摘要:水产养殖对象特殊、环境复杂、影响因素众多，精准地监测、检测和优化控制极其困难。大数据技术结合数学模型，把水产养殖产生的大量数据加以处理和分析，并将有用的结果以直观的形式呈现给生产者与决策者，是解决上述难题的根本途径。本文主要对水产养殖大数据技术研究进展与发展趋势进行了深入剖析，提出了水产养殖业大数据技术的总体架构；分析了水产养殖大数据的来源和获取手段，重点总结了几种水产养殖大数据分析技术的研究进展和现有水产养殖大数据平台及其提供的应用服务；最后针对水产养殖与大数据技术结合过程所面临的困难与挑战，从实现全面感知、全产业链数据智能分析与自动决策、水产养殖大数据标准体系建设等方面提出水产养殖大数据技术的发展方向。数据是根本，分析是核心，利用大数据技术提高水产养殖综合生产力和效益是最终目的，应深度挖掘现实需求，整合水产养殖全产业链数据，加强基础理论和核心关键技术研究，从而推进大数据技术与水产养殖产业的深度融合，支撑我国水产养殖业彻底转型升级。

摘要:多旋翼植保无人机在坡地作业过程中一般作业于作物上方1.5～3m的近地空中，需要保持稳定的仿地飞行才能保障无人机的安全飞行和喷洒均匀性。提出了一种仿地飞行方法，通过前置毫米波雷达进行坡度判断，在坡度起伏较小时，将差分GPS高度与对地毫米波雷达高度进行卡尔曼滤波融合以提高精度，在坡度变化超出阈值时，将前置毫米波雷达与对地毫米波雷达的高度进行多雷达高度信息融合以提高响应速度，最后采用模糊PID控制算法控制无人机高度。通过仿真和实地飞行测试，实现了植保无人机坡地仿地飞行高度误差小于40cm的目的，保证了无人机的环境适应能力和喷洒均匀性，为植保无人机在不同地形下的全自动作业奠定了基础。

摘要:为了解决传统人工喷洒农药的不足，更高效地进行病虫害的防治，设计了基于八轴十六旋翼无人机的农药喷洒系统，实现了农药的机载喷洒功能。使用共轴双桨和旋翼模块的倾斜配置，对八轴多旋翼无人机进行结构改进，提高了系统的安全性与可靠性。整个系统满载10kg，喷洒飞行速度可到达5m/s，飞行时间超过10min。针对传统扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman filter，EKF）姿态解算方法无法满足大载荷无人机强振动条件下的工作要求，导致姿态角解算精度不高，并且容易导致姿态角发散的问题，提出了基于20维状态量的CPF-EKF算法，额外引入了陀螺仪、加速度计和磁力计偏置误差作为状态量，使三轴姿态角的最优估计值更加准确，并且引入互补滤波（Complement filter，CPF）检测模块，当检测到EKF有发散趋势时，对EKF进行复位，从而简单高效地避免了EKF发散。采用实际飞行数据对算法进行验证，静态试验表明，该算法滚转角和俯仰角精度为±0.05°，偏航角精度为±0.2°。动态试验中以MTi传感器输出为参考，CPF-EKF在姿态解算过程中出现复位，三轴姿态角准确跟踪并未发散，并且动态精度与MTi相当，滚转角、俯仰角精度为±0.1°，偏航角精度为±0.5°，并且算法具有良好的实时性，证明了该算法的有效性。

摘要:针对行道树连续喷雾施药方式严重污染环境，果园对靶施药技术难以推广至复杂城区环境等问题，应用车载2D LiDAR获取街道三维点云数据，研究行道树靶标识别方法。构建变尺度格网点云索引结构，实现邻域快速搜索及点云在线处理；提取高程、深度、密度、协方差矩阵等11个点云球域特征，分析特征分布特性，采用基于径向基核函数的支持向量机算法融合特征，学习树冠点云分类器；采用FIFO缓冲区保存点云帧序列，实现行道树靶标在线识别。实验结果表明，该方法能够实现行道树靶标精确识别，在测试集上的分类错误率小于0.8%，检出率大于99.4%，虚警率小于0.9%，鉴别力最强的4个特征从高到低依次是高程均值、深度均值、高程范围和高程方差

摘要:针对直筒型气助式喷头风力性能较弱的问题，结合单点风速测试和数值模拟，研究了一种“尾部先收缩后扩张”气助式喷头的尾部参数对风力性能的影响规律。首先，采用雷诺平均N-S（Navier-Stokes）方程及RNG（Renormalization group）k-ε湍流模型，建立了该型喷头的流场计算模型，基于风速测试验证了该模型的有效性与可靠性；其次，通过数值计算对比了两种喷头的风力性能，结果表明，在进口参数总压105600Pa、静压105200Pa时，本文所提喷头出口平均风速是直筒型喷头对应值的1.36倍。为了研究尾部参数（收敛段内缩长度、扩张段高度）对本文所提喷头风力性能的影响，以数值计算、Opt LHD（Optimal latin hypercube design）试验设计、径向基函数神经网络（Radial basis function neural network，RBFNN）为理论基础，构建了风力性能参数的代理模型，出口端流量、平均风速的代理模型R2分别为0.98354、0.98728，表明该模型可用于喷头风力性能预测，指导参数科学配置。基于代理模型，对喷头风力性能参数的影响因子进行了分析及单目标优化，随着扩张段高度、收敛段内缩长度的增大，出口端平均风速均呈现下降趋势，而流量均呈现先上升后下降的变化趋势；当扩张段高度、收敛段内缩长度取值为1.08、5.39mm时，出风量达到最大值0.0179kg/s；而两值分别取0、0mm时，末端平均风速达到最大值67.9m/s。针对末端流量、平均风速相互矛盾的问题，进行了多目标优化，得到了喷射性能参数最优Pareto解集，为气助式喷头与果园间的优化匹配设计提供了参考。

摘要:为实现对靶标杂草的有效覆盖和提高对靶施药精度，减少药液浪费和生态污染，采用基于二自由度机械臂的对靶施药方式，优化了除草机器人的对靶喷施性能；除草机器人药液喷洒模型的建立是提高对靶喷施精度的关键，在考虑风扰的前提条件下，根据液滴粒子轨迹动力学方程，结合机械臂连杆和关节变量参数，建立液滴喷洒轨迹模型，并推导得到液滴理论沉积覆盖区域；在此基础上通过计算机数值模拟，分析了喷头位姿、车速和风速对液滴落地沉积覆盖区域的影响，并对靶标点进行了坐标重构；在室内搭建了小型开口直流低速风洞并进行药液喷洒验证试验，利用图像处理技术获取试验的液滴落地沉积覆盖区域，对比其与理论沉积覆盖区域，形心误差范围为4.1~7.2mm，区域匹配误差范围为9.1%~17.8%。试验结果表明：理论沉积覆盖区域与试验测定的结果误差较小，两者具有较高的一致性。

