摘要:生物炭因其良好的表面特性和孔隙结构，广泛的原料来源和广阔的产业化发展前景，已成为当今环境、农业和能源等领域的研究热点。针对生物炭对水体重金属的吸附研究，本文基于生物炭原料和制备工艺的多样性，综合分析了国内外生物炭重金属吸附机理的研究成果，详细阐述、分析了5种吸附作用机制（物理吸附、静电作用、离子交换、络合反应和化学沉淀）及其相关表征手段；同时评述了吸附工艺条件和重金属种类对生物炭吸附重金属的影响；指出生物炭重金属吸附领域未来的研究中，应开展针对重金属吸附的生物炭原料特性及吸附产物的多维、微纳尺度表征方法研究。

摘要:针对葡萄的柔性无损采摘要求，基于欠驱动原理和抓持-旋切协同工作方式设计了一种欠驱动双指手葡萄采摘装置，一个电动机通过连杆机构驱动双指四指节手爪从果实中部接近并包络抓取葡萄，复合在双指手上的旋切部件摆动-伸缩带动圆盘刀切断果梗，实现果实与果梗分离。基于此设计思路，首先通过葡萄赤道面直径分析确定了欠驱动手指机构指节尺寸与转角范围，然后通过建立欠驱动手指机构静力学模型，基于传力最优和接触力均布的要求确定了驱动连杆尺寸，结合接触力分析和葡萄挤压破裂试验，获得抓持2kg葡萄不发生损伤的最大接触力为20N，再通过手指机构静力学模型求解获得驱动电动机的推力，从而指导驱动电动机的选型。设计了葡萄采摘装置控制系统，通过指节处压力传感器实时反馈接触力实现最大接触力的有效控制。采用加减速梯形控制方式实现了旋切部件运动，圆盘刀转速1200r/min可对果梗有效切断。对赤道面直径95~200mm的葡萄进行50次采摘试验，试验结果表明该装置的采摘成功率为100%，果实挤伤率为5.2%，不考虑视觉定位葡萄与果梗的耗时，完成一次抓持-旋切动作平均耗时29.4s。

摘要:为了分析机械手不同抓取控制方式对番茄造成的机械损伤。通过Burgers粘弹性模型描述番茄的变形特征，利用蠕变实验获得番茄样本的粘弹性参数。选择匀减速、先匀速后减速以及变减速作为3种典型的抓取控制方式，并利用一次函数、巴特沃斯幅度平方函数和指数函数3种函数曲线描述末端执行器实际抓取过程中不同抓取控制方式的速度变化。在此基础上，对番茄塑性变形进行求解，分析在抓取时间一定时，不同抓取控制方式下番茄的塑性变形规律，并以最小塑性变形为依据，确定最优的抓取策略。结果表明：抓取控制方式3为最优抓取控制方式，当抓取速度v0=1mm/s，抓取时间t0=1s时，产生的最小塑性变形最小，红熟前期和红熟中期番茄的最小塑性变形分别为0.0026mm和0.0098mm。以抓取控制方式3进行抓取控制实验，实验数据和理论数据的吻合度较高，决定系数R2为0.99，验证了抓取控制方式3作为最优抓取控制方式的合理性和可行性，为优化机械手抓取过程提供了参考。

摘要:利用机器视觉实现自然环境下成熟荔枝的识别，对农业采摘机器人的研究与发展具有重要意义。本文首先设计了夜间图像采集的视觉系统，然后选取了白天和夜间两种自然环境下采集荔枝图像，分析了同一串荔枝在白天自然光照与夜间LED光照下的颜色数据，确定了YIQ颜色模型进行夜间荔枝果实识别的可行性。首先选择夜间荔枝图像的I分量图，利用Otsu算法分割图像去除背景，然后使用模糊C均值聚类算法分割果实和果梗图像，得到荔枝果实图像；再利用Hough圆拟合方法检测出图像中的各个荔枝果实。荔枝识别试验结果表明：夜间荔枝图像识别的正确率为95.3%，识别算法运行的平均时间为0.46s。研究表明，该算法对夜间荔枝的识别有较好的准确性和实时性，为荔枝采摘机器人的视觉定位方法提供了技术支持。

摘要:跟踪过程中发生的尺度变化、形变、遮挡是导致模型漂移的重要原因。为了克服模型漂移对鲁棒跟踪的影响，本文提出了一种利用多判别式模型和候选区域的跟踪算法。首先，该算法采用候选区域替代传统的滑动采样，适应跟踪过程中目标的位移和尺度变化。接下来，为了提高目标的表征能力，先用预训练网络提取整幅图片的深度特征，再通过感兴趣区域采样层(ROI pooling layer)快速提取每一个候选区域的深度特征，进一步提高跟踪算法的鲁棒性。最后，运用多模型选择机制进行回撤过去错误的模型更新，并通过调整搜索区域实现对目标的重检测，有效抑制了模型漂移对鲁棒跟踪的影响。实验中，本文算法与相关算法在OTB 2013数据库和UAV 20L数据库上进行了对比。结果表明，本文算法在精确度与成功率上均取得了最优性能，并能有效抑制模型漂移对鲁棒跟踪的影响。

摘要:针对内充气吹式排种器对圆形种子适应性差、排种效果不佳的问题，对内充气吹式排种器进行优化设计，为增强种子充填容积和气流压附力在型孔底部开设不同结构的槽孔。基于离散单元法理论建立玉米籽粒粘结颗粒模型，运用EDEM-CFD耦合分析方法，以型孔内种子在排种盘转动过程中所受的曳力值为指标，在入口风速为30m/s、前进速度为8km/h的工作条件下对3种不同型孔结构排种盘进行圆粒种子排种效果的耦合仿真，分析排种过程中圆粒种子所受曳力的变化情况及清种和压种性能。仿真结果表明：同一排种盘中，因大圆粒种子迎风面积大于小圆粒种子，所受曳力均大于小圆粒，迎风面积大的颗粒更易被清出型孔；径向内开方孔盘型孔内气流对颗粒的曳力及压附力均较大，且增大了型孔对种子在径向方向的充填容积，该盘对圆粒种子及混合种子的工作效果均较好。为验证仿真结果进行台架试验，当前进速度为8km/h时进行3种排种盘工作压强的单因素试验，结果表明，径向内开方孔盘合格率随工作压强的增大而增大，当工作压强大于5.5kPa时，合格率超过95%，明显优于其他2个排种盘；对径向内开方孔盘进行前进速度为4～12km/h、工作压强为4～8kPa的双因素试验，结果表明，合格率随着前进速度和工作压强的增大而增大，针对不同前进速度，当工作压强高于6kPa时，合格率接近96%，漏播率低于1%。

