摘要:区域生态安全格局的最优化是保障区域生态安全的基础，采用模型方法准确地对区域生态安全格局进行分析及优化对于区域生态环境可持续发展有重要意义。区域生态安全格局优化需要多学科的综合、多角度的分析和多种实现手段的结合。一般建立在对不同景观类型、景观的空间格局、景观过程以及功能之间关系深入理解的基础上，首先找到景观格局对过程的影响方式，建立数量关系，其次利用景观生态学的原理集成数学模型，优化土地利用，多层次、多角度、多学科进行区域生态安全格局优化。本文在分析国内外相关研究进展的基础上，对区域生态安全格局的概念发展、研究内容演变、优化方法等进行了总结，在此基础上得出未来区域生态安全格局优化的研究趋势：多模型、多方法、多技术的有机集成；区域生态安全标准量化的探索；公众参与机制及利益协调的管理手段研究。

摘要:以东方红X-804型拖拉机为平台，设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统，研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案，以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位，以电控液压转向系统实现转向控制。分析了整体控制的策略，建立了路径跟踪的传递函数模型，阐述了双闭环转向控制算法的建立过程，以及控制器的硬件实现。试验结果表明：GPS定位数据经过校正后，平均偏差降低至0.031m；双闭环控制算法提高了自动转向系统性能，稳态时方波信号以及正弦波信号的跟踪误差平均值为0.40°；在拖拉机田间作业跟踪过程中，路径跟踪误差平均值不超过0.019m，转向轮偏角跟踪误差平均值为0.43°，标准差不超过0.041m。

摘要:为解决工厂或农业非线性光照环境下视觉导航算法鲁棒性和实时性差的问题，提出基于主动轮廓模型的导航标识线检测与跟踪算法。首先用多项式曲线模型描述单向标识线，导航问题等价为计算多项式曲线参数；然后依据标识线颜色和边缘等特征，给出关于多项式曲线的主动轮廓模型的内、外部能量函数；最后将能量函数简化为非线性最小二乘问题，应用高斯牛顿法和Armijo-Goldstein不精确一维搜索方法求解曲线最优参数。采用自制视频和自主小车测试算法，结果表明：该算法对非线性光照条件下直线和弯曲标识线的导航正确率为98.96%，运算时间为40.18ms。试验验证了该算法的鲁棒性和实时性。

摘要:根据玉米定向播种对种粒的要求，设计了一种基于机器视觉的玉米种粒实时精选装置。阐述了装置的组成和工作原理，设计了不合格种粒吹除装置及吹除方案，提出了种粒图像动态检测方法，根据种粒图像RGB颜色特征，提取出种粒区域及其各颜色区域，结合种粒形态特征建立了周长、面积等20个检测指标，并通过测试统计确定了其合格范围，最终据此分析和完成了尖端露黑色胚部、小型、圆形、虫蚀破损、霉变等不符合定向播种种粒的判断。依据种粒粘连处两分界点沿轮廓线较近一侧的距离与两分界点间直线距离之比，大于单一种粒轮廓线上任意两点的对应值，来判断种粒粘连性。试验表明，合格性检测准确率为96%，粘连性判断准确率为99%，不合格种粒有效吹除率为98%。

摘要:提出一种在大田环境下快速、精确提取中晚期玉米行中心线作为农业机器人导航基准线的新方法。改进了传统的2G-R-B算法，实时地获取植株绿色特征。根据玉米垂直投影图生成根茎轮廓特点并采用峰值点检测算法生成玉米根茎候补定位点，再对候补定位点进行二次判别，提取玉米根茎定位点。利用最小二乘法对已知特征点进行拟合，得到作物行线。求取左右行斜率后，计算出实际需要的导航基准线。实验结果表明，与其它算法相比，处理一幅700像素×350像素的彩色图像平均耗时小于185ms，实时性好。在多种环境下生成的导航基准线准确率在90%以上，有较强的鲁棒性，为农业自动导引车（Automated guided vehicle，AGV）在中后期玉米大田中的自主行走提供了一种可靠的导航方法。

摘要:国家根据果园施药机自动导航喷药作业需求，设计了一种基于北斗卫星导航系统（BDS）的施药机自动导航控制系统。该系统主要包括RTK-BDS接收机、导航控制器、转向控制器、电控气动转向系统和三轴电子罗盘。其中转向控制器、电控气动转向系统和三轴电子罗盘构成转向角闭环控制回路，该回路可根据导航控制器发送的施药机期望转向角实现转向角的随动控制。将施药机的运动学模型和纯追踪模型相结合，设计了施药机直线跟踪导航控制器，输入为位置坐标和方位角，输出为期望转向角。针对果园地形特点对施药机进行了导航路径规划，并在果园进行现场试验。试验结果表明：所设计的导航控制系统，在施药机行进速度为2km/h时，直线跟踪最大误差不大于0.13m，平均跟踪误差不大于0.03m，能满足果园自动导航作业精度要求。高技术研究发展计划（863计划）项目（2012AA041507）和“十二五”国家科技支撑计划项目（2015BAD23B02）

摘要:传统精量玉米播种机作业时，排种器的动力由地轮提供，针对由于田间作业工况复杂导致地轮打滑而造成漏播率增加等问题，设计了电控玉米排种系统。该系统在田间播种作业时，由雷达测速仪采集播种作业速度，结合所需粒距得到排种器理论转速；通过编码器采集排种器实时转速，利用控制器控制策略，进行转速的最优控制，从而得到目标排种转速，提高排种精度。田间试验结果表明：应用该电控排种系统进行田间玉米播种作业时，排种合格指数平均值为92.40%，与传统排种相比提高3.63个百分点；漏播指数平均值为4.82%，与传统排种相比降低2.04个百分点；不同播种作业工况下粒距变异系数均小于4.20%，播种效果好。

摘要:针对目前深松铲作业阻力大的问题，以3种深松铲（凿形、箭形、翼形）为研究对象，以深松铲的铲形、入土角α和张角β为试验因素，在辽宁省春玉米垄作区，进行了田间正交试验。检测了深松沟土壤扰动等指标和深松阻力F，计算了深松沟形面积与牵引阻力比值即沟形面积比阻。结果表明，α、β对耕后土壤特性、深松沟形面积和沟形面积比阻没有显著影响。α对阻力F有显著影响，F随α先减小，再增大，当α为21°时阻力最小。铲形对耕后土壤特性、深松沟形面积、阻力F和沟形面积比阻有显著影响，凿形铲、箭形铲和翼形铲作业对土壤扰动面积依次增大，翼形铲的扰动面积分别比凿形铲和箭形铲大49.8%、30.0%，箭形铲扰动面积比凿形铲大15.3%（P＜0.05）；但翼形铲所受阻力分别比箭形铲和凿形铲大123.6%和36.6%，箭形铲比凿形铲所受阻力大63.7%（P＜0.05）。从凿形铲到翼形铲，沟形面积比阻依次增大，凿形铲的沟形面积比阻分别较箭形铲和翼形铲小42.4%和50.2%（P＜0.05），箭形铲的沟形面积比阻较翼形铲小5.4%（P＜0.05）。综合深松铲对土壤扰动疏松效果、牵引阻力及沟形面积比阻分析，入土角α为21°的凿形铲是相对最优的铲形。

