摘要:现代农业产业技术体系建设项目（CARS-03）、教育部创新团队发展计划项目（IRT13039）和公益性行业（农业）科研专项资金项目（201503136）

摘要:自动导航车自主移动的关键是精准的路径跟踪，针对Mecanum轮全方位移动AGV的路径跟踪，提出了一种基于位姿状态和有限控制步数的路径跟踪优化控制方法。在系统约束条件下，通过建立系统的运动学模型，将连续的系统离散化。在目标函数中只包含速度控制量，同时通过最小化目标函数，得到系统控制量的控制序列，从而避免了最优控制的加权矩阵选择难的问题。此外，有限步的控制序列也有利于实时嵌入式控制器的滚动控制。仿真和实验表明，对于不同速度，该算法均能快速、同步、稳定地消除位姿偏差，且计算量小、方便。

摘要:为了解决前轮导向AGV的车轮侧滑问题，基于Ackermann转向原理设计了一种变长连杆的双曲柄转向系统。通过推导转向动力学模型，建立了考虑转向阻力矩的左、右前轮转向角闭环控制模型，提出了左、右前轮转向角PID同步控制算法，利用Matlab仿真转向控制模型的动态响应，获得了相关控制参数。以松下PLC为核心，构建了由左前轮转向交流伺服电机、推杆伺服电机、驱动器和编码器组成的AGV转向测控系统，设计了前轮转向系统同步闭环控制流程，实现了满足纯滚动转向原理的左、右前轮转角实时同步控制及转角信息采集。草地路面原地转向及硬质路面S型轨迹转向行驶试验表明，前轮导向AGV转向系统的左、右前轮期望转角与实际转角误差小于0.1°，AGV转向系统近似满足车轮纯滚动无侧滑运动条件，验证了轮式AGV纯滚动转向系统设计和转向控制的正确性与有效性。

摘要:为解决现有拖拉机自动驾驶系统上线距离较长，且在上线目标点附近跟踪误差较大的问题，提出了一种基于量子遗传算法优化的B样条理论局部上线轨迹规划方法。综合考虑最大曲率约束、起止点航向约束和最大转向角约束，把最优轨迹规划问题转化为B样条控制点参数优化问题，采用量子遗传算法对目标函数进行寻优，从而求得距离最短的可行驶上线轨迹。设计了4种典型作业工况，仿真结果表明，对于不同作业工况，算法均可通过优化配置B样条控制点得到满足约束的上线轨迹，曲率和等效前轮转角变化平缓，有利于路径跟踪控制器进行曲线跟踪控制。田间试验结果表明，针对设计的复杂作业工况，单独采用纯追踪算法的上线距离为78.6m，基于上线轨迹规划方法的上线距离为23.7m，且后者在上线点附近的横向跟踪误差更小。

摘要:绿色柑橘具有与背景相似的颜色特征，自然环境下绿色柑橘的视觉检测比较困难。提出基于深度学习技术，利用Faster RCNN方法进行树上绿色柑橘的视觉检测研究。首先配置深度学习的试验环境，同时设计了绿色柑橘图像采集试验，建立了柑橘图像样本集，通过试验对批处理大小、学习速率和动量等超参数进行调优，确定合适的学习速率为0.01、批处理为128、动量系数为0.9，使用确定的超参数对模型进行了训练，最终训练模型在测试集上的平均精度(MAP)为85.49%。通过设计自然环境下不同光照条件、图像中不同尺寸柑橘、不同个数柑橘的Faster RCNN方法与Otsu分割法的柑橘检测对比试验，并定义F值作为对比评价指标，分析2种方法的检测结果，试验结果表明：Faster RCNN方法与Otsu方法在不同光照条件下检测绿色柑橘的F值分别为77.45%和59.53%；不同个数柑橘果实检测结果的F值分别为82.58%和60.34%，不同尺寸柑橘检测结果的F值分别为73.53%和49.44%，表明所提方法对自然环境下绿色柑橘有较好的检测效果，为果园自动化生产和机器人采摘的视觉检测提供了技术支持。

摘要:针对小麦秸秆截面显微图像中组织成分的结构和灰度特征，研究了一种扇环型分区域图像分割方法，用于精确分割厚壁、维管束等关键组织结构。小麦秸秆截面的内外侧轮廓构成了一个近似的环形区域。先粗略定位厚壁和维管束所属的圆环区域。依据定位信息，以截面中心为起点向圆环外轮廓画射线，将圆环划分为大量的扇环形小区域。用Otsu算法对各个小区域进行独立的阈值分割，再对分割结果进行拼接等后续处理，得到完整的厚壁或维管束，最后以此为基础精确测量秸秆截面的各种参数。实验结果表明，与传统的Otsu算法相比，该方法对显微图像采集过程中切片、染色、拍照等环节导致的低质量图像具有较高的分割准确性和鲁棒性，在提高了切片样本利用率的同时降低了人工劳动强度。该测量系统对各类参数的测量精度均大于94.6%。

摘要:针对冬小麦返青期地表追施氮肥使氮素挥发导致肥料利用率低的问题，结合目前在小麦追肥过程中缺少深施氮肥作业装备的现状，进行了基于拖拉机自动导航技术实现精准对行深施氮肥的技术研究，设计了小麦精准对行精量深施追肥机。追肥机采用安装有自动导航系统的拖拉机牵引实现精准对行，以RTK-GNSS接收机测取的作业速度为基准，通过液压系统驱动排肥机构工作，双圆盘开沟器开沟深施，采用PID控制排肥轴转速与车辆行驶速度实现实时匹配，达到精量控制追肥量的目的。田间试验结果表明：设置目标追肥量为200kg/hm2，车辆行驶速度为5km/h时，追肥机能完成对行深施追肥作业，机具对行作业误差在±6cm以内，追肥量偏差小于9%，可满足实际生产需求；对照撒肥机表层撒肥作业，每公顷减施氮肥25kg左右，小麦每公顷增产486.5kg左右。

摘要:耕深作为深松作业质量的重要指标，长期以来无法实现在线评估，目前以人工抽测为主，误差大，效率低。以提高农机深松耕整地作业质量为目标，提出一种基于深松机组姿态估测的耕深检测方法及系统。首先分析了牵引拖拉机以及悬挂式深松机在作业过程中的运动轨迹，建立了拖拉机与深松机作业耕深检测模型。该模型通过检测安装在拖拉机后悬挂杆和悬挂式深松机上的姿态传感器输出角度，实时计算深松机耕深。为验证该检测模型的精度，设计了基于嵌入式ARM内核的耕深检测传感器和深松作业检测系统，该系统集卫星定位系统（GPS）、移动网络传输（GPRS）、数据存储（SD卡）等于一体，能实时采集深松机作业耕深、作业位置、作业速度及航向信息，数据存储在检测系统的终端设备中，并通过移动网络传送至远程数据中心做进一步融合处理，以对深松作业质量进行综合评价。将耕深检测传感器进行静态标定，耕深检测标定误差小于0.88cm，平均误差小于0.21cm，均方根误差小于0.66cm。利用标定后的传感器及深松作业检测系统在田间开展多组试验，试验结果显示该系统耕深检测最大误差为1.18cm，多组试验数据的平均误差小于0.45cm，均方根误差小于0.64cm，表明该系统耕深检测精度和稳定性较高。

