摘要:针对多关节果实收获机器人难以获得精确控制模型以及控制系统的抖振问题，提出基于遗传算法实时动态调整滑模参数的控制策略，设计并制作了基于STM32微控制器和AS5045位置反馈模块及CAN总线通信模块的关节控制系统仿真和试验平台，分别在空载与负载情况下进行了关节电机位置响应试验。结果表明，采用遗传算法动态调整滑模控制器参数能够提高关节控制系统位置跟踪的响应速度，减少外界干扰和负载变化引起的控制系统抖振的幅度与持续时间，具有较强的鲁棒性。由空载和负载试验结果可知，关节6实际试验控制系统的位置跟踪响应时间比理论仿真试验增加了0.5s，负载时控制系统的位置跟踪响应时间比空载时增加了0.3s，但负载对系统精度和超调量并无明显影响，系统具有良好的控制效果。

摘要:温室育苗中，钵苗需从高密度穴盘向低密度穴盘移栽以获得生长空间。温室钵苗自动移栽机获取穴盘中钵苗健康信息并对健康钵苗进行稀植移栽，代替传统人工作业，且效率高、质量好。钵苗稀植移栽路径包括移栽机末端执行器从原点出发，将高密度盘内的健康钵苗逐一抓取移栽至低密度盘，直到完成回到出发点。钵苗取栽位置的先后秩序决定了稀植路径的长短，遍历搜索算法规划路径计算量巨大，无法满足移栽实时性要求。本文基于贪心算法对常规的4种固定顺序路径规划方案分别优化，共组成8种路径规划方案，分别对稀疏和密集穴盘稀植路径进行规划，比较分析优化算法的有效性。结果表明按列扫描的2种贪心优化方案比固定顺序方案要优，规划路径长度与穴盘缺苗数量成正比趋势。最优化方案GAS3对密集穴盘稀植规划路径，相比固定顺序方案的优化幅度达10.6%，算法平均耗时0.84s。穴盘缺苗数对路径缩短优化效果有显著影响，缺苗数增加后优化幅度有所降低。贪心优化方案使稀植移栽路径得到优化，也满足作业实时性要求，提高了钵苗移栽效率。

摘要:移动机器人定位问题是机器人导航和控制领域的一个关键性问题，直接影响位置精度。本文利用激光扫描匹配，基于Fourier 变换的位移理论和相似变换下的Fourier-Mellin 不变量，提出了一种室内移动机器人相对定位方法。该方法属于点-点对应式匹配方法，可实现移动机器人连续状态下的复杂环境信息匹配。获取机器人连续不同时刻下的环境信息，将前一状态时刻作为参考扫描，后一状态时刻作为当前扫描，建立相关定位参数数学模型；在算法上采取降维处理，连续使用3次1D Fourier-Mellin 得到所需要的相对定位参数，即旋转和平移增量；与一种基于提取角点特征的特征-特征式匹配方法进行了对比性实验，证明了所提方法在定位精度和计算复杂度上的优越性，以及对复杂环境的适应性。

摘要:土壤与耕作部件间的相互作用规律是设计和选用土壤耕作部件的基础。研究土壤和耕作部件间的相互作用规律就是要研究耕作部件对土壤产生的作用和它们之间的作用力，首先必须探讨耕作部件工作时土壤运动规律和施加于土壤的作用力。为此本文建立基于离散元方法的旋耕工作模型；对比分析实验与仿真的土壤位移：在土槽实验中采用示踪块方法测量土壤位移，仿真中通过追踪表层土壤颗粒的运动获得仿真位移；利用实验和仿真数据对土壤位移和运动机理进行分析。结果表明：土壤水平和侧向位移都随着转速增加呈现增加的趋势；土壤的水平运动位移总是大于同转速下的侧向位移。浅层土壤颗粒的运动位移最大，中层土壤次之，深层土壤最小。较深位置的土壤，距离旋转中心越近的土壤颗粒水平位移和侧向位移越大。在旋耕刀切土范围内的土壤，有向相反方向运动趋势的浅、中、深层颗粒比例分别为26.2%、72.1%、48.4%。在水平力作用下，大部分土壤颗粒随着旋耕刀切土有向后运动的行为；土壤在开始时刻的侧向受力和侧向运动方向，由颗粒的侧向位置是否偏离侧切刃轴线决定，位于侧切刃轴线左侧的颗粒，则其侧向力向左，反之亦然；土壤在垂直方向先随着刀具入土向下运动，然后滑出刀刃边界被抛起。本文建立的仿真模型得到的土壤水平位移和侧向位移与相应实验值的误差为24.9%和15.3%。本文运用离散元法进行旋耕过程中土壤宏观和细观运动行为的分析，有助于理解旋耕刀与土壤的相互作用机理，为旋耕机械的设计与优化提供理论依据。

摘要:设计了一种能实现水稻秧盘育秧精密播种流水线硬、软秧盘自动叠放的装置，有效地提高了流水线的生产率，并减轻了劳动强度。该装置以可编程控制器PLC为控制核心，由接近开关检测待叠秧盘，控制秧盘升降机构实现秧盘升降的自动叠放，采用土壤防漏机构的气动移动盖板来防止秧盘内的土壤在叠盘过程中发生侧漏而使种子外露。为检测自动叠盘装置的工作性能，以叠盘成功率及种子外露率为指标，以秧盘升降机构的升降速度、盖板方式和生产率为影响因素，设计了三因素三水平正交试验。试验结果表明，升降速度对叠盘成功率影响较大，盖板方式和升降速度对种子外露率影响较大；当升降速度为0.15m/s、采用气动移动盖板和生产率为600~800盘/h时，硬、软秧盘的叠盘成功率分别为100%与99%~100%；硬、软秧盘的种子外露率最大分别为0.28%与0.60%，试验指标满足水稻秧盘育秧精密播种流水线育秧技术使用要求。

摘要:为减少大田施药时农药浪费，有效控制农药残留污染，针对植株行距、株距较大的作物对行施药的农艺要求，设计了喷杆喷雾精确对靶施药系统并进行试验。该系统以大田常用喷杆喷雾机为载体，沿喷杆方向按一定间距布置对应行和垄沟的超声测距传感器，实时采集喷杆到植株冠层以及喷杆到垄沟底部的距离信号；通过信号调幅消除由垄沟凹凸不平以及喷杆自身振动所产生的噪声影响。将调幅后的冠层高度信息依据植株株高、冠层胸径和冠层株高标准差等特征进行模式分析，从而识别靶标位置实现精准对靶。以大田团棵期烟草植株为对象，在烟草植株的株高达到30cm左右，展开叶达15片左右时开展田间试验。结果表明：设计的精确对靶施药系统在植株平均胸径31cm，株距比例39.2%的大田里，节省药液30%左右；在植株平均胸径35cm，株距比例31.6%的大田里，节省药液20%左右。因此，此系统对大田植株间距在15cm以上的对靶施药作业中具有较好的实用性。