摘要:针对现有开沟刀片在密植果园开沟施肥过程中存在功率消耗大、沟深稳定性差的问题，运用旋耕理论和试验分析的方法，设计了一种正弦指数曲线型开沟刀片。通过分析拖拉机前进速度、刀盘转速以及二者相互作用对功率消耗和沟深稳定性的影响，确定了正弦指数曲线型开沟刀片工作参数的最佳组合为：拖拉机前进速度1m/s，刀盘转速为200r/min。以正弦指数曲线型开沟刀片B处弯曲角、弯曲半径、C处弯曲角为影响因子，以功率消耗和沟深稳定性为响应值，通过三因素四水平正交试验，确定了正弦指数曲线型开沟刀片结构参数的最佳组合为：B处弯曲角为95°，C处弯曲角为140°，弯曲半径为9mm。对正弦指数曲线型开沟刀片和现有开沟刀片进行对比试验，结果表明：在工作参数和开沟深度相同的条件下，正弦指数曲线型开沟刀片比现有开沟刀片功率消耗下降3.29kW，沟深稳定性提高8.83个百分点，各项技术指标均达到了国家相关标准的技术要求。

摘要:针对植保施药多个作业区域的情况，研究了一种植保无人机全局航线规划算法，将整个算法分为单个区域航线规划、区域间作业顺序和区域间调度航线规划3部分。从作业路程、多余覆盖和遗漏覆盖的角度，分析了多种覆盖作业方式的优劣，确定了无人机在单区域内的覆盖方式。基于遗传算法与TSP问题得到区域间的优化作业顺序，并基于改进的二进制编码遗传算法进行区域间调度航线的规划，最终实现无人机多作业区域航线的全局规划。仿真结果表明，规划算法可以有效地实现全局航线的规划，缩短了无人机的作业距离与区域间调度飞行的距离，达到了能耗与工作时间的优化，节省了航线规划所需的人力成本，使作业管理更加便利。

摘要:大型喷杆式喷雾机在田间作业时，喷杆运动严重影响了喷雾分布，悬架系统是控制喷杆动力学行为的关键装置，既要隔离来自车体的高频扰动，又要使喷杆跟踪低频的地面坡度变化，时刻保持与地面（或作物冠层）平行。为了研究双钟摆主、被动悬架机构的动力学特性，综合考虑车体运动耦合作用、地形坡度变化、摩擦等因素，使用第二类拉格朗日动力学方法建立描述喷杆动力学行为的数学模型。首先进行被动悬架动态特性研究，分析阻尼、摩擦、摆钟长度等因素对响应特性的影响；然后建立基于液压比例控制的主动悬架Matlab/Simulink仿真模型，揭示控制系统增益系数、时间常数、悬架结构参数等对喷杆响应特性、跟踪误差的影响规律。利用Stewart六自由度运动模拟平台及动态测试系统，对28m大型喷杆悬架系统进行瞬态响应测试和频响测试，频响试验值与数学模型预测值均方根误差为0.087，表明模型可用于预测喷杆动态响应特性，指导悬架参数科学配置。

摘要:为计算有风条件下折射式喷头水量分布及喷灌均匀度，以弹道轨迹理论为基础，依据风速分布模型，建立有风条件下折射式单喷头水量分布计算方法，采用该方法模拟出有风条件下Nelson D3000型喷头倒挂安装方式下水量分布特性，通过与实测资料进行对比，验证了模拟具有较高的准确度，可应用于有风条件下折射式喷头水量分布计算。在此基础上，选用476mm（24号）喷嘴直径，模拟出不工况下单喷头水量分布，计算出组合情况下喷灌均匀度，分析了风速、风向、喷头间距、工作压力和安装高度5种因素对喷灌均匀度的影响，并对蒸发漂移损失进行了分析。结果表明：95%的置信区间下，喷头布置间距对喷灌均匀度的影响最显著，其次是安装高度和喷头工作压力，风速和风向对喷灌均匀度影响不显著。风速、喷头工作压力和安装高度都会对蒸发漂移损失产生影响，其中工作压力影响最大。当选用Nelson D3000型喷头在风速小于6m/s的环境下喷灌时，应将喷头安装间距固定在2.13~3.04m范围内。另外，该安装间距范围内，喷头安装高度和喷灌压力增大后，喷灌均匀度增大的效果不明显，因此应采用低压喷灌以降低喷灌系统运行成本；考虑到较高的喷头安装高度会产生较大的蒸发漂移损失，喷灌时还应适当降低喷头安装高度，以提高喷灌水分利用率。

摘要:设计了由机架、液压站、行走机构、弓齿脱粒机构及葡萄果串藤架组成的酿酒葡萄篱架梳脱运动试验台，通过螺旋对辊、两侧梳脱装置的空间位置、对辊转速和行进速度等关键参数的调节，可进行柔性梳脱装置的试验，研究运动中柔性弓齿梳脱作业机理和各因素对梳脱的影响。通过脱粒过程运动学、动力学分析，研究了影响酿酒葡萄运动梳脱效果的主要因素为行进速度、对辊转速和弓齿螺旋角。在室内进行正交试验，结果表明，行进速度和对辊转速对脱粒率有一定影响，弓齿螺旋角的影响不显著，对辊转速从200 r/min增加到300 r/min，脱净率从75.7%提升到了92%，行进速度从0.4m/s增加到0.7m/s，脱净率从94.7%降低到78%；对于破损率，3个因素均不显著，约为20%左右。

摘要:为了提高制种玉米生产管理的机械化水平，设计了一种父本整秆切除铺放机，主要由切割机构、茎秆输送机构和液压传动系统等组成。切割机构采用斜向无支撑旋转切割方式，根据玉米植株被完全切断的条件，结合设计的一字型刀片结构参数，确定了刀片的旋转角速度，通过刀片的运动分析，验证了刀片结构的合理性；茎秆输送机构采用装有长、短夹齿的回转输送链和压杆相互配合的方式，通过对输送过程中茎秆受力和输送链运动分析，得出了茎秆被牢固夹持并有序输送时的相关技术参数；留茬高度调节由升降油缸驱动平行四边行机构实现，刀片和输送链由负载敏感液压系统传动实现。田间试验表明，设计的制种玉米父本整秆切除铺放机性能稳定、可靠，切断率为100%，铺放整齐率达95%，满足了机械化父本切除作业的要求。

摘要:切割器作为芦蒿收获机的重要工作部件，其切割性能直接影响作物的收获质量和后续输送效果。采用虚拟样机设计方法，对自走式芦蒿有序收获机中往复式切割器的结构参数和芦蒿茎秆的物理参数进行研究，建立了切割部件的三维实体模型和茎秆的柔性简化模型，并进行刚柔耦合动力学仿真分析。以切割系统的切割速度vg、切割角度α和前进速度vm为影响因素，选取切割器对茎秆切割力F和重割率γ为评价指标，设计了三因素三水平虚拟正交试验，运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析，并进行田间试验验证。结果表明，响应面模型（RSM）优化组合vg=1.6m/s，α=15°，vm=1.0m/s时，F、γ明显降低，割茬质量最好，与试验结果相比，切割力误差小于10.9%、重割率误差小于11.3%。分析结果验证了预测模型的有效性和准确性，表明所设计的往复式切割器满足对芦蒿的有序收获要求。

