摘要:为了实现牛场勤密饲喂，饲草推送机器人自动充电系统采用上置对接式，由充电桩、机器人充电控制部分组成。充电桩包含蓄电池充电器、充电电路和充电电极等；机器人充电控制部分包含控制器、行走驱动模块、电源监控模块、传感数据采集模块、继电器和充电电极等。在充电对接部位建立坐标系XYZ，根据电极长度、电极压缩行程、电极宽度，确定X、Y、Z轴的对接容错范围。根据半开放式牛场工作环境，在自动充电区域设置充电桩、磁条导航路径。饲草推送机器人在磁条导航过程中，通过磁导航传感器实时检测磁信号，获得磁导航偏差，采用模糊PID控制算法，得到左右轮速度控制量后，转换成对应电动机角速度值，控制器输出对应占空比的PWM信号控制电动机转速。结合磁导航传感器特性和试验，获得模糊控制器的输出参数调整规则。自动充电磁条导航试验结果表明：当磁导航偏差绝对值|e|为最大值时，比例系数调整值ΔKp最大值为1.28，最小值为1.03；积分系数调整值ΔKi最大值为0.13，最小值为0.06；微分系数调整值ΔKd最大值为－1.18，最小值为－1.5；通过模糊PID控制，PID控制器系数可进行自适应修正；X轴、Y轴和Z轴最大对接偏差绝对值分别是4.1、1.9、0.7cm，对接偏差均在容错范围之内。

摘要:针对大拱棚中运输车导航问题，提出了一种适用性更高的导航方法。为了规避叶间空隙对Hough直线变换精度造成的影响，使用道路尽头横向中心点作为导航信息标定点，搭建摄像头云台使得摄像头视轴始终与道路平行。使用色度法对作物与道路进行分割处理，通过面积筛选所得的轮廓点集，能够准确计算出道路尽头的横向中心点像素坐标，从而得到运输车的位姿信息。通过运动学建模对运输车进行了轨迹仿真，得到了运输车不同速度下对识别误差的动态响应。基于Raspberry Pi平台搭建了导航信息提取装置，在不同道路长度的拱棚中对比了本文方法与Hough变换法的识别精度，并使用不同类型摄像头进行了静态导航信息提取实验，同时在不同速度进行了运输车的直线行驶实验。静态实验表明，相比于传统Hough变换，该导航方法能够显著提高识别精度，使用长焦摄像头比普通摄像头识别精度平均提高了25.7%，导航线平均识别偏差为2.4cm，检测速率为240ms/f，具有较高的精度和实时性。行驶实验表明，该导航方法在不同速度下均能保证较小的稳态误差，能够满足生产要求。

摘要:针对作物行识别算法的传统开发过程对田间作物生长周期依赖性较强，错过适当的田间图像采集时期将直接导致算法开发周期延长等问题，提出一种基于虚拟场景的作物行识别算法测试方法，即在虚拟环境下模拟农田作物行场景和图像采集系统，运用虚拟作物行图像测试作物行的识别算法。该方法在虚拟现实环境下建立作物行场景模型；提出一种融合建模法，根据作物和杂草的几何特征建立对应的三维几何模型；根据实际田间作物的空间分布特征，建立株距、行距可调的田间作物行模型；以Vega Prime为视景仿真工具，通过配置投影模式、渲染模式、视点位姿和图像采集规格，构建图像采集系统，输出作物行场景图像。以苗期棉花作物行为建模对象，对一种经过田间试验验证的双目视觉作物行识别算法进行测试试验。对比实际棉田图像对应的试验结果，同一作物行识别算法的识别正确率、偏差角和图像处理时间均相近。结果表明，本文建立的虚拟棉田作物行与实际棉田作物行场景相近，能够用于作物行识别算法的测试。

摘要:为利用现有丰富的连续运行参考站（CORS）资源，给精准农业提供高精度、高可靠、高并发的差分信号，本文结合农业应用特点，利用GNSS误差的空间相关性，提出基于CORS和UHF电台的GNSS差分信号中继方案，解决测绘用CORS传输方式单一、并发性不足、使用成本较高以及单站RTK重复建设、频率干扰和基准不统一等问题。在北京市海淀区、顺义区和平谷区建立了3个基准站，组建了试验用CORS网，构建了基于PC、i80和智能手机（Phone）的3套中继试验系统，分别开展了定位性能综合验证、机组控制精度验证和应用推广原型验证。试验表明：在10km范围内，中继定位的平面内、外符合精度分别优于0.022m和0.033m，基本满足农机作业定位要求；作业机组控制精度达到0.066~0.076m，略高于0.050m的理论控制要求，由于机组为挂载农具空驶，该指标属可接受范围；智能手机中继传输的可靠性高、扩展性好。因此，利用智能手机和UHF电台，可快捷获取与转发CORS差分改正数，使10km之内的流动站实现RTK级定位。该模式简单易用、成本低廉，有一定的应用推广价值。

