摘要:为实现穴盘苗全自动移栽机取苗、移盘和植苗动作驱动系统的分离，简化移栽机机械传动系统结构，以提高其可靠性和作业质量，基于PLC设计了一套穴盘苗全自动移栽机运动协调控制系统，并进行了实际移栽试验。试验结果表明：在运动协调控制系统的控制下，实现了步进电动机驱动苗盘横向进给运动、伺服电动机驱动取苗机械手纵向往复运动、取苗机械手气动垂直取/放苗动作和气动喂苗动作的控制及其与机械驱动植苗动作的同步配合，穴盘苗全自动移栽机可以实现40株/（min·行）的取/放苗速度，在整机单行移栽39.9株/min的平均移栽速度下，样机完成取/放苗过程并最终将钵苗成功喂入栽植器的喂苗成功率达到96.9%。

摘要:基于Kinect体感感应技术，设计了一套温室果蔬采摘运输自动跟随平台。通过体感感应系统获取图片上像素点的深度信息，结合图像处理算法，逐行扫描确定人体图像并实时获取人体骨骼信息，计算了人体当前的三维坐标并记录人体走过的路径轨迹。系统采用自调整函数对路径进行优化，避免了剧烈转向行为，并对优化后的路径以模糊算法动态确定纯追踪模型的前视距离，从而实时调整转向和转角，实现了精准跟随和稳定跟随。试验结果表明，该跟随系统能在避免剧烈转向的前提下以较高的精度跟随，横向最大跟踪偏差不超过10.0cm，最大深度偏差为5.5cm，且系统性能不受光照条件影响，满足温室采摘运输要求。

摘要:提出了一种多末端采摘机器人机械手结构方案，设计了机械臂、末端执行器及其控制系统。机器人机械臂采用主从两级结构，从臂前端可挂接多个末端执行器。末端执行器能进行果实连续采摘，其结构紧凑、驱动简单、通用性好，可适用于苹果、柑橘、梨等球形水果的自动化收获。针对设计的采摘机械手具有多末端的特点，提出了果树分区采摘作业策略，一个采摘区内各个末端执行器同时连续采摘、果实集中回收。在此基础上建立了机器人机械手运动学模型，采用D—H法推导了运动学方程，运用Matlab Robotics Toolbox进行了运动学仿真验证。制作了机械手物理样机并在实验室环境下进行了机械手运动学及采摘试验，结果表明，机械手各从臂末端位置误差小于9mm，采摘成功率为82.14%。

摘要:针对间距较大作物的精准喷雾作业要求，提出了一种基于图像矩的喷雾机器人自动对靶方法。该方法采用单目场景/单目（多目）手眼混合视觉结构。场景相机用于作物目标的预定位，研究了基于其图像的作物形心三维定位算法。手眼相机用于目标的跟踪对靶，提出了一种基于图像矩的视觉跟踪方法，并就矩特征组选取、图像雅可比矩阵计算以及目标深度实时估算等问题进行了研究。仿真结果表明，该视觉跟踪方法能够完成对靶任务，且可达到较高的控制精度。为进一步验证所提自动对靶方法的可行性，搭建了具有一个喷雾机械臂的简化样机并进行了室内对靶实验，实验测得样机移动速度在150~200mm/s时，喷头X、Y、Z向定位误差均小于等于6.5mm。

摘要:针对微型薯等大粒种子不易充种问题，设计了一种可振动供种的气吸圆盘式微型薯排种器。阐述了该排种器的工作原理，通过理论计算与数值模拟，确定了其主要结构参数。为寻求最佳工作参数组合，采用三因素四水平正交试验方法，对排种器进行排种性能试验，结果表明：影响其排种性能的主次因素依次为作业速度、振动频率和吸种负压，较优参数组合为作业速度2.4km/h、振动频率6.5Hz、吸种负压6kPa，在此条件下排种合格指数为94.2、漏播指数为1.7、重播指数为4.1，满足微型薯的精密播种要求。研究了振动供种机构对微型薯造成的损伤情况：在不同的振动频率下，微型薯的破损率均小于1％，振动供种机构对微型薯的损伤不大。

摘要:针对玉米勺式排种器出现的漏播问题，设计了一种变速补种系统，该系统采用光电传感器在偏离出种口20°位置进行提前检测，漏播发生时由步进电动机改变排种器转速越过空种槽达到实时补种的目的。为了使变速补种系统具有通用性，选取具有一定代表性的玉米籽粒外形形状品种：久龙5号（球形）、九单57（锥形）和郑单958（矩形），以不同转速作为试验因素，运用EDEM软件和排种器性能试验台进行排种性能研究。仿真结果表明：当转速不超过23.1r/min时，排种性能受变速影响不超过2%，在转速达到27.7r/min时，变速种子抖落现象明显；在转速达到32.3r/min时，变速时种子会出现严重的抖落现象；试验结果表明：具有变速补种系统的勺式排种器转速处于13.9~23.1r/min时，漏播率不超过1.4%，平均补种率达到89.95%，播种率达到98.7%。在转速为27.7r/min时，比不具有变速补种系统的勺式排种器漏播指数降低10.4%，补种效果最为显著，在转速达到32.3r/min时，补种效果不显著；3种玉米品种的排种性能优劣次序为：球形、矩形、锥形。

摘要:针对国产中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时易于堵塞问题，设计了侧圆盘与钢辊组合式（简称辊盘式）卷捆机构，并利用自制辊盘式圆捆机试验装置对其卷捆过程进行了试验研究。通过高速摄像与运动学分析可知：完整稻秆刚进入卷捆室后在钢辊及侧圆盘共同作用下沿钢辊做整周运动，稻秆在卷捆室内运转一周重新到达卷捆室底部位置时，两侧壁摩擦力会使其停止旋转，而在卷捆室底部产生持续累积过程，由侧圆盘对稻秆产生的摩擦带动力可缩短累积稻秆形成旋转草芯进程，进而避免堵塞现象发生。据此以影响辊盘式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——圆盘直径、圆盘转速、长宽比（稻秆长度与卷捆室宽度的比值）为试验因素，将旋转草芯形成时的稻秆质量作为评价指标进行试验。试验表明各因素影响评价指标的主次顺序为圆盘直径、长宽比、圆盘转速；取圆盘直径380mm、圆盘转速135r/min，当长宽比为1.00时，旋转草芯形成时的稻秆质量为1.21kg，当长宽比为1.26时，旋转草芯形成时的稻秆质量为3.44kg，并且无堵塞现象发生。研究结果可为辊盘式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。