摘要:针对华北平原麦-玉两熟区，小麦在玉米秸秆覆盖地撒播易出现秸秆堵塞、麦种架空、晾籽等问题，利用正转旋耕抛土模型以形成土壤、秸秆顺序覆盖，设计了一种秸秆后覆盖小麦播种机，可一次完成旋耕、均匀撒播、覆土、覆盖秸秆、镇压等作业。旋耕刀采用对称螺旋线排列；通过抛土运动分析确定了被抛物料运动的最大高度为0.52m，水平方向最大位移为0.79m，并确定了导土板的位置参数；通过性能试验优选分种装置与水平方向夹角为35°，分种板间的距离为50mm。在河北涿州试验站进行了整机田间试验，结果表明：正转旋耕装置能有效抛土、抛秸秆，避免秸秆、根茬堵塞分种装置，耕深稳定在148~152mm内，耕深稳定性系数为95.5%，多功能行走轮滑移率约为5.3%，机具通过性能符合国家标准（GB/T 20865—2007）要求；机具作业后秸秆覆盖量平均为1.07kg/m2，达到作业前秸秆覆盖量的80%；播深稳定在30~35mm内，播深合格率为91.1%，不同位置幅宽内10cm×25cm矩形框内麦种数量稳定在29~30粒，符合农艺要求。

摘要:针对目前东北地区的免耕播种机主要依靠自重增加下压力来保证开沟深度的问题，设计了2BQM-2型轻量化玉米垄作免耕播种机，重量为一般免耕播种机的一半，可减轻对土壤的压实。轻量化垄作免耕播种机采用悬挂方式与拖拉机联结成作业机组，利用拖拉机液压系统的位置调节法来控制破茬深度。为了验证作业机组的工作性能，田间试验以播种机速度、播种深度、秸秆覆盖量为试验因素，以免耕播种机的工作阻力和粒距合格率为试验指标，进行三因素五水平二次回归正交试验。试验结果得到的最佳工况组合为：播种机速度为1.21m/s，播种深度为4.96cm，秸秆覆盖量为0.73kg/m2时，播种机工作阻力为3.62kN，粒距合格率为93.63%。经过对免耕播种机优化设计有效减轻了免耕播种机的重量，减少了机器的制造成本和工作时对土壤的压实，降低了能耗。经田间测量镇压轮压实土壤的深度平均为10mm，相对现有的垄台被压平的机具，工作效果良好。

摘要:针对传统机械式取苗机构结构复杂、控制不稳定等问题，设计了一种油菜纸钵苗移栽机嵌入式气动取苗机构。分析了嵌入式气动取苗机构的结构组成、工作原理及运动学模型，设计了取苗机构的驱动控制系统，基于ADAMS软件开展了机构参数变化对取苗轨迹和取苗臂姿态影响的研究，确定了取苗机构的优化参数。优化结果表明，当摇杆长度为220mm，支撑臂长度为170mm，旋转臂长度为160mm，气缸Ⅰ原始长度为313mm时，取苗阶段取苗轨迹高度可达130mm。当取苗轨迹高度为80mm时，取苗轨迹直线度偏差小于2mm，取苗阶段取苗针偏角变化小于4°；投苗阶段取苗针偏角变化小于1°，满足油菜纸钵苗移栽机取苗投苗要求。试验结果表明，该取苗机构高速摄像呈现的取苗轨迹与理论分析基本吻合，台架试验取苗成功率达93.0%，投苗成功率达89.5%，满足机械自动化取苗的要求，验证了取苗机构设计的可行性。

摘要:针对冬油菜机械化播种需开畦沟避免渍害的要求，解决长江中下游地区土壤黏重板结、含水率波动大，导致播种时同步开畦沟的稳定性难以保证的实际问题，设计了油菜联合直播机开畦沟系统，提出了一种配合铧式前犁完成开畦沟功能的组合式船型开沟器。根据土壤切削、挤压和犁体曲面形成原理，分析了组合式船型开沟器的触土曲面力学特性，确定了其主要结构参数。以工作幅宽为2300mm的2BFQ-8型油菜联合直播机为试验平台，对铧式后犁、船式开沟犁、组合式船型开沟器3种不同结构型式开沟器，在平均土壤含水率为21.4%、31.4%、46.6%，与之对应的平均土壤坚实度为1320、846、539kPa的3种工况下的稻茬田开展了开畦沟性能比较试验，并测绘畦沟沟型断面。试验结果表明：3种工况条件下，组合式船型开沟器均能开出沟宽244.0~271.7mm、沟深〖JP2〗194.0~229.5mm的梯形沟，沟宽和沟深稳定性系数均达90%以上。开沟后种床带厢面宽度稳定，宽度达2039.0~2051.5mm，满足油菜种植开畦沟的农艺要求。

摘要:为进一步研究提土-全膜面覆土装置作业参数对其覆土性能及质量的影响，解析膜顶覆土过程与规律，建立了提土-覆土过程关键参数方程，确定了试验因素及其取值范围。以刮板升运带式提土器线速度、联合机前进速度和水平双向螺旋覆土装置转速为自变量，覆土合格率为响应值，进行二次旋转正交组合试验，构建各因素与覆土合格率之间的数学模型，并结合响应曲面对各因素交互作用进行分析，探知试验因素对覆土合格率影响的主次顺序为水平双向螺旋覆土装置转速、刮板升运带式提土器线速度和联合机前进速度，获得提土-全膜面覆土装置最优作业参数：水平双向螺旋覆土装置转速为432r/min，刮板升运带式提土器线速度为1.56m/s，联合机前进速度为0.50m/s。田间验证试验表明，提土-全膜面覆土装置覆土合格率均值为99.6%，较优化前有显著提升；应用离散单元法进行提土-全膜面覆土装置在最优参数条件下的“提土-输土-覆土”动态作业过程模拟，仿真结果与田间试验验证工况基本一致，表明该装置作业参数的优化计算准确可靠。

摘要:针对新疆平作区棉花残膜回收机起膜、拾膜分步作业造成残膜回收率低、含杂率高的问题，提出了起膜、拾膜协同作业的思路，设计了一种铲齿组合式（同步起膜、拾膜）残膜回收装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析，确定了起膜铲导曲面参数方程和主要结构参数；通过对捡拾滚筒拾膜过程运动及受力分析，确定了拾膜齿杆能够“扎”起残膜的必要条件。运用Design-Expert 8.0.6数据分析软件中心组合试验方法对组合式残膜捡拾装置的关键参数进行了试验，建立了起膜铲入土角、捡拾滚筒转速、机具前进速度与残膜回收率和含杂率的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法，对影响因素进行综合优化计算。试验结果表明：当起膜铲入土角为30°、拾膜滚筒转速为120r/min、机具前进速度为1.0m/s时，残膜回收率为90.3%，含杂率为4.1%，比起膜、拾膜分步作业条件下的残膜回收率提高了5.3个百分点，含杂率降低了4.8个百分点。试验指标均达到了国家和行业标准要求，试验结果满足设计要求。

