摘要:为了解翼型加速流动过程中空化特性，采用分离涡湍流模型（Detached eddy simulation, DES）和均相流空化模型对攻角为5.8°的NACA66（mod）水翼进行数值模拟，分析了空化数为00.99、对应雷诺数为8×105时绕二维水翼的非定常流动。通过模拟2种不同加速度（5m/s2和2.5m/s2）情况下空化演变过程和流场结构变化特征，得出了加速过程特有的变化规律：不同加速流下空泡都先在翼型的前缘产生，经过一段时间发展壮大，在翼型尾翼处分离，前缘处空泡减少，尾翼处空泡增加并向后衍生，直至破裂。空化产生于总加速时间的0.6倍左右，在总加速时间的1.12倍左右结束第一个周期。加速度越小，升力系数振荡范围越小，阻力系数振荡范围越大，空化发展过程越缓慢。

摘要:基于RANS方程和SST k—ω湍流模型，对带前置导叶轴流泵进行三维非定常计算，研究了“马鞍区”工况进水流道回流涡的特性以及前置导叶对回流涡结构及压力脉动的影响，揭示了前置导叶提高轴流泵“马鞍区”工况扬程的机理。结果表明，小流量工况，轴流泵进水流道内形成大范围螺旋形回流，其与主流的剪切作用导致回流涡的产生，引起大量低频压力脉动，并造成能量损失，致使泵扬程下降，出现马鞍形；增设前置导叶可打破连续的回流涡，降低低频压力脉动幅值，提高轴流泵运行稳定性；同时，前置导叶可提高轴流泵扬程，消除扬程曲线马鞍形，且随着前置导叶位置不断靠近叶轮进口，泵扬程提高幅值不断增大；最后，前置导叶调角可进一步提高轴流泵扬程。

摘要:为了提高鱼友好型设计造成的轴流泵汽蚀性能下降，通过实验对比验证了采用ANSYS CFX数值预测原型泵及鱼友好型泵汽蚀性能的可行性，得到经过鱼友好型设计后，原型泵许用空化余量（性能参数下降3%）数值计算结果由3.5m增加到9m，难以满足使用要求。通过分析鱼友好型泵的内部流场特性，揭示了轮毂处涡旋的产生机理以及叶片进口冲角过大的原因，由此设计出抑制涡旋产生、更加符合流动特性的叶片截面翼型，并修正部分设计参数。数值计算结果表明：优化后泵内部流场流动平稳，翼型头部液流过渡良好，没有局部速度增量产生，轮毂侧流动贴合叶片表面，在吸力面也没有产生涡旋，鱼友好型泵的装置许用空化余量预测值降低到3m左右，完全满足原型泵的使用要求。

摘要:为探究弯管式离心泵的内流不稳定特性，基于雷诺时均模型和旋涡判别Q准则，对离心泵设计工况下的旋涡流动进行仿真研究。基于数值计算结果，获得了叶片吸力面的拓扑结构，捕捉到驻扎于叶片上的驻脚和游离于叶轮上游的低压泡，两者共同构成了双龙卷风式分离涡。导出其基本形成机理：吸入室中的弯管流动和消旋板绕流构成了进口畸变流，包含反向涡对和低压回流。畸变流迫使进口冲角增大，吸力面发生流动分离并伴有旋涡脱落，脱落涡在回流作用下向叶轮上游运动，逐渐发展成为独立的集中分离涡，连接叶轮上游壁面与叶片吸力面。嵌入完全空化模型，证实设计工况下龙卷风式分离涡存在涡生空化特性，可能增加离心泵运行噪声。

摘要:在离心泵0.8Qsp、Qsp、1.2Qsp流量工况点，外特性及平衡腔内流动特性数值计算结果与试验结果基本一致的基础上，研究平衡腔液体流场分布情况，绘制平衡腔内液体不同角度和半径无量纲圆周、径向分速度沿轴向分布曲线，分析平衡腔液体流动特性，计算平衡腔区域叶轮盖板外侧圆盘摩擦损失。结果表明：平衡腔液体流动存在核心区和两湍流边界层，主要流动特征为圆周剪切流与径向压差流。同一流量点，平衡腔流动核心区无量纲圆周分速度随半径的增大而减小，无量纲径向分速度近似为零，而湍流边界层液体受泄漏流影响较大，且不具有轴对称性。流量越小，同一角度和半径的平衡腔液体旋转角速度越小，平衡腔区域叶轮圆盘摩擦损失越大。泵内圆盘摩擦损失理论公式未考虑流量工况变化因素影响，且理论公式结果大于试验结果和数值计算结果。

摘要:为提高静液压—机械驱动桥式履带底盘转向的可操作性及安全性，设计了一种分段跟随控制策略及利用转向盘输入的转向电控系统。根据打滑条件下履带底盘转向分析结果，求解出理论转向轨迹，并根据机械驱动桥响应复位时间进行分段处理。实际履带底盘转向轨迹根据控制策略中所划分的行驶方向角度与位置偏离限控制每一分段时间内驱动桥的离合制动器作用状态，实时跟随理论轨迹。建立了控制策略的评价方法，并进行了算法仿真和电控系统设计及实车试验。仿真结果表明控制算法履带底盘转向相对误差为5.9%~10%，执行器作用平均频率为2.5~6.6Hz。实车试验表明，利用转向盘输入的电控转向系统可满足静液压—机械驱动式履带底盘的转向需求，能够实现驾驶人员转向意图，转向过程平稳。同时，电控系统能够有效减少履带底盘转向过程中的原地滑转，从而减小对地面和农作物的损伤。

摘要:灌区排水再利用研究及其应用不仅对保障未来我国粮食安全和水安全有积极作用，而且对提高农田水肥资源利用效率、保护水环境等都具有十分重要的意义。总结了国内外灌区排水再利用研究基础理论和关键技术，包括排水再利用基础理论研究、常见的排水再利用工程运行模式和减轻排水灌溉利用负面效应的管理措施。指出我国灌区排水再利用具有较大潜力，排水再利用的节水减污效果明显，目前关于排水中氮磷等营养成分的研究成果较多，对盐分及其他组分的研究相对较少，再利用的工程运行模式与灌溉管理措施是影响排水再利用效应的关键因素，排水水质和水量变化规律、最佳再利用模式和灌溉管理措施的选择、再利用的生态环境效应评价与风险分析等是今后排水再利用研究的重要内容。