摘要:针对横置轴流滚筒长度受限和脱出物在清选筛入口一角堆积严重的问题，设计了以同轴差速脱粒滚筒、圆锥形清选风机、双层振动筛和螺旋板齿式复脱器为主要工作部件的横置差速轴流式脱分选系统。为了提升横置差速轴流脱分选系统工作性能，设计了喂入量为2kg/s的试验台，采用二次正交旋转组合设计法进行工作性能试验，考察差速滚筒转速组合、圆锥形风机叶片锥度、差速滚筒高低速段长度配比3个因素对损失率、破碎率、含杂率和脱粒功耗4个性能指标的影响。建立了损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗的回归数学模型，利用Matlab优化工具箱对回归数学模型进行了多目标优化计算。结果表明：影响横置差速轴流脱分选系统损失率、含杂率的3个因素主次顺序依次为差速滚筒转速组合、圆锥形风机叶片锥度、差速滚筒高低速段长度配比；影响横置差速轴流脱分选系统破碎率、脱粒功耗的3个因素主次顺序依次为差速滚筒转速组合、差速滚筒高低速段长度配比、圆锥形风机叶片锥度；最优参数组合为：差速滚筒转速组合750、850r/min，风机叶片锥度3.8°，高速段比例30％；对应工作性能指标为：损失率1.57%、破碎率0.71%、含杂率0.38％，脱粒功耗6.67kW/kg。田间试验结果表明，横置差速轴流脱分选系统工作性能指标优于行业标准。

摘要:为探究毛细管电极形成的空间电场对静电雾化过程的影响，建立了适用于单、双毛细管静电雾化的实验系统，并采用高速数码摄像机记录了无水乙醇的静电雾化过程，通过系统分析雾化图像获得了滴状、纺锤形、脉动锥射流、旋转锥射流、稳定锥射流和多股射流等典型的静电雾化模式；并依据锥射流雾化模式下对应的实验工况，利用静电场叠加原理与椭圆积分方法，对单、双毛细管静电雾化电极产生的空间电场进行了理论分析与数值计算。研究结果表明：单、双毛细管电极的轴线上电场强度最大，电场强度随着φ（空间中的任意一点P与毛细管轴线正向的夹角）的增大而减小，随着r（原点O与点P的距离）的增大而减小；与毛细管单电极相比，相同条件下，毛细管双电极中间区域的径向电场强度减小，轴向电场强度增大，非相干区域的电场强度均增大；毛细管双电极的空间电场的分布使得静电雾化产生的射流与雾滴群等呈现“八”字状，即偏离双毛细管几何对称面向外倾斜。

摘要:为了研究混流泵叶轮和导叶非定常时序干涉引起的压力脉动特性，通过试验对混流泵泵体关键测点进行了压力脉动测量，分析了不同流量工况下叶轮进口、叶轮中部、叶轮出口、导叶进口、导叶出口以及装置出口等位置压力脉动的时域和频域响应。研究结果表明：叶轮旋转周期较大程度影响了叶轮进口、叶轮中部监测点的压力脉动，脉动曲线出现了与叶轮叶片数相一致的4个波峰和4个波谷，压力脉动主频为叶轮叶片通过频率；叶轮和导叶的动静干涉作用使得叶轮出口和导叶进口监测点压力脉动在小流量工况下分别出现7~12个波峰和波谷，压力脉动频谱范围变大，分频成分增多，主频随着流量减小向高频方向偏移，动静干涉诱导的流体激振以及噪声等高频成分出现并逐渐增多。叶轮中部监测点的压力脉动幅值最大且对流量变化最敏感，远离叶轮区各监测点的压力脉动受流量变化的影响较小。

摘要:水泵水轮机的运行稳定性对抽水蓄能机组产生极大影响，为研究不同工况下水泵水轮机内部流态及压力脉动的详细特征，针对某一模型水泵水轮机，分析2种不同导叶开度下从较小流量到较大流量的内部流动和压力脉动。结果表明，小流量下活动导叶开度小时和大流量下活动导叶开度大时压力脉动较小，瞬时扬程的波动变化也小，流动平稳；小流量下活动导叶开度大时和大流量下活动导叶开度小时受到许多低频的影响，频率成分比较复杂，压力脉动幅值较大，瞬时扬程的波动也大，内部流动紊乱。

摘要:为探求双向竖井流道水力设计方法和完善双向竖井流道优化型式，对双向竖井流道进行内外型线及分叉段型式进行优化设计。基于标准k—ε 紊流模型和雷诺时均的N—S方程，结合龙山水力枢纽工程运用CFD软件对双向竖井贯流泵装置进行优化设计。计算并比较了不同竖井出水流道方案的水力损失，揭示了不同方案竖井流道内部各段水力损失分布规律，比较分析了不同方案竖井出水流道内部流场及速度分布规律，最后结合模型试验结果，证实了双向竖井流道优化设计的可靠性。优化结果表明：竖井分叉段设计好坏直接决定竖井后半段水力损失，通过调整竖井内外轮廓线可以有效减小竖井出水流道的水力损失，提升贯流泵装置外特性。优化后竖井贯流泵装置反向运行最高效率达60.5%，较优化前提高3.8个百分点；正向效率达到72.18%，较优化前提高1.67个百分点。模型试验反向运行最高效率57.56%，正向运行最高效率72.67%。

摘要:低浓度固液两相流的相间阻力是影响固相浓度分布计算结果的重要因素。常用于固液两相流数值计算的Wen—Yu模型中，阻力系数是通过标准阻力系数曲线中添加浓度的影响得到的，并没有考虑湍流对阻力系数的影响。由于这一影响是惯性效应和湍动效应的综合体现，针对低浓度含沙水流，研究通过引入惯性因子和湍动因子来分别表达惯性项、湍流强度对阻力系数的影响。根据试验和理论研究，提出了湍流修正函数与惯性因子、湍动因子的表达式形式；利用试验数据并结合最小二乘法，确定了表达式系数，得到了湍流修正函数与颗粒雷诺数、湍流强度的关系式。通过对圆管内低浓度含沙水流的计算表明，运用湍流修正函数修正后的Wen—Yu模型，在不同的进口水流速度下，计算得到的固相浓度分布更接近试验结果。

摘要:季节性冻融土壤的水热变异及空间迁移过程是一个复杂的动力学系统，冻融土壤水热系统作为自然界能量循环的重要环节，在水资源、环境、能源以及人类工程等方面占有极其重要的地位，详细探求冻融土壤的水热扩散机理，准确地掌握土壤的水热迁移状况，对于科学合理的制定春播制度具有深远的影响。以高效利用冻土资源、提高农业经济、改善生态环境为宗旨，在总结国内外研究成果的基础上，阐述了土壤冻融交替的物理过程、冻层水分入渗、热量传导、土壤溶质的转化过程以及工程冻害防治，概括了冻融土壤的水热分布对于地表环境改变以及气候因子差异的响应机制，进而从机理上对冻融土壤特征参数、水热耦合动态模拟及预测模型进行了论述。同时，提出了冻融土壤结构多尺度结合、土壤覆被联合体间反演、统计模型与随机模型并行的研究思路，旨在为寒旱区季节性冻土水热循环、水热平衡研究以及科学合理的指导农业生产提供借鉴。

摘要:通过大田试验，采用静态暗箱—气象色谱法研究玉米农田不施生物炭（C0），施生物炭分别为15t/hm2（C15）、30t/hm2（C30）和45t/hm2（C45）后温室气体（CO2、CH4和N2O）的排放特征，并估算CH4和N2O的综合增温潜势（GWP）及排放强度（GHGI）。结果表明：添加生物炭显著降低CO2和N2O的季节累积排放总量，与C0处理相比，CO2最大降幅为24.6%（C15），N2O最大降幅为110.35%（C45），且其随着生物炭施用量的增加而降低；CH4的季节累积排放总量由小到大依次为：C15、C30、C0、C45，其中，C15处理较C0处理降低幅度最大为259.62%，添加生物炭同时也降低CH4和N2O的综合增温潜势（GWP）及排放强度（GHGI），处理C15、C30和C45 的GWP值较对照C0分别降低88.2%、123.2%和109.9%，GHGI分别降低88.86%、121.60%和100.03%。施用适量的生物炭可以有效增加玉米产量，处理C15、C30和C45的增幅分别为6.28%、7.27%和1.69%。处理C30显著降低CH4和N2O的综合增温潜势及其排放强度，并且产量的增幅最大。因此，在当前玉米农田管理措施下，生物炭施用量为30t/hm2时可实现玉米增产和固碳减排的目标。