摘要:基于标准的Smagorinsky亚格子尺度模型，对斜流泵全流场进行大涡模拟并结合压力脉动实验对小流量工况下的压力脉动和内部流场进行研究。实验结果表明，叶轮进口处的脉动幅值最高，随着流量的降低压力脉动幅值逐渐增加，不同工况下叶轮进口、叶轮出口、导叶进口的压力脉动主频为叶频，但导叶出口脉动主频随着流量的变化而变化。大涡模拟表明，0. 8Qopt工况下叶轮进口流动状态较好，叶轮进口轴面速度变化较小，而在0.4Qopt工况下叶轮进口流动状态较复杂，轴面速度变化较大,0.4Qopt工况时叶轮进口冲角增加以及受到相邻叶片叶顶泄漏流的影响，在t*=0.0416时叶片进口吸力面已发生流动分离，当叶轮从t*=0.0416旋转到t*=0.1249时，叶片吸力面流动分离加剧，轮缘处的轴面速度明显升高，同时分离涡的旋转强度也逐渐增强，导致该区域的静压下降，逆压梯度上升，促使回流的产生，当回流到达叶片进口时进口处的静压逐渐恢复，因此叶轮进口流动分离是引起叶轮进口压力脉动幅值增加的重要因素。

摘要:双进口两级双吸离心泵的过渡流道由正流道、过桥段、反流道3部分组成，其中正流道为双蜗壳型式，反流道为带有导叶的双螺旋型式，过桥段连接正反流道呈现空间扭曲状。过渡流道与首级叶轮和次级叶轮均存在动静耦合关系，由此导致的动静干涉效应是引起压力脉动的主要根源之一。采用CFD方法对双进口两级双吸离心泵典型工况下的三维非定常流场进行了研究，对过渡流道压力脉动机理进行了分析。研究发现，正流道内的静压分布与其双蜗壳型式密切相关，在所有工况下均呈180°对称分布，压力脉动主频均为叶片通过频率，最大脉动幅值均出现在隔舌附近；小流量工况下，隔舌处压力脉动主频幅值明显高于设计工况，约为设计工况的180%。在过桥段中，所有工况下压力脉动主频均为叶片通过频率，设计工况下，沿着流动方向，内壁面进口处的压力脉动主频幅值达到最大，外壁面主频脉动幅值变化沿流动方向有增加的趋势；在反流道中，设计工况下压力脉动主频为叶片通过频率，幅值沿着流动方向逐渐增加，出口处主频的脉动幅值约为进口处的110%；小流量工况下，反流道导叶附近存在低频成分，且在导叶周围发现具有周期性的漩涡。

摘要:为了研究导叶位置对双向竖井贯流泵水力性能与流态的影响，利用CFX14.5对6种导叶位置方案的双向竖井贯流泵在正向运转与反向运转时分别进行小流量工况（0.8Qdes）、设计流量工况与大流量工况(1.1Qdes)的定常计算，总计共36个工况。将数值模拟结果与泵装置外特性试验数据进行验证对比，并对计算结果进行水力性能与流态分析。研究结果表明：泵装置数值模拟结果与试验数据吻合度良好，最大相对误差小于5%。泵装置正向运转时，在小流量下，泵装置效率随导叶位置S增加而下降，S=40mm时的导叶水力损失最大；但是在设计流量与大流量下，泵装置效率随导叶位置S增加而上升，S=100mm时的导叶水力损失最小。泵装置反向运转时，导叶位置对泵装置水力性能与流态没有显著影响，综合考虑，选择导叶位置S=100mm作为最终方案。

摘要:基于遥感（RS）、地理信息系统(GIS)技术、支持向量机（SVM）和景观指数等方法，提出了撂荒耕地信息提取的技术路线和研究思路。以河南省罗山县子路镇为研究区，采用2013、2015年春秋两季的4景Landsat-8 OLI遥感影像，提取该镇撂荒耕地及其时空分布信息，进而分析地形、交通、灌溉条件和耕作半径等几个农业生产条件对子路镇耕地撂荒的影响，得出利用遥感影像提取撂荒耕地的正确率达到90%以上；该区域撂荒耕地主要分为季节性撂荒和常年性撂荒，且季节性撂荒较为严重；地形、交通、灌溉和耕作半径均影响耕地撂荒的时空分布，且地形因素中的坡度影响最大。研究结果不仅能够对经济欠发达地区撂荒耕地空间信息提取、驱动因素分析提供技术支撑，而且也可为国家粮食安全以及区域可持续发展政策的制定提供依据。

摘要:利用2013年耕地质量等别县级年度更新数据，采用面积加权平均法，计算各因素指标区的耕地平均等别；采用均值二分法，计算各指标区内各耕地地块等别与平均等别之间的离差；采用等别方差，计算各县（区）利用等的离散程度。研究结果表明：各因素指标区平均等别均低于8等，大部分地区耕地质量等别低于全国平均水平的9.8等，北京平均水平略高于天津与河北；自然等的离差值域为-3.08~4.90，利用等的离差值域为-5.97~5.16，经济等的离差值域为-5.99~4.24，该地区80%以上的耕地等离差范围在±2等；各区县的耕地利用等方差值域为0~6.13，平原地区各区县的利用等方差较大，山地丘陵区和高原地区的各县利用等方差较小。通过空间差异分析表明，平原地区自然条件稍好，但其利用水平和经济效益差异较大；西部山区、北部山区和坝上高原区的耕地质量提升潜力较大，但自然条件和基础设施较差。

摘要:以规则网格为评价单元，采用因素组合法对耕地自然质量限制因素进行分析；采用热点分析法对耕地利用水平指标进行局部聚类；并分别测算限制因素改变和利用水平指标提升后的耕地质量变化。以河北省涿州市为研究区进行研究，结果表明：灌溉保证率是涿州市耕地自然质量的限制因素，经改善灌溉条件的耕地自然等指数可平均提升408。涿州市耕地整体利用水平相差较大，可依据热点分析结果提出相应的耕地平整、修建沟渠或田间道路等工程措施，改善土地利用条件，提高耕地利用等指数。综合整治潜力呈现东西低、中部高的分布特点。所提出的耕地整治质量潜力测算方法有助于确定耕地质量限制因素、划分耕地整治区域及指明整治方向。

摘要:为了进一步推进京津冀耕地规划统筹和协调配置，实施耕地质量空间管制与全面提升机制，保障京津冀协同发展的耕地资源需求，采用GIS技术、分形理论、灰色关联度分析相结合的方法，系统研究京津冀耕地质量空间分布分形特征及其机制。主要结论为：京津冀耕地质量在空间上呈现规律分布的态势，具有南北差异明显、南高北低、区域边缘低、中间高的特征；分形理论可以用于京津冀耕地质量空间分布的结构特征研究，分形特征反映了京津冀耕地质量类型的空间形态复杂性和空间占据度。京津冀高等地空间结构最简单，形态最稳定，空间占据度在自然质量水平上最高，在经济质量水平上最低；中等地的空间结构和稳定性居中，但空间占据度最大；低等地空间结构复杂度、空间形态稳定性和空间占据度与高等地完全相反。影响京津冀耕地质量分形特征的主要因素是光温/气候等自然条件，农业生产条件和社会经济条件在此基础上进一步扰动了其分形特征。