摘要:灌溉施肥系统的混肥过程在轮灌条件下表现出非线性、时滞性、时变性和不确定性的特点。为解决该系统的控制问题，提出了一种变论域的模糊PI控制策略(VFPI)，算法采用一组比例指数函数作为伸缩因子对模糊控制器的论域进行在线调整，同时引入了一个协模糊控制器，通过测量系统流量的变化在线调节控制器积分系数的基准值。为验证控制算法的有效性，搭建了灌溉施肥控制系统的试验平台，分别设计了4组不同配方内容和3组不同轮灌条件的模拟试验，采用本文提出的VFPI控制算法和常规PI控制算法进行了对比试验。试验结果表明，所提出的VFPI控制策略能够更好地适应配方内容变化以及轮灌条件变化对混肥过程造成的影响；相比于常规PI控制，VFPI控制的调节时间更短、超调量更小、动态过程更平稳。

摘要:喷肥针为扎穴机构的关键部件，作业时直接与土壤接触，其结构特点影响施肥质量。设计了一种新型的双斜孔式喷肥针，并对其进行了动力学分析。在搭建的动力学测试系统台架上以土槽车前进速度和行星架转速为试验因素，以土壤对喷肥针反作用力为指标，对喷肥针扎穴过程受到的土壤反作用力进行试验测定。试验结果表明，喷肥针受到的土壤拉压力随土槽车前进速度及行星架转速的增加而减小，变化范围为19.944~25.936N；弯曲力随土槽车前进速度及行星架转速的增加而增大，变化范围为8.62~75.32N，行星架转速对喷肥针反作用力的影响显著；根据试验结果，行星架转速在100~120r/min时，既可提高工作效率，又能保证扎穴机构的正常工作

摘要:为进一步提高果品振动采收效率，降低振动损伤，针对振动式果品采收机构的工作方式，提出了理想果树激振形式假设，并通过ANSYS软件仿真研究不同形式位移载荷对果树模型的影响。根据仿真结果，设计了基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构，分析了该机构的结构特点和工作原理，并建立其运动学模型，推导了机构振幅和加速度方程。在满足激振振幅和加速度的前提下，采用“参数导引”优化方法对外旋轮线机构进行尺寸优化。根据仿真结果与理论分析，加工试验样机，利用高速摄影系统捕捉样机的实际运动轨迹，并与理论轨迹、虚拟仿真轨迹对比，从而验证了外旋轮线机构设计的准确性。进行室内活立木动力学响应试验，并统计各测试点的最大合成加速度平均值和标准差，由此验证了外旋轮线机构可实现对果树的有效激振。

摘要:为提高我国蓝莓果实采摘效率，设计了一种高丛蓝莓采摘机。分析了采摘机设计要求与工作原理，估算了蓝莓树枝采摘频率和采摘惯性力。按照确定的设计要求，采用给定行程速比法设计了铰链四杆机构，运用图解法设计了双摇杆机构，并加工制造了采摘系统。为评价采摘系统果实采摘质量和机采与人采效率比，进行了蓝莓采摘试验。试验结果表明，机器采摘效率为829g/min，是人工采摘效率的12.67倍；采摘果实破损率为8.3%，采净率为96.9%，未成熟果实脱落率为9.7%,该采摘机采摘蓝莓果实的质量和效率较高。

摘要:为改善制种玉米去雄机作业效果，设计了一种轮式抽雄部件及其性能测试装置。以植株喂入速度、充气压力、滚轮中心距、滚轮转速、滚轮倾角为影响因素，去雄率和叶片损失率为评价指标，对轮式抽雄部件进行了单因素和多因素正交试验研究。试验结果表明：滚轮中心距和倾角对去雄率的影响比较显著，各因素对叶片损失率影响显著性的顺序依次为滚轮中心距、充气压力、滚轮倾角和滚轮转速，设计的轮式抽雄部件最优参数组合为：滚轮中心距254mm，充气压力50kPa，滚轮倾角30°，滚轮转速450r/min。此方案下，喂入速度5km/h时，去雄率为97.8%，叶片损失率为24.4%；喂入速度为3~6km/h时，去雄率均值为97.8%，叶片损失率均值为27.4%，符合农艺要求。

摘要:为了提高胡萝卜收获机的作业质量，在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上，设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析，得出了茎秆顺利切割满足的力学关系；结合作业速度分析，确定了圆盘刀的转速范围为312~325r/min；以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标，通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀，选取切净率和肉质根损伤率为试验指标，进行对比田间试验，结果表明：在转速315r/min时，刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似，切秧率均超过90%，肉质根损伤率低于2%。考虑经济性，采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置，进行了整机田间试验，结果表明：在机器前进速度1.34m/s时，胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%，符合胡萝卜收获的技术指标要求。

摘要:为解决花生两段式机械收获过程中因花生捡拾装置存在植株“壅堆”与“抛起”而造成掉果损失的问题，结合相应的花生收获农艺和植株物理机械特性，针对滑道式弹齿滚筒式捡拾装置，根据弹齿在捡拾、举升、推送和空回4节拍中实现的理想摆动姿态和运动规律，以捡拾装置护板半径最小为主要目标，采用非支配排序遗传算法NSGA-II进行了弹齿、曲柄、滑道和护板等多元件整体优化设计和机构参数优化，分析了弹齿、曲柄、护板等构件参数变化对目标函数的影响。根据4个工位中弹齿摆动特点，设计凸轮滑道中心线轨迹方程，运用Matlab编程获得滑道中心线轨迹，并采用非均匀三次B样条曲线对凸轮滑道轮廓线进行平滑处理。通过ADAMS动力学与运动学仿真，获得捡拾过程中齿端运动轨迹，通过分析确定了空回工位采用五次多项式过渡方式。根据设计结果制作弹齿滚筒式花生捡拾装置。通过样机运转试验、花生捡拾性能试验表明，新型弹齿式捡拾装置用于花生捡拾过程中，不存在植株“壅堆”与“抛起”问题；通过响应面分析法及试验，获得捡拾装置最优工作参数为:前进速度V为48.0m/min，转速N为53.1r/min，离地高度H为-7.4mm。在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下，花生植株捡拾率为98.9%，掉果损失率为2.5%。

摘要:通过对D型打结器空间传动方案改进提出了双齿盘驱动打结器，将驱动夹绳器的空间传动布置在打结器支架的另一侧，将进口打结器支架一组空间交错轴角度关系简化为平面相交轴角度关系，降低了打结器支架的加工难度，克服了进口打结器空间交错轴锥齿轮齿廓设计与制造难的问题，便于批量化生产。通过将蜗杆与斜齿轮的传动比调整为1∶3使原四槽口夹绳盘改进为三槽口夹绳盘，并匹配设计了夹绳盘、打结嘴和刀臂的运动时序，建立了双齿盘驱动打结器的结构模型。与进口打结器的成结动作对比试验表明双齿盘驱动打结器的空间传动方案改进合理，驱动夹绳器、打结嘴和刀臂的运动时序匹配设计正确，夹绳和割绳动作比进口打结器更优，夹绳时捆绳直接入夹绳盘槽口，割绳时捆绳靠近刀片中间位置。室内台架的打结试验表明双齿盘驱动打结器的成结率为100%。

