摘要:以人力为主的现有生产模式与劳动力持续减少、人均农业资源匮乏与农业资源利用率低、新农民年轻化与劳动力老龄化是阻碍我国农业实现现代化的主要矛盾。依赖智能装备实现精准化、自动化和智能化的农业生产，提高农业生产率、资源利用率和土地产出率，是解决以上矛盾的重要途径。农业物联网是以挖掘农业生产力、提高农业装备精准化水平、实现农业生产智能化的新兴技术，集农业信息感知、数据传输、智能信息处理技术于一体，并根据大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖以及农产品物流的重大需求，形成典型的产业应用。本文重点总结了近年来农业信息感知方向在农业个体标识研究与感知机理及工艺的最新发现、农业信息传输方向在低功耗广域网的最新成果、农业智能信息处理方向的农业大数据技术与农业人工智能技术的重大突破，提出以农业业务模型驱动农业业务控制、以设备管理设备的农业物联网架构，人的主要角色是实时数据与价值信息的消费者，农业物联网驱动的农机装备智能化作业是最主要的劳动力来源；进而对比国内外农业物联网技术应用与集成现状，分析农业物联网发展的制约因素，提出我国农业物联网发展策略，最终得出农业物联网技术的未来研究重点与发展方向。

摘要:拖拉机定速巡航系统通过对拖拉机加速度的精确控制实现定速巡航功能，由于纵向动力学系统的非线性、道路坡度、拖拉机悬挂农机具导致的整车质量变动及风阻等外部干扰因素的存在，使得控制系统鲁棒性成为控制器设计的重点。本文基于模块化机理建模及实验数据的方法，建立了拖拉机纵向动力学模型，并在Simulink上建立了该模型，与实车平台进行对比，验证了该模型符合需求。针对拖拉机纵向动力传动系统非线性特点，采用逆模型方法线性化拖拉机纵向动力学模型，基于线性化模型，获取下层控制对象各工作点及各工况下频率响应特性数据，通过频率响应实验和最小二乘法辨识下层对象系统的传递函数。根据传递函数和纵向加速度响应的非线性特性，设计了滑模变结构控制器，仿真结果表明，与传统的PID控制相比，该控制器有效改善了系统对非线性特性及外界干扰的鲁棒性能。

摘要:为了提高自动导航插秧机路径跟踪系统的稳定性，提出了一种利用模糊控制调整纯追踪模型前视距离的路径跟踪方法。在考虑自动转向系统一阶惯性环节的情况下，建立插秧机运动学模型，分析了在跟踪直线时纯追踪模型的稳定性条件；基于此稳定性条件，以速度和横向偏差为输入，以前视距离为输出，建立模糊控制模型实时调整纯追踪模型的前视距离；以洋马VP6E型水田插秧机为实验平台对所提出方法进行了实验验证，结果证明，该方法能有效提高路径跟踪系统的稳定性。

摘要:针对荔枝串果低损高效的机械化采摘，设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器，构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型，分析了夹持模块的力封闭性，推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型，设计了末端执行器的物理样机，并对其进行了采摘、负重和抗遮挡干扰工作性能试验。试验结果表明：末端执行器具有良好的夹持负重能力，串果母枝直径分别为3mm和7mm时，动态最大负重质量分别为1.33kg和3.01kg；采摘时能快速剪切母枝并稳定夹持串果，平均夹剪时间为2s，串果母枝直径5mm以下采摘成功率均为100%，串果母枝直径6~7mm采摘平均成功率为70%；具有中等抗遮挡干扰采摘能力。

摘要:提出一种结合Beltrami流滤波和域转换递归滤波的高光谱图像分类算法（BFRF-SVM）。分别利用Beltrami流对主成分分析(PCA)降维后的高光谱图像滤波方法和域转换递归滤波方法对全光谱波段进行滤波，两种空间信息进行线性融合后交由支持向量机（SVM）完成分类。实验表明，相比使用光谱信息、高光谱降维、空谱结合的SVM分类方法，以及边缘保持滤波和递归滤波以及形态学滤波特征方法，本文提出的BFRF-SVM方法对高光谱图像的分类精度有较大提高，验证了该方法的有效性。

摘要:健康黄羽鸡鸡冠鲜红、纹理均匀，鸡眼圆润有神，病鸡鸡冠萎缩变色、鸡眼半闭或全闭。本文提出了一种基于鸡冠及鸡眼构成的鸡头特征信息的病鸡识别方法。首先通过R、G、B分量色差信息去除背景，分析鸡身和鸡冠样本区域H分量分布特点，提取H分量分割阈值分割黄羽鸡。再利用H分量进行阈值分割得到黄羽鸡和鸡冠鸡垂。提出一种利用鸡冠和鸡垂轮廓上两点距离小于阈值的鸡头合并算法，再通过修正算法识别鸡头。在鸡头中，分别提取鸡眼瞳孔轮廓并获取形状几何特征，提取鸡冠的H分量共生矩阵特征，构成基于鸡头特征，采用ARA特征选择算法获得病鸡特征向量，采用支持向量机（SVM）分类器进行训练分类。实验结果表明，病鸡识别正确率为92.5%，表明利用机器视觉获取鸡头特征进行病鸡识别具有可行性和研究价值。

摘要:针对现有高架栽培中的基质摊铺作业仅靠人工完成、劳动量极大等现状，设计了集基质运送、箱内出料、双侧分料落料和均匀摊填为一体的高架栽培配套基质自动移动摊铺机。根据栽培高架设施结构参数和基质流动特性测定结果，提出了基于少量人工操控介入的自动作业式基质架间双侧浮动移动摊铺方案，并设计了箱内折弯出料机构、双侧落料与架上摊平机构等关键部件，解决了箱内基质向上均匀出料及出料-排料协调难题，并实现了对高架竖直方向较大尺寸误差的补偿。完成了参数定型和样机开发，并进行了性能试验验证。试验结果表明，该机实现了330m2/h的双侧4槽基质精量摊铺作业，能满足100mm高度误差的仿形作业，4个槽内基质深度相对误差仅分别为7.72%、6.75%、9.33%和9.66%，各槽内基质深度平均误差仅2.01mm，达到较好的4槽基质平均和均匀摊铺效果。该机为实现高架栽培的机械化配套作业提供了装备支持。