摘要:地轮中置式高机动性宽幅农具机架平台研究

摘要:针对油菜联合收获过程中由于喂入量波动导致割台螺旋输送器堵塞的问题，设计了一种割台螺旋输送器间隙自适应调节机构，实现喂入量变化时实时改变滑块位移以自动调节输送器与底板之间的间隙。输送器动力学与运动学分析确定了调节机构预紧弹簧最大预紧力和调节位移分别为366N和50mm。运用扭矩传感器和高速摄像技术分别开展输送器扭矩和调节位移的性能试验，当弹簧预紧力和刚度分别为293N和12.65N/mm时，输送器扭矩为8.267N·m，减少了40.7%，调节位移为10.2mm，调节机构性能较优。调节机构对输送器性能影响试验结果表明：增设间隙自适应调节机构可明显降低扭矩并增加最大喂入量，螺旋输送器转速为150r/min时扭矩减小了23%；转速为200r/min时，最大喂入量增加至3.5kg/s，提高了16.7%。喂入量在不大于3.0kg/s范围内波动时，试验组最大扭矩小于对照组，说明调节机构可较好适应喂入量的波动。田间试验表明间隙自适应调节机构可提高输送器对喂入量的适应性，避免割台堵塞，后续的脱粒装置、清选装置等工作部件未发生堵塞，油菜联合收获机可正常工作。

摘要:为实现设计的快速化和规范化，进行了基于喂入量变化的联合收获机轴流式脱分选装置的参数化设计研究。通过建立喂入量与相关设计参数的数学模型，获得可用于参数化设计的各个参数。在分析参数之间层次关系和依赖关系的基础上，利用Petri网模型、通过参数传递构建了简化设计的计算机模型并开发了设计平台。应用结果表明:当在程序界面中输入喂入量并选择相关数据后，能自动生成各种所需的结构参数(栅格式凹板包围面积、清选筛面积、脱粒滚筒齿数)以及工作参数（风量、功率）；将某部件所得结构参数输入UG环境平台，可获得该部件的三维设计图样。经与现有成熟机型脱分选装置结构参数和工作参数比较可知，计算机模型生成的设计参数和工作参数规范，获得的三维图样符合设计要求。参数化设计平台不但可以进行脱分选装置的规范化设计、提高设计效率，还可以快速判别、修正现有机型脱分选装置的设计参数。

摘要:针对立辊式玉米收获机割台夹持输送装置存在夹持均匀性和稳定性差，故障率高等问题，设计了一种结构简单、输送效果好、可靠性高的间隙定位夹持输送装置。提出了玉米植株间隙定位夹持输送方式，分析了间隙夹持定位输送装置主要结构与运动参数的设计方法；通过正交试验确定了影响夹持输送质量的3个主次因素依次为输送轨道间隙、夹持输送链速度和夹持输送链长度；确定A2B3C3为较优组合，即夹持输送链长度为130cm、输送轨道间隙为3.1cm、夹持输送链速度为4.5m/s；在该条件下喂入姿态成功率为92.5%、断茎率为0.25%，输送过程稳定可靠，不存在堵塞问题，满足立辊式玉米收获机的作业要求。

摘要:针对山地贡菊采摘仍以人工采摘为主、采摘效率低、费时费力、尚未实现机械化等问题，设计了一种适应山地采摘的贡菊采摘机。采花梳齿间隙大于胎菊直径,小于朵菊花托直径，利用采摘梳齿与分花齿之间的相对运动，从花托处碰撞拉断，实现采摘。在负风压机的风压差作用下，将花朵运输至集花箱。试验表明，贡菊采摘机能够实现山地贡菊花朵采摘及收集。在花朵含水率为87.20%，采花梳齿间隙为8~9mm时，该采摘机效果较佳，花朵采收率为87.50%~93.11%，花朵破碎率为0~0.34%，花朵落地率为1.99%~2.39%，花朵杂质率为4.87%~6.48%,花朵漏摘率为3.30%~4.96%。正交试验表明，当梳齿采摘间隙为8mm，进风口风速为8m/s,梳齿齿形为50mm，主动轴转速为 30r/min，贡菊采摘机采摘效果最佳，花朵采收率为94.54%，花朵落地率为2.05%，杂质率为1.48%，花朵破碎率为0.57%，花朵漏摘率为1.36%。

摘要:针对升运链式马铃薯挖掘机输送分离装置普遍存在的在粘重土壤条件下升运链长度匹配性不佳等问题，设计了一种适宜粘重土壤的升运链输送分离装置。通过对该输送分离装置及薯土混合物的理论分析，确定了影响最佳薯土分离效果的主要因素，得到影响分离性能的升运链长度范围和抖动器等结构参数；以二级升运链长度、机具前进速度和升运链线速度为试验因素，以明薯率、伤薯率为试验指标进行田间试验，试验结果表明：二级升运链长度为3.1m、机具前进速度为1.2m/s、升运链线速度为1.5m/s时，其明薯率为98.1%，伤薯率为1.1%，高于马铃薯挖掘机的收获作业要求。满足粘重土壤条件下马铃薯挖掘机的作业要求。

摘要:针对摆动分离筛薯土分离机理不明确，作业参数匹配不合理导致明薯率与马铃薯破皮率矛盾突出等问题，利用高速摄像机实时拍摄不同曲柄转速、筛面倾角和机器前进速度时摆动分离筛上薯土混合物的分布状态，统计并分析薯土混合物分布高度的变化规律，揭示薯土分离机理，并获得影响分离筛性能主要因素的取值范围。以明薯率和破皮率为评价指标，采用Box-Behnken响应面试验方法进行试验，建立各指标与因素间的回归数学模型，对影响摆动分离筛性能的结构与工作参数进行优化。结果表明，各因素对明薯率、〖JP3〗破皮率影响由大到小为曲柄转速、筛面倾角、机器前进速度。摆动分离筛优化参数组合为：曲柄转速230r/min，筛面倾角21.1°，机器前进速度2.03km/h，优化后明薯率和破皮率分别为98.94%和0.21%，明薯率较优化前提高1.68个百分点，破皮率较优化前降低9.6个百分点，参数优化试验结果满足国家标准要求。

摘要:对锤片式粉碎机粉碎玉米秸秆过程进行分析，并对其粉碎性能进行试验研究。借助高速摄像技术，得出玉米秸秆主要粉碎形式为：打击粉碎、撞击粉碎、搓擦粉碎，且在粉碎过程中打击粉碎与搓擦粉碎影响较大，并得出锤片末端线速度（主轴转速）、玉米秸秆含水率对锤片式粉碎机粉碎性能影响较大。在此基础上，以影响锤片式粉碎机粉碎性能的主要因素——主轴转速、含水率、筛孔直径为试验因素，以度电产量作为评价指标进行试验研究。试验结果表明，各因素对度电产量影响由大到小顺序为筛孔直径、含水率、主轴转速。选取筛孔直径6mm、含水率10%~50%、主轴转速2000~3500r/min，以度电产量最大为目标的参数优化试验表明：当含水率10%~32%时，主轴转速宜2000r/min；当含水率33%~50%时，主轴转速宜2020~2452r/min，且随着含水率的增大而增大。