摘要:于2013—2014年间采用大田试验方法，探讨了平地无覆盖种植（CK）、平地全液态地膜覆盖种植（YM1）、垄覆液态地膜沟种植（YM2）及连垄全液态地膜覆盖种植（YM3）4种种植方式对土壤水分变化和夏玉米产量的影响。结果表明，不同覆盖种植方式下，2a土壤储水量变化趋势基本一致，随着播种后天数的增加呈现“先升高再降低，再升高再降低”的波浪起伏状态；前期降水16.1mm后，YM1、YM2、YM3处理雨后土壤储水量分别比CK对照高出1.23%、4.29%、4.79%，且差异显著（P＜0.05），后期雨后储水量均与CK无显著差异；对土壤0~200cm总储水量和耗水量研究发现，YM1、YM2、YM3处理收获后2a平均储水量分别较CK增加了2.74%、2.87%、9.79%，2a平均耗水量均比CK对照减少了1.26%、2.03%、8.17%，其中覆盖YM3处理与CK对照差异显著（P＜0.05）。与CK对照相比，覆盖YM1、YM2和YM3处理2a平均增产1.88%、11.32%、21.96%，2a平均水分利用效率较CK对照提高3.17%、13.51%、32.67%，其中，覆盖处理YM3增产保水效果显著（P＜0.05），处理YM1与CK无显著差异。研究认为，液态地膜与连垄全覆盖种植方式结合（YM3）更有利于发挥液态地膜的效果，促进产量的增加和水分利用效率的提高。

摘要:进行了生物质炭—化肥互作试验，探究炭—肥互作对红壤养分、芥菜产量、肥料利用率的影响。采用盆栽试验，设置空白对照组CK（不加炭，不施肥）、加炭组（施加5%的稻壳炭），按照化肥投入量的递减率为0、15%、30%、45%，依次标记为RFC0、RFC1、RFC2、RFC3，对应的不加炭处理依次记为RF0、RF1、RF2、RF3。结果表明，添加5%的稻壳炭、化肥施用量为常规施肥量的55%（RFC3)时，氮肥表观利用率最高，炭—肥互作处理的氮肥利用率均显著高于常规施肥处理，平均提高161.42%，而加炭处理（RFC0、RFC1、RFC2、RFC3）的芥菜产量分别比对应的不加炭处理平均提高79.28%。炭—肥互作组的红壤有机质含量比单施化肥组平均高出241.42%；RFC3处理的红壤碱解氮、有效磷含量均高于RF0处理，说明炭可以增加土壤养分，当施肥量为常规施肥量的55%时，生物质炭与化肥互作，保持了土壤的有效养分。另外，炭—肥互作的种植模式也促进了芥菜对氮、磷、钾养分的吸收和贮藏。在本试验条件下，降低肥料投入时，生物质炭发挥其对红壤的综合改良效应及其对养分的吸收和固持作用，从而表现出显著的增产效应；炭—肥互作模式可以在低肥料投入时通过提高肥料表观利用率、氮肥利用率来保证作物的养分供给，保持土壤的肥力，使作物增产。

摘要:通过盆栽试验，在非盐化土、轻度盐化土、中度盐化土、强度盐化土、盐土等5种不同的土壤盐分含量（分别为CK: 2.0g/kg、T1：5.0g/kg、T2：9.0g/kg、T3：16.5g/kg、T4：24.5g/kg）处理条件下，使用美国产CI—340型手持式光合仪于春小麦拔节期（5月20日）、抽穗期（5月28日）和乳熟期（6月11日）测定了光合有效辐射、气温、大气CO2浓度等环境因子指标，以及净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合生理特性指标的变化，根据记录数据计算叶片光合作用的气孔限制值和非气孔限制值，同时观测了春小麦产量和土壤盐分数据，通过线性回归分析计算耐盐指标。结果表明，不同盐分处理下春小麦叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度日变化规律相近，光合作用“午休”现象明显。气孔与非气孔因素同时存在限制春小麦叶片光合作用，净光合速率的下降在低盐分土壤处理下主要由气孔因素引起，而在高盐分土壤处理下主要由非气孔因素引起。春小麦在0~40cm土层耐盐临界值为6.46g/kg，耐盐极限值为30.72g/kg；减产10%的耐盐阈值为9.63g/kg。初步认为滴灌春小麦适宜种植于非盐化土以及轻度盐化土。

摘要:制备了3种孔径相同但开口孔隙率不同的粘土基微孔陶瓷，将3种微孔陶瓷加工成圆片并分别组装成灌水器，以灌水器的水力性能研究为基础，详细讨论了灌溉系统的水头以及微孔陶瓷片厚度和开口孔隙率对灌水器流量的影响。结果表明，微孔陶瓷灌水器的流量与灌溉系统的水头呈正比；微孔陶瓷片的厚度和开口孔隙率对灌水器的流量均有影响，其中开口孔隙率的影响最大，厚度的影响次之；由于微孔陶瓷的渗透系数与开口孔隙率满足幂函数关系，故随着微孔陶瓷开口孔隙率的增大，灌水器的流量呈幂函数快速增大；随着微孔陶瓷片厚度的增加，灌水器的流量缓慢降低。

摘要:为采用机械手段有效打破高坚实度退化草地板结性土层形成的土壤—根系复合体结构，对退化草地形成的复合体结构基本力学特性进行了研究。通过测定退化草地复合体的紧实程度、容重、含水率、孔隙度和含根量分布，对退化草地形成的复合体的物理性状进行了分析；通过对复合体原状试样进行剪切、无侧限压缩和回弹模量试验，对复合体的抗剪、无侧限抗压和回弹等基本力学特性进行了研究，并在此基础上通过正交试验探讨了容重、含水率和含根量对上述力学特性的影响。研究发现，退化草地形成的复合体具有加剧土壤紧实程度、聚集根系向浅层分布等特征；复合体的抗剪强度、无侧限抗压强度和回弹模量因根系的存在与无根系分布的土层相比有很大变化；复合体容重、含水率和含根量均对其力学特性产生了影响，且各因素的影响存在交互作用，根系的存在可增强复合体结构的抗剪强度和无侧限抗压强度，但对于回弹模量的影响却表现出一定的差异性。