摘要:针对现有气力式排种器作业质量受外界条件影响大以及传统机械式排种器难以满足高速播种要求的问题,设计了一种结构简单、充种效果好、可适应高速作业要求的倾斜圆盘式排种器；以黄淮海地区玉米种子的物料学特性为基础，对该排种器的充种、清种以及主要结构参数的确定方法进行了研究。采用二次正交旋转试验对其排种性能进行了试验，建立了排种器性能指标（合格指数、重播指数和漏播指数）与排种器倾角、型孔数、型孔盘转速的回归方程，确定了各参数对性能指标的影响规律，并进行了优化计算，对优化结果进行了验证试验。最后进行了田间试验，结果表明：在倾角为39°、型孔数为30个、机器前进速度为8.2~11.9km/h时，排种器合格指数大于90%，重播指数小于3%，漏播指数小于8%，均满足国家相关标准要求。

摘要:为满足我国北方玉米苗间机械除草作业需求，设计了一种凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置，阐述了除草装置的总体结构与工作原理，对其关键部件凸轮摇杆机构和除草刀进行参数化设计，通过对除草装置避苗过程的运动和受力分析，得到影响其作业效果的主要因素及各因素的取值范围。以前进速度、弹簧刚度和除草刀转速为试验因素，以除草率、伤苗率为试验指标，在室内土槽中进行L9(34)正交试验，以考察试验因素对除草装置工作性能的影响。结果表明，各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、前进速度、除草刀转速；最优水平组合为弹簧刚度60N/mm、前进速度0.6m/s、除草刀转速130r/min。以最优水平组合进行验证试验，结果为除草率89.8%，伤苗率2.1%，证明其具有较优的作业性能。

摘要:针对镇压作业时，土壤粘附严重、牵引阻力大等问题，借鉴地面机械触土部件减粘降阻法，设计了一种机械式减粘降阻镇压装置。进行镇压装置运动过程分析、镇压轮表面脱土机理分析和刮削板脱土机理分析，为确定镇压装置减粘降阻的能力提供了理论依据，并在此基础上对镇压装置的关键机构进行了设计。为研究机械式减粘降阻镇压装置的工作性能，以弹簧刚度、前进速度和刮削角为试验因素，以牵引阻力、土壤粘附量为试验指标，在室内土槽中进行L9（34）正交试验。试验结果表明：各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、刮削角、前进速度；最优水平组合为弹簧刚度40N/mm、刮削角30°、前进速度7km/h。以最优水平组合进行验证试验，得到牵引阻力39.6N，土壤粘附量43.24g。与传统镇压装置的对比试验表明，机械式减粘降阻镇压装置使牵引阻力降低17.8%，土壤粘附量降低34.8%。

摘要:为提高玉米秸秆皮瓤分离效率,达到皮瓤分类利用，以秸秆群为研究对象，设计辊齿式碾压揭皮辊，实现秸秆皮瓤有效分离。采用密度理论法（SIMP）设计了辊齿式碾压揭皮辊，并进行了有限元模拟仿真分析，确定了碾压揭皮辊半径为33mm，齿型刀片齿刃高2mm、厚度2mm、刃角30°。为寻找最佳参数组合，以皮瓤分离率为试验指标，碾压揭皮辊转速、辊齿间隙、切段长度为试验因素，进行二次回归正交旋转组合设计试验。运用Design-Expert进行试验数据处理与分析，建立评价指标与试验因素之间的数学模型，并对参数进行优化，确定玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊的最佳参数组合为：碾压揭皮辊转速为295r/min，辊齿间隙为5mm，切段长度为22mm时，皮瓤分离率为85%。经试验验证，试验结果与分析结果基本一致。

摘要:为了揭示JP75卷盘式喷灌机切击式水涡轮的水力性能及内部流动特征，采用电涡流制动器阻力代替喷灌机负载，进行水涡轮水力性能试验，并基于SST k-ω模型对水涡轮内部流动进行数值模拟。在此基础上，通过模拟正交试验对影响水涡轮水力性能的主要因素进行分析。研究结果表明，水涡轮进出口水头差及输出功率随流量增加近似呈抛物线型增加，不同工况下水涡轮效率均低于35%；水涡轮喷嘴出口处存在回流区，回流区的低速流动降低了喷嘴射流速度，造成水涡轮驱动力矩下降；叶轮内存在一个主过流叶片通道，喷嘴出流在叶轮内主要由主过流通道流经叶轮，主过流通道内叶片工作面压力高于其他区域；叶片出口侧环形流道内流速相对较高，对叶轮内非主过流通道流动起阻滞作用，导致叶轮区形成回流漩涡；喷嘴出口直径和叶片侧端间隙大小对水涡轮水力性能有显著影响，模拟正交试验获得了喷嘴出口直径24mm、叶片侧向切削点与叶轮旋转轴径向距离52.7mm、叶片侧端间隙6.8mm的水涡轮改进方案；与原型水涡轮相比，不同工况下，改进方案水涡轮的进出口水头差降低了20%~30%，输出功率提高了10%~15%，效率提高了12~17个百分点，最高可达52.21%。

摘要:设计了一套高精度、高可控性的无人机喷洒模拟平台，并进行了试验验证。该系统机械部分采用直线导轨结合伺服电机，最大承载质量50kg，控制部分采用MFC设计上位机控制软件，与主控板STM32通过串口进行通讯，实现对水平和垂直2个方向上伺服电机的控制，同时采用CAN总线与喷洒控制器通讯和远程操控，可以实现喷洒流量控制以及旋翼风速控制。为评价系统运行精度，采用激光测距仪分别对系统在水平运动速度0.05、0.10、0.15、0.20m/s下和垂直运动速度0.01、0.02、0.03、0.04m/s下的控制距离进行距离测量，结果显示，垂直和水平方向上，控制参数与实际行程决定系数R2=1,水平与垂直重复精度优于2mm，系统控制精度高；采用振动测试仪对系统在0.05、0.10、0.15m/s运行速度下进行测试，通过分析振动数据，在不同运动速度下系统振动均不超过20m/s2，其中X向和Y向在运行中存在较为稳定的4~5m/s2的加速度，系统运行稳定。本系统可以有效降低喷洒试验载具成本，降低试验风险。

摘要:基于XV-2植保无人机，利用流体仿真，探究了该无人机旋翼下洗气流的速度分布特性。在此基础上，分析了在下洗气流影响下的雾滴运动方式，并进行实地测试。仿真分析说明：旋翼下洗气流从中心向外的流速差使流场从上向下有向外的铺展效应，使得喷幅增大，且喷幅与飞行高度成正比；旋翼外沿的卷扬气流使得喷幅范围内的雾滴沉积数出现2个峰值。试验结果表明：当飞行高度为6m时，有效喷幅为10m；飞行高度8m时，有效喷幅为12m。2种飞行高度下的雾滴分布均匀性基本一致。试验结果与仿真结果基本一致。研究结果可为无人机喷雾系统设计和航空植保作业参数的选择提供参考依据。