摘要:高地隙自走式喷雾机在接近于系统固有频率的地面条件下工作时，由于车身重心高、喷杆质量大且展开后较长，导致工作时车身与喷杆大幅剧烈摆动，影响作业质量甚至危及安全。针对此，本文提出适时开启的主动空气悬架减振方案。方案实施过程中，一方面需要解决空气弹簧充放气过程中的非线性控制问题，另一方面则需面对车身加速度与位移多变量同时控制以及最大控制力和悬架行程受限的传统问题。为此，制定了一种空气悬架H∞状态反馈与时频非线性联合减振控制策略。首先求解系统在约束条件下的H∞状态反馈控制器增益，基于此控制器可计算系统在地面扰动下的空气弹簧所应实施的目标压力；然后设计时频非线性控制器，依靠该控制器实时调节比例电磁阀开度进而控制空气弹簧压力使其跟随目标。基于室内台架实验，在模拟地面条件接近于系统固有频率以及田间随机路面激励两种工况下，对所提策略进行了验证。结果表明，系统在一阶共振频率的激励下，被动悬架簧载质量最大加速度达8.5m/s2左右，半主动悬架的最大加速度约为7m/s2，而主动空气悬架的最大加速度降低至2.5m/s2，并在主动控制过程中，悬架位移始终保持在限制范围内，激振结束后悬架位移逐渐恢复至零初始位置；在随机田间路面激励工况下，主动控制悬架的车身加速度亦显著降低，证明了主动减振方案的有效性。

摘要:针对机械式仿形压力调节机构的不足，开展了基于力反馈的播种深度一致性控制方法研究，研制了播种单体下压力控制系统。本系统由安装在播种单体平行四连杆仿形机构上的下压液压缸、电液减压阀、下压力感知传感器，以及控制器、车载计算机组成。在播种作业过程中，控制器实时采集力传感器信息，与设定的下压力阈值相比较，计算并输出控制量到液压阀组驱动液压缸实时调整平行四连杆仿形机构，使限深轮与地表的压力值在设定的阈值区间内，从而保证播种深度的一致性。田间试验结果表明，在播种深度判定标准为（5.0±1.0）cm时，下压力机械调节方式和下压力电控调节方式下的播种深度合格率均值分别为77.04%和90.37%，下压力电控调节方式下的播种深度合格率均值比机械调节方式高13.33个百分点。将播种深度判定标准提高至（5.0±0.5）cm后，对应播种深度合格率分别为31.11%和56.30%，下压力控制装置的播种深度合格率比机械调节方式高25.19个百分点。可见，下压力电控系统能保持种子播种深度的稳定性，提高了种子深度一致性。

摘要:针对自动移栽机取苗控制精度、协调配合等问题，结合自主设计的自动移栽机取苗、投苗及分苗系统结构及其工作原理，基于可编程控制器PLC设计了一种整排取苗间隔投苗控制系统。该控制系统采用3个行程开关I1、I2、I3检测翻转取苗状态，实现取苗爪针在插入苗钵过程中逐渐收缩的过程，减少了对钵体内部的损伤；运用光电传感器感应分苗杯位置和数量，以增量式编码器获取分苗杯运动位移，通过两者配合完成苗钵在最佳投苗点投苗；选用72孔和128孔穴盘、20d苗龄的黄瓜苗进行取苗、投苗栽植试验，检测控制系统性能。试验结果表明：在栽植频率40~70 株/min 范围内，两种穴盘苗的取苗投苗综合成功率均高于95%，平均值为97.98%，随着栽植频率的增加，取苗投苗综合成功率有所下降，但变化不大，证明设计的控制系统能适用不同规格苗盘、不同栽植频率下的自动移栽，达到高效自动移栽目的。

摘要:针对锥形撒肥圆盘存在抛施肥均匀性差、相关理论和解析模型研究较少等问题，建立了肥料颗粒在锥形撒肥圆盘上及空气中的运动模型。分析锥形撒肥圆盘结构和运动参数对肥料颗粒自旋性的影响，将肥料颗粒的自旋性充分考虑在整个运动过程中，进而得到影响抛撒均匀性及抛撒幅宽的主要因素。采用正交试验方案研究了叶片长度、叶片倾角、锥形撒肥圆盘转速对肥料颗粒抛撒的横向变异系数的影响。对正交试验结果进行方差和极差分析，结果表明：叶片长度为145mm、叶片倾角为0°、锥形撒肥圆盘转速为1200r/min时，抛撒的横向变异系数为5.80%，满足抛施肥作业要求。该研究可提高马铃薯锥盘式撒肥机施肥作业效率，为锥盘式撒肥机的设计提供理论参考。

摘要:针对水田侧深施肥装置施肥均匀性低、作业性能不稳定、输肥管路堵塞等问题，结合水田侧深施肥的农艺特点，对水田侧深施肥装置关键部件排肥器和气力输送系统进行设计与分析，通过运动学和动力学的方法得出排肥轮转速越大越有利于提高施肥均匀性，计算得出排肥轮转速的最大理论值为150r/min，并设计了适宜输送颗粒肥的气力输送系统。采用二次正交旋转组合设计试验，以排肥轮转速、插秧机前进速度、风机风速为影响因素，以施肥均匀性施肥量均值和施肥均匀性变异系数为响应指标，利用JPS-12型排种器检测试验台对施肥装置的排肥性能进行台架试验，运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析和响应面分析，得到影响因素与响应指标之间的数学模型，并对数学模型进行优化及验证。试验结果表明：在排肥轮转速21.96r/min、前进速度0.93m/s、风机风速22.93m/s条件下，施肥装置的施肥均匀性变异系数为28.25%，且满足黑龙江省寒地稻作区侧深施肥最小施肥量150kg/hm2的农艺要求。

摘要:针对深施型液态施肥机分配器工作效率低及液肥能量损失大问题，设计了与斜置式扎穴机构相配套的差动式双向供肥分配装置。为了避免差动式双向供肥分配装置与斜置式扎穴机构之间连接的软管发生缠绕，采用双行星轮-内齿圈组合机构的传动原理，并根据斜置式扎穴机构喷肥针肥路接口的运动特性，确定差动式双向供肥分配装置各组件的传动比；为满足喷肥针入出土即刻喷肥特性，进行了差动式双向供肥分配装置空间凸轮的设计，得到相应的结构参数：推程运动角31.8°、回程运动角25.6°、平均圆柱半径100mm、行程最大值6mm。对行星轮进行运动学分析,得到行星轮的运动轨迹方程。进行差动式双向供肥分配装置性能试验，记录在一个工作周期内差动式双向供肥分配装置与斜置式扎穴机构每次间隔旋转45°时的输肥软管运动状态，验证软管会否发生缠绕；以液压泵压力为影响因子，分别测得不同水平下每5s内的施肥量，求得喷肥针与液压泵出口处的流速，并得到差动式双向供肥分配装置液肥能量损失值及节能损失规律，分配装置具有高效率的喷肥性能。

