摘要:简述了农业机械触土部件的发展及现状，归纳了可提升触土部件减阻降耗、减粘脱附和耐磨延寿等性能的诸多优化设计方法，明确了土壤性状与触土部件结构或材料之间的互作关系，提出触土部件材料的优化制造工艺，分析了仿生等先进设计方法在触土部件上的应用前景，最后总结了触土部件设计、加工等方法对现代农业机械性能的保障性作用，并对未来触土部件的研究趋势和发展方向进行了展望。

摘要:面向联合收获机群协同导航作业需求，提出一种基于领航-跟随结构的收获机群协同导航控制方法。该方法在建立收获机群运动学模型的基础上，结合反馈线性化及滑模控制理论设计了渐进稳定的路径跟踪控制律和队形保持控制律。为验证所提模型及方法的有效性，以4台收获机组成的收获机群为试验平台，进行了机群协同导航控制试验。当速度为1.0m/s时，领航者的平均跟踪误差为5.81cm，跟随者的平均跟踪误差为5.93cm，与单台收获机的导航控制精度相近，验证了所提方法的可行性和有效性。

摘要:针对复杂环境下的温室机器人路径规划问题，重点研究了生成路径的平滑设计、碰撞检测和算法实时性，提出一种方向A*算法。首先采用“视野线”平滑原则优化路径，消除锯齿效应并避免部分碰撞；其次应用“圆弧—直线—圆弧”转弯策略，避免机器人本体宽度影响；最后基于二叉堆加速算法，提升算法计算效率。仿真实验结果表明，方向A*算法满足平滑要求且能有效避免碰撞，加速算法平均提速4~7倍。同时，机器人在真实实验环境下能实现安全自主导航，跟踪误差小于0.15m，验证了所提方法的可行性。

摘要:为了提高植保无人机的作业效率，研究了一种路径规划方法。运用栅格法构建环境模型，根据实际的作业区域规模、形状等环境信息和无人机航向，为相应栅格赋予概率，无人机优先选择概率高的栅格行进。基于上述机制实现了在形状不规则的作业区域内进行往复回转式全覆盖路径规划；以每次植保作业距离为变量，根据仿真算法得出返航点数量与位置来确定寻优模型中的变量维数范围，以往返飞行、电池更换与药剂装填等非植保作业耗费时间最短为目标函数，通过采用引力搜索算法，实现对返航点数量与位置的寻优；为无人机设置必要的路径纠偏与光顺机制，使无人机能够按既定路线与速度飞行。对提出的路径规划方法进行了实例检验，结果显示，相比于简单规划与未规划的情况，运用Grid-GSA规划方法得出的结果中往返飞行距离总和分别减少了14%与68%，非植保作业时间分别减少了21%与36%，其它各项指标也均有不同程度的提高。在验证测试试验中，实际的往返距离总和减少了322m，实际路径与规划路径存在较小偏差。验证了路径规划方法具有合理性、可行性以及一定的实用性。

摘要:在河蟹养殖水草清理过程中，为降低养殖户劳动强度和提高导航定位精度，研究结合DGPS和视觉导航的优点，设计一种用免疫粒子群算法(IPSO)来优化无迹卡尔曼滤波(UKF)的组合导航定位方法，并应用于水草清理作业船。首先通过建立组合导航模型，得到系统的状态方程和量测方程；为解决UKF对导航模型滤波存在的发散问题，再通过粒子群算法(PSO)优化UKF，并引入免疫算法避免PSO的早熟现象；最后得到滤波后新的位置坐标。为获取视觉信息，对采集的图像采用相应的图像处理技术确定导航路径。导航实验结果表明，所提方法相比DGPS导航和组合导航，纬度误差分别下降22.9%、9.4%，工作时间分别减少4.77%、4.32%，进一步提高了作业船工作效率。

摘要:小麦的抗倒性与其茎秆截面显微结构密切相关,茎秆微观结构的观测和分析对小麦遗传育种具有重要意义。研究了一种显微图像测量系统，用于精确测量小麦茎秆截面的主要参数。使用计算机、图像采集室、光学显微成像系统等搭建了硬件平台，并开发了算法软件。系统针对茎秆截面的颜色和结构特点，对显微图像进行预处理得到髓腔、厚壁的轮廓，再进行椭圆拟合以计算截面整体、髓腔和厚壁的几何参数。根据维管束结构的一致性，提出了一种具有尺度、平移和旋转不变性的模板匹配方法，用于在目标图像中识别维管束并统计数量。实验表明该自动化测量系统具有高通量和高精确度的优点，在作物重要资源的挖掘和群体遗传等研究中具有重要的价值。

摘要:机采鲜茶叶中混有各种等级的茶叶，针对风选、筛选等分选方法难以做到精确细分的问题，结合计算机视觉技术和深度学习方法，设计了一套鲜茶叶智能分选系统，搭建了基于7层结构的卷积神经网络识别模型，通过共享权值和逐渐下降的学习速率，提高了卷积神经网络的训练性能。经过实验验证，该分选系统可以实现鲜茶叶的自动识别和分选，识别正确率不低于90%，可对鲜茶叶中的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶、单片叶、叶梗进行有效的类别分选。

摘要:为提高玉米分选机械化水平，针对传统玉米分选机器存在籽粒难以实现批量整列的问题，设计了一种能够高效批量整列的机械装置。阐述了该批量整列装置主要结构、工作原理和相关结构参数；对该装置关键部件进行结构设计，分析振幅差异式电磁振动系统和批量整列轨道的性能特点；对该装置的批量整列性能进行EDEM虚拟仿真试验，以轨道弧形区域圆心角、楔形挡板夹角、轨道宽度为试验因素，批量整列性能为试验指标进行虚拟正交试验，分析相关因素对批量整列性能参数的影响，获得合理参数组合为：轨道宽度为15.4mm，弧形区域圆心角为45°，楔形挡板夹角为110°。台架试验验证结果表明：电磁振动系统振幅为1.5mm，频率为52Hz，振动方向角为28°，安装倾角为0°，附加质量为0.3kg，一侧板弹簧调至87°，另一侧板弹簧调至35°，安装配重片处轨道振幅为1mm时，批量整列合格指数为83.1%，粘连卡止指数为10.4%，滞后指数为6.5%，批量整列性能良好，批量整列系统性能满足玉米籽粒分选器性能要求。

摘要:针对免耕播种机作业时存在漏播问题，设计了一种漏播自动补偿系统，建立了补偿装置驱动的数学模型，应用滑模变结构控制算法设计了补偿系统控制器，并对补偿系统的动态响应性能进行了仿真分析。通过补种控制算法，确定了补种机构与主排种器的距离S和离地高度H，得到了补种排种盘转速n和播种机行进速度vm、粒距Ll之间的关系曲线，对排种器安装高度H、粒距Ll、传送带速度vm进行了二次回归正交试验，验证了漏播补偿系统的补种性能。台架试验的最佳工况组合为，补种排种器安装高度15.33cm、粒距25.16cm、传送带速度3.52km/h时，补种成功率可达96.5%。田间试验表明，安装漏播补偿系统后，免耕播种机播种合格率均值为98.72%，有效提高了播种质量。