摘要:为确定垄沟集雨栽培条件下冬油菜蕾薹期的适宜补灌量，设置垄沟集雨雨养（T1）、垄沟集雨补灌60mm（T2）和120mm（T3）3个处理，并设平作补灌120mm作为对照（CK），通过2年田间试验，系统地对比分析了不同补灌处理对冬油菜0~30cm和30~100cm土层的平均土壤含水率、地上部干物质量、主根性状和侧根密度、产量构成及水分利用效率的影响。结果表明，T2和T3处理不同时期0~30cm土层的平均土壤含水率、花期和角果期地上部干物质量均明显高于T1和CK处理，T2和T3处理角果期的主根直径和干质量、0~10cm和10~20cm侧根密度显著增加，且T2和T3处理间不存在显著差异。T2和T3处理能显著增加油菜籽粒产量和水分利用效率，T2和T3处理2年平均分别比T1增产50.99%和58.15%，比CK增产53.89%和61.19%；T2和T3处理2年平均水分利用效率比T1分别提高37.28%和25.98%，比CK分别提高92.77%和76.90%。2年中T3处理均能获得最高的籽粒产量，但T3与T2处理间产量不存在显著差异，T3较T2仅增产4.74%，但T2比T3能够减少灌水量60mm，减少耗水量45.5mm，水分利用效率提高8.97%。从节水和农业可持续发展的角度来看，垄沟集雨种植并在蕾薹期补灌60mm（T2）为较优的冬油菜栽培灌溉措施。

摘要:以棉花（Gossypium hirsutum L.）为试验材料，采用防雨棚下桶栽土培方法，进行调亏灌溉（Regulated deficit irrigation, RDI）对棉花根、冠生长的影响研究。试验采用二因素随机区组设计，设置4个水分调亏阶段：苗期（I）、蕾期（II）、花铃期（III）和吐絮期（IV）；每个调亏阶段设置3个水分调亏度：轻度调亏（L）、中度调亏（M）和重度调亏（S），土壤相对含水率（占田间持水率的百分数）控制上、下限分别为60%~65% FC（Field capacity）、50%~55% FC和40%~45% FC；另设全生育期保持适宜土壤水分处理作为对照（CK），土壤相对含水率控制下限分别为60% FC(苗期)、60% FC(蕾期)、70% FC(花铃期)和60% FC(吐絮期)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。试验结果表明，RDI对植株根、冠生长发育的影响因不同水分调亏阶段和不同水分调亏度而异。水分调亏不改变棉花根系生长的原有总体趋势，但对根系生长速率具有促进作用。棉花各生育阶段的中度水分调亏（50%~60%FC）在调亏期间对根系生长有明显促进效应或维持较高的根质量，复水后有不同程度的根系补偿生长效应或延缓根系衰亡作用，后期仍保持较高的根冠比（R/S），因而是协调棉花根/冠关系的适宜水分调亏处理。RDI可以有效调控棉花根/冠生长关系。

摘要:通过室内相同条件下清水膜孔灌单向交汇入渗和4种不同泥沙粒度组成的浑水膜孔灌单向交汇入渗试验，研究不同泥沙粒度组成对浑水膜孔灌单向交汇入渗特性的影响；建立浑水膜孔灌单向交汇入渗量、单向交汇时间、湿润锋运移距离与不同泥沙粒度组成的关系；提出不同泥沙粒度组成下浑水膜孔灌单向交汇入渗单位膜孔面积累积入渗量模型、自由面和交汇面湿润锋运移距离模型；并揭示不同泥沙粒度组成下浑水膜孔灌单向交汇入渗相对相同条件下清水膜孔灌单向交汇入渗的减渗特性。结果表明，浑水膜孔灌单向交汇入渗单位膜孔面积的累积入渗量随着物理性粘粒含量d0.01（粒径小于0.01mm的颗粒含量）的增大而逐渐减小；入渗系数K随着d0.01的增大而减小，入渗指数α随着d0.01的增大而增大；在相同入渗时间内，随着物理性粘粒含量d0.01的增大，自由面和交汇面垂直和水平湿润锋运移距离都逐渐减小，减渗率逐渐增大。

摘要:提出一种占用耕地少、排水流量较常规暗排大且环境友好的改进暗排。基于室内土柱试验，分析改进暗排在地表积水、土体饱和条件下的排水除涝性能及其机理，提出地表积水土体饱和入渗条件下改进暗排排水流量的理论计算公式。结果表明，改进暗排可以有效提高暗管排水能力，试验条件下，反滤体宽度为2~6cm的改进暗排在自由出流条件下的排水流量为常规暗排排水流量的2~3倍；积水层深度相同时，改进暗排排水性能随反滤体宽度的增加而增大，但增幅逐渐减小；土体介质和反滤体的渗透系数差别越大，改进暗排的排水作用越明显。理论方法计算结果与试验结果相吻合，证明提出的理论计算公式是合理可行的。

摘要:开展了稻草覆盖和香根草篱控制红壤旱坡地水土流失的长期定位试验，研究了香根草篱、稻草覆盖、香根草篱+稻草覆盖3种类型的水土保持耕作措施和常规耕作对红壤旱坡地土壤物理学、化学、生物学特性和花生生长、产量的影响。结果表明，香根草篱+稻草覆盖和稻草覆盖措施实施5a后仍能促进花生花荚期茎、叶、根、果生长发育，与常规耕作相比，花生增产明显，增产量为460.65～761.11kg/hm2，增产率为6.19%～20.32%；香根草篱措施虽然没有明显地促进花生生长和产量，但其减流减蚀效果显著，综合效益仍优于常规耕作。稻草覆盖和香根草篱及其组合措施建立5a后，与常规耕作相比，3种类型的水土保持耕作措施土壤化学性状均有不同程度的提高，并以香根草篱+稻草覆盖措施的提高效果最明显；香根草篱+稻草覆盖措施下土壤小于2μm的微团聚体含量和土壤主要微生物类群总量明显高于常规耕作，改善了土壤物理结构，提高了土壤微生物活性。表明稻草覆盖和香根草篱等水土保持耕作措施是适合红壤旱坡地农业可持续发展的有效模式，其中香根草篱+稻草覆盖组合模式在土壤质量改善和作物增产效果方面尤为突出。

摘要:基于2年田间试验，对比研究了平作不覆盖（CK）、垄覆普通塑料地膜（M1）、垄覆普通塑料地膜至拔节期揭膜（M2）、垄覆生物降解膜（M3）和垄覆液态地膜（M4）5种覆盖模式对农田土壤水分、土壤温度和土壤养分及冬小麦生物量累积、生育进程、产量和水肥利用效率的影响。结果表明，垄覆普通塑料地膜、生物降解膜和普通塑料地膜至拔节期揭膜均具有一定的保墒作用，而垄覆液态地膜的保墒性则较差。连续2年试验后，各处理耕层（0~40cm）土壤养分含量均较播前有所减少，其中处理M2和M3有机质含量较高，而处理M1最低。与对照相比，覆盖处理可明显增加冬小麦生长前中期土壤温度，促进冬小麦出苗、拔节及地上部生物量累积，同时能提高产量和水肥利用效率。其中，处理M2和M3的增加幅度最大，与处理CK相比，其2年平均产量分别提高25.93%和25.24%，平均水分利用效率分别提高27.86%和27.44%，平均肥料偏生产力分别提高25.94%和25.23%，且二者无显著差异，是陕西关中地区缓解残膜污染合理有效的冬小麦覆盖模式。