摘要:针对目前秸秆还田机功耗测试难的问题，提出了利用虚拟测试平台评估还田机功耗的方法。首先建立秸秆还田机Abaqus动力学模型，并进行边界约束条件和载荷设置，分别模拟刀具在入土深度120mm和90mm、机具前进速度3km/h和5km/h、刀轴旋转速度260r/min和230r/min下的工况，对秸秆还田机的功率消耗进行了虚拟仿真；然后构建了田间功耗测试系统，通过对比仿真数据得知相对误差分别为9.06%和8.02%，验证了该种测试方法的准确性和可行性。最后分别选取3种入土深度、2种前进速度、3种旋转速度因素组成18种工况，对其进行了仿真分析，结果表明：入土深度一定时，秸秆还田机功耗分别和前进速度、旋转速度呈线性递增关系；在入土深度和前进速度一定时，刀轴转速存在消耗功耗最低的转速，特别是在入土深度和前进速度较大时，刀轴转速对能耗影响明显。

摘要:环模秸秆压块机成型过程中，由于秸秆颗粒与环模之间的滑动摩擦，环模模孔磨损十分严重，导致环模使用寿命缩短。以工字型模块组成的立式环模为研究对象，提出在工字型模块喂料端设置辊口式结构，即在工字型腰部上下两翼加工圆孔，孔中装配轴承和插入圆辊。通过相邻圆辊间所构成的辊口压入秸秆颗粒，从而将物料与原模块间因数较大的滑动摩擦变为物料与圆辊间因数较小的滚动摩擦，达到减小模孔磨损的目的。利用有限元软件分析得到改进前和改进后模孔处的磨损率曲线，结果表明：改进前环模最大磨损率0.11μm/s，改进后辊口式环模最大磨损率0.01μm/s，远小于改进前磨损率。通过试验表明所设计的辊口式环模具有减小磨损和延长环模寿命的作用。

摘要:基于虚拟仪器构建了拖拉机经济性综合测试系统，以满足拖拉机节油节能技术、动力总成设计优化、农艺规范优化等研究测试需要。首先在分析拖拉机油耗测试要求的基础上，对硬件进行选型，设计了以美国NI cRIO控制器为核心的测试系统，实现对瞬时和百公里油耗、行驶速度和轨迹、发动机工作点等信号同步采集。给出了测试系统的虚拟软件设计方案，包括FPGA软件、实时软件和上位机数据采集与分析软件等。对油耗流量传感器输出的两路正交编码TTL信号进行X4编码编程，将有效方波信号计数分辨率提高到0.25个方波。编程实现系统对燃油正、回流识别和计数，采用FPGA精确定时技术确定计数脉冲边沿跳变时刻，有效提高了瞬时油耗测试精度。将发动机OBD接口中的CAN和K线接入系统，并编程实现对发动机输出扭矩、转速等信号的同步采集，以分析发动机工作状态。最后进行了对比试验和场地试验，验证了本系统瞬时油耗采样和数据处理方法的准确和实时性，以及整个系统功能和可靠性。研究为拖拉机经济性综合评估和分析提供了有效手段。

摘要:无人导航明轮船依据目前经验公式计算的明轮推力和实际推力偏差较大，不利于控制系统的设计，为此给出明轮驱动力计算方法，建立明轮船水动力仿真模型，并据此进行了正航和回转仿真。为验证模型，在试验艇上安装高精度GPS设备及通信装置，在设定明轮船航速0.4m/s、左明轮转速60r/min、右明轮转速40r/min条件下进行了试验，测量并记录了航行轨迹数据，经GPS设备测量得到的回转直径为3.2m。仿真和试验结果表明，通过控制明轮可以使明轮船实现正航和回转运动，具有较好的低速机动性和操纵性。

摘要:为探索秸秆覆盖模式及表土耕作方式对东北黑土根区土壤环境调控效应，设置浅松覆盖（STS）、免耕覆盖（NTR）、浅松覆盖+压实（SCTS）、免耕覆盖+压实（NCTR）及翻耕秸秆不还田（对照TC）5个处理，分析其对黑土区土壤水、热、养分及物理特性时空动态变化的影响。结果表明：相对于传统耕作，秸秆覆盖与土壤压实结合可改善土壤物理结构，春播期、秋收期0~50cm土层容重分别降低1.32%~4.06%、0.81%~1.64%，0~30cm土层有机质与速效养分含量分别提高4.89%~20.74%、1.94%~40.37%与7.18%~30.26%、1.22%~28.09%，0~70cm土层生长期墒情增加6.83%~13.84%，调控苗期0~10cm土层温度日温差减小0.5~2.8℃，且对表层各因素影响高于底层。秸秆覆盖模式可降低机械压实所引起的负效应，从高效可持续方面综合分析本试验条件下浅松压实覆盖（SCTS）在改善根区土壤环境方面具有一定优势，研究成果可为东北黑土区覆盖耕作措施实施提供参考依据。

摘要:运用冷等离子体种子处理技术对苜蓿种子进行非电离幅射处理，研究该技术对于苜蓿种子萌发和田间长势的影响。利用不同剂量的冷等离子体处理苜蓿种子，经过室内发芽试验和田间种植试验，调查发芽势、发芽率、发芽指数、越冬、返青、株高、分枝数、结荚数等，并进行数据分析。结果表明，经不同剂量冷等离子体处理后，种子发芽指标和田间长势均有明显变化。冷等离子体处理后放置4d、20d进行室内发芽试验，当供电功率为20W时苜蓿种子的各项发芽指标均大幅提高，并且具有一致的规律性，处理后放置4d各项发芽指标均显著高于放置20d，说明放置时间影响冷等离子体处理效果，随放置时间增加苜蓿种子发芽优势下降。与对照相比，处理后苜蓿种子田间种植越冬性普遍增强，返青期提前，其中供电功率160W的田间苜蓿株高、分枝数、结荚数提高幅度最大。说明该技术对苜蓿种子室内发芽和田间生长均具有重要影响，在生产上具有使用和推广价值。

摘要:为实现快速准确地测量土壤的全氮含量，以北京地区粘壤土为样本，对其进行化学测量和光谱分析。利用波长为350~2500nm的光谱数据与实际测得的全氮含量进行相关性分析，选取相关性最大的特征波段构建土壤全氮含量的估算模型。将原光谱反射率和吸光度分别进行一阶微分、二阶微分变换，力求建立精准优化的土壤全氮含量预测模型。结果表明：反射率和吸光度与土壤全氮含量的相关性低，无法用于构建土壤全氮含量预测模型。在其他变换形式中，反射率二阶微分和吸光度二阶微分与土壤全氮含量的相关性最显著，相关系数的绝对值最大分别为0868和0846。相关性最大的特征波段为425~527nm、819nm、1390~1391nm和2200~2219nm。采用一元线性回归和多元逐步回归建立预测模型，最终得到土壤全氮含量最优估算模型以吸光度二阶微分为自变量的多元逐步回归模型，说明光谱结合多元逐步回归法预测土壤全氮含量的方法是可行的。最优模型决定系数R2为0.829，统计量F为86.377，均方根误差RMSE为0.104。该模型可用于预测北京地区粘壤土的土壤全氮含量。