摘要:基于关中平原Aqua MODIS 条件植被温度指数（VTCI）的干旱监测结果，分别采用分布式和聚合式的主导类变异权重法（DCVW）、算术平均值变异权重法（AAVW）和中值变异权重法（MPVW）对市域单元内VTCI进行空间尺度上推，以获取冬小麦主要生育期聚合后的加权VTCI；以加权VTCI与冬小麦产量间的回归分析精度为参考，选择最为合适的空间尺度上推方法。结果表明：采用分布式获得的加权VTCI与冬小麦产量的回归分析结果整体优于聚合式获得的结果。在分布式的上推过程中，MPVW获得的加权VTCI与冬小麦产量间的回归分析精度较低，DCVW和AAVW的精度均较高，其中DCVW获得的加权VTCI与冬小麦产量间回归分析的决定系数R2达0.64，精度最高，说明采用分布式DCVW对市域单元内VTCI进行空间尺度上推得到的加权VTCI最为合理。

摘要:植被覆盖动态变化及其空间格局演化研究是了解土地资源和环境变化的重要方式，对科学合理地改善生态环境具有重要意义。基于1982—2013年GIMMS-NDVI时序数据，运用均值法、变异系数法、趋势分析法、Hurst指数法，分析了黄河流域植被覆盖时空格局和演化趋势。结果表明：在时间上，黄河流域32a来NDVI月平均波峰值主要出现在5—9月份，其中以8月份的0.546居首。在年际变化方面，黄河流域植被覆盖呈现较为缓慢的增长趋势，增速为0.018/（10a）；在植被覆盖变异方面，黄河流域在1982—2013年间NDVI变化总体处于低态势的波动过程，其中变异系数小于0.1的低波动变化的区域占流域总面积的53.88%；在空间分布上，黄河流域NDVI多年均值小于0.4的低植被覆盖区域约占流域总面积的24.65%，大于0.6的植被覆盖较好的区域约占流域总面积的45.73%，植被分布从北至南呈阶梯状逐渐增强的变化态势；在变化趋势上，32a间黄河流域植被覆盖整体在不断改善，约59.49%的地区植被覆盖得到了改善，约33.96%的区域植被覆盖基本没有发生变化；在变化可持续性方面，黄河流域未来植被覆盖变化类型主要是基本不变和持续改善2类，分别占流域总面积的33.56%和58.81%。

摘要:激光点云数据以其详尽、高精度的三维信息，在森林参数估算、精确重建植物形态结构三维模型方面具有特殊优势。为进一步提高三维模型精度，综合集成多种算法，在改进现有PC2Tree软件基础上，基于点云数据进行树木三维重建。首先根据树木局部点云的主方向相似度和局部点云轴向分布密度分离枝干与树叶；其次采取水平集和最小二乘法提取枝干部分的骨架点，通过下采样方法提取冠层部分的特征点；最后根据骨架点和特征点拓扑结构重构树木三维模型。以樟树为例，分析枝叶分割精度，自动分割与手动分割结果相近；以无叶的鸡蛋花树为例，分析重建模型精度，模型主枝长度相对误差范围集中在0~8.0%，半径相对误差范围集中在0~10%；枝条重建过程避免了噪声点的干扰，对噪声点具有一定的不敏感性；重建三维模型与原始点云吻合度高，基本解决了冠层内部枝干遮挡严重带来的三维建模困难的问题；依据模型提取树高、冠幅、胸径、体积等参数，增加了重建模型的应用范围。

摘要:为进一步提高温室黄瓜霜霉病诊断的准确率，构建了一个基于图像处理的温室黄瓜霜霉病诊断系统。针对温室黄瓜栽培现场采集的病害图像，采用基于条件随机场（Conditional random fields，CRF）的图像分割方法进行病斑图像分割，并采用决策树模型扩展一元势函数，提高病斑图像分割的准确性；将分割后的病斑图像转换到HSV颜色空间并提取其颜色、纹理和形状等25个特征，利用粗糙集方法进行特征选择与优化；构建了基于径向基核函数的SVM分类器，准确地识别与诊断温室黄瓜霜霉病。系统试验验证结果表明，该系统采用的病斑分割方法，能够克服复杂背景和光照条件的影响，准确地提取病斑图像；采用粗糙集方法能够有效地选择分类特征，将25个初始特征减少到12个，提高了运行效率；黄瓜霜霉病识别准确率达到90%，能够满足设施蔬菜叶部病害诊断的需求。

摘要:为了实现稻叶瘟病害的早期、快速检测，对稻叶瘟病害初期水稻叶片的叶绿素荧光光谱变化进行分析，建立光谱诊断模型。将稻梨孢接种于水稻叶片，分别在接种前期（0h）、潜育期（48h）和病斑初现期（7d）3个时段采集水稻叶片的叶绿素荧光光谱。分析3个时段光谱变化特征，并利用Savitzky-Golay平滑（SG）和一阶导数变换（FDT）对光谱进行预处理。利用高斯拟合法（GFF）分别对原始光谱、SG平滑光谱和SG-FDT光谱提取各波段光谱特征向量。将试验样本划分为建模样本和检验样本，以病害初期的3个时段作为稻叶瘟病害的等级指标，分别采用全波段光谱特征向量和组合波段光谱特征向量，对3种预处理光谱利用建模样本建立稻叶瘟病害的支持向量分类（SVC）模型，对比4个经典核函数，并利用检验样本对模型进行检验。结果表明，蓝绿光区域、红光与远红光区域荧光随初期稻叶瘟病害程度的变化而变化，SG-FDT光谱的GFF-SVC（PLOY）模型对3个时段病害的分类准确率最高，且原始光谱、SG光谱、SG-FDT光谱的不同波峰位及其组合对稻叶瘟病害的识别效果不同。

摘要:智能化畜牧业管理需要对牧场中牲畜的行为进行检测以及对牲畜的运动路径、位置等信息进行采集,利用牧场物联网系统可以实现对上述信息的获取。基于无线传感器网络的系统架构能够满足各个采样节点间的通信需求，但是由于牧场所处的地理位置一般比较偏远，网络环境复杂，与互联网连接时经常出现连接中断、丢包等问题。采用传统的网络连接方式可能导致数据大量丢失，为了减少在与互联网连接中断时采样数据的丢失，提出了一种基于机会网络的牧场物联网数据传输方案，分析了在牧场环境中传感器之间的通信状态，总结出传感器之间通信的3种方式，分别予以建模分析。在传感器有限存储容量的前提下，利用机会网络的原理，提出接入点密度的计算方法，并总结了牲畜运动速度、传感器节点存储容量与数据传输丢包率之间的内在联系，从而保证了系统数据丢失在设计允许的范围内。通过评估和验证所提方法理论结果的实验，证明了方法的正确性。