摘要:针对单一传感器在智能车辆环境感知中的局限性，提出一种基于摄像机与激光雷达信息融合的农业自主车辆前方障碍物检测方法。对单目摄像机获取的图像进行基于Ft（Frequency-tuned）算法的显著性检测，并生成显著图。同时对激光雷达反射点进行基于数据关联性评估的聚类分析，确定障碍物数量、边界与位置等先验信息。然后以激光雷达坐标相对应的图像像素坐标为种子点，由种子点激活经过处理的显著图，基于受限区域生长实现障碍物区域分割。试验结果表明，基于Ft算法的图像显著性检测具有更好的边缘检测效果，基于种子点的受限区域生长法可以有效地进行障碍物分割。在机器视觉的基础上融入激光雷达数据，可以更好地排除非障碍物的干扰，实现了障碍物的完整检出。

摘要:针对农田作业场景中可能会遭遇更大生命财产损失的人和其他农业车辆等动态障碍物， 提出了一种基于卷积神经网络的农业自主车辆多种类障碍物分类识别方法。搭建了包括1个输入层、2个卷积层、2个池化层、1个全连接层和1个输出层的卷积神经网络识别模型；建立了人和农业车辆的障碍物数据库，其中包括训练集和检测集；利用5×5卷积核对训练样本进行卷积操作，将所获取的特征图以2×2邻域进行池化操作，再次经过3×3卷积核的卷积操作和2×2池化操作后，通过自动学习获取并确定网络模型参数，得到最佳网络模型。试验结果表明，障碍物的检测准确率可达94.2％，实现了较好的识别效果。

摘要:为了在玉米摘穗的同时，将秸秆上半部分回收作饲料，下半部分实现高质量粉碎还田，在4YZQ-2B1型穗茎兼收玉米收获机割台的下方增加了锯盘式玉米秸秆粉碎装置，通过对圆锯片运动及切割机理等的分析，利用ADAMS对此复式割台进行了参数优化和运动分析，并在Pro/Mechanica中，对锯盘刀轴进行了有限元模态分析，得到其固有频率。确定采用平面锯身整体式横截圆锯片，直径为180~380mm，厚度分为1.2、1.5、2mm 3种，锯片间距为50mm，齿形为等腰三角斜磨齿，齿高为7.5mm，两刀辊中心距为760mm。高留茬玉米复式割台田间试验结果显示，当机组的作业速度为2m/s，刀辊转速为850r/min时，秸秆粉碎长度合格率为92.14%，留茬高度平均值为52.18mm，均满足秸秆还田机作业标准，能够对玉米秸秆离地粉碎，减轻了刀具的磨损、提高了玉米秸秆还田质量。

摘要:为解决秸秆深埋还田工作中开沟深度不够、深埋率低、开沟阻力大等问题，对自行研制的气力式秸秆深埋还田机的开沟装置进行了优化设计。提出一种仿螳螂前端足曲线的秸秆开沟刀参数优化设计，利用阿基米德等进螺线设计的侧切刃具有滑切能力，可切割土壤完成开沟作业。利用Matlab对螳螂前端足进行二值化、膨胀、边缘坐标处理得到仿生开沟刀，使用离散元软件EDEM对设计出的仿生开沟刀和普通开沟刀进行仿真对比，并对仿真结果进行土槽试验验证。试验分析结果表明，相比于普通开沟刀，仿真开沟刀在开沟过程中可减少9.48%的阻力。利用Design-Expert 8.0软件的二次正交旋转组合试验设计结合响应面法，分别建立秸秆深埋率和工作效率与机具前进速度、秸秆深埋深度和秸秆覆盖量的回归数学模型。通过分析表明，各因素对秸秆深埋率的影响由大到小依次为：秸秆覆盖量、秸秆深埋深度、机具前进速度；各因素对工作效率的影响由大到小依次为：机具前进速度、秸秆深埋深度、秸秆覆盖量；交互作用中，秸秆深埋深度和秸秆覆盖量、机具前进速度与秸秆覆盖量对工作效率影响显著。经过优化求解，在深埋率权重为0.7、工作效率权重为0.3的情况下得到开沟装置最佳工作参数，在机具前进速度为1.63m/s、秸秆深埋深度为27.97cm、秸秆覆盖量为340.54kg/hm2时，秸秆深埋率为90.491%，工作效率为5.4hm2/h。