摘要:在南疆沙漠绿洲区对滴灌间作枣棉不同种植和灌水模式下的光合特性进行了研究，并分析了间作枣棉节水条件下的水分利用状况。试验设置9个处理，分别为枣棉间距80cm（J—1）、100cm（J—2）、120cm（J—3）、对照单作枣树（CK—Z）、单作棉花（CK—M）和灌水定额45mm（G—1）、60mm（G—2）、75mm（G—3）、90mm（G—4）。研究表明，新梢生长期枣树需水量较棉花大，其光合速率和蒸腾速率在滴灌定额较低时（45mm，G—1处理）显著低于G—2、G—3、G—4、CK—Z 4个处理，而此阶段（棉花蕾期）水分对棉花光合速率和蒸腾速率的影响较小，但过高的灌水量（90mm）也会使棉花光合速率降低；气孔导度变化与蒸腾速率变化相似，枣树新稍生长期G—2处理显著高于其他处理，低灌水处理G—1分别比G—2、G—3、G—4处理降低了70.85%、64.37%、39.66%。花期后枣树需水量较大，气孔导度以G—4处理最高。棉花蕾期以G—2处理最高，花期后，低灌水定额时（G—1、G—2）气孔导度也较低，铃后期各处理气孔导度显著降低，与花铃期相比分别降低了14.34%、31.83%、54.23%、43.03%、47.71%。枣棉间距对枣树和棉花光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci的影响主要在盛花期后，而对蒸腾速率的影响则贯穿整个生育期；不同种植间距下棉花的水分利用效率（WUEyield）由大到小表现为CK—M、J—3、J—2、J—1，不同灌水定额下棉花的WUEyield由大到小表现为CK—M、G—2、G—3、G—2、G—4；不同种植间距下枣树的WUEyield由大到小表现为J—3、CK—Z、J—2、J—1，不同灌水定额下枣树的WUEyield由大到小表现为G—1、G—3、CK—Z、G—2、G—4。采用光合分配计算各生育阶段的水分利用效率（WUEPn）与基于产量的水分利用效率（WUEyield）并不一致；棉花蕾期水分利用效率WUEPn与全生育期水分利用效率WUEyield显著相关，其他2个生育期与之无显著相关关系。

摘要:针对区域畦灌随机模拟模型中直接蒙特卡洛模拟方法存在的抽样重复性及收敛性较差等问题，借助仅考虑土壤特性空间随机性的区域畦灌随机模拟模型，研究拉丁超立方模拟、修正拉丁超立方模拟与直接蒙特卡罗模拟在抽样精确性、区域畦灌模拟计算收敛性、准确性、稳定性和计算效率等方面的差异。结果表明：修正拉丁超立方模拟和拉丁超立方模拟能够很好地表征土壤干容重的区域分布特征，抽样精确性较高。修正拉丁超立方模拟收敛速度最快，能够显著改善抽样质量，模拟准确性与分布形态优于拉丁超立方模拟与直接蒙特卡洛模拟。修正拉丁超立方模拟具有比拉丁超立方模拟与直接蒙特卡洛模拟更好的稳定性。基于修正拉丁超立方的区域畦灌随机模拟模型计算效率比拉丁超立方抽样和直接蒙特卡洛模拟分别提高0.23倍和1.80倍，说明修正拉丁超立方模拟能够解决原有模拟方法计算效率较低的问题，有助于缩短计算时间，降低计算成本。

摘要:为了实现气象资料缺失下参考作物蒸发蒸腾量（ET0）在西北地区的高精度预测，采用FAO 56 Penman—Monteith（P—M）公式作为对照，与气象资料缺失下P—M公式8种情况以及Pristley—Taylor（P—T）法、Makkink 法、Hargreaves—Samani（H—S）法、Irmak法对西北5省区30个辐射站的逐日气象资料进行了统计比较，并对P—T法、Makkink法、H—S法、Irmak法重新进行了参数率定。结果表明，气象资料缺失时，总辐射资料缺失精度下降最小，基于日照资料的ngstrm—Presscott（A—P）法是该地区适宜的替代方法, 其各站平均R2为0.983、RMSE小于0.4mm/d。当相对湿度、风速或日照时数有一项缺失时，使用FAO推荐的P—M替代方法可以使多年平均ET0的RMSE小于0.47mm/d，R2保持在0.94以上。当气象要素缺少风速和相对湿度时，使用率定后Makkink法是该地区适宜的替代选择，其RMSE为0.68mm/d，R2为0.94，当仅有气温资料时，改进后的H—S法是该地区适宜的替代选择，其RMSE为0.68mm/d，R2为0.94。P—T法在该地区精度低于Makkink法，其RMSE为0.71mm/d，R2为0.88，30个站参数值率定后α值介于1.02～1.64之间。

摘要:为研究“旱季高温干燥、雨季降水集中且多暴雨”的干湿交替作用对冲沟形成过程的影响，选择干热河谷区典型发育的土层剖面（由上至下依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ层），采用干湿交替原位试验，选取土体抗剪强度、抗冲系数以及崩解性指标，分析不同土层抗侵蚀的特性及差异。研究结果表明：各土层抗剪强度差异明显，其中Ⅳ层和Ⅴ层抗剪强度较大；内摩擦角随干湿交替次数增多呈波动不定趋势而粘聚力则呈显著负相关关系；各土层抗冲性差异明显，其中Ⅲ层和Ⅵ层抗冲性较小；抗冲性随干湿交替次数增多而增大、剥蚀率则随干湿交替次数增多呈波动减小趋势；各土层平均崩解速度与干湿交替次数呈显著线性相关，Ⅲ层和Ⅵ层较大、Ⅳ层和Ⅴ层较小、Ⅰ层和Ⅱ层介于二者之间。各土层具有“软硬岩层相间”的发育特征，其抗蚀性在垂直方向大致呈现“减小—增大—减小”的趋势，该研究从土壤侵蚀的角度在一定程度上揭示了冲沟发展过程。