摘要:双吸离心泵具有流量大、扬程高的特点，被广泛应用于农业输水灌溉等工程。双吸泵的蜗壳和叶轮间具有动静干涉作用，两者之间的匹配形式会对水泵的水力性能产生影响。将CFD数值模拟和已有试验数据相结合，通过研究不同比转数的双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响，得出不同比转数下双吸离心泵最优蜗壳面积比规律。研究发现，当蜗壳面积比在原有基础上增加时，其最高效率点向大流量工况偏移，且扬程和效率有下降的趋势，设计工况附近的平均效率降低；当蜗壳面积比减小时，其在一定范围内扬程和效率均出现上升，最高效率点偏向于小流量工况，但是当降低到一定程度时，扬程和效率均会出现急剧的下降，最终通过总结各个比转数双吸泵的最优蜗壳面积比，得到随着比转数的增加，最优蜗壳面积比增加，高效区范围逐渐加宽这一规律。

摘要:单叶片离心泵蜗壳内易形成二次流旋涡，容易诱发高幅值的压力脉动，严重时还会降低水泵运行的安全稳定性。基于SST k-ω 模型，对单叶片离心泵在典型工况下的非定常流动进行数值模拟，得到了其内部流场和压力脉动特性。结果表明，数值计算结果与实验结果基本一致。对压力脉动特性进行分析，发现在不同流量工况下，泵内流场均表现出明显的周期性变化的压力脉动特性，蜗壳第一断面压力脉动强度最低，第二断面压力脉动强度最高。压力脉动的主频均是叶片通过频率，随着流量的增加主频幅值呈现减小的趋势。进一步对单叶片离心泵的蜗壳内二次流的非定常特性进行分析，发现不同流量工况下，蜗壳内均出现二次流旋涡，并随着叶轮旋转也呈现出周期性变化。蜗壳内的横向速度在额定流量下较小，在非额定流量下显著增大。该研究可为单叶片离心泵机组运行稳定性提供一定参考。

摘要:为研究水泵水轮机在水泵工况运行时的空化特性及转轮受力情况，以某一抽水蓄能电站水泵水轮机模型为研究对象，基于Zwart空化模型和SST k-ω湍流模型，进行不同空化数下全流道三维非定常数值模拟和分析，并与实验结果进行对比验证，探讨了转轮及活动导叶中间流面的湍动能分布、叶片上的气泡体积分布和载荷分布，并定量分析了转轮受力情况。结果表明：数值分析结果成功捕获了空化的具体发展过程；随着进口总压的降低，转轮出口的湍动能逐渐增加，空泡首先在叶片吸力面靠近前缘处产生，然后沿流线向出口方向和叶片压力面扩展；由于动静干涉及蜗壳形状的不对称性，转轮径向力变化的周期性和对称性逐步被破坏，揭示了低空化数下水泵水轮机在水泵工况运行时性能变差的主要原因。

摘要:针对区域农用卫星导航定位基准站规模化应用中存在无效冗余、频率干扰和基准不统一问题，提出基于云端管理构架实现区域基准站管理与信息共享的初步解决方案。选择石河子市作为研究区，获得3个企业总计84个固定基准站的备案数据，计算任意2个基准站的站间距ΔD和频率差ΔF形成数据集E。在此基础上，利用GIS空间分析和数值统计方法，分析基准站无效冗余和同近频干扰，开展基准站坐标平差与精度验证，开发基准站管理服务系统原型。研究表明，由于缺乏技术和管理协调，区域农用GNSS基准站无效冗余、频率干扰和频率浪费难以避免，所统计的84个基准站占用了26.7MHz频带，使用了47个频点，其中30个基准站使用单独频点，站间距40km以内时多达18对基准站频率相同，29对基准站频率相近（ΔF≤25kHz）。石河子东北18个基准站，平均冗余率达263.2%，中心区冗余率更高。固定基准站通过坐标平差可以提高站址精度，有利于发挥基准站冗余的有效性和提高差分信号接入的可靠性，3个验证点的经度坐标差最大为0.011m，纬度坐标差最大为0.023m，精度分别达到毫米级和厘米级。管理服务系统原型和手机端APP原型的初步测试表明，系统可以实现基准站备案、建站辅助、基准站查询和频率推荐等功能，可以提高基准站管理效率和减少干扰现象。

摘要:叶面积指数是描述玉米冠层结构的重要参数之一，决定玉米冠层的光合作用、呼吸作用、蒸腾和碳循环等生物物理过程，因此精确反演叶面积指数对玉米长势监测具有重要意义。以河北省保定市的涿州市、高碑店市、定兴县为研究区，利用Sentinel-2遥感影像和LAI-2000地面同步实测数据进行玉米冠层叶面积指数反演，使用归一化差异光谱指数和比值型光谱指数两类指数，构建了单变量和多变量玉米冠层叶面积指数反演模型，通过决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）筛选出最佳模型。研究结果表明，由NDSI（783，705）构建的单变量模型为最优反演模型，其决定系数为0.5342，均方根误差为0.2885。因此，基于Sentinel-2遥感影像利用植被指数反演玉米冠层叶面积指数的方法可作为判断玉米长势状况的初步判断依据。

摘要:以0.5m的GeoEye-1卫星遥感影像为数据源，充分利用影像的纹理和光谱信息，研究农田林网高分辨率遥感自动识别方法。首先利用归一化差值植被指数（NDVI）和二维熵值构建分类决策树，并结合辅助数据初步提取出带状的农田林网；其次对该结果进行形态学处理，得到连续、细化的农田林网识别结果。选取甘肃省临泽县河西走廊中部巴丹吉林沙漠南缘绿洲的部分区域为研究区，进行实例验证，结果表明，采用本文构建的方法，农田林网的自动识别精度均在92%以上，平均精度达到92.97%，空间位置吻合度均在86%以上，平均吻合度达到93.13%，满足土地整治等工程监管的实际需求。该方法可为农田林网建设及相关工程监管提供科学支撑。

摘要:以河南省商丘地区为研究区域，在田间实验的基础上，对WOFOST模型和SHAW模型进行本地化标定，利用WOFOST-SHAW模型模拟2016年冬小麦拔节期-成熟期冠层0~80cm高度每小时气温的变化特征，并将其模拟结果与实测数据进行对比。结果表明，利用WOFOST-SHAW模型模拟的冬小麦冠层，除了80cm高度，气温的模型效率均大于0.90，超过75%的模拟气温的绝对误差在-1.5~2.5℃之间，说明冠层气温的整体模拟精度较高。WOFOST-SHAW模型对冬小麦冠层各高度的日最低气温的模型效率平均值为0.86, 日最低气温模拟值偏高0.53℃，说明冠层日最低气温的模拟值与实测值吻合度较高。同时冬小麦易受冻高度层模拟气温能准确地反映0℃以下的冠层日最低气温，因此，WOFOST-SHAW模型可以很好地模拟冠层气温，提升SHAW模型的适用性，可为冬小麦晚霜冻害的监测提供参考依据。