摘要:华北平原一年两熟区粮食产量高、秸秆量大，玉米收获后播种小麦时需要对秸秆进行适宜的处理。为解决此问题，本文于2016—2018年在河北涿州试验站开展田间定位试验，研究了不同玉米秸秆还田与种床位置关系对种床土壤含水率、地温、水稳性团聚体含量、冬小麦出苗率及产量的影响。试验共设置4个处理：秸秆混埋（SM）、少量秸秆混埋（HSM）、秸秆覆盖（SC）和秸秆不还田（CK）。试验结果表明，相较于秸秆不还田对照组CK，秸秆还田可以提高0~30cm种床土壤含水率，效果由大到小依次为：SC、HSM、SM；显著增加水稳性大团聚体（>0.25mm）含量，SM、HSM、SC分别提高6.3、4.9、4.8个百分点；对地温变化呈现出“缓解效应”，其效果从大到小依次为SC、SM、HSM，导致越冬期土壤回暖变慢；增加冬小麦出苗率，HSM、SC、SM平均增加40.1%、34.1%、14.8%，且HSM在第1年显著高于SM；提高产量，SC、HSM、SM平均增产17.2%、10.9%、2.9%，且第1年SM产量显著低于SC。本研究结果表明，秸秆还田对地温有负面影响，但可以增加土壤水分，改善土壤结构，因此最终提高了小麦产量；3种秸秆还田处理中，由于秸秆混埋（SM）使土壤含水率、出苗率、产量均最低，且对地温影响较大，因此优先推荐秸秆覆盖（SC）和少量秸秆混埋（HSM）。

摘要:水稻秸秆还田是培肥地力、增产增效的重要方式。东北稻区存在秸秆量大、收获时秸秆含水率低、切碎抛撒难等问题，既影响秸秆还田质量，又进一步影响后期耕整地和插秧作业质量，亟需研究适用于东北稻区的机械化秸秆还田模式，改善秸秆还田和耕整地作业质量，支撑水稻秸秆还田技术的应用。本研究在黑龙江省七星农场开展机械化秸秆还田试验，共设4种模式，即：对照CK（秸秆不还田，秋翻+春搅浆）、还田处理1（秸秆还田，秋翻+春搅浆）、还田处理2（秸秆还田，秋翻、秋旋+春平地）、还田处理3（秸秆还田，秋旋埋+春平地）。试验选取不同模式各作业环节的配套机具，并监测不同模式的秸秆还田和耕整地机具作业效果。2年的试验检测表明，3种秸秆还田模式均能实现秸秆全量还田，并满足水稻插秧前的地表作业要求，能够保证正常的插秧作业和水稻返青。其中，还田处理3的综合还田效果相对最优，能实现较好的地表平整度、泥浆度和植被覆盖率；还田处理2与还田处理1相比，增加秋季旋耕作业，春季改用无动力平地作业，2年的数据尚未显示能显著改善插秧前地表状况。

摘要:为了得到兼顾生长质量和机械移栽性能的黄瓜穴盘苗，以育苗基质配比（草炭∶珍珠岩∶蛭石混合体积比为2∶1∶1、3∶1∶1和4∶1∶1）、基质压实度（基质与穴孔的体积比为1.0、1.2和1.4）和营养液浓度（营养液电导率为1.0、1.2、1.4mS/cm）为因素开展正交试验。进行压缩和拉拔试验，测量黄瓜穴盘苗的抗压力和脱盘力；计算黄瓜穴盘苗的壮苗指数；利用X射线μCT扫描仪对苗钵进行检测和根系三维重构，在垂直方向用根系分布密度最小和最大值的比值表达根系均匀程度，水平方向上用外围根系分布密度表达根系包裹苗钵的紧密程度。通过方差分析可知各因素对试验指标有不同程度的影响。以苗钵的抗压力、脱盘力、壮苗指数、根系均匀系数和外围根系分布密度为优化目标，用综合评分法得出当育苗基质配比为3∶1∶1、基质压实度为1.2、营养液电导率为1.2mS/cm时，育苗品质最优。在取苗频率为43、48、53株/min时进行取苗试验，结果表明，在该组因素组合条件下，苗钵破损率分别为3.6%、3.9%和4.3%，取苗成功率为97.2%、96.1%和94.8%，优于其它因素组合的试验结果，与综合评分方法优选的结果一致。

