光遥感技术可以用于提取灌区土地利用类型，但存在农、毛渠错分为交通运输用地的情况，渠系的提取还需进一步研究。

摘要:准确、及时地掌握大区域尺度的冬小麦成熟期信息能够为农业机械调度、优化农作物收割顺序提供重要的参考依据。以华北平原中部冬小麦为研究对象，首先使用2013年研究区冬小麦生育期内HJ-1 A/B CCD时间序列影像，通过线性插值构建像元尺度上逐日的时间序列NDVI，随后采用上包络线S-G滤波方法重构时间序列NDVI，通过动态阈值法逐像元提取冬小麦抽穗期；然后以抽穗至成熟期的有效积温模型为判别依据，利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的日平均气温预报数据，实现未来10d冬小麦成熟期的动态预测；最后采用农业气象站点的成熟期观测值对预测结果进行验证，重点对比分析了从不同成熟期预报起始时间点获得的冬小麦成熟期精度，以确定最优的预报起始时间点。结果表明：当预报时效小于等于10d时，成熟期预测精度趋于稳定，因此，综合考虑确定提前10天对预测冬小麦成熟期在时效和精度上最优，平均误差为3d。该方法为地块尺度的区域农作物成熟期预测提供了可参考的技术途径。

摘要:以棉花为目标作物，使用低空无人机平台的成像光谱仪获取地表农作物高光谱影像，利用无人机影像光谱分辨率高的特点，提取27个光谱参数，构建棉花叶片叶绿素相对含量（SPAD）的反演模型，并制作棉花叶片SPAD分布图。结果表明：在影像上，不同叶片SPAD的棉花冠层反射率有显著差异。光谱参数中，与SPAD相关性最高的为DR526、DR578、SDy和Db，相关系数绝对值都在0.8以上。在各光谱参数参与建立的SPAD反演模型中，使用多元逐步回归和偏最小二乘回归方法的模型精度最高。对高光谱影像结合各模型制作的SPAD分布图进行精度分析，结果表明，使用SPAD-PLSR模型得到的分布图具有最佳预测效果，可以作为棉花叶片SPAD遥感监测的技术手段。

摘要:为了提高复杂、多样的农田信息检测效果，运用通用化设计概念和高性能硬、软件技术方案，设计了一种便携式、可配置的农田信息检测终端。采用主流的ARM Cortex-A8嵌入式处理器与Android操作系统相结合的一体化架构，集成AD、232、485、USB传感器接口，按键、触摸屏、液晶屏人机交互模块，SD卡、USB、3G、WiFi、Bluetooth数据交换模块，北斗/GPS双模定位模块以及电源/电量计模块，定制、移植核心驱动程序和HAL库层、JNI接口层。测试及应用试验表明，检测终端可选择配接或同时配接模拟/数字式、电流/电压型以及视频/图像摄像头等多种类型传感器，实现对土壤及大气参数、作物图像和地理信息的采集，并具有多种模式的数据展示和交换功能；模拟信号〖JP2〗检测误差小于0.6695%，3G无线通信下载速率达1248Kb/s，整机最大功耗小于3.6W，检测终端外观尺寸152mm×83mm×34mm，整机质量仅330g。该检测终端易于配置或二次开发，使用方便，满足农田信息的全面、高效和精准检测需求。

摘要:针对现有奶牛场环境远程监控系统移动性差、操作复杂、功耗高等缺点，开发了一种基于以太网和手机微信开放平台的奶牛场养殖环境远程监控系统，实现了奶牛场温度、湿度、CO2浓度、H2S浓度、SO2浓度、NH3浓度等环境参数的精确采集和远程实时监控。系统通过以太网进行数据传输，利用Kingview 6.55工业组态软件开发了上位机监控软件系统，将上位机监控系统数据库与微信公共平台有机融合，实现了利用手机微信客户端完成对奶牛场环境远程监控的功能。经过实验室仿真试验及在奶牛场的实际运行试验证明，该系统运行稳定可靠，实时性好，监控效果理想,数据丢包率在100m范围内最高仅0.041%，有效地解决了对奶牛场环境信息进行实时现场监控和远程监控的问题。