摘要:为了提高气吸滚筒式排种器充种性能，采用离散元分析的方法，对种层高度、振动频率、振动角度分别进行数值模拟，结果表明：在相同条件下提升种层高度，可以增长充种区弧长，增加充种时间，降低排种器的漏充率；振动频率增加，种子平均法向应力方差增大，即对种子的扰动性增强；合适的振动角度可以有效提高供种高度。减小内摩擦、增强种群扰动性、提高供种高度均可有效提高排种器充种性能。为寻找最佳参数组合，以郑单958玉米种子为播种对象，采用二次旋转正交组合试验方法，对排种器进行了排种性能试验，建立了种层高度、振动频率、振动角度3个主要因素与合格率、漏播率、重播率的数学模型，分析了各个因素及交互作用对合格率的影响规律，并进行了参数优化与验证试验。当最佳参数组合为振动角度45°，振动频率116～122Hz，种层高度96～117mm时，合格率大于90%，漏播率小于5%，重播率小于5%。经试验验证，试验结果与分析结果基本一致。试验结果表明该气吸滚筒式精密排种器对于玉米种子具有很好的播种适应性。

摘要:针对黄淮海地区存在玉米秸秆量大、后续播种难度大等问题，设计了一种秸秆捡拾粉碎掩埋复式还田机，能一次完成秸秆捡拾、粉碎、输送和开沟掩埋等作业。应用典型弹齿滚筒式捡拾装置工作原理，通过弹齿捡拾秸秆过程的分析，确定了弹齿滚筒式捡拾装置的导轨中心线轨迹和捡拾相位，并对弹齿进行了基于实际作业情况的运动学分析，其运动轨迹与速度变化规律能够满足捡拾秸秆的需求。采用动定刀支撑切割方式粉碎秸秆，并利用粉碎腔体内的高速气流和置于腔体后侧的挡草板，实现秸秆掩埋还田比例调节和部分秸秆抛撒还田。开沟装置、秸秆输送导向装置出草口和圆盘覆土装置从前向后依次布置，顺序完成开沟、秸秆入沟和覆土掩埋工序。田间试验表明，当作业速度为3km/h时，秸秆捡拾率为93.5%，粉碎长度合格率为92.6%，开沟深度稳定性系数为95.0%，秸秆入沟率与预先设定的掩埋比例基本一致，各项技术指标满足技术要求。

摘要:为提高基于近地光谱技术的稻麦精准变量施肥机排肥性能稳定性，改善变量施肥控制精度，建立了外槽轮式变量施肥机离散元仿真模型，运用离散单元法和EDEM 2.2软件对施肥机排肥过程进行性能分析和数值模拟，研究不同排肥器结构和施肥控制策略对施肥机排肥稳定性的影响，并通过台架试验和田间试验验证仿真模型的准确性。结果表明：改进后的排肥器施肥量变异性系数明显减小，标准差减小14.59g，变异系数降低9.9%；采用转速优先控制策略，当槽轮开度为19.34mm时，排肥量稳定性系数最佳为1.09%；采用开度优先控制策略，当槽轮转速为55.75r/min时，排肥量变异性系数最小为1.85%；与验证试验结果相比，误差最大为14.06%。结果验证了离散元仿真方法分析颗粒运动过程的准确性，表明所设计改进的排肥器能够提高施肥机排肥稳定性，满足稻麦精准变量施肥要求。

摘要:为实现玉米脱粒机脱粒间隙可自动调节，减小玉米脱粒过程中的机械损伤，设计了浮动式玉米单穗脱粒装置。该脱粒装置主要由间隙浮动调节装置、喂入料斗、离散辊、脱粒辊和差速辊等组成，具有脱粒间隙自动调节和玉米果穗喂入自动分离、逐个排出功能。选取离散辊转速、脱粒辊转速和差速辊转速为试验因素，以玉米籽粒的破损率和未脱净率为试验指标，采用二次回归正交旋转组合的试验方法，对浮动式玉米单穗脱粒装置进行了参数优化试验。优化结果为：离散辊转速为234r/min、脱粒辊转速为511r/min、差速辊转速为91r/min，在最优参数组合下的实际籽粒破损率为0.25%、未脱净率为0.76%、玉米芯完整度为100%。

摘要:为满足青藏高原等牧区青草制辫机械化需求，参考赛络纺的工作原理，设计了一种青草制辫成型装置，实现草辫的加捻和合股。通过力学分析，得知青草制辫成型与草辫轴向移动速度、加捻滚筒旋转速度、加捻滚筒半径以及喂入量有关，并分析出稳定草辫的最终捻度和捻回角，与加捻滚筒转速及牵引辊线速度有关，与加捻时间和加捻区的长度无关。结合实际，提出将草辫承受的最大拉力作为评价草辫紧实度考核指标的一种方法，并对草辫进行了受力分析，得出草辫所能承受的最大拉力与捻回角成正相关。样机试验结果表明，成型机生产率为427kg/h，工作功率为0.428kW，成型草辫堆积密度为143.3kg/m3，成型草辫所能承受的最大拉力为300~350N，试验结果满足实际作业要求。

摘要:针对烟草现有打顶抑牙机难以实现烟花收集的问题，设计了一种夹持式智能打顶机，主要由高地隙作业底盘、夹持式智能打顶装置与收集装置组成。夹持式智能打顶与收集装置主要由烟草高度图像识别控制系统、升降机构、夹持输送机构、切割机构、刀片消毒系统、抑牙剂喷施系统和收集系统组成，可实现烟草高度识别、打顶高度调整、烟花收拢、夹持切割、刀片消毒、抑牙剂喷施与烟花收集等联合作业，具有结构紧凑、功能齐全和智能化程度高的优点。在打顶升降机构中采用配重来平衡打顶机构的质量，降低了起升电动机的驱动力矩，能够节约64%的能源。试验结果显示，该机打顶准确率为95%，收集率达到98%，能够满足使用要求。