摘要:为了简化播种单体结构，提高播种质量，适应大豆窄行密植农艺对播种机的要求，设计了一种集排式大豆精量排种器。阐述了该排种器滑落吸种、碰撞清种工作方式，通过对充种区域的种子进行受力分析，确定了种子吸附时排种器所需气压范围；分析下落种子相对滚筒的速度及其通过吸孔的次数；对多自由度密封结构进行了受力分析，确定了气室铰接的结构参数；应用高速摄像技术，选取合格指数A、重播指数D、漏播指数M为试验指标，气压、作业速度为试验因素进行了双因素重复试验。试验结果表明：当气压为3、4kPa，作业速度为4~12km/h时，合格指数随作业速度增大呈下降趋势；当气压为5、6、7kPa，作业速度为4~12km/h时，合格指数随作业速度增大呈先上升后下降趋势；漏播指数随气压增大呈下降趋势，且随作业速度增大呈上升趋势；当气压为5kPa，作业速度为4~12km/h时，合格指数大于95%，漏播指数小于2%，该排种器能够满足播种要求

摘要:为提高振动式水稻精密播种装置的播种性能，分别对其定量供种机构和振动匀种机构的工作机理进行了分析与试验研究。利用离散元软件EDEM模拟了定量供种机构在有无振动作用下的供种过程。通过对比分析可知种箱振动板周期性的小幅振动可缓解种子的漏斗流动，促进扩散流动，同时使排种轮充填区的种子分布状态更加“蓬松”，提高了供种频率，实现了稳定定量供种。通过模拟试验探究振动匀种机构不同种槽板对种子的流速和装置播种性能的影响，优选出V-90°、V-105°、V-120°和U1型4组种槽板，为装置优化试验提供了参考，减少了后续试验次数。分别进行常规稻供种和杂交稻低播量供种试验，得到了种箱振动板振动使排种轮供种频率提高3.64%和5.52%，验证了定量供种机构仿真研究结果具有较高的准确性。进行不同种槽板、播量和气压全因素播种性能试验，得到播种效果最佳的种槽板为V-120°种槽板，在40g/盘杂交稻低播量播种时使用0.26MPa气压播种，合格指数为93.91%，空穴指数为0.94%；80g/盘常规稻播种时使用0.28MPa气压播种，合格指数为96.10%，空穴指数为0，满足杂交稻和常规稻种子育秧播种的技术要求。

摘要:针对传统马铃薯联合播种机播深合格率较低、膜际覆土质量差等问题，结合西北旱作区马铃薯机械化覆膜播种特点及甘肃省河西走廊马铃薯机械种植要求，设计了一种具有仿形播种能力的集旋耕、施肥、起垄、播种、覆膜和膜际覆土的马铃薯播种联合作业机。为降低地轮行走过程中对播种深度的影响，利用连杆原理分析确定了开沟器安装于仿形架的位置；为借助EDEM软件优化链勺结构参数，进行了二因素三水平的仿真试验，当链勺最大直径为77mm，深度为25.5mm时，取种性能较优；为提高抛扬式膜际覆土装置的覆土质量，通过土壤相对运动计算确定了覆土量；为提高抛扬叶轮的碎土性能，通过计算得叶轮半径为230mm，起土铲后端高度为70mm，叶轮回转角速度为4rad/s。马铃薯联合播种机田间试验结果表明，当作业速度为0.69m/s时，抛扬覆土式马铃薯联合播种机的合格指数为88.6%，漏种指数为5.3％，重播指数为6.1%，种植深度合格率为90.4%，种薯间距合格指数为89.4%，试验指标符合农业行业标准要求。膜际覆土倾角为65.3°，满足甘肃省河西走廊马铃薯种植覆膜要求。

摘要:为提高玉米脱出物在振动筛上的筛分效率，基于传统的平面往复振动筛，设计了一种玉米清选振动筛驱动机构，可使筛面实现3个移动2个转动；为深入研究其运动规律和筛分性能，用封闭矢量多边形法推导了筛面上任意一点的位移方程；以筛面后端振幅最小为目标，应用Isight软件优化各驱动杆件的长度，使筛面后端的振幅达到最小值15.4mm；利用Matlab数值模拟确定筛面运动为非简谐周期运动。为确定驱动机构主轴转速和玉米脱出物喂入量对振动筛性能的影响，通过试验比较玉米籽粒在该机构筛面与平面往复振动筛面上的透筛率，试验结果表明，当玉米脱出物的喂入量为6kg/s时，该机构主轴的最佳转速为260r/min，玉米籽粒在该机构筛面上的透筛率比其在平面往复振动筛上的透筛率提高了5.75%，节省功耗16.1%。

摘要:为提高导种投送均匀性与稳定性，满足精量播种作业要求，设计了一种V型凹槽拨轮式导种部件，对其滑移导种曲线、V型凹槽和柔性拨种轮进行优化分析。依据离散元法建立导种部件-玉米籽粒间作用模型，运用EDEM软件对导种投送环节进行虚拟仿真，分析籽粒在导种管内滑移状态。以勺式玉米排种器为排种载体，结合正交试验设计和虚拟仿真技术进行多因素正交旋转试验，以机具前进速度、排种器工作转速和导种曲线投种点切线倾角为试验因素，合格指数与变异系数为试验指标，采用多目标变量优化方法建立因素与指标间的数学模型，运用Design-Expert 6.0.10软件进行数据处理优化。仿真表明，当前进速度、工作转速和切线倾角分别为7.69km/h、29.47r/min和46.10°时，导种均匀性及稳定性最优，其合格指数为92.05%，变异系数为8.00%。在此基础上，利用室内台架开展了高速摄像测定试验、性能对比试验及振动适应试验。试验结果表明，多数籽粒在导种管内以平稳状态滑移，极少数出现不规则碰撞及翻滚；所设计的导种部件对不同类型玉米籽粒适应性良好，且其合格指数与无导种管基本相同，变异系数优于可伸缩塑料导种管、弧形导种管及无导种管，可适用于勺式、指夹式和气吸式玉米排种器；在振动幅度为1~3mm、振动频率为1~4Hz工况下，振动幅度及频率对导种部件作业均匀性影响较小。

摘要:水稻秧盘因长期使用或运输不当等原因出现形变，影响高效工厂化自动育秧生产线作业性能。以形变毯状硬秧盘为研究对象，提出一种水稻秧盘形变测度方法。定义了破裂长度、扭翘度和弯曲变形度3个形变参数指标，据此将形变秧盘划分为轻度、中度、中重度和重度形变4种等级，并规范其适用准则。为验证形变秧盘等级评价的科学性，以供盘成功率、叠盘成功率和种子外露率作为验证评价指标，利用2SJB-500型水稻精密播种育秧生产线进行了不同形变等级秧盘的生产性能试验。结果表明：4类形变秧盘，随着生产率递增，供盘成功率与叠盘成功率均呈下降趋势，种子外露率呈上升趋势。轻度形变与中度形变秧盘均属小变形，对于轻度形变秧盘，可继续使用；对于中度形变秧盘，翻边或盘底若存在较大断破，作业时应适当剔除，可用于生产率低的育秧生产线。对于中重度形变秧盘，形变参数指标值较大，作业时应剔除，边缘断破过多、盘底裂缝较大、扭翘严重的秧盘应直接剔除。对于重度形变秧盘，作业时直接剔除。本研究提出的水稻秧盘形变测度方法简单易操作，能直观、形象地评价形变秧盘等级。