摘要:为解决羊只体尺、体质量参数传统测量方法依靠人工完成、工作量大、对羊的体位要求高、易引发人畜共患病、对羊有应激等问题，设计了羊只形态参数无应激测量系统，包括个体识别、体位限制、体质量称量、视觉图像采集、自动测控硬件系统构架及软件程序开发，应用通用的Modbus协议及虚拟仪器技术构建系统。对内蒙古某肉羊养殖基地小尾寒羊的现场试验表明，该系统可以在羊只无应激的条件下，自动完成形态参数的采集，既为后期的形态评价提供了全面的数据，又实现了羊只的福利化养殖，同时避免了人畜共患病。

摘要:为了能够快捷、精准地进行固定样地定位和样木胸径测量，提出一种利用CCD超站仪按测带进行像对观测的方法，在GPS/RTK确定或假定的观测点上架设仪器，借助全站仪坐标测量和角度测量功能精确记录CCD摄影瞬间的外方位元素，并确定出其他观测点坐标，选择合适基线长建立像对进行观测，提取目标位置的相对三维坐标，以“S”形路线按测带进行测量，配合少量的人工补测和相关坐标系的旋转变换，实现森林固定样地精准建立和胸径精测的目的。通过实地测试，表明利用该方法能够以较少的站点实现固定样地的建立，并将图像解算的胸径值与实地调查值进行对比，其平均相对误差为3.9%，解算均方根误差为1.2cm。该方法在森林样地建立中有较好的应用前景。

摘要:为实现植物生命需水状况的无损检测，通过定量辨识植物叶态萎蔫特征反映植物亏水胁迫状况，基于分形理论“双毯法”定义了萎蔫指数LDBM，利用基于激光三角原理的三维激光扫描仪获取植物叶片表型点云数据，以西葫芦、秋葵、葫芦、南瓜4种植物为研究对象，结合饱和水汽压差与光合有效辐射2种微环境参数，进行了植物叶态萎蔫定量辨识研究。试验分析了4种植物萎蔫指数LDBM的日变化曲线，证明LDBM用于表征叶态萎蔫状况是合理和可行的；分析了萎蔫指数LDBM与微环境参数的相关性，4种植物LDBM与饱和水汽压差相关系数均大于0.81，与光合有效辐射相关系数均大于0.71，与2种参数都有很强的正相关性；并且与基于离散时域傅里叶变换定义的萎蔫指数L2DFT进行了对比，LDBM与L2DFT呈负相关性，4种植物的相关系数均大于0.82，表明LDBM能够准确地定量表征叶态萎蔫。

摘要:橡胶履带轮用于更换轮式车辆的轮胎，以提高其越野性能。为避免脱带和履带过度拉伸，使履带周长与轮系相匹配，提出了一种基于轮系中各轮相对位置变化的橡胶履带周长建模方法。在多种地形条件下，使用多相机视频测量系统对轮系中各轮上标记点进行追踪，利用采集到的标记点坐标重构各轮轴线，并进一步采用该方法重建履带周长。在平整钢板上的试验结果表明，由于履带弯曲刚度不均匀，构建的履带平均周长为3791.62mm，标准差为3.51mm，比履带实际周长3812mm略小，且略有波动。根据在多种地形条件下的测量结果构建的履带周长，其标准差与平整钢板上一致，均为3.5mm左右。平均值在3787.78~3794.75mm之间，基本与平整钢板上的履带平均周长一致。因此，橡胶履带周长建模方法能够在多种地形条件下评估履带周长，为履带轮设计提供依据。