摘要:利用天然稳定同位素技术研究了不同灌溉方式下不同生育阶段碳、氮含量以及碳、氮稳定同位素组成与水稻产量及品质之间的关系。试验结果发现水稻产量与水稻黄熟期根系、茎秆以及叶片的δ13C值(碳稳定同位素组成)存在显著的相关关系（P<0.05）；水稻籽粒的蛋白质含量以及垩白度和垩白率与水稻拔节期以及黄熟期根系、茎秆以及叶片的δ15N(氮稳定同位素组成)存在显著相关关系（P<0.05）。通过主成分分析（Principle component analysis, PCA）以及多元线性回归分析可知，水稻产量和品质均可通过不同时期、不同器官的碳、氮含量以及稳定同位素含量预测，表明水稻的产量和品质与水稻碳、氮含量以及碳、氮稳定同位素组成存在相关关系。PCA分析结果表明，前8个主成分（Principle components，PCs）能够解释水稻各器官碳、氮相关指标90.5%的变异。通过多元线性回归分析可知，不同时期、不同器官的碳、氮相关指标分别能够解释产量、粗蛋白含量、出糙率、垩白度、垩白率以及直链淀粉含量89%、62%、80%、86%、86%和68%的变异。结果表明，通过不同时期和不同器官的碳、氮含量以及稳定碳、氮同位素含量能够有效预测不同灌溉处理的水稻产量和相关品质。

摘要:为研究多级干湿循环条件下农田土壤干缩裂缝的演变特征，在室内试验基础上，结合数字图像处理技术对裂缝几何形态特征进行了统计与定量分析。结果表明，干湿循环后，土壤开裂位置不变，增湿过程中裂缝闭合规律也大致相似，但干燥初期裂缝开裂规律受第1级干湿循环影响明显。第1级干湿循环后，裂缝面积率在含水率为20%~30%时增速降低，约90%的裂缝长度发育集中在含水率大于30%时，连通性指数在含水率大于14%时近似匀速增大。随着干湿循环级数的增加，土壤开裂含水率逐渐减小，而干缩稳定时裂缝网络连通性有所增强，但裂缝网络形态大致相似，裂缝总长也保持稳定。此外，裂缝宽度与土壤开裂程度均呈递减趋势，且各裂缝的宽度逐渐趋向统一，将对裂缝优先流有所遏制，有利于土壤水分的均匀入渗。

摘要:基于在松嫩平原黑土区获取的玉米穗质量构成要素（穗粒质量、穗轴质量、穗粒数、穗行数、行粒数、穗长、穗粗），利用传统统计学、多重分形和联合多重分形方法分析了玉米穗质量构成要素的空间变异性。结果表明，玉米穗粒质量、穗轴质量、穗粒数、穗行数、行粒数、穗长、穗粗的空间变异强度依次减弱，且穗粒质量和穗轴质量的变异程度为中等变异，穗粒数、穗行数、行粒数、穗长、穗粗的变异程度为弱变异；玉米穗轴质量和穗粒质量的多重分形特征最明显，行粒数、穗粗和穗长的多重分形特征最不明显，穗行数和穗粒数多重分形特征的明显程度介于上述两者之间；穗行数的空间变异性主要是由高值信息造成，而行粒数、穗轴质量、穗粒质量、穗粒数、穗粗、穗长的空间变异性主要由低值信息引起；单一尺度和多尺度上，穗粗、穗轴质量、穗长、穗粒数、行粒数、穗行数对穗粒质量空间变异性的影响程度排序有所差异，穗粒质量与穗长、穗粗、穗粒数、穗行数、穗轴质量、行粒数在多尺度上的相关程度明显大于在单一尺度上的相关程度。

摘要:基于田间小区试验，利用DNDC模型模拟了水稻控制灌溉下的华东稻麦轮作农田N2O排放情况，分析了DNDC模型在该地区以及水稻控制灌溉条件下的适用性。结果表明，DNDC模型能较好地模拟控制灌溉稻田N2O排放规律，模拟值与实测值的相关系数为0.79（n=39，p<0.001）；同时能较好地模拟控制灌溉稻田N2O排放通量与土壤水分调控及施肥的关系。但模型对土壤脱水程度的响应不够敏感，导致部分峰值出现时间稍有滞后。后茬麦田N2O排放通量的模拟值多低于实测，模拟主峰值较实测值增大了14.96%（p<0.05），模拟次峰值比实测值减小了18.10%（p<0.05）。稻季、麦季及稻麦轮作期的N2O排放总量的模拟值与实测值的相对误差分别为5.86%、-20.17%（p<0.05）和-4.97%，可见，DNDC模型能较好地模拟控制灌溉稻田N2O排放总量，但明显低估了后茬冬小麦田的N2O排放总量，稻麦轮作农田N2O排放总量的模拟值和实测值总量相差不大。因此，DNDC模型可以用来模拟华东地区控制灌溉稻田N2O排放，但不能准确地模拟后茬冬小麦田的N2O排放。

摘要:为探求西北半湿润地区不同覆盖方式对农田土壤水热和作物生长的定量影响，试验对比研究了平作不覆盖（CK）、秸秆覆盖平作种植（SM）、地膜覆盖平作种植（PM）和垄覆地膜沟覆秸秆（SPM）4种覆盖方式对夏玉米土壤水分、温度、作物生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明：覆盖处理在各生育期内0~260cm土壤贮水量都显著高于对照（P＜0.05），夏玉米生育期0~30cm土层内平均温度表现为：PM＞SPM＞CK＞SM（其中15cm时土壤温度CK＞SPM），垄覆地膜沟覆秸秆能够有效地聚集降雨。夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型，SPM处理地上部生物量理论值最大，快速累积期提前，最快累积速率较大，持续时间较长。SM、PM和SPM处理2年夏玉米产量平均值分别较CK处理提高15.4%、23.3%和28.4%（P＜0.05）。水分利用效率分别较CK处理提高10.2%、31.2%和28.0%（P＜0.05），各覆盖处理间差异不显著。综合分析，垄覆地膜沟覆秸秆可明显改善农田土壤水热状况，增加干物质积累量，提高夏玉米产量和水分利用效率，是该研究中最适合本地的覆盖栽培方式。

摘要:为研究调亏灌溉（Regulated deficit irrigation, RDI）对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响，采用防雨棚下盆栽方法，于2012—2013年和2013—2014年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2a试验研究。冬小麦设置5个水分调亏阶段：三叶—越冬（I）、越冬—返青（II）、返青—拔节（III）、拔节—抽穗（IV）、抽穗—成熟（V）；每个生育阶段设置3个水分调亏度：轻度调亏（L）、中度调亏（M）和重度调亏（S），相对含水率（占田间持水量的百分数）分别为60%~65% FC（田间持水量）、 50%~55% FC和40%~45% FC；对照（CK）相对含水率为75%~85% FC。结果表明，越冬—返青的轻度（60%~65% FC）或中度（50%~55% FC）水分调亏复水后有利于氮、磷养分向籽粒运转与分配，而水分过多或过度亏水则导致养分过多分配至茎、叶等营养器官；抽穗—成熟期的适度调亏（50%~55% FC）有利于提高籽粒中氮、磷的含量，因而提高籽粒产量，改善籽粒品质；返青—拔节及其以前阶段的轻度（60%~65% FC）、中度（50%~55% FC）水分调亏有利于提高氮、磷养分利用效率，但水分调亏不利于钾素利用效率的提高。水分调亏，尤其是越冬期的轻度调亏（60%~65% FC）或拔节期的中度水分调亏（50%~55% FC）可显著增强作物对土壤氮素的吸收利用能力，从而减少肥料氮在土壤中的残留量。说明RDI可有效调控作物养分吸收与分配，实现节水、节肥、高产、优质和高效目标。