摘要:为向变量喷雾系统施药量的计算提供数据基础，提出了靶标喷施区域叶面积密度参数的计算方法。靶标三维点云数据由二维激光雷达传感器沿果树行直线运动间接获取。在假设各喷施子区域内叶片面积变化相对较小的条件下，基于Matlab曲线拟合工具箱cftool分析并验证了点云数与叶片数之间存在函数关系。曲线拟合结果表明，利用高斯函数、多项式函数与指数函数拟合点云数与叶片数，决定系数分别为0.9257、0.9310与0.9364，指数函数拟合效果最好。相对误差分析结果表明，基于3种拟合函数，枝叶茂密区域相对误差最小为11.46%，枝叶中等茂密区域相对误差最小为11.05%，枝叶稀疏区域相对误差最小为35.50%。基于确定的点云数与叶片数间的函数方程，经系数变换后可计算出叶面积密度参数。

摘要:对潜水轴流泵进行三维反问题设计，以水力效率为设计目标，提出叶轮、导叶适合的载荷分布形式。通过正交试验设计、单因素分析和数值模拟的方法研究载荷参数对潜水轴流泵内外特性的影响，得到水力效率较优的载荷分布形式：叶轮叶片为前载型，导叶叶片为轮毂中载、轮缘前载型。具体的载荷参数取值范围：对于叶轮，斜率取值范围为-1~0，前载点取值范围为0.25~0.45，后载点取值范围为0.55~0.75；对于导叶，轮毂斜率在0附近取值，轮缘斜率取值范围为0~0.75，轮毂前载点取值范围为0.25~0.45，轮缘前载点在0.25附近取值，轮毂后载点取值范围为0.55~0.75。叶轮设计中发现：前载型叶片对原泵叶根尾缘的二次流有改善作用。导叶设计中发现：由于潜水轴流泵导叶的扩散式结构特点，导叶近壁面易出现分离涡，轮毂中载、轮缘前载型叶片能够有效地抑制导叶近壁面的涡分离。

摘要:为了研究旋涡自吸泵内部声场特性，减少旋涡自吸泵在小流量工况下运行时的噪声，采用CFD+Lighthill声类比理论对旋涡泵内部声场进行求解，并进行降噪优化。首先利用CFX软件提供的RNG k-ε模型，选取0.4Qd、0.8Qd及Qd 3个流量点对旋涡泵进行非定常数值模拟，获得不同工况下旋涡自吸泵内部压力脉动情况。提取非定常计算所得的脉动力，导入声学软件ACTRAN中进行声场计算，得到不同工况下旋涡泵出口声压级的大小、泵体内部的声压分布以及泵内部主要噪声源分布。采用正弦调制叶片分布方式设计了调制角A为2°、4°、6°、8°的4种不同不等节距叶轮，通过对模型泵进行声场计算，最后选取降噪效果较好的调制角A=4°的不等节距叶轮进行3D打印，并对3D打印样品进行外特性和噪声试验验证。结果表明：旋涡泵内部流动诱导噪声与压力脉动密切相关，主要是由叶轮与泵体的动静干涉引起，其频率特性与压力脉动相似，2倍叶频时声压最大。流量越小，旋涡泵出口声压级越大，其噪声源主要分布在泵体流道及靠近流道出口隔舌处。调制角A=4°的不等节距叶片在小流量工况下对旋涡泵外特性性能影响不大，且能使小流量工况0.4Qd的噪声下降2dB，设计工况噪声下降4dB。

摘要:为了研究泵站进水池中喇叭管下方漩涡产生的机理，探索进水池底部喇叭管下方水流压力脉动与漩涡产生的关系，在进水池底部喇叭管口下方布置20个压力脉动监测点，在转速2200r/min时进行了多个不同工况点的压力脉动试验。通过对水流压力脉动的时域特性、频域特性及进水池底部喇叭管下方的压力分布进行分析，揭示了轴流泵喇叭管下方水流压力脉动的规律及压力分布与漩涡之间的关系。进水池底部压力脉动的主频是叶轮转频的2倍，说明轴流泵进水池底部喇叭管下方水流的压力脉动仍然受到叶轮旋转的影响；大流量工况下，喇叭管下方容易产生漩涡，且发生频率高，持续时间长，主要集中在喇叭管下方右前方的位置；小流量工况下，喇叭管下方也能产生漩涡，但发生频率低，持续时间短，主要集中在喇叭管内部正前方的位置。在不同工况下发生漩涡的位置与进水池底部喇叭管下方低压区位置相对应。

摘要:为实现从自然环境中自动获取清洁能源，并给无线传感器和通讯模块供电，基于涡激振动及共振声学放大原理，设计了一种压电自发电装置。首先对位于该自发电装置内的压电悬臂梁复合结构进行力学分析；其次基于计算流体力学数值方法，对绕流圆柱后附加不同板长条件下的流场动力学特性进行分析，以明确悬臂梁长度对脱涡频率和升力、阻力系数的影响规律。利用有限元软件ANSYS对压电悬臂梁复合结构的横向往复振动进行数值模拟，确定了复合结构的横向振动频率随板长L的变化规律。最后对位于该装置两侧的亥姆霍兹共振器的结构尺寸进行优化设计，以使流场的脱涡频率、压电悬臂梁复合结构的一阶横向振动频率和共振器的谐振频率达到一致，从而使压电发电装置产生共振并输出最大的电能。试验结果表明，涡激振动自发电装置在5m/s的风速下可产生两相峰峰值为6.0V的开路电压，且上述3个频率达到一致。4~6.25m/s为该自发电装置的自锁风速区间，在此风速范围内，自发电装置均能产生较大的电压。

摘要:在西北干旱半干旱生态脆弱区，构建生态网络可以连接破碎的生境斑块，提高景观之间的连通性。而生态节点的布局优化能够降低能量损耗，增加稳定性，对维持区域生态环境安全稳定具有重要意义。以生态脆弱区典型县域磴口县为研究区，在现有生态网络基础上，改进了H&V算法的力导向（force-directed）模型，通过优化生态节点的布局对生态网络进行优化。研究结果表明，在磴口县选取的局部研究区内，与H&V算法相比，改进force-directed模型优化的生态节点布局覆盖率达到90.79%，提升了4.08个百分点；平均聚类系数升高至0.071，是未改进H&V算法的1.4倍；分布均匀度降低至2.629，比未改进H&V算法降低了0.629。通过模型优化使得网络结构清晰、生态节点布局均匀，节点覆盖率更高，表明优化后生态网络结构更为稳定。

摘要:为了实现农田明渠灌溉的精准化控制，设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统，系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计，降低闸门启闭时的驱动能耗；基于ARM开发了嵌入式控制系统，实现水闸运行的本地控制和状态数据采集；集成了无线通讯模块和光伏电源系统，解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题；通过在阿里云服务器建立数据中心，部署中间件，实现水闸远程数据传送与控制指令传达；建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型，实现水闸群智能运行；根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律，提出了水闸运行异常报警方法；开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统，实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度，适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。