摘要:木质纤维素水解困难是制约秸秆沼气生产效率提高的主要因素，针对秸秆的木质纤维素难降解问题，提出湿法好氧厌氧两相发酵工艺。在中温37℃的条件下，水解产酸发酵容器不密封，采用搅拌供气、不供气的好氧水解方式，进行两相发酵实验。结果表明，好氧厌氧两相发酵工艺能够显著破坏稻秸的木质素结构，提高木质素降解率，其搅拌供气组的木质素降解率可达4.57%，而单相厌氧发酵结束时的木质素降解率仅为0.13%，两相发酵工艺的TS产气率可达到411.19mL/g，较单相厌氧发酵高30%左右。表明好氧厌氧两相发酵工艺可有效降解木质素并提高产气率。

摘要:根据稻秆、玉米芯、棕榈壳、麦秆酶解残渣灰样烧结熔融实验，分析了生物质烧结熔融温度的变化规律。结果表明：灰分在受热烧结熔融过程中发生元素迁移和化学反应，KCl在800℃以上明显挥发，部分K、Na元素与灰中的SiO2、Al2O3反应形成不易挥发的长石系化合物；灰分中某种元素对烧结温度影响取决于其氧化物熔点、相关化学反〖JP2〗应和共熔体的性质，其中Al、Ca、K、Na、S元素使烧结温度降低，Mg、Fe、P元素使烧结温度升高；Si元素含量变化对灰渣烧结熔融温度影响较小。对于以SiO2为主要成分的生物质灰，可以按照烧结温度约等于0.9倍软化温度估算。拟合得到由灰样中主要组分估算烧结温度的公式，适用烧结温度范围为950~1200℃，R2为0.967，偏差为25.6℃。

摘要:为探究生物炭介导的鸡粪厌氧消化产甲烷最优工艺参数，在前期试验的基础上，以鸡粪添加量、生物炭添加量和碳氮比为参数，在(35±1)℃条件下进行了生物炭介导的鸡粪序批式三因素二次旋转组合厌氧消化试验。以单位挥发性固体（VS）累积产甲烷量为评价指标，通过响应面法获得单位VS累积产甲烷量随三因素变化的二次回归模型。结果表明：回归模型拟合性较好，能较好描述单位VS累积产甲烷量随鸡粪添加量、生物炭添加量和碳氮比变化的规律。通过对模型工艺参数寻优，得到最优工艺参数为鸡粪添加量14.35g、生物炭添加量4.97%、碳氮比22.02，此条件下单位VS产甲烷量为283mL/g，为生物炭介导的鸡粪厌氧消化工程应用提供了参考依据。

摘要:针对现有的稀释通道多级采样装置存在稀释比小、停留时间短和便携性能差等问题，根据生物质成型燃料燃烧排放高温烟气中的大气颗粒物数量和质量分布特点，采用二级稀释、反馈调节和射流的原理，设计了生物质固定燃烧源烟气稀释采样装置。该装置由采样枪、一级稀释系统、二级稀释系统、洁净空气发生系统、撞击采样装置等部分组成。装置加工完成后，采用木质成型燃料开展颗粒物采样试验，试验结果表明，该装置能够模拟固定燃烧源排放烟气进入大气环境中的稀释冷凝过程，稀释比达30，停留时间90s，试验采集得到8种不同粒径级别的大气颗粒物，其中粒径在0.4~1.1μm之间颗粒物占总采集颗粒物的55.5%~68.1%。研究发现采样装置对空气动力学直径在1.1μm以下的大气颗粒物有较好的采样效果。

摘要:试验采集不同泌乳期（高产组、中产组、低产组）奶牛新鲜粪便进行90d的自然堆积，用静态箱-气相色谱法测定了堆积过程中CO2、CH4和N2O的排放量，并测定TOC、TN、NH+4N和NO-3N的含量变化。结果表明，不同泌乳期奶牛粪便初始总有机碳、总氮和碳氮比存在差异，牛粪初始总有机碳和总氮含量从高到低依次为高产组、中产组和低产组，而总有机碳和全氮比值的大小排序则与此相反。这些差异导致牛粪堆积过程中温室气体排放量的差异，非CO2温室气体CH4和N2O累积排放量及总温室气体排放量（以二氧化碳当量计，CO2eq）大小顺序均为高产组、中产组、低产组，低产组总温室气体排放量显著低于高产组和中产组。3种气体中温室效应贡献最大的是CO2，占总温室效应的一半以上，CH4和N2O的温室效应贡献相近，分别为20%~21%和17%~21%。堆积过程中3个处理N2ON的累积排放量与TN含量呈显著正相关关系，与碳氮比呈显著负相关关系；CH4C、CO2C、CO2C+CH4C累积排放量与牛粪TOC含量、碳氮比没有显著相关关系。与高产组和中产组比，低产组奶牛粪便在90d的堆积试验结束后，损失较多的碳素而保留了较高的氮素。

摘要:陈酿是高品质葡萄酒生产的重要环节。在传统的酿造工艺中，橡木桶陈酿是葡萄酒催陈熟化的主要方式，也称为自然陈酿。橡木桶对葡萄酒的香气、颜色、稳定性和澄清度都有非常重要的作用，然而，自然陈酿所需周期长，成本高，严重影响并制约了企业的生产能力和经济效应。因此，在稳步提高并保证葡萄酒品质的前提下,采用人工催陈技术来缩短葡萄酒的陈酿时间、改善葡萄酒品质、降低生产成本成为近些年的研究热点。本文综述了国内外现有的葡萄酒人工催陈技术，如微氧催陈、橡木制品催陈、超高压催陈、电磁场催陈、辐射催陈等，分析了每种技术在葡萄酒陈化过程中对酒品质的影响，比较了不同催陈技术的优缺点并对未来葡萄酒人工催陈技术的前景做了探讨分析。

摘要:为了掌握物料的绝热压缩升温特性，以便在超高压加工过程中合理利用绝热压缩升温效应，优化超高压加工工艺，通过特别设计的超高压下绝热压缩试验装置，测定了多种物料在不同压力（100~400MPa）和初始温度（15~45℃）条件下的绝热压缩升温值。结果表明：在初始温度25℃时，乙醇的绝热压缩升温值最大（12.8℃/(100MPa)），〖JP〗且随压力的增大而减小，脂肪类物料的绝热压缩升温值（7.3~10.7℃/(100MPa)）较其他高含水率物料的（2.6~4.0℃/(100MPa)）要高，且随压力的增大而减小；高含水率物料的绝热压缩升温值随初始温度的升高表现出增大的趋势，而脂肪类物料的变化则不明显；建立了基于压力和初始温度的物料绝热压缩升温值的预测模型，对多种物料拟合得到的方程回归系数均在0.97以上。