摘要:基于2011—2012年和2013—2014年河南禹州冬小麦长期定位试验，利用传统耕作、免耕和深松处理下土壤水分、地上部生物量和产量对RZWQM（Root zone water quality model）模型进行率定和验证，然后利用率定后的模型模拟传统耕作转变为保护性耕作方式后0~100cm土层贮水量、耗水量、土壤剖面水分平衡及水分利用效率的动态变化。在模型率定和验证中，土壤分层含水率模拟值和实测值之间的均方根误差（RMSE）分别在0.009~0.025cm3/cm3和0.005~0.054cm3/cm3范围内变化。模型模拟结果表明RZWQM模型能够较好地模拟耕作方式转变后土壤分层水分的动态变化，4种不同耕作转变模式（传统耕作分别转变为免耕、免耕+秸秆覆盖、深松、深松+秸秆覆盖）下，传统耕作转变为免耕后产量最高，水分利用效率最大，达19.3kg/（hm2·mm）。因此，该模拟条件下传统耕作转变为免耕的蓄水保墒效果最好。

摘要:为了降低水库调度对河流生态系统的影响，针对尼尔基水库的生态问题，结合水文变异诊断系统，制定了有效的生态调度方案。首先，利用水文变异诊断分析水文时间序列，确定人类不同扰动下的时间节点，并考虑东北地区具有冰封期的特点，推求了混合时间尺度下的天然、次天然及现状生态径流过程；其次，建立以最大发电量为目标、多种生态径流过程为约束的尼尔基水库生态调度模型；最后，根据水量平衡方程生成初始种群，采用归一化方法将变量约束至同一感知半径内，利用萤火虫算法优化5种约束条件下的调度过程。结果表明，在现有调度规则下，河流原有的生态系统得不到有效的保护，对于来水较多的年份弃水较多，水量得不到合理的利用；考虑水文变异的生态调度，可以在水量不足的年份以降低生态目标的方式为决策者提供较低生态保证程度的调度方案，减轻对河流生态系统的破坏程度；水库发电目标与生态目标间的矛盾在枯水期较为明显，而在丰水期可以得到有效地缓解，需要决策者在不同时期做出科学的决策。

摘要:基于云南省滇中地区4个国家气象站点逐日气象资料和烤烟不同生育期作物系数，根据FAO 56推荐的Penman—Monteith公式和单作物系数法，计算了滇中地区近58a（1956—2013年）参考作物蒸发蒸腾量、烤烟净灌溉需水量及净灌溉需求指数，分析了滇中地区烤烟生育期净灌溉需水变异特征；利用GIS普通克里金法，对滇中地区烤烟需水量、净灌溉需水量和净灌溉需求指数进行空间分布分析；采用通径分析法研究灌溉需求指数变化成因。研究结果表明，滇中地区烤烟净灌溉需求指数随生育期变化逐渐减少，即伸根期、旺长期、成熟期；其中，净灌溉需求指数大于零的年数占54%，表明烤烟区在平水年条件下需人工灌溉补给；影响净灌溉需水量最主要的气象因子为降水量。

摘要:利用2000—2012年气温、降水量、归一化植被指数（NDVI）数据，对科尔沁沙地气候与植被变化特征及其定性与定量响应关系进行了分析。结果表明，研究区植被长势自东向西逐渐变差有28.56%的面积呈变差趋势，其余呈变好趋势；多年植被长势呈变好趋势，降水呈微弱增加趋势，气温变化趋势不明显。累积2~3个月降水量、当月及平均2~3个月气温对植被影响较大；降水量增多、年内4—11月份气温升高、4—8月份单月年际变化中4月最低气温升高和6—8月份平均、最高气温降低，均促进植被生长；水热同期比单独因子变化对植被影响更大。NDVI在0.03~0.33时受气温影响显著；在0.33~0.43时受降水量影响显著；在0.43~0.62时受水热共同影响显著；在0.53~0.62时气温升高会抑制生长。当降水、气温分别在一定范围内变化，或在一定范围内变化时的水热共同作用下，NDVI响应于一定范围，且部分响应范围间有共同的重叠响应区域。

摘要:为了探索马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性和优化工艺参数，采用二次正交旋转组合设计，研究了物料质量分数、碳氮比和接种物质量分数3个因素对马铃薯茎叶与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性及其规律，以总固体产气率为响应值得出二次回归模型和优化工艺参数，并采用DesignExpert软件对回归模型进行了优化和降维分析。通过上述试验研究，得到最佳工艺条件为：物料质量分数为9.87%、碳氮比为18.73、接种物质量分数为20.82%，预测总固体产气率为54.55mL/g。3个因素影响主次顺序依次为接种物质量分数、物料质量分数和碳氮比，各因素间交互作用以接种物质量分数与物料质量分数的交互作用最明显。通过验证试验得出，模型预测值与试验值之间相对误差小于5%，方差分析不显著，模型拟合较好。

摘要:为了研究玉米秸秆水热炭化过程及固体目标产物特性的演变规律，在高温高压反应釜中，进行反应温度为180~290℃、停留时间为8h的水热炭化实验研究。研究发现，随反应温度的升高，玉米秸秆固体水热焦产率从180℃时的71%逐渐下降至290℃时的36%，而C质量分数从玉米秸秆原料中的44.86%增加至72.36%，O质量分数从原料中的44.2%下降至15.36%，明显提高了其能量密度。至290℃时，水热焦的H/C和O/C原子比分别为0.88和0.16，接近于煤的H/C和O/C原子比，高位热值高达29.79MJ/kg。水热焦中特征官能团随温度升高而减少，而C=C、C=O和芳香特征峰红外吸收逐渐增强，同时热重分析表明水热焦热稳定性逐渐提高。元素组成和傅里叶红外光谱分析表明玉米秸秆经水热炭化处理，低于230℃时主要经历脱水和脱羧反应，而高于230℃以后，以缩聚反应和芳香化为主。