摘要:以黄土高原黑垆土8年（2008—2015年）的不同耕作定位试验为对象，研究了在秸秆还田条件下3种连年单一耕作（翻耕（CC）、免耕（NN）、深松（SS））和3种轮耕措施（免耕-深松（NS）、深松-翻耕（SC）、翻耕-免耕（CN））对农田土壤有机碳库、玉米产量和秸秆还田后表观腐殖化系数的影响。结果表明：与翻耕相比，深松、免耕和轮耕措施主要增加了0~10cm表层土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性碳（WSOC）的含量和储量，且提高了MBC/SOC和WSOC/SOC质量比。在0~10cm表层土壤中，各耕作处理间难氧化有机碳（HOC）含量无明显差异，但深松、免耕和轮耕措施分别增加了10~20cm、35~50cm和20~35cm土层的HOC/SOC质量比；〖JP2〗免耕处理显著增加了0~50cm土层的HOC总储量。与翻耕处理相比，深松、免耕和轮耕处理提高了玉米产量和玉米秸秆量，其中NS处理增加幅度最大，分别达到13.79%（籽粒）和12.04%（秸秆）；进行8年玉米秸秆还田，在翻耕措施下其表观腐殖化系数为8.94%，免耕、深松和轮耕措施提高了还田玉米秸秆的表观腐殖化系数，其中NS处理达到14.09%，显著高于翻耕处理。从土壤碳库和玉米产量角度考虑，免耕与深松相结合的轮耕措施是适合当地土壤条件的耕作模式。

摘要:以经校验Aquacrop模型模拟了不同土壤条件下冬小麦水分与产量响应关系，结合北京大兴区土壤分布及其冬小麦实际种植情况，对模型模拟结果进行区域尺度拓展，以此为基础分析了研究区不同灌溉制度下冬小麦耗水量、产量及水分生产率的变化规律，并推荐了与华北地区水资源实际情况相适宜的冬小麦亏缺灌溉制度。结果表明：应用Aquacrop模型能较好模拟冬小麦生育期内土壤墒情和冠层覆盖度的动态变化过程及其生物量与产量情况，可利用经校验后的模型进行冬小麦水分与产量响应关系研究。灌溉定额在300mm范围内，随着灌溉量增加，耗水量增大；在灌水次数相同条件下，灌溉日期不同，因蒸腾量变化导致耗水量差异显著。在相同处理下总体上降水多年份产量较高，而不同处理之间随着灌溉量增加产量增大；在灌水次数相同情况下，灌溉关键生育时段选择对冬小麦产量形成及水分生产率提高至关重要。以冬小麦增产提效为原则，在灌1水情况下重点保障拔节-抽穗阶段的需水；灌2水情况下重点保障返青-拔节、抽穗-乳熟阶段需水；灌3水情况下重点保障返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-乳熟阶段需水。针对华北水资源严重短缺实际，建议北京大兴区冬小麦采用灌2水的亏缺灌溉制度，较灌4水情况下的灌溉量与耗水量分别减少140、65mm，能确保75%产量。可见，在与华北类似的资源性缺水区域，选择适宜亏缺灌溉制度，能大幅降低区域灌溉量与耗水量，在稳定区域冬小麦产量及涵养地下水源方面具有重要的现实意义。

摘要:处于地球表面的土壤，尤其是耕作层土壤，受外界因素影响其接触角可能会发生改变。通过试验对不同接触角的壤质砂土中的孔隙水-气形态分布状况进行研究，试验结果表明：砂土颗粒与孔隙水间的接触角增大会使表层土壤中水封闭土层厚度减小，但接触角增大到一定值后，水封闭层的厚度不再发生变化。随着接触角的增大，气封闭层的厚度不断减小。与连续固体表面不同，砂土颗粒的接触角小于90°甚至降低至36°也会出现明显的斥水现象，但随着砂土中饱和度的增大，斥水现象会消失，砂土斥水与亲水转化时对应的饱和度与水封闭向双开敞转化时对应的饱和度基本一致，因此，砂土亲水与斥水转化时对应的临界含水率与孔隙水气分布形态密切相关，通过理想模型对两种不同水-气形态下土壤的基质吸力变化分析可以发现，产生这种现象是因为当土壤由水封闭变为双开敞时，水-气交界面在液体侧的曲率中心消失（接触角小于90°），气-液界面引起的基质吸力恒为“正”。

摘要:研究隔沟灌溉下芥菜生物量及重金属富集与转移特性，对土壤重金属污染植物修复具有重要作用。试验于2014年3月—2015年11月实施，设置灌水频率（I3、I4、I5分别为灌水3、4、5次，灌溉总量为0.15m）及追肥频率（基肥0.74g/m3，施肥总量1.3g/m3，追肥次数F0、F1、F2、F3、F4）2因素处理，结果表明在灌溉频率影响下，芥菜叶片的超氧化歧化酶活性、脯氨酸随灌水频率增加而呈增长，丙二醛呈下降趋势。生物量、镉质量比、镉富集系数、镉累积总量I4比I3分别提高12.33%~89.71%、5.00%~44.33%、0.50%~55.36%、22.22%~114.81%；I5比I3提高19.21%~87.37%、24.00%~93.51%、13.44%~112.30%、77.42%~168.75%。其中地上部生物量增幅大于根部，镉质量比、镉富集系数和镉累积总量增幅则根部大于地上部。在施肥频率影响下生物量、镉质量比、镉富集系数和镉累积总量，高频施肥（F4）比低频施肥（F1）分别增长22.55%~99.71%、30.68%~87.40%、37.80%~112.20%、71.43%~213.51%，且低频灌溉情况下根部增幅大于地上部，中、高频率灌溉下地上部大于根部。另外转移系数随水肥供应频率增加略有下降，但整体维持较高水平。通过模型模拟与验证，表明年际间芥菜重金属修复能力对水肥供应频率响应趋于一致。

摘要:基于长期定位试验，设置系列温度(5、15、25、35℃)短期(42d)淹水培养试验，以不施肥处理为对照(CK)，研究农户习惯施氮磷钾肥(CF)、施氮钾肥(NK)、均衡施氮磷钾肥(NPK)及氮磷钾肥配施有机肥(HOM)对洞庭湖区水稻土氮素矿化及其温度敏感性的影响。结果表明，长期不同施肥均显著增加土壤培养42d累积矿化氮量(P<0.05)，其增幅随温度升高由32.7%~80.4%逐渐降至14.9%~59.7%;与CK处理相比，施肥土壤氮矿化势(No)和可矿化氮比例分别增大22.4%~72.4%和7.8%~39.0%(P<0.05)， 25~35℃范围内土壤初期供氮强度(K)和后期矿化速率(n)分别提高2.7%~39.5%和4.0%~21.3%，该效应均以HOM处理表现最优。5~35℃范围内土壤氮矿化温度敏感系数(Q10)和氮矿化活化能(Ea)在长期不同施肥后分别降低9.6% ~15.3%和9.2%~22.7% (P<0.05)，其值在不同处理间由大到小均表现为 CK、CF、NK、NPK、HOM；不论施肥与否，土壤氮素矿化对温度响应最敏感的范围均在5~15℃之间。研究表明，长期不同施肥后，HOM处理提升土壤氮素矿化能力及降低其温度敏感性的效应更为突出，是更优的稻田施氮模式。