摘要:针对现有气吸式高速精密排种器遇负压骤降时易发生大量漏播的技术难题，设计了一种在排种盘上同时设有吸孔、导种槽和取种槽3种种子拾取机构的气吸机械复合式大豆精密排种器，其中导种槽引导种子向取种槽运动，取种槽拾取种子，同时吸孔产生吸力促进种子的拾取，通过3种拾取机构共同改变种群运移行为，保证气流负压骤降情况下的排种性能；通过离散元仿真设计和理论建模分析等方法，研究关键设计参数对种群运移规律的影响，并对关键部件几何结构参数进行优化设计；通过回归分析和多因素试验得出作业速度、取种槽和导种槽几何结构尺寸、负压均对排种器播种效果有显著影响，并得出排种器最优结构参数为：导种槽倾角45°、导种槽深度2mm、取种槽上边宽度9.5mm、取种槽下边宽度7.3mm、取种槽深度5.7mm、取种槽前后槽面宽度9.5mm，在该几何结构条件下，当作业速度不大于8.6km/h、负压不小于1.6kPa时，播种粒距合格率不小于95%；通过排种器的田间验证试验，最优结构参数条件下该排种器播种粒距合格率为93.67%、重播率为3.32%、漏播率为3.01%；通过台架对比试验得出当负压降至1.1kPa时，该排种器相较于勃农气吸式排种器和MASCHIO气吸式排种器，粒距合格率分别提高6.48、1.92个百分点，当负压降至0.6kPa时，粒距合格率分别提高9.12、4.25个百分点。

摘要:膜上栽植技术可以有效防止水土流失、有利于有机水稻种植，钵苗移栽可以提高产量。为了将两种农艺相结合，提出一种膜上开孔并实现水稻钵苗栽植的移栽机构，能有效避免因破膜与水稻栽植不同步而造成的秧苗损伤。分析了移栽机构的工作机理，建立了运动学分析模型，开发了计算机辅助分析优化设计软件，并得到一组满足膜上移栽要求的结构参数。建立三维模型，并利用ADAMS软件完成虚拟样机仿真。设计物理样机，进行高速摄影运动试验。样机试验结果与理论分析所得轨迹基本一致，验证了移栽机构设计的合理性与正确性。在试验台架上完成了取苗试验与膜上栽植试验，取苗成功率为92.8%，膜上栽植的合格率为90%，满足膜上移栽的作业要求，验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性。

摘要:合理的气流分配室结构是气力式水稻穴盘成型机正常工作的前提条件。为了保证气流分配室具有均匀的流场结构，生产出合格的穴盘，以气体控制方程为理论依据，利用FLUENT软件对气流分配室内气流场进行了仿真分析。结合正交试验设计和数值模拟技术，以腔体厚度、通气孔直径和底角为影响因素，速度不均匀系数为评价指标，对气流场进行了单因素和正交模拟仿真试验，结果表明各因素对试验结果影响的主次顺序为配气腔体厚度、通气孔直径、底角；当腔体厚度、通气孔直径和底角分别为110mm、15mm和0°时，气流分配室流场均匀性较理想，此时速度不均匀系数为11.37%。试验结果表明，仿真结果与实测结果的平均相对误差为1.59%，双侧相关系数为0.028，存在显著相关关系；穴盘生产成型率为92.3%,穴孔质量和底面厚度的变异系数分别为10.2%和9.81%，满足穴盘生产要求。

摘要:为实现铺膜插秧种植方式的有机水稻全程绿色无污染化作业，解决地膜两侧单行内杂草难以根除的问题，根据农艺要求，设计了一种针对铺膜插秧后除草作业的3SCJ-1型单行水田除草机。阐述了基本结构组成和工作原理，分析了除草部件的运动学与动力学特征，建立了除草部件、机架与仿形浮漂整体的力学模型，推导出除草机的驱动扭矩。以机器前进速度和除草深度为试验影响因素，除草率作为评价指标，对除草性能进行单因素田间试验，并运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行分析，得到影响因素与评价指标之间的数学模型。试验结果表明：当机器前进速度从0.3m/s增大至0.6m/s时，除草率先增大后减小，并在前进速度为0.45m/s时，除草率达到最大值（78.52%）；当除草深度从50mm增大至110mm时，除草率持续增大，但考虑到除草机的功耗，最佳除草深度取为50~100mm，在除草深度为100mm时，除草率为79.26%。除草机平均除草率为78.02%，满足铺膜插秧种植方式水田除草的农艺要求。

摘要:为实现白芦笋高效、低损伤采收，设计了一种适用于白芦笋选择性收获机的末端执行器，并推导出一种驱动力的计算方法。为驱动末端执行器完成入土、剪切、夹持、拔取等动作，需对其入土驱动力、剪切力以及夹持力等控制参数给出定量描述。首先，针对入土驱动力问题，利用DEM仿真建立末端执行器-土壤离散元模型，研究末端执行器与土壤作用过程，分析末端执行器入土驱动力；其次，从切割白芦笋和土壤两方面分析末端执行器的剪切力，利用万能试验机与DEM仿真建立白芦笋-末端执行器-土壤的互作用模型，借助万能试验机模拟末端执行器的刀片切割白芦笋过程，确定白芦笋剪切强度，结合从DEM仿真角度测得末端执行器刀片切割土壤所需的剪切力，确定末端执行器剪切力参数范围；再次，通过万能试验机模拟末端执行器夹持白芦笋过程，确定白芦笋抗压强度，结合从DEM仿真角度分析末端执行器在土壤中完成夹持动作所需的夹持力，确定末端执行器夹持力参数范围。最终，确定末端执行器入土驱动力FRT>195N、剪切力FJQ>1.8N、夹持力FJC<13N的参数范围。根据确定的末端执行器的参数范围，选取几组参数组合进行田间采收试验，试验结果表明：在入土驱动力200N、剪切力2N、夹持力11N的参数组合下，白芦笋的采收率大于99%，损伤率小于3%，损伤率的数值在可接受范围内，符合白芦笋低损伤采收的要求，为白芦笋选择性收获机实现选择性、低损伤采收提供了一定的理论支持。

摘要:为实现三七种苗自动移栽前有效分离，设计了一种滚筒板齿式三七种苗分离装置，对关键结构参数进行了理论计算和分析，选取螺旋线数量、转子板齿长度、滚筒板齿长度和导向槽数量作为仿真试验因素，选取种苗分离变异系数和分离率为试验指标，利用EDEM离散元仿真软件分别进行单因素及正交仿真试验，确定最优结构参数组合为：螺旋线数量为4、转子板齿长度为70mm、滚筒板齿长度为65mm、导向槽数量为3，此时分离结构分苗性能最好，分离变异系数为17.37%，分离率为84.69%，破损率为7.5%；实际试验结果与仿真结果一致，符合三七种苗移栽农艺要求；该装置实现了三七种苗的有序、离散分离。