摘要:为了解决蔬菜穴盘育苗精密播种机播种非球形种子重播率较高的问题，设计了一种清种装置，并通过对清种装置内流场仿真模拟优化了清种装置结构参数。对吸种阶段种子受力及运动状态进行分析，得到非球形种子在重播时，吸嘴通常会吸附两粒种子，其中一粒种子受主要吸力，另一粒种子受次要吸力。以茄子种子为播种对象，采用二次旋转正交组合试验方法，对播种机进行播种性能试验研究。通过方差分析，得到各因素对重播率的影响由大到小为：吸种气压、清种气压、振动频率，对空穴率的影响由大到小为：清种气压、吸种气压、振动频率，对合格率的影响由大到小为：吸种气压、清种气压、振动频率。建立了吸种气压、清种气压、振动频率3个主要因素与重播率、空穴率和合格率的数学模型。分析了吸种气压、清种气压、振动频率对重播率、空穴率、合格率的影响规律，并进行了参数优化与验证试验。得到了最优参数组合，即吸种气压为15.7kPa，清种气压为3.3kPa，振动频率为50Hz时，重播率为1.26%，空穴率为1.75%，合格率为96.99%。在相同试验条件下进行试验验证，得到重播率为1.4%，空穴率为1.7%，合格率为96.9%。

摘要:为研究影响文丘里供种管供种均匀性的机理，运用DEM-CFD耦合仿真方法分析了不同喷嘴口收缩角下，流体场、耦合场、颗粒场的变化规律，得出收缩角为70°时，流场场压变化明显，作用范围合理，耦合场未出现籽粒堆积现象以及颗粒场吹出种子连续均匀速度一致。为探索种子喂入量与气吹风压对文丘里供种管供种均匀性的影响，进行了正交试验，以供种量变异系数为试验指标衡量供种均匀性。由试验结果极差分析得出，影响均匀性的主次因素为种子喂入量、气吹风压。方差分析得出，种子喂入量为极显著因素，气吹风压为显著因素，两者交互项为不显著因素。试验结果表明，在种子喂入量为1.8kg/min，气吹风压为7kPa时均匀性最佳。在排种器转速为136r/min情况下对上述组合进行排种性能试验验证，得出合格指数为92.18%，漏播指数为0，重播指数7.82%，结果表明此种组合下文丘里供种管供种均匀稳定，与理论优化结果基本一致。

摘要:设计了一种苔麸播种机气流输送式排种系统，该系统主要由排种器、风送输种管、分配器和风机等关键部件组成。对排种器、风送输种管和分配器进行理论分析与设计，得到关键参数模型和理论值，完成风机选型，搭建了气流输送式排种系统试验平台。采用二次回归通用旋转组合设计试验，以风送输种管进口风速和播种量为影响因素，以总排种量稳定性变异系数和各行排种量一致性变异系数为响应指标，对气流输送式排种系统进行台架试验，运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析、响应面分析，得到最优工作参数组合：风速25.42m/s，播种量15kg/hm2。最优参数组合试验结果表明，各行排种量一致性变异系数4.96%，总排种量稳定性变系数0.98%，试验值与理论优化值相对误差小于4.2%，种子破损率0.12%，排种均匀性变异系数20.4%，满足标准和农艺要求。

摘要:为提高蚕豆机械化播种质量，解决蚕豆精量播种难题，结合勺轮式排种器和指夹式排种器的优点，设计了一种勺夹式蚕豆精量排种器。根据蚕豆种子物理特性，分析确定了种盘工作区域范围、弧形滑道结构参数、种夹机构参数以及托种板关键参数。以种夹长度、种夹宽度和弯折角为试验因素进行了3因素3水平正交试验，通过试验确定了种夹较优参数组合为种夹长度15.5mm，种夹宽度10mm，弯折角35°，在较优参数组合下本排种器的株距合格指数为 95.11%、漏播指数为1.61% 、重播指数为 3.28% ，满足设计要求，为蚕豆精量排种器的设计提供理论指导。