摘要:以鸡毛（CF）和纤维素（Cell）为原料，氢氧化钾/水/尿素（KOH/H2O/CO(NH2)2）体系为复合溶剂，碱解鸡毛得到鸡毛碱解液，然后向鸡毛碱解液加入纤维素形成凝胶化的混合物，为发挥凝胶基质中官能团的保肥作用向其内部加入微量元素Zn，经过干燥并造粒，最后得到含N（150.6mg/g）、K（136.7mg/g）、Zn（13.9mg/g）并同时含有硫、多肽和氨基酸等营养成分的鸡毛交联纤维素凝胶肥料（Cell-CF）。利用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、荧光显微镜对Cell-CF水凝胶的交联结构及形成机理进行分析与表征。结果表明：经复合溶剂处理后鸡毛和纤维素原料的结晶结构破坏较完全，Cell-CF中的多肽和纤维素进行了分子间的穿插折叠并形成了较强的分子间作用力，Cell-CF中的官能团与锌离子进行了络合反应。另外，土壤培养实验和玉米盆栽实验结果表明，Cell-CF中锌的生物有效性高、肥效期长,可作为一种长效锌肥。

摘要:对2015年所采集的0～20cm、20～40cm土壤水样品和对应的土壤样品进行了测试分析，运用灰度关联和典范对应分析的方法研究了岩溶峰丛山区土壤水的地球化学特征及其与土壤环境条件的关系。结果表明：岩溶峰丛山区土壤水地球化学性质及其对应的土壤环境指标均存在不同程度的空间异质性，其中土壤水和土壤中的pH值变异系数在2.48%～10.44%，变异最小；除了镁离子和氯离子，土壤水的其他地球化学指标的变异系数均表现为0～20cm大于20～40cm，20～40cm土壤水地球化学性质更为稳定。土壤水的HCO-3、Ca2+、SO2-4浓度是影响土壤水地球化学特征的主要因子，且HCO-3起到主导作用。典范对应分析结果显示，不同的土壤水地球化学性质与土壤环境因子关联性差异明显，影响土壤水地球化学特征的主要土壤环境因子中的全钾含量、交换性镁含量、有效锌含量、0.2～2.0mm粒径和0.002～0.020mm粒径的土壤颗粒等因子对土壤水中的Mg2+浓度、HCO-3浓度、pH值影响较大，有效铜含量、胡敏酸含量、胡敏素含量主要影响土壤水中Na+浓度、K+浓度，而速效钾含量、土壤含水率、小于0.002mm粒径机械组成等土壤因子则主要是通过Na+浓度、K+浓度、Cl-浓度、SO2-4浓度等指标影响土壤水的地球化学特征。

摘要:采用地面雨量站观测的降水量为基准数据，以寒区呼兰河流域作为典型研究区，评估了TRMM（Tropical rainfall measuring mission）最新一代卫星降水量产品 3B42V7、3B42RT以及CHIRPS （Climate hazards group infrared precipitation with station data）、基于地面降水量插值获得的IDWP降水量数据在日、月、季度和空间尺度上的精度。利用站点和卫星2种降水量数据驱动SWAT模型，采用 SUFI-2算法计算模型并考虑模型参数的敏感性，进行日流量过程模拟，评估了多卫星降水量产品在流域水文模拟和预报中的应用能力。研究结果表明: 流域日平均尺度上， 3B42V7、3B42RT、CHIRPS分别高估地面降水量5.43%、41.24%、3.37%。3B42V7在流域日、月、季度时间尺度上很接近地面观测降水量。3B42RT的日降水强度累计概率分布与雨量站较为接近。3B42V7和CHIRPS在率定期和验证期的日流量模拟效果均较好，NSCE率定期为0.77、0.84；验证期为0.67、0.56。3B42RT对流量峰值的模拟较差。可考虑采用 TRMM 3B42V7 和CHIRPS作为基础降水量资料应用于寒区水资源管理、干旱监测和洪水预报等相关研究。

摘要:崩岗崩积体是崩岗的主要沙源地。基于人工模拟降雨试验及三维激光扫描技术，研究崩岗崩积体坡面侵蚀过程。研究表明：利用三维激光扫描的点云数据能定量分析降雨前后坡面水蚀特征。全坡面及各坡位均为片蚀总量大于细沟侵蚀总量，但各坡位的侵蚀强度有所差异，其细沟侵蚀强度由大到小表现为下坡、中坡、上坡，片蚀强度由大到小表现为上坡、中坡、下坡。坡面空间糙度由大到小大致呈现下坡位、中坡位、上坡位，坡面侵蚀方式可影响坡面糙度值及变化趋势，而坡面糙度亦能影响各侵蚀方式的侵蚀强度。整个降雨时段内全坡面侵蚀量最大、产沙量次之，沉积量最小，受坡面糙度变化影响，全坡面侵蚀、产沙量均呈现递减趋势。而上坡位的侵蚀、产沙量无明显变化，中、下坡位的侵蚀、产沙量呈对数减小趋势。此外，除上、下坡位沉积量间存在显著差异外，各坡位间侵蚀量、产沙量均无显著差异。

摘要:为准确定量估算三峡库区腹地小流域近52a泥沙输移比，为库区小流域水土保持效益评价提供科学依据，综合采用RUSLE模型、塘库淤积泥沙137Cs和210Pb定年技术分别对黄冲子和工农沟小流域1963—2014年不同时段的泥沙输移比进行了估算。结果表明：黄冲子和工农沟小流域近52a平均土壤侵蚀量分别为119.72、86.86t，变异系数分别为0.76、0.86；黄冲子和工农沟小流域塘库淤积泥沙的210Pbex CRS模式（Constant rate of supply，CRS）的定年结果与137Cs时标基本一致，不同时段产沙量的变异系数分别为0.28、0.19；黄冲子和工农沟小流域1963—2014年的泥沙输移比均值都为0.25，不同时段泥沙输移比的变异系数分别为0.33、0.82，属于中等程度变异。本研究结果明确了泥沙输移比的估算不能割裂“时段性”这一学术认识，并为泥沙输移比的实际应用提供了借鉴。

摘要:完备真实的水资源监测数据是支撑数据分析与决策的基本前提。在梳理现阶段水资源监测异常数据的基础上，提出运用移动平均拟合初筛来直观辨识异常监测数据，进而选取集合模态分解对非可直观辨识异常监测数据进行挖掘的方法。将剔除异常监测值后的时序数据作为基于粒子群优化最小二乘支持向量机模型的模拟样本，并利用其恢复所剔除的异常监测数据。对水务公司日取水量监测数据的实证分析结果表明，通过移动平均拟合与模态分解可较大限度地保留含有异常数据的特征向量并实现数据的有效重构，相比传统的统计方法其具有更好的适用性；运用粒子群优化的最小二乘支持向量机可进一步提高对剔除异常值数据的拟合效果，且符合水资源监测数据的季节波动规律特征及对实际取用水状态的客观反映，据此可相对合理地达到恢复所剔除异常监测数据的目的。