摘要:为了探究电极材料对静电喷嘴雾化效果和荷电性能的影响，确定设计的静电喷嘴的最佳作业参数，并明确静电作用对雾滴沉积效果的影响，以电极材料、电极电压、喷施压力和喷孔直径为喷施变量，针对设计的静电喷嘴进行室内雾化和沉积试验。研究结果表明：设计的静电喷嘴最佳电极电压为8kV，最佳电极材料为紫铜，最佳喷施压力为170kPa；相比于非静电喷雾，静电作用开启后，静电喷嘴的有效喷幅增加约50cm；在3个采样层的雾滴沉积密度依次增加了23、19、10个/cm2；在喷嘴雾化的所有雾滴中，粒径在50~120μm区间的雾滴受静电作用影响最大，静电作用开启后，此区间段内的雾滴沉积数量增加了约2倍，当雾滴粒径大于120μm时，雾滴沉积密度随雾滴粒径的增大呈下降趋势；沉积的雾滴主要是粒径在180μm以下的雾滴，因此适合最佳生物粒径为180μm及180μm以下的作物。

摘要:采用离散元法进行颗粒饲料后喷涂、冷却、输送、仓储、饲喂等关键环节的工作过程仿真分析时，需要建立颗粒饲料离散元模型并通过测定休止角来标定离散元参数，用以测定休止角的传统装置与方法，存在样品用量多、测定繁琐的情况。本文提出了一种基于注入截面法的休止角测定装置与方法，通过颗粒堆积体截面的轮廓线直接获取休止角,从而进行休止角的模拟与测定。建立与颗粒饲料形态相近的离散元模型，借用GEMM（Generic EDEM material model database）数据库获得离散元模型参数范围。以滑动摩擦因数X1、碰撞恢复系数X2和滚动摩擦因数X3为试验因素，以颗粒饲料堆积休止角Y1为评价指标，按照3因素5水平正交旋转组合设计试验方法，利用Design-Expert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法，建立了3个因素以堆积休止角为评价指标的数学模型。以颗粒饲料休止角真实测得值为目标，对回归模型进行寻优，得到优化后的标定参数组合：颗粒饲料间滑动摩擦因数为0.41，碰撞恢复系数为0.53，滚动摩擦因数为0.08。以此优化解进行仿真试验，结果显示预测休止角为29.43°±0.70°，误差为3.1%，休止角仿真和试验在堆积角度和形态上相似度较高。结果表明了基于注入截面法的颗粒饲料离散元建模与休止角测定试验的有效性和可行性。

摘要:为了研究高速诱导轮离心泵内空化发生发展规律，采用高速摄像技术，对离心泵内诱导轮与叶轮流道的空化流动进行可视化研究，并结合CFD数值计算对离心泵内部流场进行模拟分析。结果表明：在空化初生阶段（汽蚀余量为5.0m），诱导轮叶片前缘出现叶顶泄漏涡空化；在空化发展阶段（汽蚀余量为1.07~5.0m），流动极为复杂，在诱导轮流道内同时出现叶顶泄漏涡空化、片状空化和云状空化，并且在较低汽蚀余量（汽蚀余量为1.5m）时，出现不对称空化现象。在空化初生和发展阶段，泵的扬程和效率基本保持不变；在空化恶化阶段（汽蚀余量小于1.07m），诱导轮流道内基本被空泡堵塞，空泡进入叶轮流道，导致离心泵扬程和效率急剧下降。

摘要:对JET750G1型射流式离心泵内场噪声进行数值计算及试验，分析该泵过流部件诱发的流动噪声和流激噪声特性。采用大涡模拟法进行不同工况的非定常数值计算，输出各过流部件表面的压力脉动作为偶极子声源。运用声学有限元方法预测流动噪声；运用声学有限元耦合结构有限元方法预测流激噪声。搭建射流式离心泵内场噪声测试系统，用水听器对泵出口的流体动力噪声进行测试，获得噪声的时域和频域信息。分析结果表明：噪声在轴频和叶频处计算和试验测试误差在4%以内；叶轮和导叶的动静干涉以及流体和结构的共振均是诱发射流式离心泵内场噪声的重要因素，过流部件自身的结构特性对内场噪声有一定影响；流动噪声整体大于流激噪声，表明内场噪声主要由流体的压力脉动特性决定；叶轮旋转偶极子声源诱发的内场噪声在轴频(47.5Hz)处达到180dB左右，在射流式离心泵的内场噪声中起主导作用。研究结果为射流式离心泵的低噪设计提供了参考。

摘要:为了研究贯流式水轮机内部低频压力脉动特性，针对某电站贯流式水轮机进行了非定常数值计算，分析了不同工况下水轮机内部的压力脉动特性，揭示了贯流式水轮机低频压力脉动产生的机理，并提出了改善低频脉动的方案。研究表明，在额定工况和小流量工况下，水轮机内部的压力脉动主要受到叶片通过频率（5.26Hz）以及低频脉动（0.20Hz）的影响，低频脉动的幅值从水轮机进口到出口逐渐增加，且小流量工况的低频压力幅值较额定工况高；不同工况下，水轮机尾水管内均存在一个与转轮旋转方向一致的螺旋状偏心涡带，该涡带按一定周期演变，其对应频率为0.22Hz，与低频压力脉动频率（0.20Hz）较为接近，因此可以说明该水轮机内部的低频压力脉动是尾水管涡带引起的；为了减小水轮机低频压力脉动系数幅值，提出了一种在尾水管内增设导流板的方案，该方案能有效降低由尾水管涡带引起的低频压力脉动系数幅值，导流板通过降低尾水管内的涡带能量，达到消涡目的。研究结果可为贯流式水轮机组的稳定运行提供依据。

摘要:永久基本农田划定是保护优质耕地、控制建设用地占用优质耕地的有效手段，也是高标准农田建设的基础。本文提出了一种基于优劣解距离法（Technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS）和局部空间自相关的永久基本农田划定方法，从耕地的自然禀赋、区位条件、建设水平和生态景观条件4个角度出发，构建较全面的综合质量评价体系，借助TOPSIS法对耕地综合质量进行评价；引入空间聚类的思想对耕地综合质量进行局部空间自相关分析；最后，依据各区域的耕地综合质量及空间聚类特征，将符合要求的耕地划入永久基本农田。以河北省高碑店市为研究区开展实证研究，结果表明，该方法划定的永久基本农田较合理，划定永久基本农田面积为339.61km2，占高碑店市耕地总面积的81.75%，划定比例达到国家相关规程要求。本文在耕地质量评价中加入生态景观因素，并结合最佳距离阈值和改进的反距离空间权重矩阵的空间聚类方法，为永久基本农田划定提供了新思路。