摘要:为了研究轴流泵在失速工况下的流动特性，对某原型立式轴流泵进行非定常数值计算，对比分析了设计工况以及失速工况下泵内部典型流动结构与压力脉动特性，揭示了失速工况下低频压力脉动的产生机理，利用真机压力脉动测试验证了数值计算方法的可靠性。研究表明：失速工况下叶片背面的前缘靠近轮缘一侧以及尾缘靠近轮毂一侧存在回流区；设计工况下叶轮进口处以及导叶体中段压力脉动主频为叶片通过频率，叶轮出口部位由于受到动静干涉作用，主频为导叶通过频率，导叶体出口部位由于远离旋转叶轮，叶频主导作用减弱；深度失速工况下泵内部压力脉动系数幅值显著增加，其中导叶体出口处G6点在深度失速工况下压力脉动系数幅值为设计工况的16倍；深度失速工况下叶轮出口处监测点P6、导叶体中段监测点G2以及导叶体出口监测点G6出现频率为0.83Hz的低频压力脉动；失速工况下导叶体内涡核心区域与导叶流线图中存在的漩涡的发展、演化规律基本一致，两者的频率均为0.86Hz，与低频压力脉动的频率（0.83Hz）较为接近，因此可以证明低频压力脉动由导叶内漩涡诱导所致。

摘要:探讨了基于多端元混合像元分解（Multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA）和随机森林（Random forest,RF）相结合的土地利用信息分类提取方法。以Landsat-8 OLI卫星遥感影像为主要数据，基于植被-不透水面-裸土（Vegetationimpervious surface-soil,VIS）模型,利用MESMA将影像分解为植被、不透水面和裸土3类组分，将生成的3类组分变量和基于光谱、纹理信息计算选取的20个特征变量组合后开展RF分类实验，将分类结果与相同特征变量下的支持向量机（Support vector machine,SVM）、最大似然（Maximum likelihood classification,MLC）分类结果进行比较分析。结果表明：MESMA可以获得较为精确的组分丰度信息；RF分类结果优于相同特征变量下的SVM和MLC分类结果；在MESMA生成的组分信息变量参与分类后，3种方法的分类精度均有所改善，分别达90.50%、88.85%、86.35%，其中RF的分类精度改善最为显著；MESMA与线性混合分解（Linear spectral mixture analysis，LSMA）生成的组分信息变量相比，前者对于改善分类精度效果更为明显。MESMA对于提高影像分类精度起到一定积极作用，基于MESMA和RF的方法对中等空间分辨率影像山丘区土地利用信息分类提取精度较高，利用该方法开展遥感影像解译可为大尺度的土地利用监测和管理工作提供技术支持和理论参考。

摘要:森林作为陆地生态系统的重要组成部分，因其巨大的碳储量和固碳能力而备受关注，利用高分1号卫星的NDVI数据（GF-1 NDVI）可实现森林覆盖的定量提取。然而，由于受阴雨天气、运行成本等因素的影响，难以形成GF-1 NDVI时间序列数据，无法满足森林覆盖高精度提取的需求，为此，以河南省嵩山部分地区为实验区，应用STAVFM算法融合GF-1/WFV NDVI与MODIS NDVI，生成8d步长的GF-1/WFV NDVI时间序列数据，在此基础上，提取NDVI特征并与GF-1/WFV的光谱特征进行组合，最后，采用SVM分类方法实现研究区森林覆盖的定量提取。研究结果表明，利用STAVFM算法生成的GF-1/WFV NDVI时序数据效果理想，很好地解决了GF-1 NDVI时序数据的缺失问题，由其NDVI特征与GF-1/WFV光谱特征构成的组合能够实现森林覆盖的有效提取，基于SVM分类后的总体分类精度为94.72%，与未融入NDVI特征的GF-1/WFV原始影像的分类结果相比，提高了4.90个百分点。

摘要:高标准农田建设是保护优质耕地，保障粮食安全的战略部署，合理规划建设时序和空间布局是科学、高效进行高标准农田建设的前提。以河北省涿州市为研究区，按照国家对高标准农田建设区域的基本要求，构建了耕地综合质量评价指标体系，以规则网格为评价单元，基于TOPSIS模型对高标准农田建设优先度进行了综合评价计算，并采用热点分析方法划定了高标准农田建设一级优先区、二级优先区和不宜建设区。研究结果表明：涿州市中部和西南部区域耕地立地条件较优，基础设施较好，适宜建设高标准农田，列入一级优先建设区和二级优先建设区，面积占比分别为38.4%和31.8%；西部和东部部分乡镇不宜建设高标准农田。研究结果可为高标准农田建设优先区选择提供指导，为下一步的整治方向提供依据。

摘要:以内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县为研究区，基于混合蛙跳算法，耦合逻辑回归与马尔可夫模型构建了SFLA-M-L (Shuffled frog leaping algorithm-Markov-logistic regression)模型。利用逻辑回归，综合考虑高程、坡度、地下水埋深、干旱度指数、归一化植被指数与当前景观分布进行了景观适宜性分析；利用Markov模型，构造了县域景观转移概率矩阵。利用景观适宜性指数和景观聚集度指数构造目标函数，以景观转移概率矩阵为景观变异的控制条件，对2016年景观格局分布进行了县域景观格局优化。优化结果中，景观聚集度为96.71%，比2016年景观分布提升了6.43个百分点；景观适宜性指数为96.23%，比2016年景观分布提升了4.18个百分点；不同景观类型间相互转移超出转移概率矩阵控制仅4.66km2，确保了优化结果的合理性。

摘要:条件植被温度指数（VTCI）是一种综合了归一化植被指数（NDVI）与地表温度（LST）的遥感干旱监测方法，在关中平原的近实时干旱监测中具有其适用性。分位数回归能全面反映因变量的条件分布在不同分位数处的特征，回归结果稳健可靠。为了进一步研究VTCI干旱监测结果与小麦单产之间的关系及提高冬小麦单产估测精度，构建了不同分位数τ（0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9）下关中平原各市2008—2014年的冬小麦主要生育期VTCI与单产之间的线性回归模型，并基于中位数（τ=0.5）回归模型对研究区域的冬小麦单产进行了估测。结果表明，分位数回归模型比较全面地反映了不同分位数下冬小麦单产分布与VTCI之间的相关程度，弥补了最小二乘估产模型回归结果单一、易受异常值影响等的不足。中位数回归模型的单产估测结果与实际单产之间的相对误差和均方根误差的最小值及平均值均低于最小二乘回归模型，估测精度较高。此外，中位数单产估测模型获取的冬小麦估产结果在年际变化规律与空间分布特征上与实际产量均较相符，说明分位数回归在研究VTCI与产量之间的关系及冬小麦单产估测中具有其适用性与可靠性。

摘要:以陕西省关中地区冬小麦小区试验为基础，获取不同生育期冬小麦的冠层高光谱数据，提取其连续统去除光谱和7类吸收特征参数，对比原始冠层光谱和连续统去除光谱对叶片氮含量的响应，分析连续统去除光谱吸收特征参数对叶片氮含量的估算能力。结果表明：连续统去除光谱在721~727nm波段与叶片氮含量呈极显著负相关，相关系数为-0.851；吸收特征参数增强了对叶片氮含量的估算能力，400~550nm波段吸收特征参数与叶片氮含量的相关性弱于550~770nm波段；叶片氮含量与550~770nm 和400~770nm的吸收峰总面积、吸收峰左面积以及吸收峰右面积呈显著正相关，与面积归一化最大吸收深度呈显著负相关，且相关系数绝对值均在0.8以上；550~770nm波段的吸收峰总面积建立的叶片氮含量指数估算模型精度最高，R2达到0.82，模型检验结果稳定，可用来定量估算冬小麦叶片氮素含量水平。