摘要:为定量分析生熟食品中单增李斯特菌在不同材质案板上的交叉污染水平，将1mL单增李斯特菌初始菌悬液接种于卤猪舌中，模拟食品制备过程，在案板上先后对卤猪舌和生黄瓜进行切片处理，同时，设定4种常见场景，分别测定不同场景下单增李斯特菌从卤猪舌到案板以及案板到生黄瓜的转移率。此外，构建厨房模拟环境下食物经不同操作方式的暴露评估模型，比较消费者食用不同材质案板处理过的污染单增李斯特菌的生熟食品后发病率的大小。结果表明：不同场景下转移率在一定范围内变化，且不同材质案板同场景下转移率差异显著（P<0.05）。通过暴露模型证实，食用交叉污染的熟肉制品和生鲜蔬菜存在一定风险，且木质案板风险显著高于塑料和不锈钢案板。

摘要:以苹果片为研究对象，研究了基于涡流管制冷效应的常压冷冻干燥技术处理含湿冷冻多孔物料的干燥机制。利用ANSYS ICEM CFD软件对常压冷冻干燥工况建立二维几何模型并对其进行网格划分，采用多孔介质模型，通过有限体积法对控制方程进行离散，迭代求解不同风速和温度下冷冻物料内部水分比及中心温度随时间的变化。通过分析不同干燥工况下物料质热传递变化得出最佳组合参数，研究该干燥条件下不同干燥时刻的速度场、温度场、压力场以及多孔介质干区迁移界面变化规律，并采用入口风速2.5m/s、辐射温度283.15K，对模型进行验证。借助SPSS-21软件对物料内部含水率与中心温度的试验值和模拟值进行相关性分析，其R2分别为0.564和0.982，表明试验值与模拟值有较好的一致性，所建模型适用于多孔介质的冷冻干燥。

摘要:为探究理化指标识别荔枝褐变的可行性，试验获取了3种常用保鲜环境（常温保鲜、冷鲜柜保鲜和气调保鲜）荔枝贮藏过程中褐变程度，色差a*、b*、L*，可溶性固形物含量（TSS）和硬度变化。常温、冷鲜柜和气调3种保鲜环境荔枝褐变指数随褐变程度逐渐增大，其中常温保鲜荔枝增大最快，冷鲜柜保鲜荔枝其次，气调保鲜荔枝较慢。理化指标色差a*、b*、L*和硬度均随褐变指数增大呈减小的趋势，TSS随褐变指数增大变化不明显。采用线性判别分析（LDA）对常温、冷鲜柜和气调3种保鲜环境荔枝褐变程度识别正确率分别为96.67%、100%和100%。但冷鲜柜和气调保鲜荔枝4级与5级果LDA分析数据点较近，实际分类易发生混淆。LDA可较好地识别1级、2级、3级和4~5级荔枝果实。采用偏最小二乘回归（PLSR）建立预测模型同时对3种保鲜环境荔枝褐变程度预测时，训练集与测试集测试值与实际值的拟合决定系数R2分别为0.85和0.90，证明了不同保鲜环境荔枝通过同一个模型进行预测的可行性。试验揭示了褐变、理化指标和保鲜时间之间存在的关系，证明了通过理化指标识别褐变程度的可行性，可为水果褐变准确识别以及商品价值评价提供参考。

摘要:针对任意放置姿态下的轻微绿皮马铃薯难以检测的问题，进行了半透射与反射高光谱成像方式的不同检测方法比较研究，最终确定较优高光谱成像方式的检测方法。分别以半透射与反射高光谱成像方式对图像维提取RGB、HSV和Lab空间颜色信息，并采用等距映射、最大方差展开、拉普拉斯特征映射进行图像信息降维；分别以半透射与反射高光谱成像方式对光谱维提取感兴趣区域的平均光谱数据，并采用局部保持投影、局部切空间排列、局部线性协调进行光谱信息降维；然后分别建立不同高光谱成像方式下的图像与光谱信息的深度信念网络模型；对识别率良好的模型采用多源信息融合技术进一步优化，并建立基于图像和光谱融合或不同成像方式融合的模型。结果表明，基于半透射和反射高光谱的光谱信息融合模型最优，校正集和测试集识别率均达到100%，可实现轻微绿皮马铃薯的无损检测。

摘要:叶面积指数（LAI）是描述玉米冠层结构的重要参数之一，PROSAIL模型是常用于反演LAI的机理模型，能较为真实地反演植被冠层真实情况，但PROSAIL模型中使用的叶倾角分布函数假定区域内所有作物叶倾角分布是相同的，不能反映玉米植株真实的叶倾角分布情况。本研究以高分一号遥感影像和地基激光雷达点云数据作为数据源，充分利用地基激光雷达（TLS）在获取植被结构参数上的优势，通过体素化的方法对玉米叶片回波点云进行分割，获取每个拟合叶片单元的叶倾角，进而得到玉米植株真实的叶倾角分布，结合椭球分布函数得到玉米精确的叶倾角分布函数，实现对PROSAIL模型中叶倾角分布函数的优化。研究过程中分别基于未改进的PROSAIL模型和经过TLS优化后的PROSAIL模型反演黑龙江825农场主要玉米种植区的LAI。LAI反演结果表明：2种反演方法得到的LAI与实测LAI都具有较好的相关性，决定系数R2分别为0.5576和0.8583，模型可信度较高；但基于PROSAIL模型反演所得LAI结果偏低，在利用TLS数据提取叶倾角对模型进行优化后，反演LAI的估算精度由26.53%提高到96.23%。由此可知，通过引入TLS点云数据改进农作物叶倾角分布函数能大幅度提高LAI反演的准确性。

摘要:针对卫星遥感影像分辨率低、时间周期长、波段冗余信息多等问题，利用无人机多光谱数据获取便捷、成本低、周期短的优势，以玛纳斯河畔为研究区，使用固定翼无人机搭载Micro MCA12 Snap多光谱传感器获取高分辨率多光谱影像。通过对多光谱影像数据标准差及相关性进行分析排序，结合OIF方法得到原始波段最佳组合，使用多种植被及水体指数、主成分分析、灰度共生矩阵确定信息量最大的光谱特征与纹理特征波段，提出将光谱特征、纹理特征信息与最佳波段指数结合的方法来确定地物分类最佳波段组合。实验结果表明，针对Micro MCA12 Snap多光谱传感器，可选择波段1、6、11、NDVI、NDWI以及灰度共生矩阵中的Mean参量作为其地物分类的最佳波段组合。感兴趣区域内非监督IsoData分类精度从83.57%提升到89.80%，监督的SVM分类精度从95.58%提升到99.76%。研究结果可为无人机多光谱遥感最佳波段组合选择提供借鉴和参考。