摘要:通过研究不同灌水量和地表覆膜条件对柱状苹果树的生长生理及蒸散特征的综合影响，探寻适合苹果树生长且水分利用效率高的灌水量和保水措施。通过遮雨棚下可称量式蒸渗桶试验，设置4个灌水水平：60%ETC（W1）、80%ETC（W2）、100%ETC（W3）和120%ETC（W4）；地表覆膜处理分别为有覆盖(M)和无覆盖(NM)，分析柱状苹果树的干物质量、光合速率、蒸腾速率和阶段耗水情况对不同灌水量和地表覆盖条件的响应规律。结果表明，干物质量随灌水量增加而增加，且M处理可促进干物质量的积累；净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随着灌水量的增加而升高。不同生育期净光合速率和蒸腾速率由大到小依次均为：果实膨大期、果实成熟期、开花座果期、叶变期。相同灌水量和地表覆盖处理条件下，不同时刻净光合速率由大到小依次为10：00、13：00、08：00，蒸腾速率由大到小依次为13：00、10：00、08：00，气孔导度由大到小依次为10：00、08：00、13：00。瞬时水分利用效率（LWUE）最大值和最小值分别出现在W2处理10:00（4.52μmol/mmol）和W4处理13:00（2.62μmol/mmol）；全生育期总蒸散量随着灌水量增加而增加，NM处理较M处理增加11.02%~16.35%。开花座果期、果实膨大期、果实成熟期和叶变期的耗水强度分别为3.29~4.36mm/d、2.40~4.85mm/d、0.83~1.79mm/d和0.77~1.53mm/d，耗水模数分别为19.34%~27.40%、55.99%~61.41%、8.62%~12.63%和5.85%~7.24%。最终得出120%ETC灌水量和地表覆膜条件有利于改善柱状苹果树的生长和生理状况，但80%ETC处理水分利用效率最高。地表覆膜不仅促进苹果树生长而且降低了土壤蒸发量，具有一定的保水作用。因此，MW2处理为相对节水的灌溉模式。

摘要:为揭示温室内气候因子和加气灌溉下土壤温度、氧气含量和水分对土壤呼吸的影响，对比研究了加气灌溉和地下滴灌（对照）下，各因子与土壤呼吸速率的关系。结果表明：5cm处土壤温度与土壤呼吸呈极显著正相关关系，加气灌溉和对照处理下相关系数分别为0.615和0.564，且两处理下5cm处土壤温度分别解释了土壤呼吸变化的46.6%和32.4%。大气相对湿度和土壤氧气含量也影响着土壤呼吸的变化。加气灌溉和对照处理下，大气相对湿度解释了土壤呼吸速率变化的35.2%和23.7%。两处理下土壤氧气含量分别解释了20%左右的土壤呼吸变化。各因子交叉混合影响了76.8%（加气灌溉）和42.5%（对照）的土壤呼吸变化。由此可知，土壤温度是影响土壤呼吸变化的控制性因子，大气相对湿度和土壤氧气含量也是影响土壤呼吸变化的重要因子。各因子对土壤呼吸速率存在交叉影响，且加气灌溉下的拟合效果明显优于对照。加气灌溉下土壤含水率略有下降，土壤呼吸速率和土壤氧气含量与对照差异显著，分别提高了33.16%和16.61%。加气灌溉明显改善了根区土壤环境，土壤呼吸的其他限制因素减少，因此加气灌溉下土壤温度、大气相对湿度、土壤含水率和土壤氧气含量对土壤呼吸的交叉影响更明显，对土壤呼吸变化的拟合效果更优。

摘要:生物炭对鸡粪好氧堆肥过程氮素形态含量影响及保氮机制的研究对有害气体减排、氮素减损控制以及好氧堆肥工艺的深度优化具有重要意义。以鸡粪和麦秸为主要原料，通过添加适量生物炭，利用实验室智能型好氧堆肥反应器系统进行了好氧堆肥试验。基于获取的主要理化、生物学指标以及氮素存在形态动态数据，结合扫描电镜和主要种类微生物数量动态变化分析，研究了好氧堆肥过程主要氮素形态含量变化并初步阐释了生物炭保氮机制。研究结果表明：添加生物炭有利于鸡粪好氧堆肥过程氨气减排和减少氮素损失；堆肥过程氨气排放量与铵态氮浓度和硝态氮浓度分别呈显著正相关关系（r=0.783，p=0.037<0.05）和高度显著负相关关系（r=-0.941，p=0.017<0.05）。生物炭多孔结构能有效吸附铵态氮和氨气等氮素物质，降低堆体铵态氮浓度，进而减少氨气挥发；生物炭能为硝化细菌等微生物群落提供适宜的环境，有利于促进硝化反应并抑制氨气挥发。

摘要:设计了一种智能型膜覆盖好氧堆肥反应器试验系统，主要包括发酵系统、布气系统、覆膜系统和控制系统。依据热力学及相关原理，进行了各子系统和整体系统的优化设计。发酵系统采用圆柱形反应器，有效容积约90L；布气系统采用变频泵精确调速，可提供最大20L/min曝气量，曝气精度0.1L/min；覆膜系统选用具有选择渗透性的聚四氟乙烯材料Gore膜并与发酵系统良好密封；控制系统实现多点温度、氧体积分数、压力、气体监测以及经多元反馈实时调控通风供氧量。通过好氧堆肥性能试验并经物理、化学和生物学指标综合评价，结果表明：该膜覆盖好氧堆肥反应器试验系统具有良好的发酵效果，智能化程度高，可满足开展不同需求的膜覆盖好氧堆肥试验。

摘要:以松木燃料棒为试验对象，水蒸气为气化剂，在反应器底部装载定量的白云石作为催化床，通过考察气相组分变化，以及焦油的傅里叶变换红外光谱变化，综合分析白云石催化随温度变化的规律。试验表明：煅烧后的白云石促进提高气化气中氢气含量，相比无催化剂添加，H2体积分数在800℃时涨幅较大，由32.32%升高至40.11%；当温度大于850℃，由于白云石催化裂解焦油速率随温度加快，以及碳酸盐自身分解加剧，造成CO2体积分数增大；白云石能够促使碳氢化合物向小分子H2、CO2和CO转化，且随温度升高而加剧。白云石促进脂肪烃的碳链断裂、芳香烃开环反应、脱羟反应、脱羧反应、三键断裂反应，以及羟基和醚链的氧化等，但羧基脱除速率随温度升高逐步大于羟基及醚氧化为羧基的速率，使羧基含量先增加后下降。

摘要:干酪具有极高的营养价值和生物学价值，是全球贸易量最大的乳制品之一。随着消费者饮食结构的调整及对干酪营养价值认识的深化，我国的人均干酪消费量也日渐增加，但仍远落后于世界平均水平。我国的干酪还有很大的市场发展空间。阐述了干酪的营养价值，包括蛋白质及功能性多肽、共轭亚油酸、钙和维生素D等活性成分，论述了干酪在防护龋齿、减重及抗肥胖、降血压、抗动脉粥样硬化、缓解骨质疏松、抗肿瘤细胞增生、抗氧化等方面的健康功能研究进展。同时提出了低脂干酪的感官品质及营养功能改善、益生菌干酪开发、干酪抗肿瘤机制及干酪对人体心血管系统的影响研究等未来干酪营养学的研究方向，为干酪的营养价值科普及我国干酪的产业发展提供助力。