摘要:选用石家庄平原区补排因子的多种组合为输入参数，利用28眼水井的实测资料作为预测目标值，首次建立基于极限学习机（Extreme learning machine，ELM）的地下水位埋深时空分布预测模型，讨论补排因子在不同缺失情况下对模型精度的影响；利用ArcGIS分析误差空间分布趋势，并与常用的三隐层BP神经网络模型进行对比。结果表明：基于水均衡理论的ELM地下水位埋深模拟模型能够准确反映人类和自然双重影响下地下水系统的非线性关系，模型输入因子中缺失降水量或开采量的模拟结果均方根误差（RMSE）比缺失其余因子的RMSE高200倍及以上，同时模型有效系数（Ens）和决定系数（R2）进一步降低；与BP模型相比，ELM模型可使RMSE减小43.6%，误差区间降低46.4%，Ens和R2提高至0.99，且RMSE在空间相同区域上均明显呈现出ELM模型小于BP模型；ELM模型在南部高误差区的移植精度（RMSE低于1.82m/a，Ens高于0.95）高于BP模型（RMSE超过3.00m/a，Ens低于0.85）；因此，影响地下水位埋深的主导因素是降水量和开采量，且ELM模型在精度、稳定性和空间均匀性上较优，移植预测效果较好，可利用已知资料推求区域空间内其余未知水井的浅层地下水位埋深；该模型可作为水文地质参数及补排资料缺乏条件下浅层地下水位埋深预测的推荐模型。

摘要:研究了开放式和封闭式供液方式下番茄根区盐分累积强度、盐分离子组成与比例变化特征、番茄养分含量特征、养分利用效率，分析了盐分累积对番茄产量和脐腐病患病率的影响。结果表明：开放式和封闭式根区电导率均随生育期的延长不断上升，开放式根区溶液电导率最高为11.9mS/cm，封闭式为17.2mS/cm；开放式和封闭式根区盐分离子组成由大到小为NO3-、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、H2PO4-；开放式和封闭式根区溶液离子比例失衡特征与程度相当，均表现为K+、Ca2+和H2PO4-比例降低，Mg2+、NO3-和SO42-比例上升；番茄产量随电导率的增加而降低，果实脐腐病患病率则随电导率和离子比例失衡程度的增加而增加，到采收后期开放式和封闭式果实脐腐病患病率分别高达29.7%和36.6%；与开放式相比，封闭式供液方式下番茄N、P、K、Ca、Mg和S养分利用率分别提高11.6%、19.6%、18.9%、11.8%、37.3%和15.9%。开放式和封闭式基质栽培根区均存在盐分累积和离子比例失衡现象，为控制根区离子比例失衡和果实缺Ca现象，在番茄进入坐果期后应提高K和P的投入，控制N、Mg和S的投入。从节水、节肥和保护环境角度出发，基质栽培应着力发展封闭式供液方式。

摘要:利用人工气候室控制空气温度、相对湿度和光合有效辐射量，根据水量平衡法控制土壤含水率，按照四因素五水平的二次回归正交旋转组合设计，对甜瓜蒸腾量进行模拟，并探讨各因子调控水分传输的机制。基于Jarvis模型建立环境因素驱动的多元非线性气孔导度模型，结合水汽扩散原理建立蒸腾量模型，模型预测精度良好。探究因素交互作用及其耦合调控效应，结果表明：除相对湿度对蒸腾表现为抑制作用，土壤含水率、空气温度和光合有效辐射均对蒸腾具有促进作用；土壤含水率与空气温度的单因素效应相似，随因素水平增加，蒸腾量线性升高；光合有效辐射量驱动蒸腾的单因素效应为开口向下的二次函数，当因素水平超过阈值后，蒸腾量逐渐下降。环境因素在驱动和调控蒸腾过程中均存在密切耦合和反馈效应，土壤含水率与温度对蒸腾调控的耦合效应趋近于平滑曲面，蒸腾量随两因素水平的升高而升高，在试验水平内两因素对蒸腾表现为协同促进效应；空气相对湿度减弱了水汽扩散驱动力，进而抑制温度和土壤含水率对蒸腾的驱动作用，且这种抑制作用随相对湿度的升高而更明显。

摘要:基于长期定位耕作试验（2006—2016年），探讨长期传统翻耕、免耕和深松耕作对冬小麦关键生育期0~100cm土层土壤含水率的影响，分析长期免耕和深松耕作下冬小麦植株氮素积累和转运的特性。试验结果表明：长期免耕和深松耕作较传统翻耕均不同程度提高了0~100cm土层土壤含水率，但在较干旱年份，不同生育期免耕蓄水保墒效果优于深松耕作。从冬小麦扬花期到成熟期，无论何种耕作方式氮素在茎和叶中的分配比例逐渐减小，在穗中的分配比例逐渐增大。扬花期，与传统翻耕相比，连续2a免耕分别提高茎、叶和穗的平均氮素积累量44.3%、80.5%和70.9%，而连续2a深松耕作未呈现显著变化；成熟期，连续2a免耕和深松耕作较传统翻耕均显著降低了茎的平均氮素积累量，增加了籽粒的平均氮素积累量（P<0.05），且免耕优于深松耕作。此外，与传统耕作相比，免耕显著提高冬小麦植株营养器官氮素转运量、转移率和营养器官对籽粒的贡献率（P<0.05），而深松耕作仅在较干旱年份未明显提高冬小麦植株营养器官转运量和对籽粒的贡献率。综上，长期深松耕作并不能持续促进冬小麦植株氮素积累与转运，对于干旱少雨年份免耕优于深松耕作。

摘要:在野外山地设置4种不同土壤含水率水平的定位试验小区，试验枣树采用相同的节水型修剪标准使其保持一致的规格，在自然降水情况下连续2年观测土壤含水率、枣树生长、产量等。不同初始含水率的土壤在自然降水条件下，土壤含水率趋向某一个值，该值受年降水量的影响而异，2014平水年该值为（13.83±0.22）%，2015偏旱年为（9.46±0.32）%。初始土壤干化程度不同会显著抑制枣树枣吊生长和果实个数，在相同干化土壤中枣树的生长取决于当年的降水量，但节水型修剪下的产量比常规矮化修剪提高36%～41%，产量水分利用效率提高3.6倍以上。节水型修剪技术有利于提高枣树的产量水分利用效率。

摘要:采用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日固液多相湍流模型，选用夹角、上底宽、齿高、齿尖参差量、流道宽等五因素四水平组成16个迷宫流道模型，进行水沙运动CFD-DEM耦合数值模拟，分析沙粒群通过率、速度下降百分数、沙粒群运动和分布规律。结果表明：沙粒群通过率能有效描述迷宫流道的抗堵塞性能，沙粒群通过率与沙粒速度下降百分数呈负相关，沙粒群整体速度下降是影响迷宫流道内沙粒通过率的核心因素；沙粒速度的变化取决于流道内水流运动特性，而夹角、流道宽是影响水流特性的主要流道结构参数，其中夹角具有显著性影响；较优结构中可使沙粒始终受曳力牵引，大部分沙粒运行于主流区中，保持较高的运动速度，速度下降较小，动能损失少，通过率高，减少了被堵塞的机率；该方法统计了沙粒群运动及分布规律，从微观角度分析迷宫流道内沙粒运动，将有效提高迷宫流道结构设计效率。