摘要:以玉米为试验材料，在自动感应式遮雨棚下，采用测坑微区试验方法，研究黑龙江西部滴灌条件下调亏灌溉对作物根冠生长、干物质分配特征、根冠比、耗水特征及植株伤流量的影响。以土壤相对含水率（占田间持水率的百分数）为控制上下限，设置5个水分调亏处理，分别为苗期轻度（60%～70%FC）处理，苗期中度（50%～60%FC）处理，拔节期轻度（60%～70%FC）处理，拔节期中度（50%～60%FC）处理，苗期中度、拔节期轻度处理，另设全生育期保持适宜土壤水分（70%～80%FC）作为对照。试验结果表明，调亏灌溉不改变玉米根部和冠部生长的原有总趋势，也不改变冠部各器官生长的基本趋势，但是显著地增大了作物根冠比（R/S），复水后根、冠补偿生长效应明显，促进光合同化产物向生殖器官的运转与分配，增大了生育后期干物质向果穗的分配率。苗期中度处理和拔节期轻度处理的玉米，在调亏期间使根系维持较高的根质量，水分胁迫复水后根系活力明显提高，其伤流量表现出超补偿效应，在灌浆期仍保持较高的伤流量并且在生育后期仍保持有较高的根冠比（R/S），是协调玉米根冠生长关系的适宜水分调亏处理。

摘要:为探明微润灌溉施肥的湿润体内水盐分布规律，开展不同压力水头和土壤容重下室内微润灌溉入渗试验。设置3个水头（H1.0：1.0m、H1.5：1.5m和H2.0：2.0m）和3个土壤容重（D1.00：1.00g/cm3、D1.15：1.15g/cm3和D1.30：1.30g/cm3），以质量分数0.3%的硝酸钾溶液为入渗溶液，研究微润灌湿润体内水盐空间分布规律和变异特征。结果表明：微润管入口水头和土壤容重对湿润体内含水率、NO-3N与K+含量均值影响显著。同一土壤容重下，H1.5和H2.0与H1.0相比，湿润体剖面面积增大13.50%~21.61%，湿润体内含水率、NO-3N与K+含量均值分别增大3.69%~10.71%、7.80%~10.95%和7.29%~17.49%，均匀系数分别增大7.65%~18.63%、5.22%~13.63%和9.34%~21.89%；同一水头下，D1.15和D1.30与D1.00相比，湿润体剖面面积减小5.76%~9.21%，含水率、NO-3含量均值分别减小15.73%~21.54%、8.08%~10.97%，而K+含量均值增大34.89%~64.79%，三者均匀系数分别减小9.02%~11.45%、4.04%~7.25%和7.09%~11.54%。K+在微润管周围分布较集中，K+聚集分布面积约占湿润体剖面面积的40.80%~61.41%。微润灌湿润体内含水率、NO-3N和K+含量均值与至微润管的水平距离符合四参数Log-logistic模型。

摘要:采用300mT磁感应强度恒定磁水器对不同矿化度微咸水（0.14、2、3、4、5g/L）进行磁化处理，并进行一维垂直土柱入渗试验，研究磁化微咸水矿化度对土壤水盐运移的影响。结果表明：微咸水磁化处理后，土壤入渗速率及湿润锋迁移速率显著降低，湿润体含水率显著提高；微咸水矿化度对磁化效果具有显著影响，磁化微咸水矿化度为3g/L时，相同入渗时间累积入渗量和湿润锋深度相对减少量最大，湿润体含水率相对增加量最多。磁化微咸水入渗对Philip和Green-Ampt入渗公式参数有显著影响，相同矿化度的磁化微咸水土壤吸渗率S、饱和导水率Ks及湿润锋处吸力hf均小于未磁化微咸水；磁化与未磁化微咸水相对吸渗率ΔS及相对饱和导水率ΔKs与矿化度之间均呈现较好的二次多项式关系，在矿化度为3g/L时，相对吸渗率ΔS及相对饱和导水率ΔKs均达到最大。磁化微咸水能够提高土壤持水能力，相同土层深度的土壤含水率显著增加；微咸水磁化处理后，脱盐率显著提高，土层深度0~20cm磁化微咸水脱盐率均大于未磁化微咸水，矿化度为3g/L的磁化微咸水磁化脱盐强度最大，相对脱盐效果更好。

摘要:为揭示不同土地利用方式土壤重金属的含量、分布及污染特征，选取三峡库区典型小流域不同土地利用方式：柑橘果园（CO）、林地（FL）、旱坡麦地（WD）、旱坡菜地（VD）、温室大棚蔬菜地（VG）、水稻田（PL）作为研究对象，研究了不同土地利用方式土壤重金属的含量变化、分布规律，并进行污染评价。研究结果表明，6种土地利用类型土壤重金属元素Pb含量由大到小表现为：VG、CO、PL、VD、FL、WD，土壤重金属元素Cr含量由大到小表现为：CO、VG、PL、VD、FL、WD，土壤重金属元素Cu含量由大到小表现为：VG、VD、CO、PL、FL、WD，土壤重金属元素Zn含量由大到小表现为：CO、VG、PL、WD、VD、FL，土壤重金属元素Cd含量由大到小表现为：VG、CO、WD、PL、VD、FL。土壤重金属Pb含量与Cr、Cu、Zn、Cd含量均存在极显著正相关关系（p<0.01），Cr含量与Cu和Cd含量呈极显著正相关（p<0.01），与Zn含量呈显著正相关（p<0.05）。6种土地利用类型土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn、Cd的单项污染指数变化分别为0.06、0.14、0.15、0.14和1.70，综合污染指数为0.91，污染等级为警戒线，污染水平属于Ⅱ级，尚清洁，6种土地利用类型土壤重金属的综合污染指数由大到小表现为：VG、CO、VD、PL、WD、FL。潜在生态风险评价表明，6种土地利用类型土壤的重金属Pb、Cr、Cu和Zn均属于轻度生态危害。土壤重金属元素Cd在林地、旱坡麦地和水稻田土壤中属于中度生态危害，而在柑橘果园、旱坡菜地和温室大棚蔬菜地土壤中属于较强生态危害。5种土壤重金属潜在生态危害系数从大到小分别为：Cd、Pb、Cu、Cr、Zn。