摘要:轮面曲率半径对沙地刚性轮的沉陷性能影响至关重要。通过轮面承压试验、轮壤台架动态试验和离散元数值模拟分别对6种不同轮面曲率半径的平面、凹面和凸面沙地刚性轮在3种不同颗粒形状及粒径大小沙土上的沉陷性能进行分析。在轮面承压试验中，相比其他轮面曲率半径的车轮，平面轮在细径石英砂和粉尘状火山灰上的抗沉陷性能均最好。与其他沙土介质相比，粗径石英砂上所有轮面车轮的沉陷量最小。轮面承压模拟结果表明，平面轮下沙土颗粒的力场分布均匀，轮下颗粒溢出量小，有效说明平面轮沉陷量最小的原理。在细径石英砂轮壤台架动态试验中，凹面R80车轮在行驶初期（位移小于50cm）沉陷量最小，行驶到稳定状态后（位移大于70cm），凹面R60车轮的动态沉陷量最小；在粉尘状火山灰轮壤台架动态试验中，凹面R60车轮在整个运动范围内的沉陷量最小。因此，在细径石英砂和粉尘状火山灰上行驶过程中，轮面曲率半径较大的凹面轮的抗沉陷性能较好。此外，由车轮行驶在细径石英砂离散元模拟可知，凹面轮的受力区域集中在轮面两侧，轮面内凹结构可有效防止沙土侧向流动并减小对沙土的扰动。本文研究不仅为承压和行驶条件下不同曲率半径轮面的车轮在沙土介质上的沉陷性能判断提供参考依据，而且为沙漠或者深空探测车辆轮/胎的轮面结构设计提供重要理论依据。

摘要:拖拉机动力换挡变速器通过控制多组湿式摩擦离合器之间的转矩传递来实现不停车换挡，具有不会因超载使发动机熄火、起步性能好、能降低外载荷突然变化所引起的传动系统振动与冲击等优点。换挡离合器的分离与接合时序是影响拖拉机换挡平顺性和操作舒适性的关键因素。本文研究了换挡过程动态特性分析方法，引入变速器输出转速和输出转矩作为拖拉机生产率和动力性的评价指标，弥补了传统换挡品质指标不能对拖拉机性能进行评价的不足。运用动力学原理构建动力换挡变速器模型，研究了不同换挡重叠时间下的离合器载荷、滑摩功与功率特性，确定了动力换挡变速器换挡品质的控制方法及控制策略。提出以动力换挡变速器输出转速变化幅值为指标来优化换挡重叠时间与离合器接合油压，通过仿真验证了拖拉机换挡过程中离合器控制策略的有效性。仿真结果表明，通过该优化算法所选择的换挡参数受拖拉机牵引载荷变化影响较小，变速器输出转速过渡平稳，可减少负向输出转矩的产生，避免换挡过程中拖拉机减速或动力传递中断，提高了换挡品质。

摘要:微型燃烧器是微动力系统的核心，在微型平板燃烧器内进行了二甲醚/空气铂催化燃烧实验，主要研究了燃烧性能和动态火焰，包括稳燃范围、火焰特征、壁面温度、产物含量变化等。实验结果表明，在微型平板燃烧器内，添加石英棉后稳燃范围明显高于未加石英棉的情况。未添加石英棉时，当量比Φ为1.2~1.4时，可以让火焰驻定；Φ>1.4时，会产生振荡火焰，振荡过程可分为3个阶段；Φ<1.2时，无火焰产生。添加石英棉后，火焰驻定在石英棉处，随着流速的增加，火焰高度增加，壁温分布沿壁面中心线呈对称分布。壁面温度随流速增加而增加，温度峰值向出口处移动。尾气中CO2体积分数在Φ=1时达最大值13.44%，在富燃情况下，产物中存在CO和H2，且随当量比增加，二者含量增加。

摘要:采用多参数统一方法，将永磁同步电机数学模型中多个参数变化的特性综合到两个参数的变化上，给出了平衡点的稳定性判别条件，推导了平衡点产生Hopf分岔及叉形分岔的条件。仿真分析了永磁同步电机的平衡点随这两个参数变化的规律，得到了平衡点的叉形分岔点以及亚临界Hopf分岔点。分析得到了永磁同步电机中的不同动力学现象，解释了不同动力学现象产生的机理。