摘要:随着面源污染的加剧，导致水源地水体富营养化程度日趋严重，浊度作为衡量水体富营养化的一项重要指标，是水质评价的重要参数。为降低浊度偏最小二乘(Partial least squares, PLS) 反演模型建模的不确定性，提高模型反演精度，提出了基于离散粒子群(Discrete binary particle swarm optimization, DBPSO)和偏最小二乘的水体浊度反演模型。以2015年10月在南水北调东线重要水源地微山湖获取的水体浊度和准同步的HJ-1A HSI高光谱数据为例，利用HJ-1A HSI B26-B105(中心波长：518~870nm)全谱段光谱反射率(Original spectral reflectance, OSR)和归一化光谱反射率(Normalized spectral reflectance, NSR)直接构建浊度OSR-PLS和NSR-PLS反演模型，同时利用离散粒子群算法优选输入浊度PLS反演模型的最佳原始波段反射率和归一化光谱反射率，在此基础上提出并构建浊度OSR-DBPSO-PLS和NSR-DBPSO-PLS反演模型；然后对上述模型进行精度评价，分析光谱归一化处理和特征波段优选对PLS模型反演精度的影响，选择精度最高的模型反演微山湖水体浊度分布。结果表明：NSR-PLS模型精度(R2=0.91)高于OSR-PLS模型(R2=0.50)，对波段进行归一化处理能提高浊度PLS反演模型精度；DBPSO能够识别浊度PLS反演的最佳波段，浊度PLS建模所需的波段数由80个分别减少为44个(OSR波段)和36个(NSR波段)，在此基础上构建的OSR-DBPSO-PLS模型(R2=0.96)和NSR-DBPSO-PLS模型(R2=0.97)均具有较高精度，显著高于直接利用全谱波段构建的浊度PLS模型反演精度；选择综合误差最小的NSR-DBPSO-PLS模型反演微山湖水体浊度，反演结果符合实际，该模型适用于HJ-1A HSI数据和内陆水体浊度反演。

摘要:为指导我国玉米生产效率提升，基于DEA模型、Malmquist指数法以及ESDA分析法，分析了2005—2015年我国20个玉米主产省（区）玉米生产综合技术效率与全要素生产率变化的时空特征。结果表明：①2005—2015年，研究区域玉米生产综合技术效率平均值、纯技术效率和规模效率的均值都未达到DEA有效水平，综合技术效率提高主要依赖生产方式改进，玉米全要素生产率平均下降6.7%，其增长显著依赖于技术进步。②各省（区）综合技术效率的差异主要受农业生产方式（技术运用等）、经营规模及农业生产占比等的影响。综合生产技术效率较高的省（区），纯技术效率与规模效率均较高；而综合效率较低的省（区），纯技术效率与规模效率的差异较大。缺乏区域适用的先进生产技术或技术未得到有效投入，推广运用会导致玉米全要素生产率降低。③玉米生产各个投入要素均存在不同程度的松弛，配置不合理，均有可节约的空间。④研究区域玉米生产综合技术效率呈现集聚性，11年间空间差异扩大。少部分区域存在显著的正相关关系，主要集中在北方地区与黄淮海地区,呈现明显的空间集聚特征。因此，针对性提高区域适用技术的有效投入、改善经营规模，是提高各省（区）玉米生产效率的关键，同时，加强空间布局优化，使玉米生产达到“H-H”集聚是整体提升我国玉米生产效率、提高竞争力的关键。

摘要:基于生态位理论，将生态位模型和指标偏离度思想相结合构建了基于生态位的障碍因子诊断模型。以河南省新郑市为研究对象，从准则层和指标层对制约新郑市高标准农田建设的主要障碍因子展开分析，结果显示：新郑市障碍度在0.5以下的耕地总面积为22741.14hm2，占研究区域耕地总面积的41.98%；障碍度在［0.51,0.65]之间的耕地总面积为22493.79hm2，占研究区域耕地总面积的41.53%；障碍度大于0.65的耕地总面积为8933.01hm2，占研究区域耕地总面积的16.49%。总体来看，新郑市耕地整体自然禀赋条件较好，障碍度不高。制约新郑市高标准农田建设的主要障碍因子是灌溉保证率和排水条件，部分地区的土壤有机质含量偏低和土壤污染指数偏高。利用该模型获取了新郑市高标准农田建设主要障碍因子的空间分布信息，与实地调查分析结果相符，验证了模型的有效性。该模型既克服了目前障碍因子诊断模型中主观赋权的局限性，又以最适生态位值代替指标偏离度模型中的100%值，为指标偏离度模型中100%值的确定提供了相关的理论和科学依据，弥补了障碍因子诊断模型的不足，为障碍因子诊断提供了新思路，拓展了生态位理论的应用范围。

摘要:从分析遂溪县“旱改水”建设适宜性和空间稳定性入手，提出了基于耦合协调度模型和冷热点分析方法的“旱改水”建设项目遴选布局方法。结果表明，遂溪县开展“旱改水”建设潜力较大，其中高、中适宜区占耕地总面积的81.08%，主要分布在中东部乡镇；稳定性与适宜性的空间分布差异显著，高稳定性地块主要集中在北坡镇和广前公司，在其余乡镇也有分布；容易改造地块占耕地总面积的41.04%，主要分布在北坡镇、界炮镇、杨柑镇和广前公司等，该类耕地自然禀赋较好、基础设施完备，并且与城镇、交通干线有一定距离，建设占用的可能性较小；“旱改水”建设适宜性和空间稳定性耦合协调的热点区主要分布在杨柑镇、北坡镇、界炮镇和广前公司等中部乡镇，是“旱改水”项目布局的优先选择区域；结合研究区实际，确定遂溪县“十三五”期间“旱改水”建设区总面积462.75hm2。该研究为科学遴选、布局“旱改水”建设项目提供了方法借鉴。

摘要:针对传统测量胸径、树高和林分空间结构参数的非智能化、非集成化、效率低等不足，以摄影测量学、测树学、图像处理技术和传感器技术原理为理论基础，设计了激光摄影测树仪。该仪器由CCD镜头、激光器、光源笔、 PDA和云台组成，测量时获取方位角、倾角及图像等参数，通过在Android Studio 2.2开发平台下利用Java语言进行编译的3个模块化程序，实现胸径、树高和林分结构参数测量功能。对21株立木进行胸径、树高测量，对1块样地内15株中心树进行林分空间结构参数测量试验，并与传统测量方法进行对比，结果表明：胸径测量相对误差绝对值的平均值为2.55%，树高测量相对误差绝对值的平均值为2.82%，角尺度与大小比数测量相对误差绝对值的平均值分别为2.50%和2.86%，混交度测量与传统测量法测量结果相同，能够满足林业调查的精度要求。