摘要:为探究重力辅助对盘室同步气吸式精量排种器充种性能的影响，以盘室同步气吸式精量排种器为载体，对其充种过程进行了受力分析，建立了重力辅助充种受力数学模型，结果表明：型孔充填过程中，待充种子重力在排种盘径向的分量与气流曳力方向一致；已充种子脱离种群过程中，种子重力沿径向分量与压力梯度力方向一致,种子重力对充种有辅助作用。运用EDEM(Engineering discrete element method)软件仿真分析了300、600、900、1200粒种群数量条件下，待充种子对排种盘平均法向力随低、中、高3种不同充种区域变化的影响，仿真结果表明：种群数量300粒时，各区域平均法向力随区域位置的变化不明显，种群数量为600、900、1200粒时，平均法向力随区域位置的变化规律一致，此时种群数量对充种效果影响可忽略。对仿真结果进行试验验证的结果表明，盘室同步气吸式精量排种器台架试验3个区域漏充率由大到小为：低位、中位、高位。通过盘室同步气吸式精量排种器重力辅助充种和无重力辅助充种对比试验表明：重力辅助充种下，排种器作业风压3~5.5kPa时，合格指数均高于94%；无重力辅助充种情况下，排种器作业风压6kPa才开始满足国标需要，重力辅助充种显著降低了排种器作业风压需求，提高了作业质量。

摘要:水稻排种器播量调整多采用排种槽有效长度调节或排种轮与机具前进速比调节，播量调整精度有限。为了提高气力集排式排种系统播量调节精度，针对生产中常用的4种不同含水率稻种状态，以种层高度、排种轮转速为试验因素，以排种轮单圈排量为试验指标开展试验研究，分析各作业过程中的动态变化参数对排种轮单圈排量的影响规律。试验表明：不同稻种状态下单圈排量均随着排种轮转速的升高而降低，当种层高度一定时，二者成反比关系；单圈排量随种层高度的升高呈先增大后减小的趋势变化，不同稻种状态下的单圈排量最大值出现在种层高度为25.35~31.55cm处；4种不同稻种状态下，单圈排量由大到小依次是干稻种、晾干2d、晾干1d、湿稻种，单圈排量随种子含水率的升高而降低。通过二元回归分析拟合出4种常见稻种状态下单圈排量与种层高度、排种轮转速的回归模型，并构建了基于排种轮转速调控的播量控制模型。在室内搭建了控制系统试验平台对播量控制模型进行了验证试验，试验显示构建的播量控制模型平均误差2.07%，实际播量变异系数为2.59%，验证结果与播量控制模型基本一致。本文建立了多因素影响下的水稻播量控制模型，明确了种层高度、排种轮转速、稻种含水率对单圈排量的影响规律，可为水稻直播机播量控制系统设计与优化提供借鉴。

摘要:针对东北一年一熟玉米种植区秸秆覆盖还田条件下，少免耕播种玉米时条带旋耕作业后土秆混杂严重、种带清洁度低导致的晾籽率高、播种质量差等问题，设计了一种适用于秸秆覆盖条件下玉米少免耕播种机的种带灭茬清理装置。为达到最佳的清理效果，对灭茬刀的侧切刃长度进行分析，计算了种带清理弯刀的侧切刃曲线及受力，并利用EDEM软件进行单因素仿真，确定了最优弯折角为150°；分析比较了2种装置作业后的种带清洁度及土壤扰动量，结果表明，种带灭茬清理装置作业后种带清洁度均值为86.59%，比传统条带灭茬装置提高了26.89%，土壤扰动比减少了2/3，平均扭矩降低了33.19%；试验与仿真结果基本一致，验证了仿真的可靠性。为研究各因素对种带灭茬清理装置作业性能的影响，设计了三因素三水平正交试验，得出对种带清洁度产生显著影响的因素为前进速度及秸秆覆盖量，对土壤扰动量产生显著影响的因素为前进速度及入土深度。田间试验表明，该装置在秸秆覆盖量为0.4~1.4kg/m2时，机具通过性良好，各组试验种带清洁度均在80%以上，土壤扰动比较低，符合设计要求。