摘要:通过室内水平吸渗试验，结合Matlab数字图像处理与形态学算法，在黄褐土土壤中添加秸秆模拟不同生长期作物根系密度，对干缩开裂黄褐土中的非饱和水平吸渗及湿润锋推移特征进行研究。结果表明：不同秸秆密度处理裂缝稳定形态面积密度和裂缝平均宽度差异显著（p<0.05），当秸秆密度由0cm/cm3增加到1.5cm/cm3时裂缝面积密度和裂缝平均宽度分别减小为1.73%、0.071cm，随着秸秆密度增大土壤稳定形态裂缝面积密度与裂缝平均宽度显著减小。秸秆添加间接影响入渗过程历时，但土壤最终累积入渗量无显著差异。裂缝的存在导致入渗率发生波动现象，且在入渗前中期尤为明显；未开裂土和开裂土累积入渗量随时间的变化关系均符合Kostiakov经验入渗模型，其经验参数与秸秆密度有关，拟合方程达到显著水平。引入湿润锋均匀系数对水平吸渗不均匀性进行评价，土壤裂缝面积密度及裂缝平均宽度越大入渗初期的水分不均匀性特征越明显，均匀系数随着时间推移逐渐减小；根据湿润锋推进速率随时间的变化特征，开裂黄褐土土壤的水平吸渗过程可以分为3个阶段，即初始裂隙流阶段、稳渗基质流阶段和吸渗末期阶段。

摘要:以黑龙江省和平灌区为例，构建基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置模型，该模型能够在提高农业灌溉用水净效益的同时有效减少农业灌溉水量，促进和平灌区多水源高效配置。采用具有非线性隶属度函数的模糊多目标规划求解模型，得到不同流量不同水源下的最优配水方案。结果表明：不同流量水平下水稻不同生育阶段均存在缺水现象，低流量下需从柳河水库引入外调水才能保证水稻的最小需水量。为保证灌区整体效益，按照引水工程、提水工程、井灌工程的先后顺序进行配水，并得到多目标配水模型在不同情景下的运行稳定情况。该模型可以高效地进行灌区多水源在作物各生育阶段的优化配置。

摘要:为定量分析近30a地膜覆盖对棉花的增产效应，整合已发表的相关田间试验数据，利用Meta分析方法系统分析地膜覆盖对棉花的产量效应及影响因素。具体过程包括：异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验、敏感性分析、累积Meta分析和亚组分析。结果表明，所收集的数据不存在发表偏倚和极端值，分析结果可信度较高。与不覆盖相比，覆盖地膜的棉花产量平均提高17.2%。自1986年以来，覆盖地膜的棉花累积平均增产率为1.2%~18.0%。在平作、年均气温小于12℃或年降水量小于500mm的地区及采用厚度0.008mm地膜覆盖时，地膜覆盖条件下棉花的增产率较高，分别为17.8%、21.5%、19.1%和17.3%；3个区域的覆膜增产率由大到小表现为：西北棉区（24.5%）、黄河流域棉区（16.5%）、长江流域棉区（10.5%）；近年来，覆盖地膜仍可在一定程度上提高棉花产量，但其增产率已呈下降趋势，应采取必要的应对措施。

摘要:以樱桃果树为研究对象，通过滴灌对植株进行灌溉施肥，设置9个不同水、肥量的试验处理，测定了樱桃果园土壤水分和理化性质，同时测定不同处理下樱桃果实产量和品质，综合分析了土壤养分各指标与樱桃果实微量元素之间的线性关系，引入Spearman秩相关系数法对土壤养分各指标与果实品质各指标作了敏感性分析。结果表明：不同水分处理下，在樱桃整个生育期内，土壤含水率呈下降趋势，在灌水时期，灌水越多，浅层土壤含水率越高，而对较深层次土壤含水率无明显影响。试验处理下的水肥条件能显著提高樱桃果实品质，较高施肥量能提高果实果径；适当灌水量能显著提高果实硬度；较高施肥量和较低灌水量能降低可滴定酸含量；较低灌水量和施肥量能提高可溶性固形物含量；中等施肥量和较低灌水量能提高粗蛋白的含量；较低灌水量和较低施肥量能提高果实内维生素C含量；适当灌水量以及较低施肥量能提高可溶性总糖含量。土壤中铵态氮与硝态氮含量处于不稳定状况，养分变化无明显规律；土壤各养分指标中，有机质含量与果实内全铁含量正相关；有效铵态氮含量与全氯含量呈正相关；有效硝态氮含量与果实内全钙、全锌、全氯含量呈正相关；有效磷含量与全铁含量正相关；速效钾含量与全钙含量呈负相关。土壤养分中，铵态氮、硝态氮含量与果实品质中的大多数指标有着密切联系。

摘要:采用径流小区试验，选取不施用生物炭（CK）、生物炭施用量25t/hm2（T1）、50t/hm2（T2）、75t/hm2（T3）和100t/hm2（T4）5个处理，分析生物炭施用量对土壤理化性质、持水能力、水土保持效应、节水增产效应等能够反映土地生产能力的指标的影响，建立基于Gumbel Copula函数的不同生物炭施用量下黑土区坡耕地生产能力评价模型，结果表明：随着生物炭施用量的增加，土壤容重降低，孔隙度增大，养分分布更为均匀，土壤有效P、速效K、pH值和有机质含量呈线性递增趋势，土壤铵态N含量呈指数增长；土壤饱和含水率、田间持水量、凋萎系数和有效水最大含量均与生物炭施用量正相关，且高施炭量处理对于土壤水分的影响程度明显高于低施炭量处理；随着生物炭施用量的增加，年径流深和土壤侵蚀量均呈线性递减，减流率和减沙率均呈对数函数递增，而大豆产量和水分利用效率则先增后减，呈抛物线型变化。基于Gumbel Copula函数计算的土地生产能力评价结果较为理想，计算的土地生产能力指数随生物炭施用量的增加呈“S型”曲线递增，土壤理化性质、持水能力和水土保持效应指数均呈线性递增，而节水增产效应指数则呈抛物线型先增后减。

摘要:针对我国高寒区水文模型研究中基础数据缺乏、现有数据时空分辨率不高、蒸散发和积雪融雪难于定量计算等问题，选择基于栅格的萨克拉门托（GSAC）模型，通过设定不同的土地覆被变化情景，定量分析土地覆被变化对径流量的影响，并推求了宝清站枯水期流量。结果表明：率定参数后的GSAC模型在模拟位于寒区的宝清河流域日流量过程中，率定期和验证期的决定系数平均值为0.7329，较好地再现了该流域1997—2001年逐日的流量过程；退耕还草、还林均会引起年径流量的增大，增幅在3.09%~44.85%之间，且退耕还草对流量的影响更大；退耕还草、还林的坡度与流域出口断面的流量具有负相关性，即坡度越小，流量越大；坡度超过15°的耕地还草后的平均流量与该区域的生态需水量最为接近。