摘要:为揭示西北干旱地区覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合生理特征的影响及光响应模型的适用性，以春小麦为试验材料，分别设置充分灌溉不覆膜（W1M0）、充分灌溉覆膜（W1M1）、亏缺灌溉不覆膜（W2M0）和亏缺灌溉覆膜（W2M1）4个处理，测定春小麦灌浆期的光响应曲线，通过对5种常用的光响应模型进行分析比较，探讨覆膜条件下水分亏缺对春小麦光合特性的影响并对光响应模型的适用性进行评价。结果表明，水分亏缺会降低春小麦叶片的最大净光合速率（Pmax）、表观量子效率（AQY）、暗呼吸速率（Rd），而光补偿点（LCP）升高。而在水分亏缺条件下覆膜处理能够有效减缓春小麦光合速率的下降，同时提高了春小麦叶片的最大净光合速率（Pmax）、表观量子效率（AQY）、暗呼吸速率（Rd）等表征春小麦光合特性的生理指标。其中，5种模型的模拟效果在W2M0处理下具有明显差别，只有叶子飘模型拟合值与实测值最为相符，尤其在高光强条件下拟合效果更为贴切，决定系数（R2）大于0.9；而直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和动力学模型拟合效果较差，在高光强条件下光合速率仍然是增加的，并未下降，R2只有0.7左右；叶子飘模型在不覆膜亏水条件下适用性较好。从决定系数的均值比较来看，对于4个处理拟合效果优劣排序为叶子飘模型、指数模型、非直角双曲线模型、直角双曲线模型和动力学模型。

摘要:为探讨地下穴贮滴灌条件下根际注气对“红地球”葡萄幼苗生长及不同形态氮素吸收代谢的影响，以2年生“红地球”葡萄幼苗为试验材料，通过地下穴贮滴灌注气技术和15N示踪技术研究根际注气条件下葡萄对铵态氮（NH+4-N）和硝态氮（NO-3-N）吸收、分配和利用的影响。研究结果表明，地下穴贮滴灌根际注气可促进葡萄新梢增长，茎粗增加，显著提高葡萄新梢、细根等植株干物质量的积累。在同一灌水周期内，地下穴贮滴灌根际注气可提高叶片叶绿素、净光合速率，延缓植株胁迫，但对植株叶片瞬时水分利用效率具有负面影响。通过氮同位素示踪标记表明，地下穴贮滴灌条件下无论是否注气，葡萄新生部位对硝态氮的征调能力、吸收利用效率均显著高于铵态氮；与不注气相比，注气处理可显著促进新生部位对硝态氮的吸收，抑制铵态氮的吸收利用。地下穴贮滴灌根际注气可促进葡萄的生长，提高叶片光合效率，15N示踪表明根际注气并未影响葡萄根系对硝态氮的偏好，在地下穴贮滴灌注气条件下氮素形态宜选择硝态氮作为氮肥来源。

摘要:为了解圆形喷灌机不同灌溉定额和灌水频次对冬小麦产量及籽粒品质的影响，于2014—2016年在北京市顺义区进行了水肥一体化大田试验，共设置3种灌水处理(W1、W2、W3)，其中2014—2015年灌溉定额分别为135、112.5、90mm，2015—2016年分别为154.5、132、109.5mm。每种处理在冬小麦的返青-拔节、拔节-抽穗和抽穗-灌浆期土壤含水率分别达到田间持水量的70%、75%和75%时进行灌水。每个生育时期又按灌水定额设置为1次灌水（C1）和均分成2次灌水（C2），其中C2处理2次灌水时间间隔为9d。试验结果表明，冬小麦拔节-抽穗期的阶段耗水量和日均耗水量均最大，W1处理产量最高。2015—2016年灌溉定额与灌水频次对水分利用效率的影响均不显著，但水分利用效率有随灌溉定额增加而降低的趋势，最大水分利用效率为W3处理的2.28kg/m3。在W1和W2处理下，分2次灌水有利于提高冬小麦的穗数、产量和容重等指标，其中W1C2组合获得最高产量9286.4kg/hm2。灌溉定额与灌水频次组合对产量的效应中，灌溉定额起主导作用。建议北京地区冬小麦在圆形喷灌机条件下采用W1C2灌水方案，在返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆期分别灌水45、55.5、54mm，且均分成2次灌水。

摘要:采集我国15个省份理化性质差异很大的耕作土壤，利用温室试验，以小白菜为研究对象，通过外源添加铬（Cr），研究Cr从土壤向植物的运移，探索影响Cr生物有效性的主要土壤因素，并建立预测模型。结果表明，土壤总Cr含量、pH值和有机碳（OC）含量对小白菜吸收Cr有显著影响。小白菜Cr含量与土壤Cr含量呈正相关，而与土壤pH值、OC含量呈负相关。相比于土壤总Cr含量的单因素回归分析，将土壤总Cr含量、pH值和有机碳（OC）含量纳入逐步多元线性回归（SMLR）后评价Cr生物有效性时，相关性更高，决定系数由0.861提高到0.927。Cr在酸性土壤中生物富集系数（BCF）较碱性土壤中更大。利用合并CK、Cr1、Cr2处理3个处理的数据（n=45）得到Freundlich预测方程（R2=0.927，RMSE为0.12），较单独使用CK处理数据（R2=0.572, RMSE为0.25, n=15）和使用Cr1和Cr2处理结合的数据（R2= 0.745,RMSE为0.17, n=30）得出的方程，能更准确地评估Cr在土壤中生物有效性，试验结果可用于预测Cr从土壤到小白菜的转移。

摘要:土壤养分综合评价在很大程度上存在着模糊性和随机性，为有效解决评价中定性概念与评价指标按隶属函数定量描述这一不确定转换问题，基于云理论及模糊数学原理，构建了基于云模型的耕地土壤养分模糊综合评价方法。以吉林省大安市为研究对象，选取耕作层中有机质等7个土壤养分元素的含量作为评价指标，利用熵权法确定各指标权重，计算得到评价对象的土壤养分模糊云综合指数（Cloud fuzzy comprehensive index,CFCI），并对CFCI进行COK插值，形成土壤养分CFCI等级分布图。结果表明：从评价结果的数据特征来看，研究区域CFCI范围在2.43～4.89之间，平均值为3.78，标准差为0.45，变异系数为11.85%，属于中等变异程度；从评价结果的空间分布格局来看，大安市耕地土壤养分综合水平呈现由北向南逐渐下降的趋势，且呈现耕地集中连片度越高的地方，土壤养分综合水平越高的特点。