摘要:针对山东省土地经营模式的转变，小麦玉米一年两熟轮作制度导致小麦播种时间紧张且现有机械工作效率低的问题，设计了小麦气力式高效免耕施肥播种机，一遍作业可一次性完成灭茬、施肥、播种、覆土、镇压等工作。采用了集排式气流排种/肥装置，该装置利用同一风道对排出的种子和肥料进行同时输送，在保证种/肥同步的同时又提高了排种/肥的效率和均匀性；利用燕尾槽式布种器进行布种作业，达到了宽苗带效果；对整机进行了田间试验测试，测试结果表明，机具通过性良好，播种深度合格率、施肥深度合格率以及种肥间距合格率分别为93.0%、93.6%和85.4%，变异系数分别为4.7%、2.8%、5.3%；平均苗带宽度为11.83cm，合格率为94.5%，变异系数为4.2%，各项指标与理论设计差异不显著且符合农艺要求。

摘要:针对黑龙江农垦地区垄作玉米施肥过程中遇到的肥料分层问题，设计了一种四要素变量施肥控制系统。系统采用电液比例控制技术，主要由液晶显示终端、变量施肥控制器、4路液压马达和编码器、4路排肥机构（排肥轴和外槽轮）和GNSS模块组成。为了实现氮肥、磷肥、钾肥和微肥的一次性及时、准确施用，提出了一种基于复合交叉原则的各路施肥量确定策略，基于PID技术设计了液压马达控制算法。根据用户在变量施肥控制软件中设置的目标施肥量，系统自动确定各肥箱精确施肥量，基于PID液压马达控制算法，实时计算4路液压马达的目标转速，同步向控制器发送4路转速指令，一次性完成氮肥、磷肥、钾肥和微肥4种肥料的同步变量施用。为了验证各路施肥量控制算法的效果，分别进行了PID算法响应时间和精度试验、变量施肥系统单质肥排肥性能验证试验和作业条件下各肥箱施肥量控制算法验证试验。试验结果表明，基于PID技术的排肥轴转速控制算法响应时间不大于0.5s；变量施肥系统单质肥排肥性能误差绝对值不大于3%；作业条件下各路施肥量控制算法显著减少了氮素的施用量，实现了氮肥、磷肥、钾肥的精确投入。四要素变量施肥机各路施肥量控制算法完全满足了垦区玉米施肥精确、均匀施用的要求。

摘要:针对现有精准排肥播种控制系统缺少对机具姿态进行监测判别的现状，在现有精准排肥播种控制系统架构基础上，增加了机具作业姿态实时监测模块，使系统可以根据机具的实时前进速度和作业姿态自动控制排肥量和播种量，减少人员对系统的操作。该系统主要由车载控制终端、PID控制器、多路集成比例阀、光电转速测试码盘、机具姿态解析模块、机具位置与速度解析模块、液压马达等组成，其中机具姿态解析模块采用MPU6050芯片实时测量下拉杆与机架的俯仰角，应用STM32F103MCU芯片实时获取MPU6050芯片的输出数据，并反馈到车载控制终端，封装后的机具姿态解析模块安装在拖拉机三点悬挂的下拉杆中部，对下拉杆与水平面的夹角数据进行实时记录和反馈，判别机具的作业姿态是否处于工作状态。将该控制系统安装在小麦基肥精准分层施肥播种机上，在北京市昌平区小汤山国家精准农业研究示范基地，对该控制系统进行静态标定和动态试验，以检测可靠性和稳定性。静态标定试验结果显示，马达转速与系统的排肥排种量存在一元线性关系，此时浅层肥料、深层肥料和种子的单圈排量分别为16.97、29.31、11.2g；姿态标定结果表明，设置临界角为5.3°时，系统的机具姿态提示信息正确，能够满足姿态监测的要求；动态试验表明，机具工作状态下，浅层肥料、深层肥料和种子排量变异系数分别为3.5%、3.8%和3%，3路的排量偏差都控制在5%以内，机具抬升状态下，排肥排种轴处于静止状态，说明该系统的运行过程总体比较稳定，能够满足小麦基肥分层施肥播种机具的精量排肥排种的作业要求，同时能够减少人为操作流程。