摘要:针对机械臂在运行过程中的接触碰撞问题，基于碰撞过程中产生冲量和高斯最小约束原理，提出了一种确定接触碰撞后系统状态量的分析方法。首先，利用Lagrange方程，建立机械臂系统的动力学模型，并以此为基础根据经典碰撞理论与恢复系数方程，推导得到碰撞时系统的外部碰撞冲量求解模型；该模型中碰撞点的速度与碰撞冲量之间是解耦的，有利于计算求解。其次，根据高斯最小约束原理和求解得到的接触碰撞前的系统状态量，运用求多变量函数极值的方法建立机械臂系统接触碰撞后瞬时速度求解方程式。最后，以平面三连杆机械臂为实例进行碰撞动力学建模与仿真，研究分析系统发生接触碰撞时所受到的外部碰撞冲量大小以及碰撞前后机械臂角速度和各关节转角的变化规律，求解得到了机械臂发生碰撞后保持原有运动规律不变时各关节所需施加的驱动力矩。研究表明:碰撞发生瞬时各关节将产生刚性冲击；碰撞后瞬时各杆将产生抖动；碰撞产生的冲量由远端关节向近端关节以递减的方式变化，所得结论可为机械臂冲击后的运动轨迹控制提供一定的理论依据。

摘要:考虑机械传动环节结构柔性对进给驱动系统整体动态性能的影响，首先构建滚珠丝杠进给系统状态空间模型，在此基础上，基于数字化模块仿真，进一步实现与伺服控制系统的集成建模，并通过实验对集成模型进行了验证。在此基础上，鉴于级联控制及其动态特性非线性特征下伺服控制参数最优值并不固定，通过控制参数值优化选取对进给驱动整体动态性能进行优化具有一定的局限性，提出神经网络自适应电流与速度前馈控制设计策略（NNFFC），基于控制参数时变最优参数组合自适应调节与电流速度前馈，对滚珠丝杠进给驱动动态响应性能进行优化，优化后整体进给驱动系统跟随误差由0.2526降为0.1115，干扰峰值由0.019降为0.0070，上升时间由原来的0.1283s减少为0.1075s。

摘要:设计了一种集振动能量采集、速度自感应和阻尼力可控功能于一体的功能集成型磁流变阻尼器，该磁流变阻尼器的振动能量采集和速度自感应装置内置于阻尼器活塞杆空腔内，通过紧固销和紧固片将8个永磁铁和8个隔片按序固定安装在支撑杆上。在永磁铁作用下，缠绕在感应线圈绕线架上的感应线圈产生感应电压，实现振动机械能的能量采集；另外采集到的感应电压与活塞杆速度成正比例关系，可实现速度自感应。推导了振动能量采集和速度自感应数学模型，并采用ANSYS有限元仿真软件对振动能量采集进行了电磁场仿真分析。搭建试验台对所设计的功能集成型磁流变阻尼器进行了性能测试分析，试验结果表明：在0.06m/s的激励下，振动能量采集装置能产生1.0V的直流电压；感应电压与加载速度基本成正比例关系；另外，对该阻尼器的励磁线圈施加0.6A的直流电时，能产生750N左右的阻尼力，实现阻尼力可控。

摘要:对高速开关阀的结构参数进行优化设计，以提高其动态响应性能。主要从伺服螺旋机构导控面积的增大、旋转电磁铁转动惯量的降低和将传动机构设计成变传动比3方面进行结构优化和改进。提出斜槽型的阀芯结构以增大伺服螺旋导控级的面积梯度；为降低旋转电磁铁的转动惯量，提高其动态响应，引入6片26°均布结构的旋转电磁铁；为提高力矩输出，改善初始阶段的快速性，提出了变传动比的传动机构，并给出变传动比曲线和力矩变化曲线。在分析其工作原理和过程后建立旋转电磁铁、传动机构和伺服螺旋导控机构的数学模型；并在Matlab平台进行仿真分析，研究表明，结构优化后的开关阀幅频特性曲线在-3dB下频率为240Hz左右；最后建立2D高速开关阀的实验装置，通过满量程阶跃响应和零位泄漏率对仿真结果进行实验研究。在工作压力14、21MPa下，阶跃响应时间分别为8.9、8.0ms，零位泄漏分别为4.7、5.6L/min。