摘要:在收集、处理大量空间及属性数据资料的基础上，构建泾河流域SWAT模型，运用流域出口站张家山水文站点11年的月实测径流量数据对模型进行率定和验证，并以Nash-Sutcliffe系数（Ns）和决定系数（R2）2个指标综合评价模拟效果，率定期及验证期的2个指标值均大于0.7，表明模型对泾河径流量的模拟具有较好的适用性。通过历史降水量数据频率分析计算，选取3个典型水文年作为基准年，并根据前人对HadCM3模式在A2、B2情景下的输出数据作统计降尺度处理得到流域未来3个时段（2020s、2050s和2080s）降水量、气温的变化结果，设定2种未来气候变化情景，并分别输入已验证的SWAT模型，预测未来典型水文年月径流量的变化趋势。结果表明：相比基准年，2种情景下未来3个时段典型水文年年径流量均减小，丰水年在2种情景下的减幅分别为26%~42%和25%~35%，平水年的减幅为23%~37%和21%~25%，枯水年的减幅为23%~38%和20%~31%；2种情景下未来3个时段典型水文年内的月径流量分配趋势与基准年大致相同，且月径流量的变化特征与降水量的变化基本一致，径流量在月峰值处的变化幅度较大，在其他月份变幅较小；A2情景下，3个时段的丰水年月径流量在8月份减幅分别为41%、43%和61%，平水年月径流量在7月份减幅依次为15%、23%和38%，枯水年的月径流量在6月份减幅依次为20%、36%和46%；B2情景下，3个时段的丰水年月径流量在8月份减幅分别为34%、37%和56%，平水年月径流量在7月份减幅依次为15%、23%和38%，而在2月份的径流量分别从17.71m3/s增加到24.93、38.79、63.63m3/s，枯水年的月径流量在6月份减幅依次为24%、31%和28%；2种情景下，丰水年的径流量年内分配不均匀系数从1.06分别减小到0.71和0.74，年内分配不均匀程度降低，而平水年及枯水年的径流量年内分配不均匀系数变化较小；对比2种情景，无论是典型年的年径流量还是各月径流量，其在各时段的变化趋势基本一致，且变幅相差不大。

摘要:通过2年桶栽试验，设置3个灌溉水平：低水（W0：（50%~60%）FC，FC为田间持水率，下同）、中水（W1：（60%~70%）FC）和高水（W2：（70%~80%）FC），3个施氮水平：不施氮（N0）、中氮（N1：施纯氮1.2g/桶，约合180kg/hm2）和高氮（N2：施纯氮2.4g/桶，约合360kg/hm2），研究不同灌溉和施氮水平对冬油菜生殖生长阶段地上部分生物量和氮素的积累、产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明，中水中氮处理（W1N1）能显著增加冬油菜生殖生长阶段地上部分干物质量和氮素积累量，显著提高冬油菜的产量和水分利用效率；过量灌溉或施氮处理（W1N2、W2N1和W2N2）的促进作用不显著。2年W2N1处理的产量最高，平均为38.4g/株；W1N1处理的水分利用效率最高，平均为1.07kg/m3；但W2N1和W1N1处理的产量和水分利用效率不存在显著差异，而W1N1处理的耗水量显著小于W2N1处理。另外，冬油菜的籽粒产量和水分利用效率与耗水量均呈显著的二次抛物线关系，冬油菜的水分-产量响应系数为1.36。全面考虑产量与节水节肥等因素，W1N1处理为该研究区较优的冬油菜灌水施氮策略。

摘要:在干旱区大田条件下，以制种玉米“金西北22号”为供试材料，采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案，在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0～100cm土层分层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的土壤NO3--N含量。结果表明:监测时期内，植株南、北两侧较植株下和0～40cm土层较40～100cm土层的土壤NO3--N含量时空分布受灌水施氮方式影响更大。固定灌水固定施氮下，水氮同区时土壤NO3--N施氮侧下移，而水氮异区时土壤NO3--N在施氮侧累积。灌浆期，40～80cm土层的植株下，与均匀灌水相比，交替灌水下不同施氮方式的土壤NO3--N含量减少9.9%～14.4%。交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使得土壤NO3--N在较长时间内维持在0～40cm土层周围，成熟期二者0～100cm土层的土壤NO3--N残留量相近，但较其他处理减少11.7%～27.3%。综上，交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使玉米生育期土壤NO3--N含量时空分布比较合理，成熟期土壤NO3--N残留量较低。

摘要:针对两阶段闭式循环氨脱除工艺处理猪粪厌氧消化液耗时、耗碱、难以达到工业化大量污水处理的需求问题，进行了连续闭式循环氨脱除工艺的试验研究。试验结果表明，对于起始氨氮质量浓度为(1444±37)mg/L的猪粪厌氧消化液，在气流量为530L/h、液流量为445mL/h、气液比为2036条件下，氨氮脱除率可达(66.81±0.24)%。经RSM优化的模型能够很好地分析和预测该工艺及系统条件下猪粪厌氧消化液的氨氮去除结果。所选自变量对于氨氮脱除的影响力从大到小依次为：气液比、液流量、气流量。研究结果可为猪粪厌氧消化液的连续处理提供依据。

摘要:针对现代农业科技示范区污水特点，在处理农村生活污水的“两级回流连续供氧生物膜”工艺基础上设计“两级交替回流局部循环供氧生物膜”工艺，并对该工艺处理分散污水的脱氮除磷效能进行了实际应用研究。系统采用沉淀池和循环池交替回流技术，简化调节池为集水池，改造水解酸化池为水解酸化调节池，在平均处理量100t/d，水力停留时间（HRT）为2d的情况下，稳定运行2a结果表明：工艺对有机污染物、NH3-N、总氮和总磷的去除率分别为71.6%、64.4%、45.5%和72.0%；出水有机污染物、NH3-N、总氮和总磷的平均质量浓度分别为15.3、9.2、17.2、0.8mg/L，出水符合城镇污水处理厂污染物排放（GB 18918—2002）一级B标准。进水有机污染物与总氮比值、有机污染物与总磷比值与总磷、有机污染物和NH3-N去除率呈正相关关系，与总氮去除率呈负相关关系。实践证实，该工艺对波动较大的冬季低温期及复杂水质期高冲击、高负荷的特殊分散污水具有较好的脱氮除磷和有机物去除能力。

摘要:为探讨基于选择的近红外光谱变量定量判别堆肥腐熟度的可能性，为堆肥发酵终点判定及开发相应的近红外漫反射光谱控制设备提供理论基础，采集了100份堆肥样本，用湿化学方法分析了堆肥样本中的胡敏酸含量，采集范围为4000～9000cm-1波段的光谱，进而利用该近红外光谱进行预处理方法的优化研究及堆肥胡敏酸感变量的优选研究，以偏最小二乘的方法建立了基于近红外光谱分析的堆肥胡敏酸定量模型。结果表明：小波变换充分提取了近红外光谱的信息；利用C4小波系数对58个堆肥样本进行建模，对42个预测集样本进行预测，预测集均方根误差和R2分别为0.1138%和0.9266，优于原始光谱直接建模的0.1672%和0.8348。对近红外光谱数据进行小波变换，利用处理后的小波系数，采用偏最小二乘法预测了堆肥中胡敏酸的含量，建立了小波变换与近红外光谱技术结合用于测定堆肥样品中胡敏酸测定的模型。基于小波系数的模型优于传统的近红外光谱全谱模型，对于堆肥胡敏酸的测定取得了较为准确的预测结果。