摘要:以河北省涿州市为研究区，从耕地的立地条件、基础设施、空间布局、生态保护4方面构建高标准农田建设条件评价指标体系，采用层次分析法对各指标赋值，综合计算评价高标准农田建设条件，并采用物元模型对各评价条件进行综合关联度计算，结合限制因素组合法，对各限制因素进行等级划分和个数组合，通过建设条件和限制因素两方面划分高标准农田建设优先区。研究结果表明：涿州市高标准农田建设条件整体较好，其中优先划入区、适宜调入区、重点整治区、后备调控区面积比例分别为17.58%、48.60%、32.70%、1.12%，且优先划入区主要分布在码头镇、刁窝乡、豆庄乡北部以及松林店镇，适宜调入区主要分布在百尺竿镇东部、东城坊镇、义和庄乡西部、刁窝乡以及涿州市南部大部分地区，重点整治区分布在百尺竿镇、东城坊镇以及义和庄乡东部地区，呈现明显的聚集状态，后备调控区分布较少，零散分布于研究区内。研究结果可为高标准农田建设优先区合理划定提供借鉴参考。

摘要:以广西壮族自治区宾阳县为例，以待剥离土壤空间分布及回覆利用优先级分析为基础，以村庄为单位划定供需圈，探讨基于线性规划的耕作层土壤剥离利用空间配置方法。结果表明，宾阳县理论可剥离耕作层土壤2.40×106m3，整治需求1.85×107m3，耕作层土壤供给远小于需求，并且在空间上分布不均衡；依据覆土效益优先的原则,确定回覆区优先级,提出剥离耕作层土壤空间配置方案,即城乡建设用地增减挂钩利用5.2352×104m3、土地开发复垦利用1.446637×106m3、旱改水利用3.32738×105m3、高标准基本农田建设利用1.042804×106m3；利用供需圈及线性规划模型将宾阳县划分为7个供需圈，剥离土壤按回覆优先级从高到低逐步利用，加权平均运距为5369m，回覆效益良好，经济成本可接受。以村为单位划定供需圈、线性规划优化土壤剥离利用空间配置的方法，可以优化利用方式、缩短运输距离，进而提高效益与效率，可为其他区域实施耕作层剥离利用工作提供方法借鉴。

摘要:基于浙江省碳汇样地调查数据，以乔木林生物量（含地上和地下生物量）为因变量，将筛选的与因变量相关性较高的因子作为解释变量，采用地理加权回归和协同克里格方法对乔木林生物量进行估算，对比分析两种估测方法的精度。结果表明：基于地理加权回归方法构建的乔木林生物量估算模型（R2adj=0.8204，RMSE=23.0215t/hm2）精度优于协同克里格方法（R2adj=0.7263，RMSE=28.0549t/hm2），同时使用地理加权回归方法的乔木林生物量预测值的变异系数（Cv=0.6189）高于协同克里格法（Cv=0.5854），由此可知地理加权回归方法因考虑了待估变量的局部变异，比协同克里格方法具有更好的拟合结果，预测精度较高。

摘要:以遥控报警原理、GNSS定位原理为基础，设计了实现森林资源连续清查固定样地标记装置，该装置由主程序模块、定位解算模块、遥控报警模块、数据传输模块、样地信息存储更新模块等组成。通过在Cortex-M3上移植FreeRTOS操作系统，并利用C语言进行汇编实现样地标记信息的读取与写入、遥控报警、标记定位等功能。针对定位信息数据传输，在微信平台上通过调用百度地图的API开发实现普通手机用户到样地桩的路线规划。通过试验验证，利用此固定样地标记装置，可将固定样地的复核效率较传统样桩提高324%左右，并且通过此装置可以直接读取固定样地历史信息及写入实时监测数据，解决了传统固定样地标记桩无法进行样地信息记录及无法快速找到、遥控监测等问题。

摘要:针对林区步行环境的复杂性与寻路目标的多样性，提出了林区步行最优路径分析方法。首先，引入了可步行性的概念，建立综合可步行性栅格，将特定的林区步行最优路径分析问题转化为避让不可行域、在可行域与易行域中计算多目标最小成本路径的问题；随后，将步行成本分为地形成本与地物成本，分别计算单因素成本并加权组合为综合步行成本，将多目标优化问题简化为单目标问题进行求解；最后，基于综合可步行性栅格，扩展了邻接表的数据结构，利用8方向邻域模式建立栅格单元间的邻接关系并计算步行成本，构建栅格网络模型。采用Dijkstra算法实现林区步行最优路径的求解。试验结果表明：本方法能够融合开放空间和离散路网，对林区步行环境进行建模，同时降低多个寻路目标的路径成本，使结果偏重于主要目标，具有一定的适用性。

摘要:精准氮素管理是一项提高作物氮肥利用效率的有效策略，利用无人机遥感技术精确估测小麦氮素状况是必要的。试验在山东省乐陵市科技小院实验基地进行，利用八旋翼无人机搭载Mini-MCA多光谱相机于2016年获取冬小麦4个关键生育时期（返青期、拔节期、孕穗期、扬花期）冠层多光谱数据，同步获取地上部植株样品并测定其生物量、吸氮量、氮营养指数，及成熟期籽粒产量，根据各关键生育期与全生育期分别构建植被指数与农学参数回归分析模型，评估基于无人机遥感影像的冬小麦氮素营养诊断潜力。结果表明：基于无人机遥感影像能够较好地估测冬小麦氮素指标（R2为0.45~0.96），决定系数随着生育期推移而逐渐增大。拔节期、孕穗期和扬花期估产效果接近且具有很好的估测能力，扬花期DATT幂函数模型对小麦氮营养指数的解释能力最强（R2=0.95）。因此，以多旋翼无人机为平台同步搭载多光谱相机对冬小麦有较好的氮素诊断潜力，可利用估测结果指导精准氮肥管理。

摘要:空间滤波器在提取高光谱图像纹理信息过程中容易丢失空间自相关信息，导致植被分类精度不高。针对当前方法的不足，提出一种空间自相关信息的高光谱图像分类算法（Classification of hyperspectral image based on spatial autocorrelation information, CHISCI）。该方法先用域转换线性插值卷积滤波（Domain transform filter of interpolated convolution, DTFOIC）对高光谱全波段图像提取空间自相关信息，然后对高光谱数据进行主成分分析(Principal component analysis, PCA)降维后的前部分主成分提取空间自相关信息，两种空间自相关信息线性融合后交由支持向量机（Support vector machine,SVM）完成分类。试验表明，相比使用光谱信息、高光谱降维、空谱结合的SVM分类方法和边缘保持滤波以及递归滤波的方法，所提出的CHISCI方法对高光谱图像的植被分类精度有较大提高，在训练样本仅为6%和1%的情况下，对印第安农林和萨里斯山谷数据集分类的总体分类精度分别达到96.16%和98.67%，比其他算法高出2~16个百分点，验证了该方法的有效性。