摘要:利用高光谱图像采集系统在400~1000nm波段范围内采集东亚飞蝗成虫、5龄、4龄和3龄的前胸背甲光谱信息；每个龄期提取15像素×15像素目标区域平均反射率信息作为样本信息；提出了一种基于K均值聚类和主成分分析（K-PCA）相结合特征波段提取方法，对比分析K-PCA和SPA（投影连续变换）2种特征波长提取方法，采用Fisher判别分析方法分别对K-PCA和SPA筛选的特征波长建立东亚飞蝗龄期识别判别模型，实验结果表明K-PCA筛选出的特征波长数少且正确识别率为98.25%。K-PCA筛选的特征波长为468nm、555nm、635nm、710nm、729nm、750nm、786nm和899nm。本文提取的东亚飞蝗特征波长为东亚飞蝗的龄期识别奠定基础，进而对蝗灾的监测与预防提供了技术支持。

摘要:2011—2014年连续实施夏玉米长势监测定位实验，在5种不同施氮量、4种不同施磷量和2个夏玉米品种处理下，测定了大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期夏玉米冠层高光谱反射率及对应的地上干物质积累量（Aboveground dry matter accumulation, ADMA）。选取了21个光谱植被指数，利用2011年和2013年综合数据进行线性函数、对数函数、二次函数和指数函数模型拟合。在每个生育时期，选择决定系数和F值最高的3个模型，并用2012年和2014年测定光谱数据与地上干物质量对拟合模型进行均方根差和相对误差的验证，选择均方根差和相对误差较小的拟合模型为最适模型。结果表明，在大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期，夏玉米地上干物质量的最佳拟合光谱植被指数分别为GNDVI、PSSRc、NDVI4和DI。

摘要:条件植被温度指数（VTCI）综合了地表主要参数——归一化植被指数（NDVI）和地表温度（LST），能够较为准确地对干旱进行监测，可为抗旱救灾、作物估产等提供科学依据。为了提高VTCI的区域估产精度，以陕西省关中平原为研究区域，将遥感反演的VTCI与CERES-Wheat小麦生长模型模拟的土壤浅层含水率相结合，通过四维变分（4D-VAR）同化算法实现2008—2014年冬小麦主要生育期旬尺度VTCI的同化。将同化和未同化的VTCI分别运用改进的层次分析法、熵值法及两者组合赋权法建立冬小麦单产估测模型，选择最优估测模型对2011年关中平原各县（区）进行单产估测和精度评价，并分析2008—2014年关中平原冬小麦单产的时空分布特征，结果表明：无论是在单点尺度还是区域尺度，同化的VTCI均能更好地响应外部观测数据，区域VTCI纹理性更好，更符合VTCI的先验知识。与未同化VTCI构建的估测模型相比，应用同化的VTCI所建的估测模型的估测精度明显提高，相关系数达到0.784（P<0.001）。应用最优估测模型对2011年关中平原29个县（区）估产结果中，有16个县（区）的估测单产相对误差小于10%，28个县（区）的估测单产相对误差小于15%，总体平均相对误差为8.68%，均方根误差为4219kg/hm2。近年来关中平原的冬小麦单产呈现个别年份波动、总体增长的年际变化规律，且呈现出中部单产最高、西部次之、东部最低的空间分布特征，与实际情况符合。

摘要:叶面积指数（LAI）是农作物长势监测及估产的重要参数，激光雷达能够提供精确的农作物冠层结构信息，可弥补光学遥感在提取冠层结构信息方面的不足。因此，本文旨在挖掘激光雷达所能提取的农作物垂直结构信息，并研究冠层结构参数与农作物叶面积指数之间的关系，从而估算整个研究区的叶面积指数。首先，基于机载激光雷达数据提取平均高度（Hmean）、最大高度（Hmax）、最小高度（Hmin）、高度百分位数（H25th、H50th、H75th、H90th）、激光穿透力指数（LPI）、回波点云密度、孔隙率（fgap）、叶倾角（MTA）等结构参数；然后，利用Pearson相关性分析法对以上参数与地面实测LAI进行相关性分析，并选择与LAI相关性高的参数；最后，对选择的敏感性参数进行回归分析，构建激光雷达参数与实测LAI的LiDAR-LAI估算模型，估算整个研究区的农作物冠层LAI。精度评价结果表明：预测LAI与实测LAI之间的相关系数为0.79，均方根误差为0.47，说明激光雷达所提取的农作物冠层结构参数可用于估算空间上连续、大面积的农作物LAI。

摘要:为了探究城市发展过程中土地利用变化规律及各类驱动力的影响，以北京市顺义区为例，基于2000、2005、2010年3期遥感影像解译数据，分析研究区域的土地利用类型的动态变化程度，并基于Markov模型定量分析了土地利用的转移方向及转化程度。结合GIS分析功能，探讨多种土地利用驱动力对于土地利用类型转移的影响，并采用模糊计算的方法，将各类影像土地利用转移的因子标准化，并利用GIS中加权线性方法将其整合，结合元胞自动机马尔可夫模型，模拟出2010年的土地利用分布，经验证模拟的精度高达81.41%，Kappa指数为0.7769，得到了较为理想的结果，证明了方法的可行性及精度的可靠性。并以2010年的土地利用格局为基础，预测2020年的土地利用状况并分析2010—2020年10a间的土地利用变化。分析结果表明，除草地、林地变化不明显，耕地、水域面积继续保持减少的趋势，但减小的趋势渐缓，建设用地仍在不断增加，但也逐渐趋于饱和的增长趋势。此研究可为当前及未来的土地利用规划、管理和生态恢复提供科学依据。

摘要:为提高番茄磷营养水平检测精度，针对目前基于光谱分析的作物磷营养水平检测精度较低以及磷的光谱反射率受叶绿素和花青素影响的问题，提出了结合番茄样本光谱特征和生理特征的番茄磷营养水平诊断策略。以自行培育的25%、50%、75%、100%、150% 5个梯度水平的磷营养胁迫水培番茄样本为研究对象，分别利用光谱分析仪和叶绿素仪采集不同磷营养水平番茄叶片的光谱数据和SPAD值，并对叶片花青素含量进行测定，提取各样本在不同波长下的光谱反射率和生理特征（SPAD值和花青素含量）作为番茄磷营养诊断的特征变量，基于最小二乘支持向量机建立诊断模型，通过改进粒子群优化算法获取支持向量机的最优参数。将120个番茄样本随机分为训练集和测试集分别进行实验。结果表明，采用本文的建模方法结合番茄样本光谱特征和生理特征能够建立精度较高的番茄磷营养水平预测模型，高于对比的其他方法，其相关系数和均方根误差分别为0.9611和0.461，诊断效果较好，为番茄磷素的快速检测提供了新思路。

摘要:为了快速、准确估测番茄叶片叶绿素含量，分析了不同营养水平下的番茄叶片光谱红边参数变化规律，发现红边位置最能表征番茄叶绿素状况，统计分析了6种算法提取的光谱红边位置的差异性，并为每种算法分别建立了5种估测模型，验证结果表明每种红边位置提取算法所对应的最佳模型为线性四点内插法的指数曲线模型和其他红边位置算法的对数曲线模型。其中线性外推法模型精度最高，校正集决定系数R2c为0.6186，验证集决定系数R2v达到07711，验证集均方根误差RMSEv为83596，可以有效诊断番茄叶绿素含量。线性四点内插法根据670、700、740、780nm 4个波段的叶片反射率计算红边位置，运算简单，模型精度较高，R2c为0.6217，R2v达到0.7666，RMSEv为8.5682，可以作为开发番茄叶绿素含量监测仪器的依据。