摘要:针对现有电子舌集成化、自动化程度较低的问题，设计了一台能自动调节样品温度、进样、清洗电极和检测样品的伏安型电子舌，包括上位机、控制模块、电极与信号采集模块、自动进样模块、恒温槽模块和按键显示模块。系统的控制界面基于LabVIEW设计开发，通过串口向控制模块发送指令，进而控制自动进样、恒温槽等模块协同工作。电极与信号采集模块采用了三电极检测体系，由贵金属裸电极阵列、调理电路、采集卡构成，运用脉冲伏安法获得样品的信号曲线，并与上位机之间通过USB互传数据。对设备的进样和调温性能试验结果表明，自动进样模块能可靠运行，恒温槽对样品的温度控制范围为（25±1）℃。对设备的检测性能试验表明，检测信号特征值随时间漂移较小，有良好的稳定性。样品温度波动会引起特征值显著变化，恒温槽控温能有效提高电子舌检测精度。使用电子舌对不同类型的啤酒、牛奶、水和不同等级的茶叶4大类样品进行检测，对数据运用主成分分析（PCA），结果显示电子舌对它们均能有效区分。

摘要:针对苹果霉心病从外表无法识别的难题，提出基于可见/近红外透射能量光谱进行快速无损识别的模型和方法。在200 ~ 1100nm波段内采集了200个苹果的透射能量光谱数据，随机选取140个样品作为训练集，剩余60个样品作为测试集。用平滑法和多元散射校正对光谱数据进行预处理。基于全光谱、连续投影算法（SPA）提取的12个特征波长、主成分分析（PCA）提取的9个主成分，分别建立了偏最小二乘判别法、误差反向传播人工神经网络和支持向量机（SVM）识别模型。实验结果说明，应用PCA—SVM建立的模型识别性能最优，该模型对测试集和训练集中霉心病果和健康果的识别正确率分别为99.3%和96.7%。基于SPA和PCA所建模型的输入变量数仅相当于基于全光谱所建模型输入变量数的0.99%和0.74%，极大降低了模型的复杂度。研究结果表明，该方法是可行的且具有较高识别准确度，为苹果在线内部品质分级和便携式苹果霉心病检测仪的研究提供了技术依据。

摘要:为探讨酸化和渗透压不同处理顺序对肠炎沙门菌失活的影响，运用统计学模型模拟了最优处理条件下，肠炎沙门菌在不同初始接菌量下的失活过程。实验结果表明：在25℃和10h内，先15%NaCl再pH值4.5处理使肠炎沙门菌失活的效果大于相反顺序的处理、同时处理或者单独处理的效果。模拟结果表明：在最优处理条件下的各个阶段中，随着初始接菌量的增加，肠炎沙门菌分别达到0.9864和0.9939失活率时对应的失活时间的变异性逐渐降低。对于大量群体细菌，用确定性失活动力学一级模型拟合的D值是单一的定值；而对少量群体细菌，由于个体细胞本身的变异性，D值表现出较高的变异性，并且可用概率分布的形式表示。酸化和渗透压不同处理顺序的研究能为食品工业生产控制致病菌提供借鉴，且应用的统计学建模方法有助于从个体细胞的角度理解群体失活过程，提高风险评估的准确性。

摘要:以时间序列散斑图的惯性力矩表征图像的散斑活性，采用感官评定法、质构剖面分析法（TPA）和Warner—Bratzler（W—B）剪切力法分析牛里脊肉的质构特性，研究了不同测定方法的相关性，并建立了散斑活性对里脊肉质构特性的预测模型；同时，针对里脊肉和腱子肉2种部位牛肉间质构特性差异较大，不能用同一模型进行预测的问题，应用斜率/截距法（S/B)和Kennard—Stone（K—S）样本添加法对模型进行改进，选择一种较准确易行的方法，使模型在2部位间得到快速的传递。结果表明，感官评定和TPA测得的硬度和咀嚼性间具有较高的正相关性，相关系数分别达到0.98和0.90，且W—B剪切力法与TPA的硬度决定系数也达到了0.95，证明了3种测定方法的可靠性。通过散斑活性值对质构特性进行预测时，硬度、咀嚼性及W—B剪切力的预测决定系数分别达到了0.83、0.77和0.69。分别用2种方法对模型进行改进，可知采用S/B法时，改进后的里脊肉模型对腱子肉的预测均方根误差RMSE为26.65，准确因子Af和偏差因子Bf分别为1.15和1.08。而采用K—S样本添加法，加入代表性样本数为12时，模型对腱子肉的预测达到较理想水平，RMSE为13.21，Af和Bf分别为1.07和1.02。K—S样本添加法能够在预测过程中更好地降低部位间差异，提高模型对腱子肉的预测精度，且改进效果优于S/B法。

摘要:介质阻挡放电（DBD）是目前放电技术研究的焦点，具有简单、低廉、易控制、能耗少、用途广等特点，但在农业领域的应用尚处于起步阶段。本文结合近年来的研究成果，对DBD在农业育种、农产品加工与贮藏、农业工程、农业环境保护以及农产品质量安全等农业热点领域的研究进行论述，分析与探讨相关的技术要点和存在的问题，并对DBD技术在农业领域的应用前景进行展望。

摘要:为研究规模化生猪养殖场中非接触式体温检测方法，以自行设计的热红外图像采集器采集生猪图像，选取HSV颜色空间对图像进行变换，生成S层图像，应用形态学特征闭运算对二值化图像去噪。用改进后的Otsu算法，分别对仔猪、育肥猪和妊娠猪图像耳根特征区域进行检测。结果表明，该方法可以100%正确检测具有完整耳根部特征的仔猪、育肥猪、妊娠猪图像；对于耳根部特征不完整的仔猪图像23%可正确进行检测，育肥猪图像25%可正确进行检测，妊娠猪图像33%可正确进行检测；无法检测不具有耳根部特征的图像。

摘要:为了探索东亚飞蝗视觉响应LED光信号的视敏反应效应，以明确东亚飞蝗趋光的光敏响应因子和生物光诱参数，利用LED光照和AvaSpec光纤光谱仪系统，在室内进行了东亚飞蝗视觉响应表征的光谱测定。并在此基础上，利用该波谱光照装置，验证其波谱光照调控东亚飞蝗的趋光反应及响应程度。测定结果显示，东亚飞蝗复眼吸收365、400、520、610nm波长光照射后，其视觉响应波谱表现为380、402、540、602nm的微光特征，当波谱光照强度增加时，东亚飞蝗视觉微光反应随之增强，且呈现时变效应的调控特性。东亚飞蝗视觉光敏调控的时变强度以紫光最优、依次是橙光和绿光最差，而其调控容度以橙光最优、绿光次之和紫光最差，紫外光较快的光敏聚集速度、紫光较强的光敏聚集程度和橙光较好的趋光效果说明，趋光光敏活性、趋光程度和趋光效果分别与视觉激发强度和视觉光敏调控的时变强度以及视觉光敏调控容度呈正相关，且东亚飞蝗视觉反应强度的光敏时效性影响其趋光行为选择和视觉光敏活性。因此，依据紫外光较强的激发效果、橙光较好的光敏时效性和紫光较强的光敏调控强度的特性，进行趋光视敏性光照时间的刺激调控，可以增强东亚飞蝗的趋光效果。该研究结果为蝗虫光诱捕机械装备的研制提供了理论基础和技术指导。