摘要:采用浸渍法对HZSM-5分别进行了Fe、Co、Cu改性；通过XRD、Py-IR和BET法对改性HZSM-5进行了表征；在两段式固定床反应器上进行了生物质热解气的在线提质试验；分析了改性HZSM〖CD*2〗5的催化提质和抗结焦性能。结果表明，Fe、Co、Cu改性负载物分布较为均匀，没有团聚成大颗粒晶体，对HZSM-5的酸性分布产生了不同的影响，同时修饰了分子筛孔道，减小了分子筛孔容；经Fe、Co、Cu改性HZSM〖CD*2〗5催化所得精制生物油的产率为1837%~19.03%，O质量分数为15.13%~17.23%，pH值为5.05~5.12，运动黏度为5.16~5.22mm2/s，高位热值为34.56~36.01MJ/kg；精制生物油中含有多种官能团，有机物种类较多，烃类物质总含量有明显升高，尤其是〖JP2〗PAHs的含量显著升高，芳构化性能显著增强，其中，经Fe/HZSM-5和Co/HZSM-5催化提质，生物油中MAHs含量相对较高；Fe/HZSM-5和Cu/HZSM-5抗无定型焦炭的性能较强，Co/HZSM-5抗石墨型焦炭的能力大幅增强。

摘要:时间-温度指示器(TTI)是一种可以跟踪冷链物流温度历程的智能装置，可以指示相应的农产品品质。但现有的TTI匹配条件在一定程度上限制了TTI的应用范围，即使TTI满足了传统匹配条件的要求，但应用效果也会受到农产品采收品质波动的影响。通过使用反应动力学方程和等量线方法，在原有的匹配过程中引入了TTI的校准过程，并借此推导TTI匹配所需的基本条件，以及校准过程所需的参数。结果表明，TTI匹配性判断所需的基本条件仅为农产品品质与TTI的反应活化能相等，或两者等量线存在比例关系。在此前提下，利用公式推导或等量线的绘制过程，可以求得静态校准和动态校准时所需的相关参数，经过校准后的TTI即可与对应的食品完成匹配。校准过程的引入可以显著扩大TTI的适用范围。除此之外，动态校准模型还可以缩小处于变化中的TTI和农产品对应品质之间的差值，提高TTI指示货架期的精确性。最后，通过使用两种酶型TTI、两种不同激活条件的化学型TTI和玫瑰香葡萄进行验证实验，实验结果证明经过合理校正之后TTI的等量线普遍与玫瑰香葡萄的品质等量线更接近，对其指示效果精准。

摘要:为了探索一种反应条件温和、方法简单的食品熏蒸剂环氧乙烷制备方法，采用甲基弯菌IMV 3011（Methylosinus trichosporium IMV 3011）细胞作为生物催化剂，催化乙烯的环氧化反应生成环氧乙烷，确定了反应条件。结果表明：反应器中气相的组成为氧气50%、乙烯20%、氮气30%（体积分数），30℃、150r/min 振荡反应8h，采用固定化形式催化剂，环氧乙烷生成量为34μmol/mg，利用甲烷培养对其循环再生，再生8次催化剂中甲烷单加氧酶（MMO）活力仍保留89%，环氧乙烷物质的量为3.4nmol。

摘要:采用超滤法回收水解液中的蛋白质，在单因素试验的基础上，通过BoxBehnken响应面法试验设计建立了操作压力、溶液质量分数、溶液pH值对膜通量影响的模型。研究结果表明，各因素对膜通量的影响由大到小依次为溶液质量分数、操作压力、溶液pH值。经优化得到的最佳工艺参数为：操作压力0.20MPa、溶液质量分数5.60%、溶液pH值8.50。在此条件下超滤膜通量为7.02L/(m2·h)，回收物中蛋白质质量分数增至88.63%，红外光谱显示构成大豆蛋白的各官能团特征峰明显，高效液相色谱结果显示超滤对水解液中低聚糖类物质的脱除效果较好，所回收蛋白在功能特性上溶解性得到提升，且在酸性pH值范围内有明显改善，而乳化活性指数和乳化稳定性指数有所降低。超滤法回收水解液蛋白可实现同步浓缩与杂质分离，为水解液的增值利用提供了可行方法。

摘要:为了研究不同聚合度菊粉对面团中不同流动性水分迁移行为的影响规律，以短链、天然和长链菊粉及中筋面粉为原料，采用差示量热扫描仪（DSC）和核磁共振仪(NMR) 分析了不同聚合度菊粉在不同添加量（0、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%）时对面团中可冻结水（弱结合水和自由水）和不可冻结水（紧密结合水）的影响。DSC结果表明：3种不同聚合度菊粉的添加均引起面团中可冻结水含水率的下降和不可冻结水含水率的上升；NMR结果表明：随着菊粉添加量的增加，面团中紧密结合水和自由水含水率增大，弱结合水含水率减小，说明菊粉的添加促进了蛋白质与水分的相互作用，而抑制了淀粉与水分的相互作用。短链和天然菊粉对面团中自由水的影响较明显，而长链菊粉则对紧密结合水的影响较明显，3种菊粉都对弱结合水的影响较明显。分析显示DSC与NMR 测得面团中水分状态的结果具有一致性，面团中水分迁移行为与菊粉添加量之间存在显著的线性相关性。

摘要:以环烷酸铈溶液作为燃油添加剂(FBC)，依次按Ce元素质量比为50、100、150、300mg/kg添加到柴油中，分别配制出F50、F100、F150和F300燃油。对共轨柴油机燃用铈基FBC燃油的燃烧颗粒，采用热重分析、气相色谱-质谱联用仪、扫描电镜和粒径分级采样的方法，研究了FBC燃油颗粒的氧化特性、可溶有机物组分(SOF)、粒径分布及微观结构。结果表明：随FBC掺混比的提高，颗粒物的氧化反应向着低温区域移动，含铈元素150mg/kg时为最佳掺混比；与纯柴油颗粒相比，FBC颗粒的SOF中高碳原子数目下降，多环芳烃含量减少了49.2%；FBC颗粒粒径向着小粒径方向移动，核模态颗粒的数量浓度峰值增加了8.9%，而质量浓度峰值降低了14.5%；FBC颗粒物含有Ce元素质量分数为1.23%，其形貌为疏松多孔的海绵状，粘结程度明显降低。