摘要:系统收集了我国21省市规模化养猪场粪便和11省市猪饲料重金属浓度数据，分析了其污染特征，同时对各省市猪粪总量及其重金属总含量、猪粪安全农用年限进行了估算。结果表明：在21省市中，猪粪中Cu、Zn、As、Cd、Cr平均含量超标省市分别占到95.2%、85.7%、33.3%、20%和5.26%。在其中有猪饲料数据的11省市中，猪饲料Cu含量超标的样品数量占到100%（四川除外，为75%），超标倍数在13.2～49.0之间；猪饲料Zn含量超标的样品数量占到60.0%～100%，超标倍数在1.3～9.5之间。猪粪和饲料间Cu、Zn达到极显著相关水平（p<0.01）。猪粪安全农用估算结果表明，限制我国规模化养殖场猪粪农用的主要因素是Cu、Zn和Cd。吉林省、辽宁省和山东省分别连续施用猪粪16、23、91a，土壤中Cd含量超过国家土壤质量二级标准（GB 15618—2008）。北京连续施用猪粪65、51a而天津连续施用猪粪53、91a，土壤Cu和Zn含量分别超过国家土壤环境质量二级标准。建议在生猪养殖及其粪便农用过程中，不仅要从源头严格控制饲料中Cu、Zn等微量元素添加量，还应按照标准严格控制猪粪农田施用量。

摘要:在无线传感器网络下的智能温室环境控制系统中，农作物的生长通常受多种环境因子共同作用。根据温室环境控制系统的实际需求建立基于Dempster-Shafer（D-S）证据理论的决策框架，并提出了一种数据预处理和决策融合方法。首先，使用箱线图检测量测数据中的异常值，考虑到现有直接剔除异常数据处理方法的弊端，提出了一种异常数据自适应修正方法；然后，利用加权平均距离聚类处理更新后的数据；最后，根据所提出的基于加权相似度的基本概率分配方法结合D-S证据理论进行融合，为温室环境控制做出正确决策。实验结果表明，箱线图检测异常数据更为准确，其检测率比狄克逊准则高近19.2%，对于不确定性融合结果，本文提出的基于加权相似度的基本概率分配方法相比现有方法降低了1~2个数量级，不仅可以提高温室环境参数融合精度，加快收敛速度，同时还能有效地降低决策风险。

摘要:以夏季机械通风式笼养蛋鸡舍内外颗粒物为研究对象，采用风机将鸡舍内颗粒物排放到舍外，监测舍内、外颗粒物浓度变化，并分析颗粒物的传播规律。结果表明：笼养蛋鸡舍内、外以对人体危害最大的细颗粒物为主，且鸡舍外颗粒物主要来源于舍内，其浓度最高可达到舍内的55.2%；鸡舍外颗粒物粒径越小，在空气中传播的距离越远，越容易对周围居民的健康造成影响。通过分析鸡舍内、外颗粒物浓度日变化发现，舍内工作人员活动和喂料机工作均会扰动舍内沉积的颗粒物，并惊动蛋鸡，致使蛋鸡活动性增强，引起舍内、外颗粒物浓度升高。同时，随着蛋鸡日龄的增加或空气湿度的下降，舍内、外颗粒物浓度均呈现升高的趋势。因此，控制鸡舍内颗粒物浓度并采用适当的降尘措施将有利于保障蛋鸡和工作人员的健康，减轻畜禽场颗粒物对周围环境的危害。

摘要:为延长春茶采摘期，提高其产量，进行了遮阳网遮荫栽培试验研究。根据不同遮光率和不同遮荫高度，在茶园中设置4个处理：60%遮光率+2.0m遮荫高度（T1）、40%遮光率+2.0m遮荫高度（T2）、40%遮光率+2.5m遮荫高度（T3）和无遮荫的对照处理（CK）；试验全程分为前、中、后期。试验研究以上各处理遮阳网内外温、湿度环境的差异，茶树新稍、叶片生长状况和茶芽叶品质指标。结果表明：遮荫后，茶树冠层处的日最高气温显著降低，遮光率越高降幅越大，最大降幅为3.9℃；08:00—17:00的最低相对湿度均增大，遮光率越高增幅越大，最大增幅为9.01%；新稍长度、粗度均增加，以T1处理的增幅最大，分别为22.3%和13.5%；新稍叶片的叶绿素相对含量和芽叶含水率，随着遮光率增大而增高；与CK处理相比，T1处理的新稍叶片日平均净光合速率变大，而T2和T3显著变小；T3处理增加了茶叶水浸出物、茶多酚和酚氨比，降低了氨基酸含量，导致茶汤浓厚、苦涩味加重；而T1处理在试验前期增加了咖啡碱含量，降低了水浸出物含量和酚氨比。综上所述，在春茶采摘末期采用60%遮光率的遮阳网进行遮荫栽培，对于保持春茶品质、延长采摘期具有重要的生产指导意义。

摘要:采用热重红外联用仪（TG-FTIR）对雷尼镍催化的乙醇木质素（EOL）热解过程进行实验研究，考察雷尼镍催化剂对木质素热解过程失重特性及挥发性产物释放规律的影响作用，推断其催化作用机理。实验结果表明：雷尼镍催化EOL热解提升木质素结构单体间烷基醚键断裂，导致酚类、烷烃类和CO2产物释放量明显增加；EOL最大失重速率对应温度降低50℃,CH4的释放峰值温度升高。

摘要:为研究厌氧发酵过程对秸秆类生物质热解特性及动力学的影响，以玉米秸秆及其厌氧发酵沼渣为研究对象，分析了二者热解特性，分别采用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法和Starink法对热解活化能分布进行研究，并结合Malek法对其主要热解阶段的最概然机理函数进行了探讨。原料基本特性分析结果表明，玉米秸秆经过厌氧发酵后，挥发分含量减少19.48%，固定碳含量增加27.87%，半纤维素与纤维素相对含量分别降低了39.94%与30.96%，木质素相对含量增加了109.14%。热重试验结果表明，与玉米秸秆相比，发酵沼渣最大失重速率减小，且残炭率较高。对二者热解动力学分析结果表明，发酵沼渣的活化能主要分布于91~130kJ/mol之间，低于玉米秸秆原样；二者机理函数可采用两阶段理论描述，当转化率小于0.6时可由反应级数n=2机理模型进行描述；当转化率大于0.6时，玉米秸秆更符合圆柱形对称三维扩散机理（D4），发酵沼渣更符合球形对称三维扩散机理（D3）。本研究为发酵沼渣热解制备生物燃料工艺条件优化和工业化应用提供了理论依据。