摘要:评价了槽式超声波处理对糙米品质特性及食味的影响，研究结果表明：超声波处理使糙米饭的持水率增加了30~53个百分点、体积膨胀率增加了30个百分点，且对糙米粒的白度指数和透光率影响较小，说明超声波处理保持了糙米样品较完整的皮层结构。同时，超声波处理对糙米的化学组成没有显著影响，且可以降低糙米的硬度，提高糙米的弹性和咀嚼度，而对其粘附性和粘聚性影响不大。感官评价结果表明，超声波处理的糙米样品其感官评价总分均高于未处理的糙米，以槽式超声波进行糙米处理具有一定的应用价值。

摘要:糙米吸湿发芽过程中微生物繁殖给发芽糙米带来安全隐患。为保障发芽糙米的安全性，研究基于分段加湿法的臭氧水灭菌预处理待发芽糙米工艺。以分段加湿后糙米为原料，研究糙米含水率、臭氧水初始质量浓度、臭氧水处理时间、臭氧水温度对灭菌率和发芽率的影响规律。采用二次正交旋转中心组合设计进行试验，建立了各因素对灭菌率和发芽率影响的数学模型。结果表明灭菌率、发芽率与各参数间回归方程极显著（P<0.01），优化参数组合为糙米含水率27.5%、臭氧水初始质量浓度4.7mg/L、臭氧水处理时间6.5min、臭氧水温度29.5℃，该条件下灭菌率和发芽率分别为（97.49±0.11）%和（91.89±0.26）%。与分段加湿后无灭菌处理相比，臭氧水预处理后发芽糙米菌落菌体浓度降低约5.20 lg CFU/g，发芽率和γ-氨基丁酸含量分别提高约0.49%和1.23mg/(100g)。研究证实优化后的预处理工艺既可有效灭菌又有利于糙米发芽。

摘要:构建了用于农畜产品安全检测的扫描式拉曼光谱成像检测系统，对其硬件和软件分别进行了搭建和设计，实现了拉曼光谱和图像同步获取。根据检测的实际需求和精度要求确定了检测系统中拉曼成像光谱仪、CCD相机、镜头、激光光源、移动平移台等主要元器件。开发了拉曼光谱成像检测系统实时检测与分析软件。软件以LabView为主开发环境，实现了对CCD相机、激光光源等硬件的控制，利用LabView与Matlab混合编程，完成数据的提取、分析计算与结果保存，通过LabView与ENVI的混合编程，完成扫描线图像的实时合成和显示。对系统进行了安装和性能测试，光谱校正确定了CCD相机探测的拉曼光谱范围为-679.3~2885.7cm-1，空间校正确定了系统实际的空间分辨率为0.22mm/像素。构建的拉曼光谱成像检测系统可快速、无损获取样品拉曼光谱和图像信息。

摘要:针对传统凸壳理论进行遮挡果实定位检测时由于过多剔除有效轮廓，造成目标果实定位误差较大，甚至无法识别目标果实的问题，提出了一种基于改进凸壳理论的遮挡油茶果定位检测算法。首先利用基于颜色特征的阈值分割法对油茶果遮挡图像进行目标分割，并通过预处理操作剔除图像中的背景噪声，获得目标果实的二值图像;然后采用凹点搜寻算法检测重叠目标的凹点，并根据凹点对重叠目标进行分离，获得相互独立的目标图像;再构建各独立目标的凸包，并提取凸壳，利用轮廓提取算法确定各独立目标凸壳上的有效轮廓;最后根据提取的有效轮廓求解目标果实形心坐标和半径，完成遮挡果实的定位检测。试验结果表明，改进算法平均耗时为0.491s，比传统凸壳方法增加了24.07%，但其仅占油茶果采摘机器人单个果实采摘周期的2.46%，对于图像中的遮挡油茶果目标，改进方法的识别率达到93.21%，相比传统凸壳方法提升了7.47个百分点，改进算法的平均定位检测误差和平均重合度分别为5.53%和93.43%，比传统凸壳算法平均定位误差降低了6.22个百分点，平均重合度提高了6.79个百分点，表明文中所提出的方法能够较好地识别和定位自然环境中的遮挡油茶果。

摘要:快速准确分割出复杂背景下的鸡只图像，是应用机器视觉系统快速识别实际饲养环境下病鸡的关键步骤。以某鸡舍散养的黄羽肉鸡为分割目标，提出了一种基于色差信息的多色彩模型鸡只分割方法。首先对200幅自然环境下拍摄的图像在常用的色彩模型下，分析了鸡冠、鸡身羽毛、鸡肚羽毛以及背景的颜色特征，利用背景在RGB色彩模型的R、G、B三分量色差信息特征进行一次分割，去除大部分的背景，然后转换到HSV色彩模型，获取黄羽鸡不同部位的H分量阈值，再由H阈值范围提取鸡身、鸡冠实现二次分割，最终得到分割目标。实验结果表明所提方法实际分割正确率为86.3%，优于L*a*b*色彩模型聚类的78.4%。所提方法复杂度小，运算时间短，适用于实时分割场合。

摘要:基于现有日光温室卷帘的技术分析，选择后置固定式大棚卷帘机作为研究对象，针对其所存在的问题，寻求解决方案，设计改进型日光温室后置固定式卷帘装置，改进后的主体结构包括绳索牵引装置、收放线装置、驱动装置及传动自锁装置4部分。对其卷帘结构中绳索牵引装置的布置以及收放线装置和减速机等关键机构的运动机理做进一步分析，并将其与现有日光温室后置固定式卷帘机进行实体比例模型卷帘性能对比试验。在此基础上，针对该改进型卷帘装置进行了卷帘原理验证试验，对从实体比例模型上采集的数据进行数据分析与误差分析，并分析其数据误差来源，针对NY/T 2205—2012 《大棚卷帘机质量评价技术规范》，进行实体比例模型和实际生产情况验证对比与推算，并由此推断出真实生产中该温室卷帘装置实际卷、放帘时间数据，验证了所设计的改进型日光温室后置固定式卷帘装置符合技术规范中的温室卷帘机卷、放帘时间性能指标要求，进一步验证了该卷帘装置的实施可行性。该改进型日光温室后置固定式卷帘装置的研究提高了后置固定式卷帘机的适用性，为其更大范围内的推广提供了技术支持，可为日光温室作物种植者提供更多的生产便利和提高生产效益。

摘要:采用车载二维激光扫描仪获取树木单侧点云数据，坐标变换后通过设置感兴趣区域检测树木，利用垂直分布特性识别树干，得到树冠中心距离。考虑树冠连续/不连续2种情况进行树木分割，将树冠外缘距离与对应树干距离相减算出树冠厚度。将树冠体积离散化为长方体，利用树冠厚度、相邻测量点垂直方向距离、车辆速度、扫描周期等参数进行计算。采用FIFO缓冲区保存在线数据，新采集的一帧数据写入缓冲区末尾，同时从缓冲区开头读出处理好的数据帧输出，实现树冠体积的在线测量。实验结果证明，树冠连续/不连续场景下，方法均能准确检测分割树冠、识别树干，实现树冠体积的在线测量。