摘要:提出了一个风沙相互作用数值模型，该模型以概率统计理论为基础，通过计算不同地表风速下沙粒的风蚀与沉积概率来实现风-沙相互作用过程，最后通过动网格技术，改变下边界节点坐标，实现沙床表面的起伏变化。数值计算与野外沙障凹坑的测量结果对比表明，沙障内地表形态的数值计算结果与实测地表形态较为接近，凹坑最低点位置向下风向一侧移动，误差最大位置为凹坑的最低点处，t=4d时，平均绝对误差为17.86%，随着积沙增加，误差逐渐减小，t=8d时，平均绝对误差为8.52%。所提模型无论从定性还是从定量上，都与野外测量结果较为一致，可以正确模拟沙障地表的发展过程。

摘要:针对单一稻秸高固态厌氧消化长期运行不稳的问题，接种瘤胃内含物和厌氧污泥，在卧式反应装置中研究3个有机负荷（OLR）下消化特性。结果表明，体系最高容积产气率达到了1.04L/(L·d)。当OLR为2.26g/(L·d)时，甲烷体积分数均值为5439%，甲烷产率为280.90mL/g，达到了稻秸理论产值的80.29%。卧式装置中半纤维素和纤维素最高降解率分别达到了49.71%和31.25%；纤维素酶活性显著提高，有利于纤维素的降解。当OLR升高到2.47g/(L·d)时，氨氮质量浓度均值达到了1082.63mg/L。固体样品中嗜氢型Methanobacteriales数量从1.70×109拷贝数/g下降至1.04×106拷贝数/g；而嗜乙酸型Methanosarcinales数量从7.89×106拷贝数/g增加至9.44×106拷贝数/g，甲烷产率下降为256.54mL/g。此时厌氧装置中丙酸质量浓度均值达到了253.32mg/L。从而明确了稻秸高固态体系中产甲烷菌结构的变化。

摘要:设计了一种温室二氧化碳（CO2）浓度监控系统，该系统由传感器节点、CO2浓度调控节点、无线通信网络和上位机软件平台构成。采用红外CO2测量模块S300作为传感器节点的核心模块对温室CO2浓度进行实时测量，并将采集到的CO2浓度、温湿度、光照等环境信息通过无线网络传输至上位机软件平台，实现了对温室环境的远程监控。上位机软件平台对采集到的环境参数进行处理、信息网络同步，并通过模糊PID算法对温室内CO2浓度进行智能调节。在通信过程中，传感器节点实时采集接收信号强度（RSSI），在保证数据传输质量的同时有效调整无线发射功率以延长节点寿命。在实验室条件下配备了标准浓度的CO2气体样品对设计的传感器节点性能进行了标定和表征，结果显示，该传感器对CO2体积分数的检测下限小于5×10-5；对体积分数为3×10-4和6.5×10-4的CO2气体样品分别进行了10h的长期测量，相对波动小于2.6%。将该监测系统在吉林省长春市双阳区奢岭镇国信采摘园进行了现场调控试验，试验温室面积为640m2，设定温室中CO2的目标体积分数为8×10-4，经调控后温室中CO2体积分数的波动范围约为（8±0.42）×10-4。该CO2监测系统具有小型化、高性价比、高测量精度等优势，实现了信息的智能化管理与远程同步,以及温室内CO2浓度的智能调控。

摘要:为了实时获取农田图像和视频信息，提出了基于无线图像传感器网络的农田远程监测系统。针对当前图像传感器节点存在的不足，基于CMOS图像传感器和S3C6410嵌入式处理器设计了低成本、高分辨率的无线图像传感器节点，并研究了基于驱动层和应用层协作的分辨率实时调整算法，使得节点具备10种不同的分辨率，最高分辨率可达500万像素，而且分辨率可根据用户需求实时调整，以满足用户对不同图像精度的需求。采用WiFi技术构建无线图像传感器网络，并通过4G网络远程传输图像和视频到服务器。在服务器端开发了基于Web的可视化农田信息管理软件，实现对采集的数据进行有效存储、管理和应用，并为用户提供网络服务。部署了该系统并进行了长时间的运行测试试验，试验结果表明：系统可稳定地运行，能够根据远程指令采集并传输不同分辨率的图像，采集并传输1幅126KB左右的图像平均耗时为5.36s，网络平均丢包率为1.67%，客户端开启视频监控平均时延为3.48s，视频播放流畅。

摘要:选择7只50日龄、屠体质量在1.741~2.508kg之间的三黄鸡为试验对象，测量其体尺参数、全净膛质量、主要内脏器官质量及内脏总质量，分析这些参数随屠体质量的变化关系。利用螺旋CT机采集样本的CT断层扫描图像，根据样本的横纵切面图像，分别分析确定心脏、肺脏、肌胃和肾脏等主要脏器的相对位置，并估算出内脏腔体的尺寸及净膛切口的位置和尺寸。试验结果显示，随着三黄鸡胴体屠体质量的增加，胸深和胫长逐步增大，而体斜长、胸宽和胫围则显著的线性增加（P＜0.01）。心脏、肺脏、肌胃和肾脏的质量也随屠体质量的增加而呈增大趋势，且具有一定的相关性。另外，根据胴体的横纵CT图像，可以清楚地确定心脏、肺脏、肌胃和肾脏的相对位置；对屠体质量分布为1.741~2.508kg的三黄鸡样本，估算出腔体尺寸为：内脏腔体长度(15.560±0.540)cm，最大宽度(7.722±0.253)cm，最大净膛开口尺寸(4.783±0.467)cm。

摘要:利用高光谱成像技术联合流化床富集技术对红葡萄酒中微量成分白藜芦醇的含量进行快速检测。通过高效液相色谱法检测红葡萄酒中白藜芦醇的含量，设计流化床富集装置，研究HPD826、DA-201、AB-8、H103、HPD600共5种树脂对红葡萄酒中白藜芦醇的富集效果，筛选出H103树脂富集效果最优。将H103大孔吸附树脂用于富集红葡萄酒中的白藜芦醇。获取吸附白藜芦醇后树脂的高光谱反射图像（900~1700nm），对比5种光谱预处理方法（MSC、SNV、SG-S、RN、QN）对白藜芦醇含量的建模效果，优选出RN预处理方法；建立PLSR、SVMR（LK-SVMR、PK-SVMR、RBF-SVMR和S-SVMR）、PCR的6种回归模型，优选出LK-SVMR校正模型和PLSR校正模型，将其用于预测集样本进一步评价模型的精度和稳定性，最终确定PLSR模型为最佳模型。研究表明，基于RN-PLSR的红葡萄酒中白藜芦醇的定量预测模型相关系数RP=0.8528，预测集均方根误差为0.0360，RC=0.8783，校正集均方根误差为0.0330，预测效果最佳，为高光谱技术在微量、痕量成分检测方面的应用提供了参考。