摘要:根据水产品无水低温保活运输监测需求，设计了可植入式血糖传感器及信号处理电路，以实时获取血糖传感信号，信号经过软件滤波进行去噪和平滑处理后，构建了血糖变化的时序预测模型；以鲟鱼作为实验对象，对所提出的方法进行了实验验证。结果表明：所设计的可植入式血糖传感器能在鲟鱼体内对血糖信号进行稳定的采集，传感器信号经过信号调理电路后输出拟合程度达到0.9608，电路灵敏度为27.047mV/nA，零点漂移量为722.83mV；所构建的血糖信号自回归移动平均模型（ARIMR）预测值与真实值之间的平均绝对误差为-0.014mmol/L，平均相对误差为-0.117%，预测精度和平滑度较其他模型具有优势。该信号监测方法对于提高水产品无水低温保活全程透明度和追溯性，并推断水产品生命体及营养物质变化具有重要参考价值。

摘要:白酒中的活性物质影响人的味觉，是感官品评的重要指标之一，库仑阵列高效液相色谱法能够检测白酒中电化学活性物质。建立了我国白酒的HPLC-ECD检测方法，在最优色谱条件下，8通道能采集固态法白酒中102个信息峰，各物质得到了很好的分离，精密度、稳定性高；样品无需前处理，检测到的物质无需定性、定量分析，简便快捷、成本低。使用该方法对固态法白酒与酒精勾兑白酒进行分析，发现能够检测到白酒中多种活性物质，指纹图谱信息丰富，两种白酒谱图差异明显。同时，运用聚类分析对检测数据处理，能实现准确区分固态法白酒与酒精勾兑白酒。运用该方法进一步分析不同勾兑比例的固液法白酒，聚类结果与实际相符，白酒样品被准确分为4类：固态法白酒体积分数分别为10%、15%、75%和100%。该方法可以有效应用于白酒分类鉴定。

摘要:为了有效去除电子鼻漂移，提出了一种基于空载条件小波包分解的漂移去除方法。对电子鼻空载数据进行小波包分解，获得小波包分解的逼近系数集；在对其进行离散度分析之后，构建了空载条件下的一种阈值函数。在此阈值函数基础上，扩展成为样本（有载）条件下的去漂移阈值函数，进而发展成有载样本的漂移剔除方法。为了检验该方法的有效性及实用性，将其应用于4种白酒的鉴别中。对4种白酒电子鼻数据按测试时间顺序生成训练集和测试集，线性的Fisher判别分析结果表明，训练集、测试集数据处理后的鉴别正确率均得到了提高，最低提高值为23.65%。表明此方法能够提升电子鼻的检测能力。同时，为了进一步检验该漂移去除方法的性能，采用非线性的BP神经网络进行鉴别分析，结果显示：训练集的鉴别正确率从处理前的65.5%提高到处理后的100%，处理后的测试集鉴别正确率也达到了97.5%。这不仅说明了4种白酒的鉴别属较复杂的非线性分类问题，还充分说明了该漂移去除方法的有效性。

摘要:针对稻谷热风干燥过程中出现爆腰，而其机理又尚未明确的问题，以图像法构建稻谷籽粒三维适体网格，TPS法测定导热系数，逆推法计算水分有效扩散系数，利用COMSOL Multiphysics软件模拟计算热风干燥过程中稻谷籽粒内部的温度和水分分布，并与实验结果对比。结果表明：三维适体数学模型具有较高的精度，干燥过程中稻谷籽粒干基含水率模拟数据与实验数据最大误差低于8%；稻谷籽粒内部温度和水分分布梯度沿径向(短轴)比沿轴向（长轴）大，且水分梯度维持时间远大于温度梯度；沿籽粒径向由外表面至中心1/3长度内的水分梯度较径向其它部分的水分梯度大，与实验观察的爆腰由籽粒表面向内扩展相吻合。研究结果为准确预测籽粒内部的干燥应力，揭示稻谷爆腰机理提供了基础。

摘要:针对国内家禽屠宰净膛作业中存在的劳动强度大、工作效率低、作业环境差等问题，设计了一种基于机器视觉定位的家禽屠宰净膛机械手系统。系统由家禽胴体悬挂输送装置、双直角坐标式机械手本体、机器视觉系统和PLC控制系统组成。通过视觉系统在线采集家禽胴体和膛口图像，采用中值滤波和灰度增强对胴体图像进行预处理，然后用全固定阈值法进行图像的二值化，设定面积阈值后通过闭运算以及孔洞填充得到分割掉家禽翅膀和腿部的二值图像，计算二值图像轮廓，获取质心坐标；采用最大内接圆法对家禽膛口进行定位，得到膛口中心坐标；坐标变换后将数据传输到PLC控制器中，指导机械手完成净膛工作。试验结果表明，该系统对家禽外形轮廓质心坐标、膛口中心坐标的重复定位精度分别达到±1.6、±1.52像素，净膛机械手能够准确抓取内脏，内脏平均残留率为7.63%，内脏平均破损率为23%。

摘要:针对目前国内人工包装生鲜食品劳动强度大、生产效率低等问题，设计了一种负压式生鲜食品包装机。该包装机由横封装置、切断机构、送膜机构和纵封装置等构成，能够一次性完成物料的输送、封膜包装作业，可适用多种规格生鲜食品的包装。通过FLUENT对后吸风盒流场分析，采用截面参数lA和lB分别为25mm和64mm的直角盒型，并经过试验确定后吸风盒吸风口静压为32Pa。张膜输送带通过调整偏心滚筒，保证上部输送带和下部输送带之间有足够的压力。样机试验表明：包装机对于生鲜食品的包装速度为49.4包/min，包装率为99.4%，鼓包率为5%，基于负压式原理的负压式生鲜食品包装机达到了生鲜食品包装作业要求。

摘要:为了优化鸡蛋加工生产线吸盘自动上料装置的结构参数，并确定样机安装中关键零部件同步位置，对该装置的核心部分——吸盘摆臂组合机构进行了结构分析和运动仿真。结果表明：由曲柄摇杆、齿轮和同步带串联组合的吸盘摆臂组合机构自由度为1、曲柄整周转动、摇杆往复摆动60°、摆臂往复摆动180°；同步带角度补偿可以保证在摆臂180°摆动中，吸盘组件始终处于水平状态，保证鸡蛋水平搬运；摆臂末端运动参数(位移、速度、加速度)变化曲线显示，当摇杆摆动到2个极位146°和206°附近时，摆臂存在一段水平速度为零的垂直上下运动，分别对应曲柄84°~108°和252°~312°，以确保吸蛋和放蛋时吸盘垂直运动；为了保证该装置同步协调运动，样机安装时必须使曲柄在96°时，摇杆处在146°、摆臂处在174°位置。样机试验表明：理论分析和仿真结果与样机实测值一致性较好。