摘要:对于电机后置式及地面耦合式混合动力系统，在其换挡过程中，可以通过电机补偿动力中断，因此调节发动机转速与AMT变速箱转速匹配可以实现平顺的换挡过程。针对发动机调速特性引入基于定量反馈理论与史密斯预估器结合的控制方法。首先，在AMESim中搭建自然进气发动机高保真模型，并通过速度特性验证保证模型的合理性；其次，基于机理建立发动机线性模型，并且分段辨识得到参数的不确定范围，从而将非线性系统用具有参数不确定性的线性模型表示；然后，通过频域分析优化得到一组最佳的史密斯预估器模型，用以补偿发动机进气-扭矩过程不确定延迟；最后，结合史密斯预估器与定量反馈理论设计得到发动机调速SP-QFT鲁棒控制器，从而保证系统在参数不确定情况下的鲁棒稳定性及跟踪性能要求。仿真结果表明：所设计的SP-QFT控制器满足设计要求，相比于基本QFT控制器及PID控制器，有效提高了发动机速度调节的控制精度及响应速度。

摘要:针对车辆主动悬架系统，提出了基于单步法求解的静态输出反馈有限频域H∞控制器设计方法。由于现有的有限频域H∞控制定理含有双线性项，且全状态反馈控制增益并不满足单步法的充分条件，导致静态输出反馈问题无可行解。文中应用GKYP引理给出了一个新的基于静态输出反馈的有限频域H∞控制定理。该定理可采用单步线性矩阵不等式LMI直接求解，相对于传统的迭代LMI及CCL算法，极大地简化了设计过程。借助状态反馈信息，避免了初始求解的不可行性。最后，通过数值算例及台架试验验证了该方法的可行性。

摘要:为提高多目标进化算法在求解复杂多目标问题上的收敛性和解集多样性，提出了一种基于正交设计模型的多目标进化算法。该算法在基于分解技术的多目标进化算法框架下，将正交实验设计方法同分解技术相融合。利用正交实验设计方法，有针对性地对父代个体进行重组，并生成多个保留优良基因的子代个体，避免了盲目性搜索以提高算法收敛性，并应用分解技术选择优秀个体来维持全局搜索和局部寻优的动态平衡。将该算法与目前典型的优异算法在18个标准测试函数集上进行对比测试，仿真结果表明所提算法相比另外4种算法具有良好的竞争力，在保持良好收敛性的同时，所获得的Pareto前端分布更加均匀，尤其在求解具有复杂Pareto解集的问题时，能保持较好的搜索性能。为了测试算法在求解含有约束问题的性能，将其应用于I型主梁多目标优化设计中，获得的Pareto前沿较均匀，且解集域较宽广，对比分析表明了算法的工程实用性。

摘要:针对农机专业底盘参数属性多、参数类型差异大、属性不能无条件补偿等特点，传统实例推理中以属性加权评价为主的最近邻算法已不能满足实际需求。基于此，提出将级别高于关系的ELECTRE多属性决策方法应用到农机专业底盘的实例推理中，算法首先对农机底盘实例数据进行预处理，然后采用层次分析法确定属性权重，通过不断试验调整各属性不和谐性阈值后进行级别高于关系构造、挖掘，最终实现目标实例与数据库中实例的相似性评价，并以履带式稻麦收获机底盘实例进行验证。与经典的最近邻评价方法相比，算法除能返回总体相似度较高的模型之外，同时返回影响实例排序的关键参数，让用户拥有更多后续评价依据，总体效果较好。

摘要:提出了变驱动布局的平面5R机构的选型设计方法，对其进行运动学分析，利用几何法建立了不同驱动位置的工作空间图谱，并提出了跟踪运动轨迹搜索可达工作空间的方法，为纸箱定制封装机构的构型应用提供了优选依据。通过分析纸箱摇盖折合的工艺流程，选择两个驱动电机轴线重合的5R机构，作为摇盖折合的手指机构原型。通过运动仿真提取了驱动电机的运动参数，将拟合的解析函数输入手指机构的控制程序中，经实验验证，实现了纸箱摇盖折合的预期运动轨迹，表明该手指机构运动具有良好的可控性。在此基础上，设计了一种区别于生产线作业的可重构纸箱包装机，通过装置模块结构的重组和控制程序重构，末端执行器的运动输出柔性可控，完成了不同尺寸规格纸箱的包装、胶带十字封装工作。

摘要:四回路保护阀（简称四保阀）启闭特性检测系统中，管路孔径、压力数据采集频率对四保阀的开启压力、关闭压力检测结果影响较大，由于目前缺乏相关研究，导致不同检测系统的检测结果无法比对。在研究阀体力学模型及流量特性模型的基础上，构建了四保阀检测的启闭动态过程数学模型，搭建了启闭特性检测系统的AMESim仿真模型并进行了研究。结合实测实验数据，对管路孔径和采样间隔对四保阀启闭检测结果的影响进行了分析。结果表明：进气节流孔越大，开启压力检测时间越短，检测数据稳定性越差；排气管路孔径越大，关闭压力越大；数据采集频率越高，开启压力检测数据稳定性越好；进气节流孔面积为0.5mm2，采样间隔为0.001s，可同时兼顾开启压力检测的稳定性和效率。

摘要:针对机器人动力学参数辨识的问题，提出了一种基于人工蜂群算法的辨识方法。考虑到关节摩擦特性，引入非线性摩擦模型，推导了机器人动力学模型的非线性形式。设计满足速度、加速度边界条件的五阶傅里叶级数作为激励轨迹来采集实验数据；利用人工蜂群算法，以蜂群为搜索单位，通过群体间的信息交流方式与优胜劣汰机制，对模型中的未知参数进行了辨识。最后，对得到的辨识模型进行了分析与验证，结果表明通过辨识得到关节预测力矩与测量力矩有较高的匹配度，所建立的非线性模型能够更好地描述机器人的动力学特性。

摘要:提出了2D电液伺服流量阀设计方案，应用磁栅霍尔传感器检测比例旋转电磁铁的角位移，并与输入控制信号对比，形成角位移信号闭环反馈；采用变传动比拨杆拨叉驱动机构，结合2D控制技术将旋转电磁铁角位移比例转换为阀芯轴向位移，斜槽敏感通道形成位置闭环反馈，提高了其控制精度和抗污染能力。建立了该阀的数学模型，对整个系统进行了仿真分析，并设计样机，进行了实验研究，实验结果表明：当工作压力为35MPa、阀芯行程为0.8mm时，其频宽约为120Hz,阶跃响应5ms，6mm通径阀流量达60L/min，且其质量仅为同级别阀的1/3左右，适用于机载液压系统。

摘要:提出一种定质量分数交变气体载荷激励的盘型压电阵列发电机，设计了盘型压电阵列发电机的样机结构并对压电阵列的工作原理进行了分析，理论分析结果表明盘型压电片具有良好的承载能力，适合对具有较高压力的气体能量进行收集，压电发电量是由气体压缩过程中的体积压缩量、压缩速度、供气压力、周期及流量等多种要素共同决定的。对盘型压电片进行了有限元仿真分析，分析结果表明盘型压电片适合对高压气体载荷进行能量收集与转换，压电材料的微小变形就可输出较大的电压。采用外径为12mm、厚度为0.2mm的压电单晶片及缸径为63mm、行程为150mm的气缸设计了实验样机，利用气动组件来模拟气体环境搭建测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。实验结果表明，当压力固定时，随着流量的增加峰值电压逐渐升高，盘型压电片并联式具有较好的效果，当5片压电片并联时最佳匹配电阻为3MΩ且最大的瞬时功率为6.53μW，输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。