摘要:双孢菇在(3±0.5)℃高氧气调下分别贮藏3d、5d后，包装(自发性气调包装)并置于(3±0.5)℃环境（模拟超市保鲜柜）与(20±0.5)℃的环境（模拟常温销售）中，通过对白度、硬度、失重率、呼吸速率、可溶性糖含量等指标的测定，探究高氧气调的后续效应对双孢菇货架品质的影响。结果表明：经高氧气调后的双孢菇在(3±0.5)℃下仍能够保持较好的品质，而且效果优于一直进行高氧气调的双孢菇；气调处理3d后包装的双孢菇品质优于处理5d后包装的双孢菇。其中80%O2+20%N2处理的双孢菇包装后效果较好。冷藏5d后包装的双孢菇在(20±0.5)℃下能保持较好的销售品质，其次是100%O25d、100%O23d、冷藏3d。经80%O2+20%N2处理3d、5d后包装的双孢菇放于(20±0.5)℃的环境中，品质劣变加快。本试验的研究结果表明：80%O2+20%N2处理的后续效应对双孢菇在(3±0.5)℃中的货架品质保持有较好的效果，但处于(20±0.5)℃的环境中品质劣变明显，研究结果可为双孢菇的保鲜和销售提供一定的理论依据。

摘要:为探究牦牛肉宰后成熟过程中细胞凋亡对肌肉内环境、细胞凋亡因子及嫩度的影响，以经环孢菌素A（CsA）处理的牦牛背最长肌为研究对象，测定了成熟过程中肌肉内环境指标、凋亡因子及嫩度指标的变化。结果表明，24~120h时间内，CsA组肌纤维直径和肌纤维横截面积均显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）大于对照组；宰后6h、72~120h，CsA组pH值显著低于对照组（P<0.05），宰后6~168h，CsA组ATP含量均高于对照组，且在宰后12h、72~168h两者之间ATP含量存在显著差异（P<0.05）；成熟过程中CsA组MPTP开放程度极显著低于对照组（P<0.01）；成熟前期CsA组胞浆中Cyt-c浓度显著或极显著低于对照组，成熟后期CsA组胞浆中Cyt-c浓度显著或极显著高于对照组；在整个成熟过程中（除72~120h），CsA组caspase-3活性均显著或极显著低于对照组，CsA组Hsp27表达量均显著或极显著低于对照组；12~24h，CsA组剪切力显著（P<0.05）或极显著(P<0.01）高于对照组。表明CsA能够通过抑制MPTP的开放而抑制细胞凋亡的发生并影响肌肉内环境、caspase-3活性、Hsp27表达，剪切力及肌原纤维微观结构的变化，说明细胞凋亡的发生对肌肉内环境变化及宰后牦牛肉嫩化具有重要影响，且可以通过控制宰后肌肉细胞凋亡发生进程来调节肌肉内环境变化及肌肉嫩化程度。

摘要:牦牛肉营养丰富，但保水性较低，影响了食用加工品质。为了探究牦牛肉保水性影响机制，利用蛋白质组学及生物信息学方法对高、低保水性组间差异蛋白质进行了研究。以牦牛背最长肌为实验材料，根据滴水损失和蒸煮损失，将18份样品分为高保水性组（HWHC）和低保水性组（LWHC），利用双向电泳（2DE）技术筛选出6个差异倍数大于3倍且达到显著水平（P<0.05）的蛋白点，通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间（MALDI-TOF/TOF）质谱进行鉴定，并利用生物信息学方法对差异蛋白质进行了疏水性分析和亚细胞定位分析。结果表明，HWHC和LWHC组间的差异蛋白分别是乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶M型（CKM）、磷酸丙糖异构酶（TIM）、肌球蛋白轻链（MLC）、肌钙蛋白T（TnT）和热休克蛋白27kDa（HSP27）。对影响牦牛肉蒸煮损失的6种关键蛋白质进行了疏水性分析，结果显示LDH、CKM和TIM蛋白疏水性较高，构成蛋白质的氨基酸的高疏水性可以增强蛋白质和水之间的排斥，这可能是导致牦牛肉中保水性差异的原因之一。亚细胞定位分析显示，差异表达的蛋白质在细胞中分为5个位置，差异蛋白质均位于细胞质和细胞核中。研究结果明确了宰后牦牛肉保水性变化趋势，并通过差异蛋白的生物信息学分析揭示了蛋白质影响牦牛肉保水性的作用机理。

摘要:为了快速辨识不同味觉品质的牛肉汁，对牛肉味觉品质等级进行划分，构建了由12个离子电极与1个参比电极组成的味觉传感器阵列，将该阵列应用于牛肉汁的等级辨识中，评价30组牛肉汁样品味觉品质等级。采用基于欧氏距离的聚类分析方法划分牛肉味觉品质等级。针对牛肉汁味觉品质评价自动化关键技术问题，对用于牛肉汁等级评价的传感器阵列进行了筛选优化。采用单因素方差分析对各离子电极响应信号之间的内在关联进行了研究，根据优化结果选择S1、S2、S5、S7、P2、P3离子电极构建新的传感器阵列，并对30组牛肉汁进行评价。试验结果表明：优化后的传感器阵列对牛肉汁的等级评定正确率为93.33%，高于未经优化的传感器阵列的等级评定正确率（80.00%）。

摘要:通过不同物理改性方法（热处理、超声处理、高压均质处理、微波处理）分别得到不同柔性的大豆分离蛋白（SPI），并利用SPI对胰蛋白酶的敏感性表征柔性，研究物理改性对SPI柔性与乳化性的影响并分析两者之间的相关性。结果表明，各改性方式对SPI柔性和乳化性产生不同的影响且乳化性随柔性的上升而上升。与其他处理条件相比，121℃热处理10min得到最高的柔性和乳化活性，高压均质处理对SPI柔性影响小但对乳化活性影响大。相关性分析结果表明：热处理、超声处理条件下SPI柔性与乳化活性、乳化稳定性呈极显著正相关，相关系数分别为0.969、0.950和0.942、0.954。超高压均质处理条件下SPI柔性与乳化活性、乳化稳定性呈正相关，相关系数分别为0.771、0.720。微波处理条件下SPI柔性与乳化活性呈极显著正相关，与乳化稳定性呈显著正相关，相关系数分别为0.976、0.862。