摘要:为了科学测算和评估耕地质量潜力，以河北省涿州市为研究区，以400m×400m规则网格为评价单元，基于涿州市2013年耕地质量等别数据，运用改进的因素组合法、层次分析法、物元分析模型等，分别计算耕地整治的自然质量潜力和利用质量潜力。研究结果表明：灌溉保证率和有机质含量是涿州市耕地自然质量的可改造限制因素，且灌溉保证率是主导限制因素；涿州市耕地基础设施水平整体偏低，应通过水利灌排、田间道路修建、增加防护林等工程改善利用条件。通过提升可改造限制因素和影响土地利用系数的指标值，涿州市耕地质量国家自然等、国家利用等可分别提升0.53等、0.73等。提出的研究方法为精细化评估区域耕地质量、制定县域土地整治规划提供了方法参考。

摘要:基于光学影像的遥感技术受云雨、昼夜影响较大，导致获取连续的作物时序生长曲线较困难，而雷达影像作为主动式成像，能够很好地克服这一缺陷。本文以陕西省渭南市大荔县某农场为研究区域，分别采用最大似然法（Maximum likelihood，ML）和支持向量机（Support vector machine，SVM）2种方法，融合Sentinel-1雷达影像和Sentinel-2光学影像，提高农作物的分类精度。研究结果表明，融合数据的农作物分类精度相比光学数据分类精度有所提高。在无云层覆盖的情况下，利用SVM方法融合Sentinel-2的红、绿、蓝、近红外4个波段数据与Sentinel-1数据，总体分类精度提高了2个百分点，Kappa系数提高了5个百分点；在有少量云层覆盖情况下，利用ML处理融合数据的分类结果精度和Kappa系数分别提高2个百分点和4个百分点，SVM方法下的分类精度提高了6个百分点，Kappa系数提高了8个百分点。

摘要:在黄淮海粮食主产区选择河北省衡水市深州市为试验区，以冬小麦地上干生物量为研究对象，以作物冠层高光谱和EO-1 Hyperion高光谱卫星数据为主要数据源，在分析冠层高光谱构建的窄波段植被指数（N-VIs）与实测冬小麦地上干生物量间相关性基础上，提出了利用拟合精度R2极大值区域重心确定冬小麦干生物量敏感的光谱波段中心的方法，并运用该方法确定了冬小麦生物量敏感波段中心。在此基础上，以敏感波段中心筛选结果为指导，利用窄波段植被指数及相关波段开展Hyperion高光谱卫星遥感区域冬小麦干生物量遥感反演和精度验证。最终，按精度最高原则优选区域冬小麦地上生物量反演结果。其中，研究采用了冬小麦孕穗期Hyperion数据，涉及的植被指数包括窄波段归一化植被指数（N-NDVI）、窄波段差值植被指数（N-DVI）和窄波段比值植被指数（N-RVI）。结果表明，通过与实测冬小麦地上干生物量对比，利用冠层高光谱冬小麦地上干生物量反演敏感波段筛选结果及其相应波段构建的Hyperion窄波段植被指数进行孕穗期作物干生物量估算取得了较好结果，其精度由大到小为：N-NDVI、N-RVI、N-DVI。其中，以波段B18（波长528.57nm）、波段B82（波长962.91nm）构建的Hyperion N-NDVI估算区域冬小麦地上干生物量精度最高，相对误差（RE）和归一化均方根误差（NRMSE）分别为12.65%和13.78%。

摘要:基于开源飞控Pixhawk开发了一套集成稳定云台、位置与姿态系统（Position and orientation system，POS）数据采集模块的无人机多光谱遥感图像采集系统，同步采集520~920nm范围内的红、绿和近红外波段信息。以冬小麦为例，分别在越冬期、拔节期、挑旗期和抽穗期进行飞行实验，飞行高度55m，多光谱影像地面分辨率2.2cm。采用监督分类与植被指数统计直方图相结合的方式，提出了一种田间尺度小麦覆盖度快速提取的方法，给出归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、土壤调节植被指数（Soil-adjusted vegetation index，SAVI）及修正土壤调节植被指数（Modified soil-adjusted vegetation index，MSAVI）对应的植被像元与土壤像元的分类阈值，分别为0.4756、0.7056和0.6350。同时利用基于同步采集的地面分辨率可达0.8cm的高清可见光遥感图像提取了相应时期的冬小麦覆盖度参考值。结果表明，基于无人机多光谱遥感技术及植被指数法可以较好地提取冬小麦越冬期、拔节期、挑旗期和抽穗期的植被覆盖度信息。与SAVI、MSAVI相比，基于NDVI分类阈值的提取效果最好，绝对误差最小。

摘要:为快速、准确地从高分影像中获取猕猴桃种植分布信息，提出了一种结合小波变换纹理分析和随机森林分类的QuickBird影像猕猴桃果园自动提取方法。首先，采用coif5小波对QuickBird全色影像进行多尺度小波分解，计算各子频带小波系数的能量特征作为纹理特征；然后，将小波纹理与光谱特征组合构建分类特征；最后，利用随机森林分类实现土地利用分类和猕猴桃果园空间分布提取。结果表明，小波纹理识别猕猴桃果园的效果明显优于光谱特征和其他2种纹理特征；光谱+小波纹理特征的分类精度最高，猕猴桃果园提取精度（Fk）和总体分类精度（OA）分别为95.30%和94.46%，比光谱+灰度共生矩阵纹理分类分别提高6.70%和2.88%，比光谱+分形纹理分类显著提高13.43%和6.98%；随机森林分类结果优于相同特征下的支持向量机、最大似然分类。本文提取的猕猴桃果园面积与目视解译结果的相对误差小于7%。此外，利用本文方法对同期QuickBird影像另一研究区的苹果园分布进行提取，结果表明，该方法对苹果园提取有较好的适用性。

摘要:以河南省商丘市为研究区，首先采用OAT(One-at-a-time)方法对WheatGrow模型的输入品种参数进行敏感性分析，在此基础上以抽穗期的开始日期作为约束条件构建代价函数，引入SCE-UA（Shuffled complex evolution method developed at the University of Arizona）算法求解得到最优作物品种参数组合，并利用2015—2016年度和2016—2017年度田间实验资料对SCE-UA算法的有效性进行验证。结果表明，基本早熟性参数对穗分化期的模拟结果影响最显著，温度敏感性参数比光周期敏感性参数和生理春化时间参数具有更高的敏感度，生理春化时间的敏感度最低。基于优化后的参数得到的穗分化期模拟值与观测值之间的平均绝对误差（Mean absolute error，MAE）和均方根误差（Root mean square error，RMSE）均小于3d，表明SCE-UA算法可以有效地获取WheatGrow模型最优品种参数组合。本研究可为WheatGrow模型品种参数的调整优化和模型的推广应用提供依据。