摘要:针对物料在多维并联振动筛筛面上的运动过程及其规律不明确，以及采用何种筛面运动形式最佳的问题，研究了物料颗粒在多维振动筛筛面上的运动过程，并提出最佳的筛面运动形式。引入分散度与分层速率2个指标，基于颗粒离散单元法（DEM）研究各单自由度振动对筛面上物料分散和分层过程的影响，优选出分散度和分层速率较优的4个单自由度振动，即：分别沿筛面长度、宽度和高度方向的移动x、y和z，以及绕筛面法线方向的转动γ，其中，x和y单自由度振动效果尤为明显。在优选振动自由度组成的各种振动形式下，基于筛分效率和含杂率，对多维振动筛面的物料透筛过程进行模拟研究，表明：3平移1转动（3T-1R）四维振动形式透筛性最好，为理想的筛面运动。据此设计了一种3T-1R并联机构，并在样机上进行了筛分试验验证。

摘要:为了实现对关节臂式坐标测量机垂直度误差的直接标定，提出两点对称法的标定方法。首先，建立了关节臂式坐标测量机的数学模型，得出运动学方程。其次，分析了关节臂式坐标测量机垂直度误差的标定原理，推导出垂直度误差的求解公式。最后，在ROMER Infinite 2.0型关节臂式坐标测量机上进行了实验，利用测量标准球的实验对标定结果的准确性进行了验证。通过标定可以提高关节臂式坐标测量机的精度，使关节臂式坐标测量机测量结果的相对误差由原来的0.384%减小到0.225%。

摘要:为对金属材料超声无损探伤中的微小缺陷回波进行检测，建立了金属材料背散射信号模型，讨论了调幅回波模型的中心频率估计的无偏性，并提出基于经验模态分解（EMD）和S变换的缺陷回波检测方法。首先对原始信号作EMD，通过时间尺度滤波重构信号，实现初步去噪；为抑制EMD去噪后信号的信噪混叠现象，执行基于S变换和最大类间方差法的去噪算法，进行二次去噪，得到信噪比较高但缺陷回波幅值衰减较大的信号。最后采用二次S变换修正二次去噪中因S变换导致的缺陷回波幅值降低量。对仿真信号和实际棒材检测信号的处理结果证明了该方法在去除噪声和缺陷回波检测方面的有效性。

摘要:为了探究DMLS（直接金属激光烧结）微型换热器换热通道表面粗糙度对纳米流体制冷剂流动沸腾传热的影响，运用化学抛光技术改变不同DMLS微型换热器换热管道表面的粗糙度，制备0.01%低浓度Al2O3/R141b纳米流体制冷剂为实验工质，在不同的热流密度9.4~29.4kW/m2、质量流率184.3~432.2kg/(m2·s)下，研究不同DMLS换热管道表面下的粗糙度对Al2O3/R141b流动沸腾传热特性。研究结果表明：粗糙度对纳米流体制冷剂在DMLS微型换热器内流动沸腾传热有显著影响，纳米流体制冷剂的换热性能随粗糙度的减小而减弱，粗糙度减小80.4%，换热性能减弱22.5%；相同的工况下，相比于表面粗糙度为8.7μm DMLS微型换热器换热管道，纳米流体制冷剂在粗糙度为5.8、3.2、1.7μm DMLS微型换热器换热管道中的平均换热系数分别减小7.1%、14.1%、22.5%；DMLS微型换热器换热通道表面粗糙度越大，表面凹凸程度越大，单位长度换热通道内，纳米流体制冷剂与通道表面有更多的接触面积，促使单位面积上有更多的纳米制冷剂核气化核心密度，同时核化起点提前、壁面过热程度越低，有利于强化传热效果；实验结果与修正后的LAZAREK传热模型结果相对偏差为9.88%，验证了数学模型的有效性及实验结果的可靠性。