摘要:奶牛三维点云包含的尺寸和体型等信息对奶牛体型评价、尺寸测量和健康评定等具有重要意义。在奶牛活动场和挤奶间栏杆通道获取奶牛点云时，由于栏杆遮挡导致获取的点云缺失区域较大，严重影响奶牛三维建模精度。为了修复缺失的大区域点云，提出一种基于三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法。该方法先对Kinect v2传感器获取的奶牛点云进行预处理，去除周围环境背景，然后沿点云坐标系x轴方向对提取的奶牛点云进行切片投影处理，对每个切片点列中间距较大的相邻点进行补点，再用三次B样条曲线进行拟合。在试验分析补点操作中参数h和L较优取值的基础上，对45头荷斯坦奶牛共225帧点云进行修复试验。结果表明，所提方法比三次B样条方法修复得到的点云均匀性和逼近性能更好，平均帧逼近误差降低了26.7%，为大面积点云缺失修复提供了有效方法。

摘要:猪只饮水行为往往与猪舍环境的舒适度以及猪只的健康水平密切相关，实时地监控猪栏中猪只饮水状况对猪舍管理和提高养殖福利具有重要意义。目前，主要采用RFID和机器视觉两种技术自动识别饮水行为，RFID方式需要给猪只佩戴耳标，存在对猪身有侵入和不便操作的缺点，机器视觉方法能非接触式监测和提取猪只饮水行为，具有低成本易实施的优点。本文实现了基于机器视觉的猪只饮水行为自动识别，首先通过传统的阈值分割方法得到二值化图像来实现猪只从背景中的提取，接着引入图像占领指数对猪只饮水行为进行预判，最后利用深度学习方法构造猪只头部检测器，更精准地判定饮水行为的发生。试验表明，该方法在本文构建的饮水视频数据集中识别正确率为92.11%，且能识别饮水猪只的身份，可应用到实际的猪只生产过程中辅助管理决策。

摘要:为明确蝗虫对蓝光视励光质及其偏光的视敏响应差异性，获得蝗虫视敏激励性光电诱导信息及蝗虫诱导光源设计参数，针对蝗虫群体对蓝光及其偏光不同光质刺激属性的视响应效应测试试验，确定了蝗虫视敏视励响应良好的光特征和光信息强化措施。结果表明：线偏蓝光照中，线偏光起偏效应决定蝗虫视响应程度的矢敏性、线偏光照度制约蝗虫的视趋强度及视聚集效果，且较弱光照中偏振片线偏光质的视激性较优，而退偏蓝光照中，蓝光光照强度决定蝗虫视趋强度的视励性及视聚集的视敏性，且偏振度及E-矢量光照度呈现强化或抑制蝗虫偏光敏感响应的交互作用效应；线偏及退偏光照度增强，抑制蝗虫对较强光照退偏光的视聚集效应并呈现偏光E-矢量的矢敏响应差异，且弱光照线偏光及退偏0°矢量的视响应程度较优，采取竖条纹与偏光耦合强化偏光激励信息、降低偏光光照度优化视敏视励信息，相对于100lx偏光，引起视敏性矢量发生变化且其120°矢量敏感性较强，但视趋强度及视聚集效果以10lx时330°退偏光最优；蝗虫对退偏光的视趋强度及视聚集效果与偏振度及视励信息、偏光光照度分别呈正负相关性，且蝗虫对10lx偏光的视响应效应呈现矢量变化的弦函响应变化规律，结果表明蝗虫在弱光照蓝偏光中具有E-矢量的偏敏响应模式及视偏响应最强矢量，则利用10lx的30°及330°蓝偏光与100lx时线偏蓝光或10lx的0°蓝偏光耦合效应，可有效提高蝗虫视偏响应效果。

摘要:基于旋翼无人机的低空、低速、利用旋翼风场作业等飞行特征，采用机载北斗定位系统获取精准机体实时观测值，协同地面风速传感器构成机-地传感器采集系统，尝试对具有稳定飞行轨迹的无人机进行状态预测。在充分讨论飞行状态的预测策略、可预测性、起始点确定等问题基础上，建立状态预测模型，设计状态预测算法用以自动判定传感器采集时段的起始点。依据算法展开冠层风速田间采集试验，对于无人机预测状态数据和实际观测数据做了对比分析，发现在可置信度为99%水平时，两者无差异的概率P值为0.956；同时统计出X、Y、Z向风速最大值出现时刻均值分别为3.036、2.427、3.145s，计算出对应的标准差分别为0.79、0.87、0.98s，说明3向风速最大值出现时刻在5s采样范围内具有较明显的区域性，验证了采集时刻的准确性，表明机-地协同实时采集旋翼风场数据的有效性得到了显著提高。

摘要:近年来三江平原的平原-丘陵-湿地交融区土地利用方式变化显著，造成地下水水位下降、水资源紧缺等问题，然而揭示该区土地利用方式变化对水资源影响的报道较少，且难于精准描述地表、地下、湿地和绿水等水资源量时空变化。本文联合基于格子波尔兹曼法的分布式TOPMODEL和湿地水流运动模型构建平原-丘陵-湿地交融区水文模型，利用GIS和RS技术，结合地学信息图谱与空间自相关方法，分析了挠力河流域土地利用方式变化及其对水资源量影响。结果表明：根据耕地面积变化和动态度分布得1990—2013年间挠力河流域草地和林地面积变化不大，旱地面积轻微下降；挠力河流域中部与北部区域生产条件优越的未利用地和旱地转为水田；土地利用方式变化对水资源影响由强到弱的顺序为灌溉水田抽取地下水量、绿水储量、径流深、绿水流量、补给地下水量；水稻田不同生育期蒸发量不同，造成了挠力河流域5—6月期间绿水流量增加、绿水储量减少、径流深减少、补给地下水量增加和灌溉水田抽取地下水量增加等趋势，7—8月期间这一增加趋势逐渐减弱，8月后这一趋势结束；水田密集区域绿水流量大，绿水储量和径流深减少，而补给地下水量和灌溉水田抽取地下水量增加。

摘要:在室内无风条件下应用视频雨滴谱仪实时监测了不同坡度下喷洒水滴直径和速度等信息，研究了不同坡度下水滴平均直径及直径频率沿射程方向的变化规律，分别建立了水滴平均直径、速度与坡度等之间的数学关系。以此为基础，结合坡地喷灌水量分布计算方法，提出了无风条件下坡地喷洒水滴动能强度计算模型，并通过试验验证了该模型的正确性。以雨鸟LF1200型喷头为研究对象，应用该模型重点分析了不同喷头布置方式、间距和坡度对组合喷头打击动能强度分布的影响。结果表明：随着喷头间距的增大，动能强度分布越来越不均匀，且动能强度高值区所占比例不断减小；坡度变化对坡面动能强度分布影响并不明显；三角形布置方式对减小坡地喷灌打击动能强度具有一定作用。同时考虑打击动能强度和水量分布，在坡地喷灌系统设计时，若选用雨鸟LF1200型喷头，建议优先采用三角形布置，且间距为08倍的平地喷头射程。