摘要:针对动态室内环境的变化及时变的接收信号强度(Received signal strength, RSS)对定位精度的影响，提出了一类基于核自适应滤波算法的农业无线传感器网络室内定位方法。核自适应滤波算法具体包括量化核最小均方（Quantized kernel least mean square, QKLMS）算法及固定预算（Fixedbudget, FB）核递推最小二乘(Kernel recursive leastsquares, KRLS)算法。QKLMS算法基于一种简单在线矢量量化方法替代稀疏化，抑制核自适应滤波中径向基函数结构的增长。FB-KRLS算法是一种固定内存预算的在线学习方法，与以往的“滑窗”技术不同，每次时间更新时并不“修剪”最旧的数据，而是旨在“修剪”最无用的数据，从而抑制核矩阵的不断增长。通过构建RSS指纹信息与物理位置之间的非线性映射关系，核自适应滤波算法实现WSN的室内定位，将所提出的算法应用于仿真与物理环境下的不同实例中，在同等条件下，还与其他核学习算法、极限学习机(Extreme learning machine, ELM)等定位算法进行比较。仿真实验中2种算法在3种情形下的平均定位误差分别为0.746、0.443m， 物理实验中2种算法在2种情形下的平均定位误差分别为 0.547、0.282m。实验结果表明，所提出的核自适应滤波算法均能提高定位精度，其在线学习能力使得所提出的定位算法能自适应环境动态的变化。

摘要:梯田在很大程度上开发了坡耕地的农业生长潜力，具有蓄水、保土作用。由于梯田数量、面积等分布信息较难准确获得，使其定量研究难以深入展开。随着无人机技术的不断发展，高精度梯田地形信息的获取成为可能。本文基于无人机正射影像并结合坡度数据，通过Canny边缘检测算子对梯田的粗轮廓进行提取，结合梯田的结构特性，对梯田中的伪边缘进行剔除；再通过对梯田边缘强度叠加和边缘连接；最后利用区域生长算法对梯田进行分割。该方法有效解决了梯田形状不规则、田面堆积物干扰、图像光谱特征复杂等问题。与手工标注的梯田样区田块数据的对比结果表明，本文算法对梯田区的提取总精度可达84.9%，可为梯田区的快速制图提供解决方案。

摘要:在进行水稻的数字化考种、表型与基因关联分析和数字农业仿真模拟时，需要大量的谷粒表型信息作数据支撑。本文提出了一种基于三维点云的谷粒高通量表型信息自动提取方法，能同时自动获取谷粒的三维模型和40个表型参数，实现谷粒形状的定量和定性描述。首先，通过对谷粒点云数据进行聚类分析，完成谷粒点云的分类；其次，实现谷粒的三维重建，对谷粒离散点云进行柱面构网，获取谷粒点云的三维模型数据；最后，根据不同表型参数的特点，实现了谷粒的三维表面积和体积、长、宽、高、3个主成分剖面的周长和面积等11个基本参数与长宽比、长高比和体积比等11个衍生参数以及18个形状因子的自动提取。利用Handyscan 700型手持式激光扫描仪获取的谷粒高精度点云数据进行实验，成功实现了谷粒表型参数的自动提取，测量结果可达毫米级。基于主成分方法分析了各表型参数的权重。以游标卡尺测量值和Geomagic Studio测量值作为真值，长、宽、高的平均相对误差为1.14%、1.15%和1.62%，体积和表面积的相对误差为零，3个主成分剖面面积的平均相对误差为1.82%、2.12%和2.43%。本文方法与人工测量方法及软件测量方法相比，精度相当，且具有批量、自动、人工干预少（仅数据采集阶段需要人工操作）以及效率高的特点。

摘要:为了提高标准布谷鸟算法的种群多样性和全局搜索效率，将多策略差分变异过程引入布谷鸟算法中。在布谷鸟的宿主发现过程中借助多策略差分操作来提高种群的多样性，同时，改进的布谷鸟在算法新解选择中增加排队优选机制，与贪心算法相结合以减少局部极值的不良吸引，加快搜索进程。将改进的布谷鸟算法应用到粒子滤波中，用布谷鸟的鸟巢来表征粒子，通过模拟布谷鸟群体搜索巢穴位置的过程来优化粒子分布。实验表明，改进的智能优化粒子滤波算法有效提高了粒子多样性和非线性系统状态的预测精度，并能在粒子数减少的情况下保持稳定估计。

摘要:利用岷江源区1961—2010年逐日气象数据，采用FAO 56 Penman-Monteith和Hargreaves公式计算参考作物蒸散量，并以FAO 56 Penman-Monteith为标准对Hargreaves公式适用性进行评价，通过对Hargreaves公式转换系数C0进行修正，建立基于月尺度的参考作物蒸散发公式，结合RegCM4.0区域模型生成的温度数据，对未来（2011—2099年）研究区参考作物蒸散发量变化进行预测。研究结果表明：通过通径分析发现，在岷江源区气温是影响参考作物蒸散量最重要的气象因子，采用基于温度法的参考作物蒸散发公式具有理论依据；采用未修正的Hargreaves公式明显高估了该区域参考作物蒸散量，特别是在雨季4—10月；修正后的Hargreaves公式绝对偏差与相对偏差显著减小，与FAO 56 Penman-Monteith月值之间均方根误差RMSE为3.76mm、效率指数EF为0.39、可决系数CD为0.84，吻合系数d为0.8，能够满足研究区参考作物蒸散发估算精度；在未来气候变化情景下岷江源区参考作物蒸散量总体呈增加趋势，气候倾向率为5.6mm/(10a)。

摘要:细沟水流流速是冻土和未冻土坡面水文过程的重要参数，与冻融坡面土壤侵蚀和泥沙输移密切相关。试验在长8m、宽0.1m、深0.12m的土槽内填装深度为0.05m的陕西安塞黄绵土坡面进行。设定坡度为5°、10°、15°、20°，流量为1、2、4、8L/min，通过测量冻土与未冻土坡面细沟水流前锋流经整个土槽所用时间，计算水流的前沿流速，对比2种坡面上水流前沿流速的关系，研究冻结对水流流速的影响，同时采用电解质示踪法计算水流的优势流速，分析优势流速与前沿流速的关系。不同工况下，冻土坡面前沿流速在0.260~0.843m/s之间，未冻土坡面水流前沿流速在0.175~0.552m/s之间；冻土和未冻土坡面上，随坡度、流量的增大，前沿流速增大，增大率在缓坡（5°~10°、10°~15°）时逐渐减小，流量较小（1、2、4L/min）时，流量增大，坡度对前沿流速增大率的影响也逐渐减小；坡度和流量对冻土坡面水流前沿流速的影响大于对未冻土坡面水流前沿流速的影响；冻土和未冻土坡面前沿流速均随坡度和流量的增大近似呈幂函数增大；在试验条件下，冻土坡面前沿流速和优势流速比未冻土坡面大43%和40%；冻土和未冻土坡面上优势流速和前沿流速的比值分别为0.61和0.63，表明该系数可以用于标定前沿流速。试验结果可为冻土坡面与未冻土坡面水流动力过程研究提供参考。