摘要:分布式信源编码将编码端的复杂度转移至解码端，可有效解决果园无线视频传感器网络采集节点能量和计算能力受限的问题，但其实际性能还不够理想。为了进一步提高编码的率失真性能，针对果园视频时空相关性强的特点，提出一种基于块自适应的分布式视频编码架构，该架构根据视频内容的相关性选择编码方式，对于WZ帧块采用LDPC编码的方式并利用联合比特平面LDPC算法进行译码。以苹果和葡萄果园视频样本进行测试，结果表明，基于块自适应的分布式视频编码架构能充分利用视频的时空相关性，在相同的量化前提下，相比传统架构苹果和葡萄果园视频样本分别节约了6%~10%及9%~13%的码率。

摘要:采用数码相机和CCD数字摄像头为图像监测设备，融合机器视觉技术，集成数字图像处理技术、农业物联网技术、Web远程控制技术、信息传输服务技术和数据库管理技术等构建了远程服务系统平台。通过2年试验对棉花的生长状况进行实时跟踪监测，获取其冠层图像，运用数字图像处理技术对棉花群体冠层图像进行分割，筛选棉花长势监测与氮素营养诊断反应敏感的特征颜色参数覆盖度，构建了覆盖度与棉花地上部总含氮量间的关系模型。研究结果表明，覆盖度与棉花地上部总含氮量间指数函数模型相关性最高，其决定系数为0.978，根均方差为1479g/m2。依据棉花覆盖度与氮素营养诊断的最佳模型，搭建了棉花长势长相监测中心（田间监测）、网络信息服务控制中心（服务器）、图像分析与数据处理中心、决策诊断与评价中心以及用户浏览中心，形成一个大型环式“一网三层五中心”棉花监测管理诊断体系，初步实现对棉花生长信息和氮素营养状况快速准确的监测与诊断。

摘要:为实现生猪饲养过程中体尺无接触检测，设计了一套基于双目视觉原理的猪体尺检测系统。针对色彩图像提取猪体轮廓易受污物和光照干扰的问题，提出基于深度图像的猪体轮廓提取算法。使用双目视觉系统获得猪体深度图像，利用帧差法提取猪只高度信息，并基于高度信息二值化图像，获得猪体轮廓；结合优化的基于凹陷结构的拐点提取算法，筛选体尺检测关键点，计算体长、体宽、体高、臀宽、臀高5个体尺，编写了基于以上算法的猪体尺检测程序。双目视觉系统三维检测的实验室验证表明：在2m物距范围内，系统三维检测相对误差均小于1%；系统在实际猪场对32组猪体尺检测结果表明：与手工测量猪体尺相比，本系统检测的体尺平均相对误差在2%左右，平均误差小于2cm。试验证明基于深度图像的猪体尺检测系统不容易受到脏污和光照干扰，能够实现生猪饲养过程中猪体尺的无接触检测。

摘要:为了提高奶牛舍夏季扰流风机的降温效果，在不改变扰流风机外形尺寸以及叶片形状的条件下，通过数值模拟以及现场实验的方法，优化扰流风机扩散器性能参数来提高风机性能。选取扩散器的开合角为90°、120°、150°和180°，以及扩散器的长度为150、250、350、450、550、650mm，利用CFD数值模拟建立了24种扩散器扰流风机的几何模型，以扰流风机性能、距扰流风机轴心0.5~1.0m处的流场速度分布以及气流不均匀系数为评价指标，优化了扰流风机扩散器开合角和长度。结果表明，150°/250mm扩散器使得扰流风机的风量提高了3.80%，能效比增加11%，轴心速度较大，且气流均匀性较好。

摘要:树冠体积是预估树木生物量的重要参数之一。为了实现对树木冠体体积无损高精度量测，随机抽取了6个树种、共计30棵树木的三维激光点云数据作为数据源，对树冠体积的求算方法进行研究。首先，对三维激光点云数据进行匹配、拼接、去噪及压缩等处理，提取冠体点云数据；其次，提取每一棵样木树冠的边缘特征点；最后，应用不规则三角网TIN的原理算法计算冠体体积。本文所提取的边缘特征点能够最大限度地维持树冠冠体的整体不变形，还能够继续去除部分冗余数据，缩短了不规则三角网TIN的构建时间，提高了计算效率；此外，树种包含有针叶树和阔叶树，在冠形上既有针叶树所特有的冠体体态特征，又有阔叶树的冠体体态特征，其研究结果具有一定的代表性。本文采用的方法与已有文献计算结果对比表明：均方根误差为0.832，平均绝对误差为0.49，平均相对误差为1.75%，可看出二者之间差异较小；同时在30个样木中随机抽取5个样木的人工测量结果与本研究相比较，取得的精度相对较好。采用本研究所得结果精度较高，能够满足生产需求。

摘要:针对木材内部结构复杂、不同树种间密度差异大的特点，提出了一种反投影坐标快速算法，基于此算法构建一套木材无损检测CT成像系统。该系统由X射线发射器、等距平板检测器、旋转载物平台和计算机数据采集成像软件构成。以集成材和小径级原木为试验对象，验证反投影坐标快速算法的可行性。首先采集并修正投影数据；其次根据射线源到旋转中心的距离计算出投影坐标值；最后设置滤波函数并与投影数据作卷积运算，重建木材断层图像。结果表明：应用反投影坐标快速算法，使CT系统图像重建工作平均用时缩短至1s以内，断层图像分辨率达0.052mm2，可显示木材内部裂纹、孔洞等缺陷及节子、年轮、早晚材变化等构造特征，验证了该算法应用于木材无损检测成像系统的有效性。

摘要:为在设施圈养羊只产生呼吸道疾病的初期，通过监测其咳嗽声进行疾病预警和健康状况诊断，以内蒙古地区广泛推广的杜泊羊为例，对杜泊羊的咳嗽声信号进行自动采集和计算机识别，在不增加羊咳嗽声特征参数维数的前提下，提出一种改进的梅尔频率倒谱系数（MFCC），试验结果表明，该参数和短时能量、过零率组合的14维特征参数，经过羊咳嗽声隐马尔可夫模型（HMM）识别系统，其识别率、误识别率和总识别率分别达到了86.23%、7.17%和88.43%，该组合特征参数经主成分分析可降到9维，而通过BP神经网络改善的HMM咳嗽声识别系统，对咳嗽声的识别率、误识别率和总识别率分别达到了92.54%、5.37%和95.04%，满足了杜泊羊咳嗽声识别的要求。