摘要:为了探讨荒漠绿洲区春小麦在干旱环境下的适应机制，测定了6个灌溉处理下春小麦的光合响应过程，采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型分别对春小麦光响应曲线进行了拟合比较，筛选出最优模型，并利用最优模型对不同灌溉处理下春小麦的光合特征参数进行了计算。试验结果表明，随着灌溉量的增加，小麦叶片光合性能呈增加趋势，且灌浆前期大于灌浆后期；经误差分析，不同灌溉定额下4种模型的光响应曲线拟合结果存在差异，直角双曲线模型、非直角双曲线模型和指数模型对高灌水处理的光响应曲线模拟精度高于低灌水处理；直角双曲线修正模型对所有处理的模拟精度均最高，是拟合荒漠绿洲区春小麦光响应曲线的最优模型；光合参数显示，420mm灌溉定额处理下春小麦的最大光合速率、表观量子效率、光饱和点均高于其他灌溉处理，而光补偿点则显著降低。荒漠绿洲区，适当的灌溉定额有利于扩大春小麦光的适应范围，提高光能利用能力，增加产量。

摘要:为了研究圆形喷灌机水肥一体化条件下不同施氮频率对冬小麦生长、产量、植株氮素利用及土壤硝态氮含量变化的影响，试验设置4个施氮频率（拔节期1次，拔节期和灌浆期2次，返青期、拔节期和灌浆期3次，返青期、拔节期、开花期和灌浆期4次施肥），开展2年田间试验。试验结果表明：施氮频率从1次增加至4次对冬小麦产量影响显著，其中4次处理产量最高(分别为9128.5、9092.3kg/hm2)；对不同生育阶段的生物量分配有显著影响，同时冬小麦收获指数、蛋白质产量和氮肥偏生产力有显著提高；此外0~40cm土层土壤的硝态氮含量在冬小麦生育期保持较高水平。综合来看，建议冬小麦圆形喷灌机水肥一体作业时采取基肥和4次追氮的施肥管理方案。

摘要:在大田试验下，设置控制灌溉和全面淹灌2种水分管理模式，并设置6个施氮水平（0、60、85、110、135、160kg/hm2），研究不同水氮管理模式对水稻不同器官的碳、氮含量和土壤呼吸速率的影响，同时测定不同处理的水稻产量。研究结果表明：水稻不同器官的碳、氮含量和土壤呼吸速率在控制灌溉条件下均大于全面淹灌。不同器官含碳量变化相类似但不完全一致，随着施氮量的增加，各处理之间与对照相比，升降幅度不显著（P>0.05）。随着施氮量的增加，不同器官含氮量递增，施氮量在135、160kg/hm2处理与对照相比，增加幅度较其他处理显著（P<0.05），而同一处理随着生育期的进行，含氮量呈下降趋势。但就不同器官碳氮比而言，135、160kg/hm2处理明显小于其他处理（P<0.05）。综合说明氮肥的高投入并不利于水稻植株的碳氮积累代谢与分配。通过对不同处理土壤呼吸速率分析可知，110kg/hm2处理在2种水分处理条件下的土壤呼吸速率均大于其他施氮量处理。在综合考虑产量的前提下，C110处理为最佳的水肥耦合模式。该研究可为黑龙江冷凉区水稻节水增产、氮素减排提供技术依据。

摘要:为探讨轻度盐渍化地区不同水氮配比对滴灌棉花生理特性、产量、品质、灌溉水利用效率和氮肥偏生产力的影响，寻求适合盐渍化地区棉花种植的水氮组合，优化盐渍化地区滴灌棉花水肥管理，采用桶栽随机试验，在轻度盐渍土上设置3个灌溉水平2750、3750、4750m3/hm2（W1、W2、W3）和3个施氮水平300、600、900kg/hm2(N1、N2、N3，氮素形式为尿素)，对棉花光合、荧光、产量、品质、水氮利用效率及最佳灌水施肥模式进行研究。结果表明：轻度盐胁迫不同水氮调控条件下，灌水量和水氮交互作用对各生育期净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）及细胞间CO2浓度（Ci）均具有极显著影响（P＜0.01），在W1和W2水平下，Pn、Tr、Gs均随着施氮量的增加先上升后下降，且在W2N2处达到最大值。在W3水平下，均随着施氮量的增加而增加，而Ci却表现出相反的变化趋势；灌水对棉花各生育期功能叶最大光化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/F0）的影响不显著（P＞0.05），对光化学猝灭系数（qp）和非光化学猝灭系数（NPQ）、实际光化学效率（Y(Ⅱ)）和表观电子传递速率（ETR）的影响显著（P＜0.05）；施氮对棉花各生育期功能叶NPQ的影响不显著（P＞0.05），对Fv/Fm和Fv/F0、qp、Y(Ⅱ)和ETR的影响显著（P＜0.05）；水氮交互作用均对棉花各生育期荧光参数的影响达到极显著水平（P＜0.01）；水氮交互作用对籽棉产量（Y）、灌溉水利用效率（iWUE）、氮肥偏生产力（NPFP）及马克隆值的影响达到极显著水平（P＜0.01）。其中，籽棉产量（Y）最大值出现在W2N2处理，为5854.5kg/hm2，较出现在W1N1处理的最小值3483.75kg/hm2相对增加68.05%；通过多元回归分析及似然函数组合法计算，得到轻度盐化土棉花最佳灌水施氮量为3740m3/hm2和754kg/hm2。

摘要:为揭示节水灌溉下水稻对肥料氮素吸收利用情况，利用15N示踪技术分别标记施用的基氮肥、蘖氮肥、穗氮肥，将传统淹水灌溉作为对照，研究了稻作控制灌溉模式下成熟期水稻基肥、蘖肥、穗肥氮素的积累量及各时期肥料氮素在水稻地上部各器官的分布情况，并对比研究了两种灌溉方式不同施氮水平下的各期肥料利用率。试验结果表明：稻作控制灌溉模式较传统淹水灌溉显著提高了水稻地上部干物质积累量、氮素总积累量及产量，起到了“节水、高产”的作用；不同施氮量下水稻氮素总积累量中肥料氮素的占比约为16.49%~22.23%，不同灌溉方式之间差异并不显著；不同施氮水平控制灌溉处理水稻的肥料氮素总利用率为31.82%~36.29%、基肥氮素利用率为10.91%~15.36%、蘖肥氮素利用率为34.84%~36.90%、穗肥氮素利用率为55.78%~63.85%，稻作控制灌溉模式下除水稻对基肥氮素的利用率较低外，肥料氮素总利用率、蘖肥和穗肥氮素利用率均优于传统淹水灌溉，肥料氮素得到了高效利用，降低了肥料氮素残留引起环境污染的风险，相关性分析表明：肥料氮素的总利用率与蘖肥和穗肥氮素利用率呈极显著正相关，研究结果可为进一步提高稻作控制灌溉条件下肥料氮素利用率提供理论依据。