摘要:携带大量盐分的低质水长期灌溉导致土壤存在极大的物理化学特性退化风险，为了探究盐分对土壤水分特征曲线影响的差异性，采用压力膜法对亚热带地区粘性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土等5种土壤进行室内测定，对比分析了各土壤在0、5、10、15g/L等4个钠盐浓度水平下土壤水分特征曲线的差异，并利用RETC软件结合数理统计方法确定了各土壤不同钠盐浓度水平下相应的最优拟合模型。结果表明：钠盐处理均可提高各土壤的持水能力，且粘粒含量较高的土壤影响显著；钠盐处理减少了粘性潮土、沙性潮土和红壤的有效含水率，分别最大减少了40.8%、30.5%、31.5%，却提高了紫色土、水稻土有效含水率，分别最大提高了45.7%、28.9%。粘粒含量少或低浓度盐溶液处理的土壤水分特征曲线以BC模型拟合最优，而粘粒含量多且高浓度盐溶液处理的以DP-M模型拟合最优。

摘要:为探明稻麦轮作区秸秆还田对水稻土结构的影响，依托常熟农业生态试验站25a的长期定位试验，研究秸秆还田对水稻土容重、团聚体分布及稳定性、团聚体有机碳分布和孔隙大小分布的影响。试验设不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥和半量秸秆还田（NPKS1）、化肥和全量秸秆还田（NPKS2）等处理。采集各小区耕层水稻土，通过湿筛的方法测定团聚体分布及稳定性，通过X射线CT扫描和图像处理得到孔隙结构信息。结果显示，与CK相比，单施化肥（NPK）能显著提高土壤有机碳含量、降低土壤容重，对团聚体分布及稳定性、大孔隙度（大于0.032mm）、孔隙大小分布没有显著影响。与NPK处理相比，秸秆还田（NPKS1、NPKS2）分别使土壤容重降低14.0%和19.4%，有机碳含量提高10.0%和23.1%，但是对团聚体分布及稳定性影响不显著；化肥和半量秸秆还田（NPKS1）对大孔隙度和孔隙大小分布没有显著影响，化肥和全量秸秆还田（NPKS2）的大孔隙度（大于0.032mm）提高了110.6%，各当量孔径范围的孔隙度也明显提高（大于1.5mm除外）。结果表明，经过25a的秸秆还田，稻麦轮作区全量秸秆还田能够降低土壤容重，增加土壤有机碳含量和各级团聚体中有机碳含量，增大土壤总孔隙度和大孔隙度，改善水稻土的物理结构；而半量秸秆还田没有显著改善水稻土的孔隙结构。

摘要:为揭示加气灌溉及不同灌水量处理设施番茄地土壤N2O排放对土壤微生物的响应，于2016年8—12月在日光温室内进行试验，以充分供水的灌水量（W）为基准，设置0.6W、0.8W和1.0W 3个灌水定额，每个灌水定额又设置加气和不加气处理，共计6个处理：0.6W加气（AI0.6）、0.6W不加气（CK0.6）、0.8W加气（AI0.8）、0.8W不加气（CK0.8）、1.0W加气（AI1.0）和1.0W不加气（CK1.0）。结果表明，番茄生育前期，不同灌溉处理的土壤N2O排放通量呈下降的趋势；移植25d后，N2O气体维持在较低且稳定的排放水平。与不加气处理相比，不同灌水定额的加气处理增加了土壤N2O排放，平均增加了4.7%；且随着灌水量的增加，土壤N2O排放也在增加，平均增加了1.9%，但处理间差异性均不显著（P＞0.05）。就番茄全生育期微生物数量均值而言，加气较不加气处理增加了土壤硝化细菌数量，平均增加了2.1%；但加气减小了土壤反硝化细菌数量，平均降低了9.7%（P＞0.05）。而随着灌水量的增加，土壤硝化细菌和反硝化细菌数量均逐渐增加（P＞0.05）。相关分析表明，土壤N2O排放与土壤水分和土壤温度呈极显著正相关关系（P＜0.01），与土壤反硝化细菌数量呈极显著负相关关系（P＜0.01）。试验结果为研究设施菜地土壤硝化和反硝化反应过程及氮循环奠定了理论基础。

摘要:基于农民习惯施氮，以夏玉米为试验对象，采用高通量测序技术探讨氮肥减量0%（CK：270kg/hm2）、-10%（N1：243kg/hm2）、-20%（N2：216kg/hm2）和-30%（N3：189kg/hm2）对节根内生真菌群落组成的影响。结果表明：氮肥减量10%~30%对地上节根内生真菌Chao1指数影响不显著，而氮肥减量20%~30%却显著降低地下节根内生真菌丰富度Chao1指数；氮肥减量10%~30%显著提高地上节根内生真菌多样性Shannon-Wiener指数，却显著降低地下节根内相应指数。减氮10%~30%显著提高地上节根内格孢菌目（Pleosporales）丰度，显著提高地下节根内子囊菌门（Ascomycota）和粪壳菌目（Sordariales）丰度，显著降低地下节根内肉座菌目（Hypocreales）和炭角菌目（Xylariales）丰度。氮肥减量10%显著提高2类节根内球囊菌门（Glomeromycota）丰度，而氮肥减量30%仅显著提高地下节根球囊菌门丰度。随着氮肥减量比例的增加，与对照的相似系数逐渐降低。相关性分析表明，穗粒数与地上节根内格孢菌目、地下节根内球囊菌门和肉座菌目丰度显著相关，有效穗数与地下节根内粪壳菌目丰度显著相关。经综合比较，减氮30%的处理效果优于其他处理，与对照相比，在灌浆期可显著提高地上节根格孢菌目丰度809.95%；显著提高地下节根内球囊菌门丰度89.93%和粪壳菌目丰度1319.22%，却显著降低肉座菌目丰度78.14%。

摘要:依据FH69蓝图模型思想和基于微观理论的格子波尔兹曼法（LBM）改进了TOPMODEL,进而构建了基于LBM的栅格型（Grid）TOPMODEL(LBMGTOPMODEL)。在利用LBMGTOPMODEL描述流域水循环的基础上，采用GIS等技术，以栅格为单元，定量计算了挠力河流域1990年不考虑水田的土地分布和2013年考虑水田的土地分布等两类土地利用背景下的帕默尔干旱指数（PDSI），评价了土地结构变化对水土资源平衡的影响。研究结果表明：从1990—2013年期间挠力河流域草地、林地与建筑用地面积变化不大，耕地面积变化主要是未利用地和旱田转化为水田，耕地类型主要是旱地；水稻生育期内的5—8月上旬期间，旱改水田和水田下游坡面处其蒸散发量增加，补水量减小，失水量增加，适宜降雨量增加，使得挠力河流域蒸散常数增大，补水常数减小，径流常数增大，失水常数增大，气候特征常数增大；种植水田处和坡面上水田水流影响处适宜降雨量增加明显，使挠力河流域由轻微湿润地区变为不干不湿地区；在水田生育期的5—7月间随着时间延续，两种情况计算的干旱指数差值在变大；而8—10月间种植水田对干旱指数的影响在逐渐降低。该研究结果可为水田开发对区域水土资源平衡的影响和区域干旱评估提供借鉴和参考。