摘要:为实现土壤含水率的快速准确监测，设计了一种基于LVDS差分传输线延时检测技术的土壤含水率传感器。该传感器将高频振荡信号分路为两通道LVDS差分信号，一个通道用于测试土壤含水率，另一个通道用于提供参考信号。由于土壤中水分的变化改变土壤介电常数，从而导致测试通道LVDS差分总线上信号传输延时的变化，则传感器检测该通道信号的传输延时就可以确定土壤含水率。为了获得LVDS总线设计线宽和线间距的最优值，以LVDS总线阻抗值均方误差最小化为目标，构建了线宽和线间距的最优化计算模型，并通过遗传算法求解出了最优线宽为0.1789mm和最优线间距为0.2238mm。试验表明，根据该参数设计的传感器在50MHz频率时，对体积含水率8.31%以上的砖红壤土和黄壤土的预测模型为线性模型，决定系数R2为0.9642，绝对预测误差在2.45%以内。

摘要:在离散小波变换特征提取算法基础上，结合有机物近红外谱区倍频中心近似位置，提出一种分段离散小波变换特征提取的方法。以4类农药残留水平（重度超标、中度超标、轻微超标、低于国标）生菜为研究对象，通过透射电镜对生菜叶片微观结构进行检测，并利用近红外高光谱成像仪采集生菜样本的高光谱图像。在生菜高光谱图像中选取感兴趣区域并提取该区域的平均光谱，依据常见基团主要中心近似位置对平均光谱进行有效分段，以sym5为小波基函数，依次对每段光谱数据进行小波变换分解。通过每段不同层次高频小波系数曲线的奇异值分析，来获取光谱特征波段。为了便于判断特征提取波段的优劣，提出初步评估参数契合度，并结合支持向量机分类准确率进一步评估提取特征波段。试验结果表明：随着农药残留浓度的增加，生菜叶片内部嗜锇颗粒数量变多，而淀粉颗粒变少，细胞间隙逐渐变大。不同浓度农药残留的生菜叶片内部细胞排列结构方式和组织结构存在差异，从而使不同浓度农药残留的生菜近红外光谱具有一定的差异性。与离散小波变换特征提取算法相比，分段离散小波变换具有较高的预测分类准确率。分段数取值为4时，取得最佳的契合度、校正集、交叉验证集与预测集准确率分别为75%、95%、92.86%和90.63%。分段离散小波变换结合契合度参数评估，能有效提高光谱特征提取波段可靠性，为快速、准确地无损检测生菜农药残留提供了一种新方法。

摘要:以生态脆弱区典型县域磴口县为研究区，基于2015年遥感影像解译数据，构建MCR—P模型提取县域尺度生态源地、廊道和节点，将Voronoi图模型引入到生态节点布局研究中，构建泰森盲区形心优化模型（BCBS模型），进行生态节点布局优化。结果表明，磴口县共能提取出391块生态源地节点和667个潜在生态节点，其中需优化节点182个。优化后生态节点的覆盖率达到87.79%，较现状生态节点覆盖率提升了22.56%。节点分布均匀性降低至0.3978，节点空间分布更加均匀。优化后节点构成的泰森多边形盲区的面积减小了48446hm2，且节点覆盖圆空间结构连片化，优化后生态网络结构更为稳定。

摘要:以河南省新郑市为例，基于GIS和改进突变级数模型相结合的方法测度高标准农田建设的适宜性和空间稳定性指数，并以耦合协调度模型统筹适宜性和空间稳定性，从而明确高标准农田建设的区域，在此基础上通过冷热点分析遴选高标准农田建设项目区。结果表明，研究区较为适宜开展高标准农田建设，优先建设区、重点建设区、全面整治建设区和不宜建设区的面积分别为27004.83、17040.40、4361.16、5761.55hm2。其中优先建设区应大力发展特色优质安全高效现代农业，重点建设区以整治项目为依托提升利用效率和效益，全面整治建设区以优化耕地布局和提升潜力为主，不宜建设区应注重修复提升地力、增强防灾抗灾能力。通过冷热点分析高标准农田建设的适宜性和空间稳定性耦合协调度在空间上的联系模式，实现了快速识别高标准农田建设项目区，结合研究区实际遴选了10个高标准农田建设项目区。同时，基于障碍度模型诊断识别各项目区的主要障碍因素，从而有针对性地指导各项目区有序开展高标准农田建设活动。

摘要:采用混合多相流模型与空穴模型相结合的方法，对喷孔内部流动特性及近孔区域燃油喷射及雾化进行数值模拟。计算结果表明，喷孔几何特征对其内部流动特性及近孔区域燃油喷射及雾化具有重要影响，对于截面渐扩的喷孔，孔内空化效应、湍流度均增强，喷孔出口流速提高，喷油压力增大时效果更显著，空穴强度增大能够促进近孔区域燃油快速分裂，使燃油液滴雾化更细小，有利于柴油机油气混合以及性能的提高。对于截面渐缩的喷孔，孔内空化效应受到抑制、湍流度和喷孔出口流速均降低，喷孔出口液柱较长、液块较大，近孔区域燃油雾化程度降低。

摘要:针对催化型微粒捕集器被动再生反应机理的问题，采用试验和仿真研究了NO2扩散作用对壁面和碳烟层再生产生的影响。由于壁面层产生NO2，饼层消耗NO2，形成的浓度梯度作为驱动力产生反向扩散扩用，在多孔介质中发生孔扩散及努森扩散，NO2多次参与了碳烟的被动再生反应。研究结果反映考虑扩散作用的被动再生模型与试验值相比，再生模型反应压降偏差可控制在7.0%以内，NO2偏差小于7.3%。NO2扩散作用随入口温度的升高更加明显，载体入口气体温度增加100℃时的NO2增加率约为增加50℃时NO2增加率的1.90~1.95倍。425℃时，z/L=0.9，H=0.1829mm处NO2浓度最高，NO2质量分数最高为5.69×10-4。分析碳烟再生过程发现，排气温度提升增强了NO2扩散作用，进而促进了颗粒物再生。425℃条件下，1000s内完成了55.94%的碳烟再生，深床层完成了80.53%，总再生量是325℃条件下的3.68倍。NO2扩散作用有效提升了载体的被动再生能力，延长了主动再生周期，改善了载体耐久性能。

摘要:在已知汽车发动机配气正时机构三轴坐标的基础上，研究了正时链系统几何布局设计及其行走轨迹、约束边界的设计计算方法，依据曲线的内凹量，采用分段圆弧或直线逼近的方式，提出了张紧边和导向边的长度计算准则。通过发动机缸盖反拖系统试验台，在真实模拟正时链系统交变载荷和工作环境的条件下，研究了张紧板在不同转速条件下的横向振动位移的变化规律，以及不同转速条件下的噪声特性变化规律。分析结果表明，所提出的正时链系统行走轨迹计算方法，在保持该系统的适度张紧的前提下，正时链整链磨损伸长与张紧器柱塞探出量之间具有较好的谐应关系，同时，正时链系统在发动机常用转速工况下，张紧边的横向位移波动情况及噪声特性能够满足汽车发动机的动力性能要求。