摘要:针对目前规模化沼气工程中以挥发性脂肪酸（VFAs）和碳酸氢盐（TIC）质量浓度为指标预警的监测装置自动化程度较低的现状，基于Nordmann滴定法和工业控制计算机，设计了一种可检测厌氧发酵过程中pH值、VFAs和TIC，并根据异常进行修复的自动预警诊治系统。从系统所要实现的功能出发，确定系统开发的总体设计方案，选用Visual Studio 2017软件开发平台，采用C#高级语言进行工控机软件编程，将整个系统分为数据远程传输模块、总控制模块、显示模块、运动控制模块、滴定模块、清洗模块、进样模块、 I/O 控制模块、数据采集模块等 9 大模块,不仅可以实现规模化沼气工程厌氧发酵过程的自动监测、预警、运行状态诊断及发送，用户也可远程管理沼气工程的运行。实验验证结果表明,实际鸡粪发酵液的检测准确度和精密度均在95%以上，高于手动滴定结果。

摘要:选用Chlorella pyrenoidosa FACHB-5和Chlorella vulgaris FACHB-8为试验藻种，利用人工气候培养箱，在培养温度为（26±1）℃、光照强度为4000lx、通入空气流量为1.5L/min、24h连续光照、沼液添加量为20%的条件下，采用中温35℃和高温55℃猪粪厌氧发酵后沼液为原料，研究两种沼液灭菌和不灭菌处理后与BG11培养基混合作为微藻培养液对后续微藻培养过程的影响。研究结果表明，高温55℃厌氧发酵后的沼液用于微藻培养的整体表现优于中温35℃厌氧发酵后沼液，微藻的生长速率更高。在本研究的条件下，沼液灭菌组与未灭菌组相比，在前期的适应期方面未表现出明显的优势，但在中后期的微藻生长速率方面略优于未灭菌组。本研究所选定的两种藻种均能较好地适应添加沼液的培养环境，并且Chlorella pyrenoidosa FACHB-5的整体表现优于Chlorella vulgaris FACHB-8。

摘要:应用TRIZ理论设计秸秆好氧-厌氧联合发酵工艺，并研究不同供气方式及加入菌剂对其发酵特性的影响。结果表明：经过好氧发酵后，各组的木质纤维素降解率均有不同程度的提高，曝气混菌组的木质纤维素降解率最高，半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别为46.3%、40.4%和8.2%。利用修正的Gompertz方程和一级反应方程对累积产甲烷量的拟合结果较好，R2均大于0.97，曝气混菌组累积产甲烷量的试验值可达294.38mL/g, 利用两个方程拟合数值分别为279.58mL/g和320.11mL/g，而经巴斯维尔公式计算得到的理论产甲烷量为424.7mL/g，曝气混菌组的试验值仅为理论产甲烷量的69%左右，仍有31%左右的物质没有被降解，因此巴斯维尔公式对惰性物质含量较高的物质理论计算结果偏高。好氧敞口组、曝气木酶组、曝气黑曲霉组、曝气混菌组及搅拌混菌组总挥发性固体降解率分别比直接厌氧发酵组高15.99%、35.47%、37.99%、54.68%和40.92%，曝气供氧方式的效果优于搅拌供氧，曝气供氧方式下添加混菌的效果优于添加单一菌种。

摘要:以富碳农业废弃物——玉米芯为原料，通过含盐氛围水热法制备了玉米芯碳基固体酸。考察了制备条件对碳基固体酸催化活性的影响，通过表征分析，对含盐氛围水热法的制备机理及固体酸的构-效关系进行了探讨，研究了该固体酸催化高酸值餐饮废油酯化降酸的条件和效果。结果表明： ZnCl2能够有效促进玉米芯的水热碳化，将碳化速率提高一倍，为后继磺化提供理想的载体；含盐氛围水热法制备的碳基固体酸，磺酸基团密度大，油酸酯化率是同等条件下传统水热法的4.5倍。在最佳的酯化条件下反应4h，玉米芯碳基固体酸催化餐饮废油中游离脂肪酸的酯化率可达90.23%。

摘要:为了缩短冷冻干燥时间，降低过程能耗，研究了初始非饱和物料干燥技术在速溶咖啡的冷冻干燥工艺中的应用。以速溶咖啡为溶质，制备了具有不同初始饱和度的冷冻咖啡物料样品，并进行了冷冻干燥试验。研究结果表明，相对于传统的咖啡冷冻干燥，初始非饱和咖啡物料能够显著强化冷冻干燥过程。干燥产品SEM形貌显示，初始非饱和物料的干燥产品具有疏松的球状孔隙空间，孔隙之间连通性好，有利于水蒸气的迁移。在干燥室压力11~33Pa条件下，压力对冷冻干燥过程几乎没有影响，提高环境温度有利于缩短冷冻干燥时间，组合加热能够进一步强化冷冻干燥过程。当温度超过45℃时，饱和物料会发生崩塌，而非饱和物料则能够保持稳定的结构。饱和咖啡物料的冷冻干燥过程经历升速、恒速和降速3个阶段，非饱和物料则始终处于降速阶段。

摘要:为了探索适宜的玉米黄素双棕榈酸酯（ZDP）乳液制备工艺，通过高压均质方法，采用2种天然乳化剂：大豆卵磷脂（SL）和乳清分离蛋白（WPI）和4种合成乳化剂：十聚甘油单油酸酯（PGE18）、十聚甘油单月桂酸酯（PGE12）、蔗糖酯（SE15）和吐温80（T80），以及2种不同油相：大豆油（SO）和中链甘油三酯（MCT），分别制备了ZDP乳液，研究了不同乳化剂种类和质量分数以及油相种类对ZDP乳液性质和稳定性的影响。同时，在最佳乳化剂条件下，研究了ZDP添加量对乳液性质的影响。研究结果表明：天然乳化剂乳化制备所得ZDP乳液平均粒径大，且稳定性一般。小分子合成乳化剂制得的ZDP乳液平均粒径小，但稳定性差异大。其中，PGE18为乳化剂时制备的乳液各项指标较好，且在质量分数为0.8%时乳化效果最好。MCT为油相较SO为油相制备所得乳液稳定性好。因此，选择质量分数为0.8%的PGE18为乳化剂，MCT为油相，高压均质可以制得粒径小于200nm的ZDP乳液，且在4℃下贮藏28d仍可保留约90%的ZDP。ZDP添加量变化在4~32nmol/g时对ZDP乳液的粒径和电位无显著影响。