摘要:为揭示黑土区玉米穗质量与影响因素相互关系的尺度效应，在分析玉米穗质量与影响因素空间变异的基础上，利用联合多重分形方法研究玉米穗质量与影响因素的多尺度相关性。结果表明：研究区玉米穗质量的变异程度为中等，茎粗的变异程度随时间变化由中等变为弱变异，其他影响因素的变异程度为弱变异；玉米穗质量与影响因素的空间相关范围介于7.15～66.51m；玉米穗质量、叶绿素含量、土壤容重、土壤粒径分布体积分形维数具有强烈空间相关性，茎粗、土壤含水率、土壤饱和含水率具有中等空间相关性；单一尺度上茎粗和叶绿素含量对玉米穗质量的空间变异性有显著影响，多尺度上叶绿素含量、土壤粒径分布体积分形维数、茎粗、土壤含水率对玉米穗质量的空间变异性有显著影响；玉米穗质量与土壤特性、不同时期作物生长指标的多尺度相关程度绝大部分都大于单一尺度上的相关程度；随取样时间变化，玉米穗质量与茎粗在单一尺度和多尺度上的相关程度均先增后降，但开始降低的时间不同。

摘要:通过玉米秸秆的变速升温及传统匀速升温热解试验，对不同热解形式下生成的生物炭、生物油及热解气进行检测分析，探究升温速率对其热解产物特性的影响。试验表明，玉米秸秆减速升温生物炭得率和热解气得率分别为29.82%和27.49%，而加速升温的产物中生物油所占比例较大。通过热重试验及气相检测，发现不同的升温设置改变了生物质热解进程。此外对非冷凝气体进行气相检测分析发现，CO、CO2先于CH4溢出，而H2的溢出浓度随着热解温度的升高而增大。对生物油主要成分的检测分析发现，减速升温所制生物油的主要成分为小分子物质，大分子有机物含量很少，而加速升温可以得到更加丰富的多环芳烃。通过对产物的对比分析发现，在相同的热解时间下，减速升温速率设置不仅可以保证热解产物中较高的生物炭得率，且热解气得率比匀速升温试验增加4.49%，生物油相得率减少4.51%，且稠环芳烃含量较少。优化升温速率设置可提高生产效率，从而为生物质热解工程中的炭气油联产提供新的思路。

摘要:为确定不同含水率下蚯蚓粪基质的多种参数，提出了通过测定基质含水率，预测休止角，通过休止角合理推测其他参数的思路，并提出了一种散体休止角测定方法。以休止角作为参照，基于JKR粘结模型，使用离散元参数标定的方法，从与蚯蚓粪基质颗粒有关的10个参数中，筛选出颗粒间静摩擦因数、颗粒间滚动摩擦因数和JKR表面能3个对休止角影响显著的参数，建立了休止角与这3个显著参数之间的二次多项式回归模型。试验结果表明，该模型可以根据休止角预测蚯蚓粪基质参数，根据预测得到的参数建立离散元模型，休止角仿真结果与实际试验结果较为接近，差异分别为1.53%和0.22%。同时测定了不同含水率下蚯蚓粪基质的休止角，建立了休止角与含水率之间的关系模型。研究结果可为其他类似散体物料休止角的测定提供参考，并提供了一种通过测定易于测定的参数（如含水率）来推导其他难测参数的思路。

摘要:为快速预测鲈鱼在不同温度下特定腐败菌的生长规律，模拟了鲈鱼的4种贮藏温度：流化冰贮藏（-1.8℃）、碎冰贮藏（0℃）、冷藏1（4℃）与冷藏2（10℃），分析了不同温度下鲈鱼的菌落总数、希瓦氏菌与假单胞菌数，并测定了相应条件下鲈鱼货架期终点时的总挥发性盐基氮和QI值。采用修正的Gompertz方程描述鲈鱼特定腐败菌的动态变化，分别以Belehradek平方根方程和Arrhenius方程建立微生物生长预测模型。结果表明，修正的Gompertz方程能准确描述4种贮藏温度下鲈鱼特定腐败菌的生长规律，希瓦氏菌和假单胞菌的腐败阈值分别为（6.48±0.41）lg CFU/g 与（6.33±0.36）lg CFU/g。通过碎冰贮藏组（0℃）和模拟流通组（流化冰预冷（-1.8℃）—无冰运输（0.8℃）—碎冰贮藏（0℃））样品对模型适用性进行验证，得出基于Belehradek方程的希瓦氏菌、假单胞菌生长预测模型偏差度分别为0.9936、0.9510和1.0242、0.9821，准确度分别为1.0845、1.0425和1.1075、1.0934，货架期预测模型相对误差绝对值在0~10%，准确度优于Arrhenius方程。因此，由Belehradek方程建立的模型能更准确描述鲈鱼在常规流通方式下希瓦氏菌和假单胞菌的生长规律，可为鲈鱼流通货架期的预测提供理论依据。

摘要:将超声处理及高压均质后的纳米乳液，直接利用真空冷冻干燥法制备了大豆蛋白-磷脂酰胆碱的乳化粉末，并进一步通过扫描电子显微镜、激光粒径分析仪、红外光谱等手段对真空冷冻干燥粉末以及复原乳液的物理化学等特性进行研究。研究发现冻干粉末复原乳液水复溶性良好，基本保持了与原始乳液相同的纳米级粒径。扫描电子显微镜及冻干粉末的粒径分布显示超声和高压均质制备的纳米乳液粉末结构致密均匀，表面无裂缝和孔隙，且高压均质制备粉末的表面更为平整，粒径分布总体呈现单峰分布，粒径平均值仅为6.13μm。使用超声和高压均质制备的纳米乳液冻干粉末的包埋产率和效率均达到90%以上，同时超声制备的纳米乳液冻干粉末更有利于β胡萝卜素的包埋，更好地防止β胡萝卜素损失。采用红外光谱学实验验证后发现，高压均质制备纳米乳液粉末的蛋白α螺旋与β折叠结构含量较低。与大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液相比，真空冷冻干燥粉末的储藏稳定性及货架期显著提高。

摘要:为快速准确检测马铃薯加工品质，对希森3号及希森6号马铃薯的加工品质指标干物质和还原糖含量在马铃薯内部的分布规律进行研究。通过试验得出，两种马铃薯干物质含量在马铃薯中呈与马铃薯形状相似的椭球分布，在中心部位有最小值。采用拟牛顿算法和通用全局优化算法，结合对试验数据进行多元非线性回归分析，得出希森3号和希森6号马铃薯干物质含量关于检测点坐标值x、y和z的回归模型，决定系数分别为0.9099和0.9123，均能有效预测马铃薯干物质含量。马铃薯还原糖含量在马铃薯中心位置含量最高，由中心向表皮还原糖含量逐渐降低，在马铃薯茎部的还原糖含量低于马铃薯顶部关于中心对称位置的还原糖含量。两种马铃薯还原糖含量的多元非线性回归模型，决定系数分别为0.8336和0.8246，可预测马铃薯内部各点还原糖含量。通过对试验数据归纳分析得出，马铃薯靠近表皮位置干物质含量高，还原糖含量低，适合加工薯片薯条。