摘要:基于电动伺服系统对制动能量回收控制策略进行研究。首先对电动伺服制动系统的部件组成和工作机理进行分析；然后取车速和制动强度双参数对制动模式进行划分，并兼顾整车经济性和车辆安全性对电液制动力进行协调分配，使用制动强度、初始车速、电池SOC对电动机制动扭矩进行修正；分析了轮缸压力控制理论，并给出压力控制需求，基于电动伺服系统提出前馈加三闭环反馈的轮缸压力控制算法，实现轮缸压力的精确控制，通过仿真跟随正弦曲线目标压力对提出的算法进行验证，结果表明此压力控制算法可以满足控制需求；最后在纯电动整车平台上对提出的制动力分配策略和压力控制算法进行验证，并以制动能量回收率为节能评价指标，对制动能量回收策略进行经济性评价，试验结果验证了提出的制动力分配策略和压力控制算法的有效性和可行性。该制动能量回收策略能显著提高制动能量回收率，改善整车经济性。

摘要:混合悬架在单一控制模式下的舒适性、安全性和馈能性存在相互制约问题，本文基于模型参考的方式设计了一种混合悬架多模式切换控制方法，确定了各模式之间切换规则来控制直线电机和可调阻尼进行切换。然后基于Simulink/Stateflow进行了1/4混合悬架的切换控制系统的设计和仿真，并进行了快速原型试验论证。仿真试验结果表明:混合悬架多模式切换控制模型可以有效地进行切换并达到切换目标，提高混合悬架的综合性能。

摘要:为了提高纯电动四轮驱动汽车的整车动力性和行驶稳定性，提出一种通过对汽车前后轴转速差及车轮滑转率实时观测完成轴间扭矩重新分配的控制策略。通过Matlab/Simulink构建了整车动力学模型，并设计了基于遗传算法（GA）和PID控制的轴间扭矩分配控制系统，分别在低附着均一路面、对接路面对整车加速性能进行了仿真分析。对该轴间扭矩控制系统进行软硬件设计，并对开发的控制器进行了道路试验。结果显示运用该控制器及控制策略能较好地跟随实时路况，使车辆动力性和行驶稳定性得到提升，试验结果也验证了控制系统的有效性。

摘要:针对Tripod并联机器人工作空间一般用数值搜索方法研究，难以给出边界曲面准确表达的问题，提出一种曲面扫略分析与机械结构形位分析结合的方法来解析Tripod并联机器人的工作空间。以正逆解的算法为基础，得到并联机器人各单开链扫略空间范围及其包络曲面表达式，用三维软件布尔运算得出各支链公共的工作空间，在考虑虎克铰约束和杆件干涉的情况下，再依据机械结构形位分析得到机器人实际工作空间及边界曲面表达式，并对工作空间的奇异性进行了分析。通过三坐标测量仪器测出实际的工作空间与理论分析解析出来的空间进行对比来验证解析方法的正确性，从而为机器人机械结构参数设计和工作空间计算奠定基础。

摘要:对六自由度模块化机器人手臂工作空间内的奇异构型进行了分析。首先搭建模块化机器人手臂系统，并采用DH法对其进行结构建模，得到正运动学方程；其次，结合机器人手臂的正运动学方程，采用基于机器人连杆速度的方法构造其雅可比矩阵，再基于雅可比矩阵求解机械臂出现奇异状态的所有构型情况，得到所有奇异点并分别给出相应的手臂构型；最后，基于可操作度灵活性指标和最小奇异值灵活性指标应用Robotics工具箱对机械臂的奇异情况进行仿真分析，并考察机械臂处于奇异位型时末端参考点的可操作度椭球情况。仿真结果表明该机械臂共有3种奇异情况，验证了上述机械臂奇异位型分析的正确性，为后续模块化机械臂的轨迹规划研究和奇异点规避研究奠定了基础。

摘要:为提高直线驱动型并联机器人动平台末端执行器位置精度，根据并联机构结构和运动学模型，对影响末端位置精度的各项误差源进行了分析，利用解析法建立动平台末端操作空间与关节空间之间的误差映射模型；在灵敏度误差模型的基础上，依据全域灵敏度评价指标，提出了一种误差源筛选方案，筛选影响位置精度的主要误差源，利用蒙特卡洛法随机模拟并联机器人中各零部件的尺寸误差、驱动误差和装配误差，得知筛选前后动平台位置误差基本一致，验证了评价指标的正确性。以激光跟踪仪为测量工具在任务空间中取点测量，对筛选后的主要误差源进行辨识，修正并联机构的正向运动学模型后，并联机构末端位置精度改善显著，验证了误差源筛选方案的有效性和可行性，减轻了误差参数辨识的复杂程度和计算量，对结构较复杂的机构误差补偿具有一定的指导意义。

摘要:为提高滚珠丝杠型惯容器的惯容系数与飞轮质量之比（惯-质比），提出了行星飞轮式滚珠丝杠惯容器设计方案。建立了惯容器力学模型，研究了惯容器各结构参数对飞轮惯-质比的影响规律，通过增加行星轮数量或厚度、减小销轴半径等提高行星轮自转惯量占飞轮总惯量比重的方法，有效提高了惯-质比；根据行星轮数量、厚度和销轴半径，计算得到最优的行星轮与外齿圈齿数比，令惯-质比达到最大。对比了行星飞轮和传统单飞轮惯容器的力学特性，表明在同等飞轮径向尺寸下，行星飞轮可获得更大惯-质比。最后通过试验，验证了理论分析的正确性。

摘要:受豆天蛾幼虫体壁结构有较强的抗弯稳定性启发，设计了仿生充气管，以提高其弯曲特性。制作豆天蛾幼虫体壁组织切片，观察其体壁与附近肌肉组织的连接方式以及肌肉组织的分布形式，以此为依据设计了加筋充气管。通过有限元仿真和试验分析了普通充气管和加筋充气管在不同压力下的弯曲特性，获得了不同充气压力下横向载荷-位移关系曲线以及充气管弯曲极限载荷与充气压力的关系曲线。结果表明：在所选压力范围内，充气管的极限载荷与充气压力呈正比，加强筋的存在提高了充气管的弯曲特性，同时仿真结果表明，45°加载时加筋充气管的抗弯能力较0°加载时更强，两者均高于无加强筋时的抗弯能力。

摘要:为了更好地实现面向设计领域的三维CAD模型设计信息的有效重用，提出了一种融合语义的三维CAD模型局部结构检索方法。首先以设计特征作为设计语义信息的基础载体，对三维CAD模型进行结构化表征，并用特征属性邻接图来表示；然后设计能够捕捉不同层次信息的特征描述子，构建融合语义的特征相似性评价模型；最后采用子图同构算法计算查询局部结构与模型库中零件的特征属性邻接图的特征匹配对，以此计算相匹配局部结构的相似度。实验结果表明，该方法能够较好地实现融合语义的三维CAD模型局部结构检索，可以有效地支持面向农机设计领域的三维CAD模型设计信息的重用。基于检索的设计重用方法可为农机装备数字化设计中各类成果的有效重用提供多粒度、精确化和智能化的方法。