摘要:耕地后备资源开发科学合理布局直接影响土地资源可持续利用以及区域生态环境保护。以西藏自治区为研究区，以西藏第二轮耕地后备资源调查评价成果为基础，针对西藏特殊环境，提出基于自然和社会适宜性的西藏耕地后备资源开发适宜性评价模型；并以乡镇为聚类单元，以各乡镇耕地后备资源综合适宜性指数、集中连片指数以及增产潜力指数为变量，考虑空间近邻关系，采用基于图论的SKATER算法进行聚类分析，确定西藏耕地后备资源开发组合。结果显示:依据开发适宜性评价模型，西藏自治区耕地后备资源最适宜、中等适宜和勉强适宜的地块分别占全区耕地后备资源总面积的27.98%、49.09%、22.93%；根据开发组合模型，将具有耕地后备资源的乡镇分为3个组合，分别为近期重点开发、中期适度开发及后期开发区域。此分区结果保持了区块间的近邻关系及行政区界的完整性，为耕地后备资源开发区划提供借鉴，同时为发挥农业规模效益提供了科学依据。

摘要:为进一步提高冬小麦单产的估测精度和验证粒子滤波算法在同化研究中的适用性，以陕西省关中平原为研究区域，以叶面积指数（LAI）和条件植被温度指数（VTCI）为同化系统的状态变量，采用重采样粒子滤波算法同化CERES—Wheat模型模拟的与遥感数据反演的LAI和VTCI，并依据在不同类型样点应用最优同化LAI和VTCI构建的单产组合估测模型对2008—2014年冬小麦单产进行估测。结果表明，同化LAI具有良好的时间和空间连续性，可减缓CERES—Wheat模型模拟LAI的剧烈变化，其峰值出现时间与遥感LAI变化趋势基本同步，更加符合关中平原冬小麦实际变化情况；同化VTCI能同时表达模型模拟值和遥感观测值的变化趋势，且更能反映冬小麦对水分胁迫的敏感性。比较不同类型样点基于不同同化变量建立的估产模型，发现在旱作样点，同时同化VTCI和LAI的单产估测结果（R2=0.531）优于单独同化VTCI（R2=0.475）或LAI（R2=0.428）的估测结果，且同时同化VTCI和LAI与实测产量间相关性达极显著水平（P<0.001）；而在灌溉样点单独同化LAI的估测结果精度最高（R2=0.539），同时同化VTCI和LAI的估测结果次之（R2=0.457），单独同化VTCI的估测结果较差（R2=0.243）。表明在旱作样点，冬小麦叶面积指数和水分胁迫是影响其产量形成的主要因子，而在灌溉样点，叶面积指数是影响冬小麦产量形成的主要因子。

摘要:利用0.06～200kHz范围内拥有36个频率点的LCR测量仪及自制夹持平行电极板，测量280片不同含水率玉米叶片的相对介电常数ε′及介电损耗因子ε″；利用干燥法测量玉米叶片的湿基含水率。利用逐步回归法（SWR）与多元线性回归（MLR）结合的线性建模方法和连续投影算法（SPA）与支持向量回归（SVR）结合的非线性建模方法，分别建立玉米叶片介电参数（ε′、ε″及两者融合信息3种参数）与湿基含水率的关系模型，并应用留一交叉验证法选取2种建模方法的最佳关系模型。分析表明，非线性模型较线性模型具有更高的预测能力，且基于ε′与ε″的融合信息运用连续投影算法（SPA）与支持向量回归（SVR）相结合的非线性建模方法使模型原72个变量精简到10个，剔除了模型中冗余度较高的变量，有效降低了模型的复杂度，得到最高的测试集决定系数R2P（0.804）和最小的测试集均方根误差RMSEP（0.0176）。结果表明基于介电特性的玉米叶片含水率无损检测方法是可行的，为快速检测其他农作物的生理信息提供了一种可靠的方法。

摘要:针对南美白对虾工厂化育苗水温时序数据存在非线性、非平稳等特点，采用传统单项预测方法预测精度低、鲁棒性差等问题，提出基于经验模态分解（EMD）、相空间重构和极限学习机(ELM)的非线性组合预测模型。在建模过程中，采用EMD方法将工厂化育苗水温原始时序数据多尺度分解为一系列固有模态分量（IMF），并对各分量进行相空间重构，在相空间中对ELM训练建模，分别对各IMF序列进行预测，将各分量预测结果进行叠加重构得到原始水温序列的预测值。将该模型应用于广东省湛江市南美白对虾工厂化育苗水温预测中，结果表明，该模型取得了较好预测效果。与BP神经网络、标准LSSVR和标准ELM等单项预测模型对比分析，模型评价指标MAPE、RMSE和MAE分别为0.0158、0.0329和0.0962，均表明提出的组合模型具有较高预测精度和泛化性能，为南美白对虾工厂化育苗水温调控管理提供了一种有效的技术支持。

摘要:为探究电化学氧化法在工厂化循环水养殖系统中处理水质的效果及影响因素，在前期试验得到最佳条件（温度25℃、电流密度40A/m2、水流速度300mL/min）下，以不同初始氨氮质量浓度和固体悬浮颗粒物的模拟养殖水以及实际养殖水为研究对象，探讨了加入低压紫外汞灯后电解与紫外协同去除氨氮的效果。结果表明：电解紫外协同处理氨氮效果明显优于单独电解法，运用本系统处理氨氮初始质量浓度分别为4、7、10mg/L的模拟养殖水时，氨氮去除效率相对于单独电解时分别提高45.0%（p<0.05）、36.0%（p<0.05)和20.0%（p<0.05)；电解紫外协同去除氨氮效率受氨氮初始质量浓度、水体中的固体颗粒悬浮物、实际养殖水等因素影响，随着氨氮初始质量浓度及水体中固体悬浮颗粒物的升高，氨氮的去除效率降低，达到同种去除效率所需的时间延长，当处理固体悬浮颗粒（SS）分别为100、150、200mg/L的模拟养殖水时，氨氮的去除效率随着SS的升高而降低，相对于仅含氨氮的模拟养殖水，氨氮的去除效率分别降低51.7%（p<0.05)、65.5%（p<0.05)和72.4%（p<0.05)；在处理实际养殖水时，氨氮的去除速率明显降低，去除完全所需的时间延长，在本系统中电解紫外对氨氮、亚硝氮、固体悬浮颗粒物的去除具有较好效果，去除率分别为97.8%、96.9%和92.1%。