摘要:在引入基于核熵成分分析(KECA)的Fisher判别分析(FDA)方法的基础上，探究了用特征组合表征电子鼻信号时6种白酒的鉴别效果。首先，通过5种单一特征的FDA鉴别分析，筛选出积分值(INV)、相对稳态平均值(AVRS)、小波能量(WEV) 3种较优特征，然后通过它们的不同组合鉴别6种白酒，鉴别结果表明，多特征组合优于单特征，且三特征组合时的鉴别正确率最高。最后，在用INV、AVRS、WEV 3种特征值组合表征电子鼻信号的前提下，深入研究了KECA+FDA方法鉴别6种白酒的效果。当选取径向基函数(RBF)作为核函数后，采用基于矩阵最佳相似性的方法优化确定RBF核参数为16.8608时，三特征组合下测试集的鉴别正确率由FDA的79.92%提高到KECA+FDA的100%。与BP神经网络和支持向量机的鉴别结果对比，KECA+FDA方法更具优势。这说明运用KECA+FDA方法可有效提高电子鼻对6种白酒的鉴别能力。

摘要:以壳寡糖（COS）为试验材料，采用TEMPO氧化法将壳寡糖C6位上的羟甲基直接氧化成为羧基，制备6-羧基壳寡糖(CCOS)。以CaCl2作为钙源，通过探讨体系pH值、反应温度、反应时间、CCOS与CaCl2质量比对CCOS-Ca(Ⅱ)得率的影响，采用三因素五水平中心旋转组合设计优化了制备工艺。并对产物进行傅里叶变换红外光谱扫描及元素分析。使用Design-Expert软件对响应面试验数据进行回归分析。所得CCOS-Ca(Ⅱ)制备最佳工艺参数为：反应pH值为8.3，反应时间60min，反应温度50℃，CCOS与CaCl2质量比为34。在此优化工艺条件下，验证试验螯合率为88.86%。通过红外光谱及元素分析，证明了钙螯合物的形成， CCOS-Ca(Ⅱ)配合物的结构初步认为CCOS与Ca2+摩尔比为2∶1。CCOS分子除了含有—OH、—NH2外，还含有—COOH，能够对钙进行有效螯合，体系pH值、反应温度、配体质量比对螯合结果影响显著，所得CCOS-Ca(Ⅱ)络合物不仅能发挥壳寡糖本身独特的生物活性，而且有可能起到协同效应，增强各自的生物活性。

摘要:以某V型增压柴油机为研究对象，选定原机额定工况为设计工况点，设计并搭配了文丘里管式高压废气再循环（Exhaust gas re-circulation, EGR）系统。通过试验研究了不同工况下、不同EGR率对柴油机燃烧与排放性能的影响，在此基础上，针对不同工况下的EGR性能评估及最佳EGR率的确定问题，提出了一种基于灰关联分析优化的多目标灰色决策评估方法。试验结果表明，利用文丘里管可以达到废气的引射要求，能够有效改善柴油机的排放性能。当EGR率升至8%左右时，所有工况点的NOx均能降低25%左右，但烟度及油耗小幅增长；同转速下，柴油机在高负荷、高EGR率时烟度排放量更高，NOx的排放量基本随着EGR率的升高而直线降低；通过优化评估方法可以获得各工况的最佳EGR率，柴油机在低转速工况时，小EGR率获得了更高的综合评估值，因此宜采用小EGR率；随着转速提升，较高EGR率获得更高的评估值；当柴油机转速过高时，过高的EGR率取得的评估值反而下降，因此不宜采取过高EGR率。

摘要:为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性，设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能，以消除压力波动对流量的影响，提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽，以增大调速区间。仿真结果表明：该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s，流量变化平稳，流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%；压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7MPa的范围内，可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明：拖拉机空载、发动机怠速工况时，流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%；拖拉机空载、发动机高速工况时，流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%；拖拉机重载、发动机怠速工况时，流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%；拖拉机重载、发动机高速工况时，流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%；当控制压力为0.78MPa时，液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s；当控制压力为0.84MPa时，液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。

摘要:围绕六自由度Stewart并联平台的多能域动力学建模展开研究。首先，采用旋量键合图建立了电动缸驱动Stewart平台机构本体动力学模型，采用传统键合图建立了伺服电动缸键合图模型，得到了该平台完整的机、电耦合的多能域系统动力学全局模型。其次，给定平台末端轨迹，对比Matlab理论计算、ADAMS软件仿真以及实验实测驱动力结果，验证了Stewart平台机构本体旋量键合图模型的正确性。最后，借助理论计算得到的驱动力，由平台系统多能域动力学全解模型进一步计算得到伺服电机电流，与通过实验得到的电机电流实测值对比，验证了该平台多能域系统动力学全解模型的正确性。为后续包含驱动单元惯性参数和摩擦参数在内的动力学参数辨识以及平台控制研究奠定了基础。

摘要:串联机器人具有较大的工作空间且易于控制等优势，与并联机构的高刚度有着良好的互补性。因此，五自由度混联机器人兼具串、并联机器人的优点而成为主要研究方向。本文对五自由度混联机器人构型进行阐述，该混联机器人的并联部分为存在2条连续转轴的两转一移并联机构2RPU/UPR；较系统地对该五自由度混联机器人关键尺寸进行了优化设计；对混联机器人的关键部件的机械结构进行了设计与分析，并对其进行了结构优化；对优化前后整机进行有限元静力学仿真，并对优化前后仿真结果进行了对比分析。结果显示，优化后该五自由度混联机器人的整体刚度得到提升，且整机的质量进一步减轻，有助于节约机器人的制造成本，提高机器人的动态性能。

摘要:为提高泵控差动液压缸系统运动过程的平稳性及控制精度，提出了带有负载力补偿量的速度/位置复合伺服控制策略，确定了速度前馈控制量计算模型和负载力补偿量计算模型。为实现速度控制和位置控制的平稳切换，对切换参数及切换时机进行了研究，以实际位置相对目标位置的差值作为切换参数。建立系统的仿真模型和物理试验模型，对系统进行仿真和试验研究，仿真结果和试验结果都表明，采用速度/位置复合控制策略可以实现对泵控差动缸系统的速度和位置的同时控制，在保证控制精度的前提下有效提高了差动缸的运动平稳性。为便于比较，还对泵控差动缸系统单独的位置伺服控制进行了仿真和试验研究，对比结果表明，所提出的复合控制策略具有明显的优越性。