摘要:通过加入不同质量分数（5%~25%）的甲醇、乙醇、辛醇及其混合醇对松子壳热解重质油进行提质研究，考察醇添加剂对重质油理化特性影响及其存储稳定性。研究发现加入醇添加剂超声处理后能显著降低重质油的粘度、含水率和pH值，并提高其热值；同时使多环芳烃、酮类等物质含量降低，脂肪烃、芳香烃等含量增加。混合醇处理重质油的品质更好，存储56d后性质仍较稳定，粘度和含水率随储存时间延长稍有增加。加入甲辛醇56d后重质油的粘度为980mPa·s，含水率为21.02%，增长速率仅均为原始重质油的一半；且添加量越高，油的热值越高，添加量25%时热值为32.66MJ/kg。但从热重分析发现甲辛醇添加量为20%时燃烧性能最好，其燃烧段的失重速率最大并且燃烧后的灰分最少。

摘要:针对热解挥发物直接燃烧作为分布式热解制炭热源工艺，以消除生物质热解挥发物中炭颗粒、提高其品质，改善其燃烧性能为目的，利用自制生物质螺旋连续热解反应器和热解挥发物贫氧调质反应器，采用贫氧燃烧方式进行了热解挥发物原位调质试验研究，分析了调质温度、空气量对挥发物组分的影响。结果表明：生物质热解挥发物中携带炭颗粒粒径为1~2μm，在调质温度350℃和空气量20mL/min条件下，已很难收集到炭颗粒，原位贫氧调质可以消除热解挥发物中炭颗粒；贫氧调质对气相产物组分含量影响不明显，主要组分H2、CO2的变化均在±5%范围内, CO、CH4变化在±2%范围内；随着贫氧调质温度升高和空气量加大，重质组分中的烷类物质含量显著降低，酚类物质显著增加，呋喃、醇、茚、醛等次要组分含量略有增加，低碳原子数物质含量增加，高碳原子数物质含量降低；轻质产物中烷类、酸类、酮类和酚类物质相对含量发生显著变化，酚类物质性质较稳定，实际含量变化不明显，调质后低碳原子数物质含量增加。原位贫氧调质可以消除热解挥发物中炭颗粒，降低热解挥发物中重质组分含量，从而改善热解挥发物的燃烧性能，为热解挥发物直接燃烧作为分布式热解制炭的热源提供科学依据。

摘要:为了研究木聚糖的水热碳化特性，在间歇式反应釜中，进行反应温度为160~240℃、停留时间为120min条件下的水热碳化实验研究，同时在220℃、120min的反应条件下，考察了木聚糖对纤维素和木质素水热碳化过程的影响。研究发现，200℃时，木聚糖水热焦开始出现，随反应温度的升高，木聚糖水热焦产率逐渐增加，至240℃时，产率达13%；以小麦秸秆中半纤维素与纤维素和木质素混合水热碳化，木聚糖对纤维素水热焦产率影响不大，而碳质量分数从纯纤维素水热焦的42%增加至纤维素和木聚糖混合物水热焦的48%，与纯木质素水热焦相比，木聚糖和木质素混合物水热焦产率减少了23个百分点，碳质量分数变化不大；木聚糖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，同时热重分析表明木聚糖水热焦热稳定性较好。傅里叶红外光谱、X射线衍射分析及热重分析表明，在水热碳化过程中，木聚糖可以促进纤维素和木质素分子结构的断裂、聚合和芳香化反应，提高水热焦的芳香特性。

摘要:畜禽粪便高温好氧堆肥过程中氨气的排放不仅污染环境，而且会降低有机肥氮素含量。因此，控制好氧堆肥过程中氨挥发是降低氮损失及减少堆肥周边环境恶臭的关键。为研究膜覆盖对畜禽粪便好氧堆肥过程氨气挥发的影响，以猪粪和小麦秸秆为试验原料，采用具有选择渗透性的Gore膜作为覆盖材料，在实验室好氧堆肥反应器系统中进行了为期27d的好氧堆肥试验。试验设置覆膜组和对照组，采用开启1h、关闭1h间歇通风方式，通风速率为3L/min，重点监测堆肥过程堆体温度、氧浓度和NH3排放速率等。研究表明：覆膜组比对照组高温期持续时间略长，更有利于杀死堆体有害病原菌；相比于对照组，覆膜组NH3排放量减少18.87%；相比于温度峰值出现的时间，两组试验NH3峰值出现时间均延后，且覆膜组延后时间更长。

摘要:为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式，基于热泵技术，设计搭建了一种空气-土壤源双效热泵系统，并对系统性能进行了测试分析。该系统将空气、土壤2种不同热源热泵有效复合，采用串联板式换热模式，通过温控器和电磁阀可实现4种供热模式：空气源热泵单板换热模式、空气源热泵双板换热模式、土壤源热泵单板换热模式和土壤源热泵双板换热模式。通过日光温室供暖水箱加温测试，分析双效热泵系统在不同模式下的性能系数（COP）和节能效果。春季测试期间，空气源单板换热模式下热泵COP平均值为2.1，双板换热模式下热泵COP平均值为3.1，与温室燃煤加温锅炉相比平均节能50.4%；土壤源单板换热模式下平均性能系数为2.2，双板换热模式下平均性能系数为2.3。冬季测试期间，典型晴天里空气源热泵双板换热模式可有效提升温室模型内气温，与室外气温相比平均提升15.7℃。测试结果显示，相同热源条件下，冷凝端采用双板换热模式时机组COP高于单板换热模式，双板换热模式可提高机组整体换热效率和节能效果。空气-土壤源双效热泵系统可以有效利用空气能和地热能，在日光温室热环境调控方面具有较好的应用前景。

摘要:为实现土墙日光温室结构优化及温室土墙体轻简化，以泰安市不同厚度土墙日光温室为研究对象，利用在两温室（1号墙体较厚、2号墙体较薄）北墙体的不同高度上布置的温度传感器采集的数据，比较分析了在不同天气状况条件下两温室不同厚度土墙体的蓄放热特性。结果表明，晴好天气时，1号温室土墙体的蓄热量和放热量略高于2号温室，二者差值很小，分别为82.3、45.0kJ。连阴天时墙体全天放热，测试3d的平均放热量，1号温室明显高于2号温室，厚墙体与薄墙体的放热量有明显差异，其二者差值为615.9kJ，但两温室距离墙体内表面0.1m处的平均气温相差仅0.6℃。从距墙体内表面0.6m以外的墙体温度相对稳定部分的温度分析表明，厚墙体温室（1号温室）温度相对稳定层的范围较薄墙体温室的大，蓄积热量也较多，应采取有效的换热设备或材料，将厚墙体内温度相对稳定层蓄积的热量释放到温室内部，用于进一步提高温室气温，以充分发挥厚墙体的节能效果。

摘要:超高压处理是一种新型的非热加工技术，具有提高食品安全性和货架期，保持食品原有营养成分等特点。以糙米为研究对象，探究其经不同高压条件处理后，其多酚、黄酮类含量的变化，并分析了上述处理对糙米DPPH自由基清除率、ABTS+·自由基清除率的影响。本实验分别采用一步式超高压（100~400MPa, 5min和10min）与两步式超高压（100~400MPa, 5min+5min）处理糙米。实验结果表明，在100~300MPa压力范围内，超高压处理后的糙米酚类、黄酮类含量以及抗氧化活性随着压力的增大而增大。两步式高压处理组（5min+5min）糙米的酚类、黄酮类含量以及抗氧化活性高于一步式高压处理组。采用300MPa 两步式高压处理糙米后，其酚类、黄酮类物质保留率可达到97%，这说明超高压是一种较有效的保留糙米中抗氧化物质的非热加工方法。