摘要:为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性，设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上，提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型，建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型；设计了磁流变减振器物理样机，进行了磁流变减振器的力学特性试验，获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线，并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响，计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞，采用Smith预估时滞补偿控制策略，设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器；利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析；研制了汽车半主动悬架测试系统，开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明，所研制的磁流变减振器耗能效果良好，控制灵敏；试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比，在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右，减振效果明显。

摘要:提出了一种分析履带车辆动力传动系统瞬态动力学行为的仿真模型。首先，考虑离合器非线性摩擦系数和齿轮间隙等非线性因素，分别建立发动机、离合器和齿轮副等部件模型并集成为一个动力传动系统集中参数仿真模型。其次，以履带车辆油门开度突变这一瞬态工况为例，分析了过程中发生的齿轮反冲、脱啮和离合器粘滑颤振等动力学现象的机理。最后，利用小波变换进行了时频分析，辨识出了瞬态动力学行为的发生时刻和其在输出转矩中的频率成分，结果表明对应频率为114Hz的轮齿反冲对传动系统输出转矩有显著影响，频率范围在1500~5000Hz的摩擦元件颤振对输出转矩仍有一定影响，而5kHz以上的高频振动则对输出转矩的影响较小。

摘要:通过对高压共轨柴油机喷油控制的需求分析，发现在转速突变时进气系统具有明显的迟滞性，这种迟滞性表现为进气增量跟不上喷油增量，所设计的转速变化主喷油量修正算法能够重新修正原喷油量，以获得合理的空燃比，改善燃烧过程。多次喷射会造成轨压波动，经过多次喷射轨压波动油量修正算法对喷油量脉宽进行预修正，可以提高喷油执行精度。利用ETAS公司的ASCET建模软件工具和自主开发的ECU电路板，在YN33CR型高压共轨柴油机上进行了台架试验。试验结果表明：该喷油控制策略符合预期效果，能够有效改善喷油控制。

摘要:柴油发动机尿素选择催化还原（Urea—selective catalytic reduction, Urea—SCR）控制系统以尿素的喷射量为控制输入，通过精确控制尾气后处理装置中氨的覆盖率，将尾气中有毒的氮氧化物还原成无毒的氮气和水。针对车载Urea—SCR系统具有非线性，干扰动态难以建模的特点，设计了工程中常用的前馈加反馈结构的2自由度控制系统。前馈控制器部分采用微分平坦方法，根据氨覆盖率的期望值，得到了前馈控制输入；在此基础上，将Urea—SCR系统在前馈控制输入的平衡点处进行泰勒展开，将尿素未转化量的建模动态及参数不确定性等考虑成幅值有界的扰动输入，进而设计了满足H∞性能指标的反馈控制控制器对氨覆盖率进行精确控制。最后，通过在发动机动力学仿真软件enDYNA中FTP75测试循环的仿真实验，验证了算法的跟踪性能和鲁棒性。

摘要:负载口独立控制挖掘机系统是一个包含许多未知参数的机液耦合系统。为了准确建立参数化模型，需要精确地辨识各元件参数，并包含机械系统与液压系统的耦合联接。为此首先建立各系统的数学模型，通过试验测试获得各个关键参数。采用基于试验测试结果的NLPQL多目标优化方法寻优难以估计特性参数的最优值，提高参数辨识的速度和精度。基于辨识参数的数学模型，建立参数化的机液耦合仿真模型。相比于现有研究中的联合仿真模型，该模型在同一参数化平台下运行，计算时间短，并且易于根据不同工况修改机械系统参数，仿真效率更高。最后将2t小型挖掘机的试验结果与仿真进行对比，结果证明该仿真模型具有较高的计算精度，可为负载口独立技术在移动液压中的控制策略研究提供参考。

摘要:为保证挖掘机在自主挖掘作业中轨迹平稳连续，降低振动冲击，提出了一种轨迹规划方法，即将作业空间中路径进行合理分段，使其在保证轨迹规划结果中路径偏差较小不影响完成工作任务的前提下计算量尽量减小，并对每一段路径进行可变阶多项式插值轨迹规划。以某型单斗液压挖掘机实现自主挖掘为例，采用3—3—5—3—3多项式插值法进行轨迹规划，通过Matlab平台仿真，结果显示挖掘机各关节角位移、角速度、角加速度曲线平滑连续，但部分轨迹段角加速度超出加速度约束值。为进一步提高其动力学特性，对角加速度不满足要求的轨迹段，根据加速度约束，修正多项式最高阶次数，并利用修正后的高阶多项式进行轨迹规划。通过仿真结果对比，该分段可变阶多项式轨迹规划方法能够实现更加平稳连续的自主挖掘。

摘要:针对复杂多目标优化问题，提出一种基于分解机制和反向学习模型的多目标进化算法。该算法在基于分解机制的多目标进行算法的框架下，引入反向学习模型，该模型具有较好的局部寻优能力。在种群进化的过程中，反向学习模型和差分进化机制自适应的相互配合，能够较好地平衡算法的全局搜索与局部寻优能力。采用国际公认的具有复杂Pareto Set的LZ09系列测试问题进行实验验证，并与MOEA/D—DE、GDE3、NSGA—II和SPEA2等方法比较，实验结果表明，所提方法能够获得收敛性、分布性及延展性较好的Pareto最优解集。为了研究算法在求解约束问题的性能，将其应用于减速器多目标优化设计问题中，结果表明了该算法获得Pareto前端较均匀，说明其算法具有求解约束问题的能力和工程有效性。

摘要:为提高稳定平台伺服系统的响应和抗干扰能力，提出了一种基于自适应灰色预测(AGPC)——分数阶改进干扰观测器(FIDOB)的稳定平台伺服干扰抑制方法。GM(1,1)幂模型对系统输出进行建模并设计了自调节模块，将预测误差和实际误差加权合成一个综合误差,分别根据实际误差和预测误差的大小同时调节预测步长和预测误差的权值，提高系统的响应性，减小预测误差对系统的输出影响；构造了分数阶改进干扰观测器，并详细推导了分数阶改进干扰观测器的鲁棒稳定性。最后通过数值仿真实验表明，该方法不仅可以有效抑制稳定平台外界干扰和测量噪声，而且提高了系统响应能力。仿真实验中，在摩擦和测量噪声干扰情况下，稳定平台系统速度环的跟踪误差可以达到不超过0.1rad/s。在静态和动态实验中，稳定平台的调节时间缩短了0.258s，稳定精度提高了约1.5°~2.5°。