摘要:为了探讨四驱汽车电控分动器的传动性能，以带多片式离合器式的电控分动器为研究对象，提出一种基于遗传PID控制的电控分动器性能预测方法。首先通过分析分动器各部件功耗损失，构建电控分动器传动特性预测模型；其次探讨离合器摩擦副数、摩擦片内外径、润滑油粘度等参数对其性能传递的影响规律；最后在电控分动器试验台上开展了分动器性能试验。试验结果表明，所提性能预测方法能较好地预测行驶过程中电控分动器传动特性，为后期控制系统设计提供理论依据。

摘要:为了同时实现较高的NOx转化效率和较低的NH3逃逸量这一矛盾的排放控制需求，基于数据驱动预测控制技术设计了一款urea-SCR系统尿素喷射控制器。数据来自某型号柴油机台架ETC瞬态循环测试试验，控制器直接由四输入及两输出（预测输出和约束输出）耦合激励再分离得出。基于系统的实际物理特性，在控制问题描述中明确考虑了输入输出量的时域约束。考虑到相对参考无偏的控制需求，预测方程采用增量型。台架测试表明，激励工况下，控制器能够满足优化问题提出的排放控制目标；非激励瞬态工况下，对于工况变化不确定性引起的干扰，控制器具有较好的鲁棒性。

摘要:以无水乙醇为燃料，运用荷电雾化技术，实验研究了锥-射流喷雾模式下双网格燃烧器的燃烧与热损失特性。结果表明，在当量比Φ为0.85~1.40区间内燃烧稳定，圆形片状火焰附着于燃烧网格附近，火焰直径与燃烧器内径相当。火焰温度、燃烧效率均随当量比的增大先上升后下降，在当量比Φ=1时分别达到最大值1197.38K、93.26%。尾气温度随当量比的增大而降低，壁面热损失随当量比增大而增加。壁面热损失与燃料完全燃烧释放热量比例为27.25%~33.08%，其中辐射热损失略高于对流热损失。燃烧器热效率在当量比Φ≤1下可达69%。双网格燃烧器可实现小尺度条件下液体乙醇的良好喷雾、蒸发与燃烧。

摘要:与旋转驱动型相比，直线驱动并联机器人具有更大的工作空间，但存在工作空间求解较复杂、精度不高和优化目标不合理的问题。针对上述问题，根据并联机器人的结构和运动学模型，提出了一种极坐标变步长迭代搜索法求解并联机器人工作空间，分析各结构参数变化对工作空间的形状、尺寸、对称性的影响趋势。提出一种综合机器人灵巧度与工作空间利用率的全局混合性能指标，并以此为目标函数建立了结构参数优化的数学模型，利用粒子群算法对不同工况下机器人尺寸参数进行优化，得到基于机器人操作性能和工作空间利用率的最优参数，对不同权重下优化得到的参数进行仿真，验证了目标函数的正确性和有效性。通过激光跟踪仪测出的实际工作空间与理论工作空间模型进行对比，验证了工作空间理论模型的正确性，为后续的尺度综合研究打下基础。

摘要:变刚度关节是一种具有本质柔顺性的机器人机构，能够提高机器人与人交互作用时的安全性。本文设计了一种采用弹簧片的机械式仿生变刚度关节，利用差动轮系实现关节位置与刚度的独立控制。基于弹簧片大挠度变形，在关节中采用的2种弹簧片末端施力结构对刚度特性的影响进行分析，仿真结果表明，末端施力结构对偏转时的刚度变化有较大影响。对变刚度关节样机的刚度性能进行试验，试验结果与仿真结果一致，表明该关节具有较大的刚度变化范围，并且2种末端施力结构可以分别满足持续高刚度和碰撞安全性的应用要求。

摘要:针对传统结构分析方法效率过低且难以得到完备结果的现状，将机器人机构学理论与现代计算机技术相结合，提出了机器人机构拓扑结构的数字建模方法，并给出方位特征集自动生成算法及流程。首先，提出拓扑结构组成要素的数学描述方法以及相应的数据结构，得到机器人拓扑结构的数字模型。然后，在揭示出方位特征集本质内涵的基础上，利用线性相关性理论制定相应的运算规则，进而提出方位特征集的自动生成算法和流程。最后，结合具体实例验证了上述数字建模方法和方位特征集自动生成算法的有效性。

摘要:为了提高个性化定制产品进化效率，提出了一种在相似实例等距布种的基础上进行等位基因多样化阈值控制的优势种群产生策略。阐述了个性化定制产品优势种群的特征，认为精英个体应同时具有定制需求宏观上的相似性和种群基因微观上的多样性两大特征。在产品基因建模的基础上，采用夹角余弦作为聚类统计量，提取具有相似定制基因组的历史实例作为优势种群的初始解；基于加权的闵科夫斯基距离，对初始解成员进行等距采样，形成差异化精英个体候选队列，以实现种群的均匀布种；采用杰卡德距离度量候选个体承载的基因组与当前初始基因库两者间差异度，提出了等位基因阈值矩阵，构建了多样化等位基因生成算法。给出了产品适应度评价函数，基于评价反馈对优势度低的初始种群进行改进。以桥式起重机为例，对提出的策略进行了验证。实验结果表明，该策略能同时兼顾进化效率和进化质量，有助于避免早熟收敛现象的发生，适合个性化定制产品的进化设计。

摘要:提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限，在不用增加绳索拉力的情况下，通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型，通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量，测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明，永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加，随永磁体长度和平均半径的增加而增加，保持三角形结构高不变，绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加，减小滑轮半径，可以进一步增加绳索刚度变化范围。

摘要:为满足农业物联网实时状态监测系统的供电需求，提出了一种腔式压电气流发电机，并从理论和试验两方面进行了研究，获得了激励参数（激励距离、气流压力）及结构参数（主副腔长度及直径）对输出电压的影响规律。研究结果表明，其他参数确定时,存在最佳距离d*f、最佳主腔长度l*c及最佳腔盖孔径d*r，使发电机输出电压最大，且d*f、l*c、d*r及其所对应的最大电压均随气流压力增加而增加。此外，气流压力较低时存在最佳副腔长度l*r，使输出电压最大，且l*r随气流压力增加而减小，所对应的最大电压随气流压力增加而增加；相反，气流压力较高时，输出电压随副腔长度减小而增加，无副腔时输出电压最大。故实际测试中可根据气流压力确定腔体尺度。试验测得发电机最大功率为2.61mW。