摘要:为解决稻谷在高温干燥和储藏过程中品质损失问题，设计了自然冷资源低温储藏仓，利用冬季环境下形成的自然冰为高含水率稻谷制冷，以减少高温干燥稻谷工序并减少储藏期间稻谷的品质劣变。试验检测自然冷资源低温储藏仓内稻谷的储藏品质与加工品的变化，并与传统常温仓做对比，结果表明：所设计的自然冷资源低温储藏仓供冷均匀、能耗低、无污染，其制冷系统的能效比为3.54；初始含水率为16.5%的高含水率稻谷在自然冷资源低温储藏仓中能安全储藏5个月，平均含水率呈缓慢下降趋势，最终达到(15.1±0.5)%；自然冷资源低温储藏仓中稻谷粮温稳定，平均粮温为9.8℃；储藏期结束后，稻谷脂肪酸质量比为18.3mg/(100g)，发芽率为86.75%，霉菌总数为5.1×104CFU/g，自然冷资源低温储藏仓中稻谷的出糙率和整精米率比常温储藏的稻谷分别提高了5.41个百分点和9.57个百分点，裂纹率比常温仓的稻谷降低了13.88个百分点，自然冷资源低温储藏仓中稻谷的储藏品质和加工品质显著优于常温仓中稻谷。

摘要:针对磁流变车辆半主动悬架减振系统中使用磁流变阻尼器与传感器分离布置易造成安装空间大、系统可靠性低、维护成本高以及传感器信号易受外部环境干扰等不足，设计了一种位移差动自感式磁流变阻尼器。该阻尼器活塞头凹槽内缠绕2层铜线圈，内层线圈为阻尼励磁线圈，通过控制阻尼励磁线圈输入电流就可控制输出阻尼力，实现阻尼力可控；外层线圈为产生感应电压信号所需感应激励线圈，当给感应激励线圈通入高频交流电励磁信号时，缠绕在绕线缸体上的两组感应线圈可分别感应出同频率的位移信号，并通过差动原理实现位移差动自感应。推导了位移差动自感应数学模型；搭建测试系统进行自感应特性测试及阻尼力学性能分析。试验结果表明：静态拉伸时阻尼器活塞位移与感应电压成线性关系；动态拉伸时，当振幅分别为5、10、15mm时，能够产生幅值为0.3、0.6、0.9V的感应电压，通过拟合可得到阻尼器活塞头位移与自感应电压成线性关系；给阻尼励磁线圈施加1A直流电时，能产生360N左右的可控阻尼力。

摘要:设计了能够实现风速风向和道路坡度补偿的车辆道路滑行阻力虚拟测试系统，以满足减少环境因素影响并提高滑行测试精度和效率的测试要求。首先，以美国SAE J-2263法规和我国六阶段油耗测试标准为基础，设计了以美国NI嵌入式控制器cRIO为核心的测试系统，对风向风速、道路坡度、轮胎压力温度等测试方法和传感器布置等进行了系统阐述。其次，从分段滑行数据拼接、风速校正、异常数据剔除，以及基于本测试系统的滑行模型构建等方面给出了系统的数据处理方法。最后，将设计的测试系统应用于某乘用车上并进行了系统的滑行试验，试验验证了测试系统工作可靠，测试精度达到设计要求。试验数据处理结果表明风速风向和道路补偿后的试验车空载滑行阻力重复性为2.2%，与不进行补偿的滑行阻力的系统偏差为3.7%。滑行阻力测试系统有效提高了滑行测试精度，为转毂台架上进行整车性能试验补偿整车阻力提供了有效手段。

摘要:为降低排放并保证发动机的动力性，空燃比(Airfuel ratio, AFR)控制成为人们日益关注的焦点。空燃比的瞬态精确控制可同时兼顾扭矩输出和尾气排放。为达到瞬态空燃比的精确控制，提出了空燃比三步非线性控制方法，包含稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制。当空燃比期望值为恒值时，稳态控制起到主导作用；当车辆扭矩需求发生速变时，空燃比期望值也发生跳变，参考前馈控制此时将及时做出反应；误差反馈控制以废气氧传感器(EGO)测得的空燃比作为反馈量进行修正。考虑喷油器执行机构的延迟，基于模型实时预测未来进气歧管的压力，通过前馈控制进行延迟补偿。利用仿真平台en-DYNA中的四缸发动机模型进行仿真验证，证明算法瞬态工况和参考输入快变时的有效性。

摘要:根据基于方位特征(Position and orientation characteristics，POC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法，首先，对已提出的一类7个具有较好实用价值的SCARA并联机构，进行了拓扑结构分析，揭示了其POC集、自由度（含驱动副选取）、过约束数、耦合度以及输入-输出运动解耦性等5个最主要的拓扑特征，且发现这些机构的耦合度均较大，为2，表明其运动学正解和动力学求解十分复杂；继而基于机构拓扑结构降耦原理，又对κ=2的这7个机构进行了拓扑结构降耦优化，得到了低耦合度（κ=1），而机构POC、自由度（Degree of freedom，DOF）等保持不变的实现SCARA运动的14个新机型，不仅丰富了实现SCARA运动的4-DOF三平移一转动机型库，而且降低了这些机构的运动学和动力学代数求解难度，而其数值解可用一维搜索法方便求得，从而为这一类SCARA并联机构的运动学和动力学分析、设计及应用提供了理论基础。

摘要:基于最小化阿贝误差的理念，设计了带有重力补偿器的整体结构对称的Z轴测量平台，其次，使用扫面静电力显微镜组成配套的探针系统，最后，对设计的核心内容分两组进行分离测试以验证设计的合理性与有效性。测试首先验证了测量系统分别在静态和动态下重力补偿器的可行性，然后验证经过双高度法补偿后的扫描静电力显微镜探针系统的有效性，实验结果表明，设计的纳米级Z轴坐标测量系统可实现超高精度空间分辨率，具有50mm的有效行程范围，同时具有对部分非导体的测量能力，使得微纳米测量机的适用范围得到延伸，具有较高的应用价值。

摘要:数字微流控技术在操作单个微液滴方面所表现出的独特优势使其得到了广泛关注与应用，但数字微流控系统中针对芯片上液滴的位置缺少反馈就会发生液滴不能成功被驱动的现象，致使液滴不能够完成规划的路径。本文采用基于等效电容的液滴位置估算检测原理，系统以相邻两个驱动电极与液滴所构成的等效电容为反馈控制对象，该位置估算原理具有无量纲属性，与液滴的组成成分无关，适用性更加广泛。实验结果表明，基于等效电容的液滴位置估算检测原理和装置能极大地提高液滴连续运动的成功率，从而使液滴能够按照规划好的路径运动到既定目的地。