摘要:为了提高主从遥操作的效率和系统的安全性，设计了能够实现主从位移控制的手控器，构建了基于虚拟墙引导主动控制模型，通过融合操作者的人工控制和机器人的视觉引导，实现机器人遥操作中主从两端的信息共享和相互引导，对手控器和从端作业机器人进行控制。通过搭建基于共享控制策略的手控器—机器人系统实验平台，验证所设想控制方法的有效性，最终实现了提升主从遥操作的作业效率，减轻了机器人对环境的瞬间冲击，提高了系统的安全性。

摘要:采用PIV荧光粒子法研究了1.0、1.5、2.5mm 3种不同的曝气孔径下，不同曝气强度对膜面气液两相流流场流体力学的影响。实验应用Size—Shape—Analysis模块分析了在曝气孔径为1.5mm、曝气强度为24L/h条件下，膜面流场中气泡的运动规律以及3种不同曝气孔径在曝气强度为24、48、72、96、140、180、220L/h下近膜面雷诺应力的变化规律。结果表明由1.5mm曝气孔径产生气泡运动过程中，气泡形态呈椭圆形，等效直径主要集中在5~6mm之间，大部分气泡速度集中在0.1～0.2m/s之间;曝气强度的增加与雷诺应力的变化呈正相关关系;在本实验条件下，1.5mm曝气孔径、140L/h曝气强度下可产生较大的雷诺应力的变化，为最佳曝气孔径与曝气强度取值。本研究为优化膜生物反应器内流场进而减轻膜污染提供了理论依据。

摘要:提出了在泵腔内加工引流道，以促使气泡迅速而有效地排除。从腔内压力方面分析气泡的滞留与输出性能的关系，同时从气泡压力降和流体阻尼方面分析引流道对气泡滞留的影响，最后通过实验验证引流道的引入对压电泵输出性能的影响以及对气泡滞留的优化效果。实验结果表明，引流道的引入能在一定程度上增强压电泵的输出压力和输出流量，引流道宽度为2.0mm时，输出压力和输出流量分别达到17.4kPa和20.8mL/min;当引流道宽度为1.1mm和1.5mm时,压电泵具有很强的气泡排除能力，并根除了断流现象的发生，120个0.02mL气泡进入后，压电泵仍具有稳定的输出压力（5.8kPa和5.6kPa）和输出流量（16mL/min和5.6mL/min）。在泵腔内加工引流道可以使气泡得到迅速而有效的排除，并减少气泡在泵腔内滞留。

摘要:为快速识别流型的类型，提出微细通道纳米流体气液两相流流型K-means聚类识别的方法，该方法采用高速摄像机获取微细通道内气液两相流的流型图像，利用灰度流型图像的直方图获得峰值并且该峰值作为K-means聚类的初始中心点，结合不变矩原理和欧氏距离进行相似度流型图像的识别。由查准率—查全率评估体系和5500幅流型图像识别实验的执行耗时分析结果表明：采用K-means聚类对微细通道纳米流体气液两相流流型进行识别的整体识别率达到97.8%，其中弹状和泡状识别率为100%。该方法为微细通道纳米流体两相流的在线识别流型提供了一种新途径。

摘要:提出了一种金属带—行星齿轮无级变速器，能够扩大无级变速调速范围，同时兼顾传动效率。选取XP型顺时针环流型单环路系统，设计了金属带—行星齿轮无级变速器，通过无级变速和顺时针环流的模式切换，允许调速范围为0.5～3，循环功率小于系统输入功率的33%，对比了金属带和XP型顺时针环流型无级变速器效率特性，通过模式切换，该金属带—行星齿轮无级变速器能够有效优化传动效率。以Matlab/Simulink为平台建立整车仿真模型，选取UDDS循环工况，采用最佳燃油经济性控制策略，对金属带—行星齿轮无级变速器进行仿真。仿真结果表明：在整个UDDS循环工况下， 金属带—行星齿轮无级变速器在低速大转矩时，工作于顺时针环流模式，高速时，工作于无级变速模式，能够兼顾变速范围和传动效率。同时，模式切换时，流过无级变速支路的功率流方向不变，有效避免了系统振动。

摘要:提出了一种能实现空间刚体导引的5—CS空间并联机构，并给出了综合该类机构时运动缺陷的判定方法。首先使用旋量理论推导5—CS机构完整雅可比矩阵的计算公式，并计算机构在给定位置的雅可比矩阵行列式的值，如果各位置的雅可比矩阵行列式值的符号发生变化则机构存在缺陷，如果没有发生变化则应用牛顿迭代法对各给定位置区间进行机构的位置正解分析，以确定在区间内是否存在分支缺陷和回路缺陷。运动缺陷判定过程中会对机构在给定的位置区间内运动过程中完整雅可比矩阵的变化情况进行分析，如果存在完整雅可比矩阵行列式为零的位置（即奇异位形），则机构存在分支缺陷，如果给定位置在不同回路中，则机构存在回路缺陷。运动缺陷判定是机构综合能顺利进行的方法基础。本文还提出了双驱动控制方法以解决机构的分支缺陷问题。最后举例说明了5—CS机构的运动缺陷判定过程。

摘要:基于方位特征集设计理论和方法，设计了一种全由转动副组成的、动平台能实现空间三平移一转动的无过约束并联机器人机构，对其进行了拓扑结构特性分析;导出了机构位置逆解方程和雅可比矩阵，通过算例和Pro/E的仿真结果，验证了模型的正确性;并进一步对该并联机构作业空间的几何性质、转动灵活性及奇异轨迹进行了分析。分析表明，该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性，但在工作空间内具有发生位形奇异的可能，因此，在运动过程中应当避开特殊运动位置以避免奇异位形的发生。

摘要:激光扫描测量在大尺寸海量点云数据采集中具有显著的优势，针对海量高密度线扫描点云采样中普遍存在的采样效率低、曲率适应性差的问题，在初始分层聚类建立K邻域的基础上，通过分析线状点云的空间几何特征，提出了线扫描点云矢量边对衍生算法，建立了拓扑连接模型;研究了基于线扫描点云特征参数的局部法矢加权系数计算方法，估算了拓扑结构中任意数据内点的局部法矢;构建了以法矢方差为细分准则的非均匀细分模型，实现了对高曲率初始类的非均匀细分。通过试验验证了算法的实用性。

摘要:对复杂型面物体的曲面拟合方法进行了研究，通过点云数据参数化、基于免疫遗传算法（IGA）的自适应节点计算、反求曲线控制顶点、点云数据分割以及曲面拼接5个步骤来进行曲面拟合。提出了一种基于免疫遗传和蚁群的融合算法，将其应用于曲面拟合中，利用免疫遗传算法的全局搜索能力，来提高蚁群的收敛速度。该算法通过免疫遗传算法的选择、交叉、变异操作、疫苗接种和疫苗选择，并将免疫遗传算法引入到蚁群系统的迭代中，有效地解决了蚁群系统易陷入局部最优和易退化的缺点。采用fender、fandisk、bunny、cow 4个实例，对其3D散乱点云分别采用融合算法、遗传算法（GA）和免疫遗传算法进行曲面拟合，实验表明该融合算法具有很好的收敛速度和全局最优解的搜索能力，通过该算法所拟合的曲面拟合精度较高，相比GA和IGA算法，其拟合精度分别提高18%和11%以上，可以满足复杂型面物体的曲面拟合要求。