摘要:在森林资源调查中为实现树干直径快速、精确测量，使用电子元件进行了树干影像自动识别与测量。通过摄像头和CMOS传感器获得图像，经灰度转换后，使用窗口大小为5行5列的高斯滤波器，利用Canny边缘检测算法提取边缘，包括平滑、非极大值剔除、双阈值的边缘连接等,在提取的边缘图像基础上，设计了树木直径自动提取算法。以4列的窗口为模板，自上而下，对经过Canny算法后的图像进行竖直线段的提取。在提取所有竖线后，将最大宽度的2条竖线当作树干轮廓线，通过焦距、物距、像距与像素宽度之间的关系计算出树干直径。最后选择了不同树种共计16棵树木进行了验证，实验结果表明树干直径识别的精度为96.9%，绝大部分测量数据符合森林资源调查要求。

摘要:在构建高压回路EGR涡轮增压柴油机气路系统动态模型基础上，设计了柴油机进排气氧气质量分数的龙贝格观测器，实现对柴油机进排气氧气质量分数的估计；利用李雅普诺夫稳定性原理对设计的观测器进行了稳定性分析，分析结果显示，设计的进排气氧气质量分数观测器满足稳定性要求，可以用于进排气氧气质量分数的估计；由于进气歧管不宜安装宽裕氧传感器（UEGO），进气氧气质量分数难以测到，本文推导出一种进气氧气质量分数的计算方法，并对推导出的计算方法进行了仿真对比验证，结果表明，该计算方法能够对进气氧气质量分数进行比较精确的计算估计；最后，对设计的进排气氧气质量分数观测器进行了仿真和试验验证，结果表明，设计的观测器可〖JP3〗以对柴油机的进排气氧气质量分数进行准确估计，为基于进排气氧气质量分数的柴油机气路控制器设计奠定了基础。

摘要:为了减小汽车起步时对驾驶员驾驶技术的要求和驾驶员误操作造成的驻车制动系统寿命的缩短，在集成式电子驻车制动系统的基础上研究汽车起步时的辅助控制。通过对车辆起步受力工况的详细分析，归纳了车辆起步的工况，同时详细计算得出车辆起步时的阻力，为控制策略的研究提供基础。对集成式EPB系统的结构和工作特点进行研究，分析实现车辆起步控制的可行性。通过实车试验，验证了集成式电子驻车系统起步控制策略的正确性，实现了起步时的辅助控制，解决了车辆起步时对驾驶员技术的依赖，提高了驻车制动系统的寿命。

摘要:针对Exechon并联机构工作空间内动平台转动能力较差这一问题，采用机构变异方法，提出了机构构型为2R-P-U&1R-P-S的类Exechon并联模块，并对其进行了结构设计。围绕所设计的类Exechon并联模块，借鉴子结构综合思想，建立了该并联模块的刚度模型，并推导出动平台刚度矩阵的解析表达。分析了类Exechon并联模块在典型位姿下的刚度性能，并将其与有限元仿真结果进行了对比。结果表明，所建解析模型具有较高计算精度，可用于机构工作全域内刚度特性的快速预估。

摘要:柱塞滑靴组件的动力学特性直接决定了泵的工作性能。泵运转周期内，存在如离心力、滑靴副摩擦力及柱塞与缸孔间接触力等大小和方向都时变的作用力，但长期以来在对柱塞滑靴组件的动力学参数分析中，仅局限于或在某一固定位置处、或在简化假设情况下进行计算，这给泵结构的优化设计及泵性能的预期评估带来不利影响。为在全周期内动态评估柱塞滑靴组件的动力学性能，依据不同应用需要，在简化受力情况下提出了相应的简化数学模型，在完整受力情况下，通过引入随体坐标系，提出了相应的精细数学模型。建立的模型遵循真实的柱塞-缸孔线接触力动力学行为，并进一步考虑到了接触力作用位置随工况实时动态变化的实际情况。通过实验结果与基于AMESim-ADAMS软件建立的联合仿真模型分布参数法仿真结果的对比，验证了所提出的数学模型。应用实践〖JP3〗表明，提出的模型可以方便地应用于对柱塞滑靴组件相关重要动力学参数的全面动态评估及泵结构的动态优化设计。

摘要:磁流变阀是一种以磁流变液为工作介质的智能控制器件，其进出口压差可调且响应速度快的特点使其在减振抗震系统中具有广泛的应用前景。设计了一种典型的阻尼间隙为圆环流动式的圆环流磁流变阀，对其工作原理进行了阐述，同时推导了圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法（FEM）和计算流体力学法（CFD）分别对圆环流磁流变阀的电磁场和流场进行了建模仿真，分析了不同电流下磁流变阀压降变化规律，仿真结果表明圆环流磁流变阀的压降随着加载电流的增大而增大，并且逐渐趋于饱和；同时采用FEM方法得到的最大压降为948kPa，采用CFD方法得到的最大压降为1079kPa。搭建了圆环流磁流变阀压降性能试验台，对不同电流及不同负载下的磁流变阀压降性能进行了试验分析，并与仿真结果进行了对比，结果表明试验压降变化趋势与两种仿真方法得出的压降变化基本相符，试验测试得到的最大压降为662kPa。同时，试验结果表明外加负载对圆环流磁流变阀压降大小变化基本无影响。

摘要:为研究介电弹性体发电机（DEG）在单轴拉伸下的发电特性，结合Neo-Hooken模型建立了DEG在单轴拉伸下的机电耦合数学模型，运用Matlab/Simulink软件建立了DEG的单轴发电仿真模型，对DEG的发电过程及拉伸力、拉伸率、初始电压与电势差之间的关系进行了仿真研究，通过搭建DEG发电测试试验台，进行了试验研究并与仿真结果进行对比。仿真和试验结果表明在单轴拉伸收缩发电过程中，DEG两端电压先降后升；在初始拉伸时和即将拉伸至最大时电压有两个突变点；电势差随着初始电压、拉伸力的增加而近似线性增加。

摘要:并联机构的方位特征集与其拓扑结构特征存在密切联系，方位特征集的程序化推导方法对于机构拓扑结构分析与设计具有重要意义。系统论述了拓扑结构多项式、方位关系组及方位特征集等基本概念，采用拓扑结构多项式表达并联机构的支路及运动副排列结构，通过方位关系组描述运动副轴线之间的方位关系。基于并联机构动平台的运动输出特性，提出了运动特征空间的概念，根据运动特征空间的相关性建立了2种消元规则，即串联消元规则和并联消元规则。这两种消元规则在拓扑结构多项式与方位关系组之间建立了一种“商”运算关系，并可进行迭代消元，其运算结果即为方位特征集。利用并联机构的字符串描述形式，对部分并联机构的方位特征集进行了基于符号的推导分析，其结果验证了所提出消元规则的有效性。研究成果为面向计算机辅助的并联机构拓扑结构特征分析及类型综合提供了必要的理论与方法基础。

摘要:液压泵属于高可靠长寿命产品，其可靠性对整机的可靠性和工作性能有着至关重要的影响，即使经过长时间的加速寿命试验仍可能出现无失效的情况，给液压泵可靠性评估带来了困难。针对传统的可靠性评估局限性，以容积效率退化数据为基础，应用非线性最小二乘法和最优化理论进行液压泵性能参数退化轨迹研究，提出了液压泵可靠性短时试验方法，将短时试验与可靠性寿命试验特征参数对比，证实了该方法的准确性和有效性。