摘要:目前水稻施追肥以离心圆盘式撒肥机为主，虽具有幅宽大、作业效率高的特点，但是变量控制精度差。为了满足水稻变量施肥的作业要求，设计了一种气力式变量施肥机，在满足幅宽要求的基础上，还能够实现在幅宽方向上的变量控制施肥。设计了用于该机的肥料喷撒器，对该喷撒器的肥料运动进行了理论分析，并对不同挡板结构的喷撒器进行气流流场模拟分析，对在不同转速下各排肥口的施肥量和不同挡板类型的施肥喷撒器在各自施肥范围内的施肥均匀性进行了试验。试验结果表明：转速对各排肥口的排肥量没有显著性影响，各排肥口的排肥量误差在均值的5%以内；转速和喷撒器的挡板结构类型对单一喷撒器施肥范围内的施肥均匀性具有显著性影响，以施肥均匀性变异系数为指标，排肥轮转速在30r/min左右时，整体排肥均匀性变异系数优于其他转速；而圆锥形挡板喷撒器在所有转速下其排肥均匀性变异系数均优于其他挡板结构的喷撒器，且当排肥轮转速大于30r/min时，该喷撒器的施肥均匀性变异系数小于8%。就挡板结构对喷撒器出口气流场的影响和施肥均匀性进行了比较研究，发现二者具有相似性，初步断定气流场对施肥均匀性具有一定影响。在实际作业过程中为了使单个排肥口的排肥均匀性更好，应当采用圆锥挡板喷撒器，并且在确定作业区域的施肥量下，尽可能调整车速，使排肥轮转速达到30r/min以上，以最大程度保证施肥区域的施肥均匀性。

摘要:通过计算流体动力学和离散元法耦合的方法对气送式水稻施肥机的气体肥料混合腔进行气固耦合数值研究。在数值模型中，使用EDEM软件模拟肥料颗粒，ANSYS Fluent软件描述气体相。通过研究混合腔喉部面积、喉部长度、气体入口压力和肥料排出速率的影响，分析气体和肥料的运动规律。模拟结果表明，2型喉管的气体肥料混合腔断面性能良好，喉部压力损失较小，气流速度最快。喉部面积和气流入口压力主要影响气流出口速度和混合腔轴向方向的肥料颗粒速度，肥料颗粒的移动受混合腔喉部长度和肥料进料速率的影响较小。喉部截面积的增加导致气流速度和压力损失在一定范围内下降。随着气流入口压力的增加，肥料所受合力和肥料颗粒速度均增加，适宜的气流入口压力为450~550Pa。结果表明，CFD-EDM耦合方法作为理解气流场中肥料颗粒运动规律的分析工具是可靠的，基于CFD-EDM耦合方法的肥料颗粒运动的数值模拟可为水稻侧深施肥装置的开发提供理论依据。该研究得到的优化后气体肥料混合腔结构参数及气动参数，对现有气送式水稻施肥机输肥装置的优化改进具有指导意义。

摘要:针对我国水资源短缺、水溶性肥料溶解度较低以及灌溉施肥中水肥混合的均匀性问题，设计了一种高效混肥器，并利用ANSYS仿真计算软件，对该混肥器的搅拌装置进行模态和应力应变仿真分析。同时，基于Fluent模块对混肥器搅拌过程的流场、速度场进行模拟计算分析。结果表明：计算分析得到搅拌器的安全系数为11.95，最低阶模态主频率为19.13Hz，各阶频率远大于混肥器的激励源频率，表现出良好的振动特性，完全满足工业设计要求。由分析得到的不同搅拌速度的流场分布图可知，混肥器在大于临界搅拌速度的旋转搅拌过程中速度矢量分布较为复杂，混肥器内部产生较多的扰流和湍流，可有效提高混肥效果，同时发现，转速大于临界搅拌速度时，搅拌速度的增加对于混肥器内部流场分布的影响较小，最佳搅拌速度为600r/min，此时在得到良好的搅拌效果的同时降低了能耗。

摘要:高地隙自走式喷杆喷雾机是田间施药机械的主要机型，而喷杆是实现喷雾稳定作业的关键机构。近年来，为提高高地隙自走式喷雾机喷杆的精准施药水平，喷杆结构不断得到优化，喷杆减振、平衡技术日趋成熟。本文阐述了喷杆的平面、三角形立体和梯形立体等3种桁架结构，分析国内外自走式喷雾机喷杆的主要结构参数以及减振装置和智能控制系统的技术现状，概述了喷杆在减振、平衡和位姿检测方面的主要研究成果。据统计20m以上喷幅的喷雾机仅占比6.79%，10~14.9m喷幅占比73.30%，表明国内以小型喷杆为主，大型喷雾机占比小。分析了国内喷杆存在的主要问题，指出我国喷杆的发展趋势，即优化喷杆结构、加强喷杆系列产品开发、设置多级多点减振机构、提高自平衡控制水平、实现位姿智能监测调整，为我国喷杆进一步的结构优化和性能提升提供了参考。