摘要:在3—RRR平面并联机器人中，驱动杆和连杆之间的传统关节被柔顺关节代替，形成含有柔顺关节的并联机器人。基于含有柔顺关节的并联机器人动力学模型和传统关节并联机器人动力学模型，从理论上求解并对比了在并联机器人中加入柔顺关节前后动平台的轨迹、驱动力矩以及驱动杆的转角变化，同时通过实验对比了两者的动平台轨迹，验证了大范围宏观运动的3—RRR并联机器人中柔顺关节代替传统关节的可行性，为柔顺关节并联机器人的进一步研究打下了基础。

摘要:应用基于POC集和SOC单元的并联机构拓扑结构设计方法（简称POC法），对2个典型的多环耦合机构进行了拓扑特性分析，分析表明，需要在相应的自由度公式和约束度公式中，减去相应的“耦合次数”，才能计算出正确的机构自由度和耦合度，拓扑特征的总体计算过程、步骤和一般并联机构的拓扑特征分析相同；同时表明，POC法能有效分析多环耦合并联机构，且物理、几何意义明确，操作简便易懂；多环耦合机构的结构看似复杂，但其耦合度相对较低，其运动学、动力学分析并不很复杂，因此，也具有一定的应用推广价值，当然，其应用的背景本身有待探索。

摘要:介电型电活性聚合物圆柱形驱动器结构简单，能输出较大的位移和力，对其结构参数进行分析是优化设计及合理使用驱动器的基础。通过建立圆柱形驱动器的几何模型分析了驱动器轴向伸长及径厚比对各层膜厚度变化的影响；基于圆柱形驱动器失效模式分析，揭示了结构参数(驱动器膜的预拉伸、卷绕层数、弹簧参数等)对驱动器输出性能的影响。结果表明，驱动器伸长时，小径厚比及较多驱动器膜卷绕层数会使各层膜厚度变化差异显著；基于圆柱形驱动器结构特点，驱动器膜的电击穿、弹簧驱动“失力”及其最大压缩极限变形等失效模式是影响其许用工作范围的主要因素；增加驱动器膜的预拉伸且使其周向延伸率略大于轴向，可获得较佳的综合输出性能；由于层间压力的影响，单独、过多地增加层数对输出性能的提高效果不明显；减小弹簧刚度与长度均能提高驱动器轴向伸长率，但其轴向输出位移量却产生不同变化，同时要注意避免驱动器计算力差超过弹簧预压缩力的情况。

摘要:设计了径向流动式和圆环流动式2种不同液流通道结构的磁流变阀，并分别对其工作原理进行了阐述；推导了径向流和圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法（FEM）分别对径向流和圆环流磁流变阀的电磁场进行了建模仿真，在结构参数和磁场参数相等的情况下分析了径向流和圆环流2种液流通道结构的磁流变阀压降变化规律。搭建了磁流变阀压降性能试验台，对不同加载电流及不同模拟负载下的径向流和圆环流磁路变阀的压降性能进行了试验分析。仿真和试验结果均表明同样结构参数和磁场参数下的径向流磁流变阀产生的压降大于圆环流磁流变阀产生的压降。

摘要:为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展，对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论，构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态性能为优化目标，通过灵敏度分析法选择设计变量，建立主轴结构多目标优化设计的数学模型，并提出一种渐进优化算法用于模型求解，得到一种新的主轴结构优化设计方法。将主轴传动方式模糊优选法和主轴结构优化设计方法进行集成，从而形成一套数控机床主轴优化设计专家系统。以一种精密数控机床主轴的多目标优化设计作为应用案例，将优化设计结果与实际情况和实验结果进行对比分析，验证了所构造的数控机床主轴优化设计专家系统的可行性。

摘要:针对数控加工中心中存在影响加工精度的几何误差问题，进行了空间几何误差场建模分析并设计了一种通用的空间误差场仿真分析软件。首先，基于多体系统理论对几何误差元素进行了分析，根据加工中心拓扑结构建立了空间误差场模型，模型与加工中心的工件链和刀具链中的运动轴类型和位置密切相关。为了方便分析不同类型加工中心的误差场，基于Visual Studio平台设计了三轴数控加工中心通用的空间误差场仿真软件，可实现加工中心误差场的可视化，同时可针对工件的加工代码生成补偿后加工代码，有利于加工中心的结构设计和后续误差补偿。最后将误差场仿真软件应用到Carver800T型立式加工中心。结合测量得到的误差项数据对加工中心工作空间误差场进行分析，得到工作空间误差分布曲线以及整个工作空间的误差场分布，同时得到工件补偿加工代码，为该加工中心的精度提高和误差补偿提供了依据。

摘要:针对双联轴向柱塞泵配流盘在脱离吸油和排油时，柱塞腔存在闭死压缩和闭死膨胀阶段，造成柱塞腔气穴现象和压力正超调或负超调，引起流量和压力突变产生大的噪声问题，提出了一种配流盘结构。首先建立柱塞泵流动特性数学模型，分析轴向柱塞泵噪声产生机理；然后设计新配流盘结构并优化匹配三角阻尼槽结构参数，建立过渡区压力特性方程，通过理论模型对比分析，新配流盘能降低柱塞腔在过渡区产生的压力冲击。为了验证新配流盘结构对整泵流量和压力影响，采用液压仿真软件AMEsim建立双联柱塞泵模型，通过实验测试对比分析，验证了模型正确性。在相同工况下，将新配流盘和原配流盘代入整泵模型中，结果表明新配流盘流量脉动率比原配流盘流量脉动率降低了6.75%，证明新配流盘能很好地降低流体脉动。同时该模型为制造样机提供了理论基础，可降低新产品开发成本。

摘要:在Galfenol合金能量平均静态滞后模型基础上，考虑铁磁材料在动态磁场作用下的涡流损耗和附加损耗，建立了Galfenol合金动态滞后磁化强度模型和应变模型。利用Galfenol合金磁特性测试系统进行了应变和磁场静态特性测试，测试结果与模型计算结果吻合较好。利用该测试系统测试了〈100〉取向多晶Fe83Ga17合金在动态磁场频率分别为1、10、20、40、60、100、200、300Hz作用下的应变和磁场的关系。实验结果和模型计算结果对比表明，在磁场频率为200Hz以下时，模型能准确反映应变与磁场的关系，频率为200Hz以上时，计算结果与实验结果出现偏差。该模型能用于Galfenol合金的器件设计与应用。