摘要:以大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)对胰蛋酶的敏感性表征其柔性，研究不同均质压力(0~200MPa）对SPI柔性和乳化性的影响，并探索SPI结构变化及其柔性与乳化性之间的相关性。结果表明，当均质压力为0~160MPa时，SPI柔性随着均质压力的增加而增加，160~180MPa时柔性变化不明显，当均质压力为180~200MPa时，SPI柔性又呈现下降的趋势。表面疏水性随着均质压力的增大而增大，而浊度则随之减小，柔性随均质压力的变化趋势与乳化性随均质压力的变化趋势一致。相关性分析结果表明：SPI柔性与乳化活性和乳化稳定性呈线性正相关关系，相关系数分别为0.893和0.938。紫外扫描、内源性色氨酸荧光光谱研究发现，随着SPI柔性的增加，其结构变得更加舒展。

摘要:以大豆分离蛋白-花青素复合体系为研究对象，综合利用多重光谱技术对其进行分析。利用荧光光谱探究大豆分离蛋白和花青素间的相互作用方式，采用同步荧光光谱和紫外-可见光谱探究花青素对大豆分离蛋白氨基酸残基微环境的影响，从而得出花青素对大豆分离蛋白构象的影响，再采用傅里叶变换红外光谱法和圆二色谱法研究花青素对大豆分离蛋白二级结构的影响。结果表明：花青素对大豆分离蛋白有较强的荧光猝灭作用且为静态猝灭，其中，花青素与大豆分离蛋白在298、306、314K时相互作用的表观结合常数分别为3.343×104、4.507×104、5.525×104L/mol，对应的结合位点数分别为0.9178、0.9546、0.9381。热力学数据分析结果表明：花青素与大豆分离蛋白反应的作用力主要是疏水相互作用；同步荧光光谱和紫外-可见光谱结果表明花青素改变了芳香氨基酸残基在空间结构中所处的微环境，使大豆分离蛋白的分子构象发生改变，且同步荧光光谱显示花青素与大豆分离蛋白中色氨酸残基发生相互作用，使其周围的疏水作用减少。傅里叶变换红外光谱和圆二色谱结果表明花青素引起大豆分离蛋白的二级结构发生改变。

摘要:针对铰接式车辆的特殊转向结构和行驶特性，为提高其路径跟踪控制精度和反应速度，提出了一种基于预见信息的线性二次型最优控制（Linear quadratic regulator, LQR）策略，并应用遗传算法（Genetic algorithm, GA）对状态量权重矩阵进行优化求解，获得最优LQR状态反馈控制器，实现铰接式车辆精确路径跟踪控制，由位置偏差、行驶方位偏差和曲率偏差来反映控制效果。ADAMS-Matlab/Simulink联合仿真结果：位置偏差为0.03m，偏差误差为1.3%，行驶方位偏差误差为0.19%，曲率偏差收敛于0.003m-1。联合仿真和试验验证结果表明，所提出的控制方法可有效提高控制精度，实现铰接式车辆的精确、稳定路径跟踪。

摘要:为了提高车辆行驶状态估计的可靠性，提出一种基于多模型观测器误差补偿与迭代的车辆状态融合估计方法。基于三自由度车辆动力学模型设计了车辆状态强跟踪滤波估计算法；同时，根据四轮轮速耦合关系，考虑到数据扰动和病态矩阵的影响，设计了车辆状态的岭估计算法。为进一步提高估计系统的可靠性，提出了动力学模型观测器与运动学模型观测器补偿与迭代的估计方式，设计了模糊控制器，根据实时的质心侧偏角和滑移率的伪量测值，判断强跟踪滤波器和岭估计器估计结果所占权重，利用闭环估计系统的迭代与融合提高估计性能。仿真和道路实验结果表明，所提出的车辆状态融合估计方法能够兼顾强跟踪滤波算法与岭估计算法的优势，根据车辆纵向滑移和质心侧偏角动态调节强跟踪估计与岭估计结果的权重系数，从而在保证估计精度的同时提高了估计系统的多工况适应能力。

摘要:凸轮型线直接影响压油柱塞的运动规律，从而影响其泵油特性，是高压供油系统设计的关键。以电控单体泵（EUP）为研究对象，采用实验和仿真相结合的方法研究了凸轮型线与泵端压力间的动态关系，结果表明：在一定脉宽范围内，采用等速凸轮的柱塞泵峰值压力随喷油脉宽的增加而增加，但其增速随脉宽的增加逐渐变小，当喷油脉宽足够长时，压力将趋于一定值；采用降速凸轮的柱塞泵，利用压力先增大后减小的特性可以在较短的喷油脉宽内达到近似等压状态。最后以等压泵油特性为目标，提出了不同匹配转速下降速凸轮工作段加速度的计算方法，并为某型发动机匹配设计了供油凸轮型线，获得了良好的等压供油特性和最大循环喷油量。

摘要:基于R(3,3)几何代数，提出一种符号描述并联机构自由度的自动化算法。首先根据螺旋副之间的几何关系，利用R(3,3)几何代数能符号描述刚体运动的优势，自动求解并联机构各支链螺旋系；然后利用R(3,3)几何代数能符号表示集合交集和并集的优势，自动求解动平台运动空间，该运动空间为所求并联机构自由度的符号表示式；最后基于C++软件平台对这种并联机构自由度自动化求解算法进行验证。使用R(3,3)几何代数不仅能通过刚体运算法则得到支链螺旋系的符号表达，同时可以直接求解动平台运动空间，省去一般螺旋理论求互易螺旋需求解线性方程的过程，算法简洁，可以得到并联机构自由度的符号表达式，从而实现自动化分析。

摘要:根据基于方位特征方程的并联机构设计理论与方法，设计了一种能实现空间两平移一转动（2T1R）且无寄生运动的非对称并联机构(RPa‖3R)-R+RSS。对该机构进行了动平台方位特征（POC）、自由度（DOF）以及耦合度κ计算的拓扑特性分析，表明机构为零耦合度且具有部分运动解耦性；运用序单开链法的运动学原理，推导了求解机构位置正反解的解析式；基于位置反解，分析了机构的位置工作空间形状与大小及其转动能力；探讨了机构发生奇异位形的条件；对机构的速度和加速度进行了计算及仿真分析。结果表明：该机构运动学分析简单，转动能力强，动力学性能较好。

摘要:为进一步扩大磁流变阀的工业应用，提出并设计了一种径向流磁流变阀控缸系统，主要由径向流磁流变阀、单出杆液压缸及蓄能器3部分构成。阐述了径向流磁流变阀控缸系统的工作原理，推导了阻尼力数学模型。对径向流阀控缸系统进行了动力性能建模仿真，并搭建了动力性能测试实验台，分别对常规型与改进型径向流磁流变阀控缸系统在不同电流、不同频率及不同振幅下的动力性能进行了实验，实验结果表明，以径向流磁流变阀作为旁通控制元件的磁流变阀控缸系统能够产生较大的输出阻尼力，阻尼力最大可达5.8kN；另外，阻尼力随电流变化顺逆可调，且可调范围广；同时，输出阻尼力受活塞杆运动速度影响很小，阀控缸系统能在各种工况输出稳定阻尼力。对比分析2个磁流变阀控缸系统可知，更换不同的磁流变阀可得到不同的动力性能。