摘要:针对缺乏设施专用高效施药机具，现有机具雾化性能差，农药有效利用率低，人员受毒害严重等问题，设计了设施固定管道式二相流常温烟雾系统，并结合推车式常温烟雾机，进行了喷雾性能对比试验，同时以结果期苏椒5号为试验对象，研究了作物冠层对二相流烟雾系统雾滴沉积分布的影响。试验设置二相流烟雾系统的工作气压为0.3MPa，液压为0.05MPa，施药流量为2L/min；常温烟雾机放置在温室中间位置距离前方采集区域2m处，风筒与水平地面呈15°倾角，向正前方喷雾，施药流量为1.5L/min，总施药时间为5min。结果表明，二相流烟雾系统每个采集区域的沉积量最大值均出现在喷头喷射方向前方约1m处（采样点4或5，与喷头喷射方向有关），CV1稳定在25%~35%之间，反映出横向各采样点雾滴沉积量的差异和分布规律的一致性；常温烟雾机雾滴沉积量在前、中、后各区域内的变异系数分别为70%、29%和0，导致前方（7~9m）各采样点雾滴沉积量变异系数高达70%的原因是雾滴集中沉积在烟雾机前方的固定区域（采样点3~6），而在两侧的沉积量过低，后方（41~43m）沉积量变异系数为0，是因为烟雾机风送距离有限导致后方各采样点无雾滴沉积。从沉积量的区间分布特性看，与常温烟雾机相比，二相流烟雾系统各采集区域雾滴沉积量的变异系数仅为13%。以上结果说明，二相流烟雾系统能够实现整个棚室的无人施药作业，且雾滴沉积分布均匀性较好；棚室内作物的存在有利于雾滴在周围叶片上聚集，雾滴沉积量在竖直高度和不同区域的分布无显著差异，变异系数不大于13%。综上所述，二相流烟雾系统工作性能稳定，雾滴分布均匀，可明显提升对病虫害的防治效果，能够实现人药分离作业。

摘要:为解决施药作业过程中劳动强度大、农药利用率低、流失严重，成本高等问题，结合超声波靶标探测、多柔性出风管风送与气流辅助式精量施药、精量喷雾控制等核心技术，设计与PT-115型多功能自走式底盘配套使用的3WPZ-4型葡萄喷雾机，该喷雾机喷药葡萄行距2.5~3.5m，喷雾行数4行，作业速度4.0~6.0km/h，药箱容量1600L，额定喷雾压力0.5~1.0MPa。4年生酿酒葡萄园施药作业结果表明，3WPZ-4型风送式葡萄喷雾机在额定喷雾压力时，喷雾量为37.4~78.7L/min，雾滴体积中径为132.1~251.1μm。为测试开发的施药系统喷雾性能，将精准对靶系统关闭，使用1.2mm喷嘴，喷雾压力1.0MPa，无风送时，施药量为801.2L/hm2，药液沉积率最低为53.24%，地面流失率最大为15.53%，飘移率最高为31.23%；使用1.5mm喷嘴，喷雾压力1.0MPa，有风送时，施药量为1005.4L/hm2，药液沉积率最高为71.90%，飘移率最低为15.68%；使用1.2mm喷嘴，喷雾压力0.5MPa，有风送时，施药量为408.4L/hm2，药液地面流失率最低为10.77%；无辅助风时药液平均沉积率为58.83%，平均地面流失率为14.48%，平均飘移率为26.69%，有辅助风时药液平均沉积率为68.94%，平均地面流失率为12.08%，平均飘移率为18.98%，使用辅助风使药液平均沉积率提高了17.2%，平均地面流失率降低了16.56%，平均飘移率降低了28.87%。启动精准对靶系统，试验中精准对靶系统喷雾量平均误差2.90%，药液平均沉积率为65.76%，平均地面流失率为13.40%，平均飘移率为20.84%。

摘要:针对我国苜蓿收割设备研发不足、苜蓿收获质量不高的现状，结合作物农学特点及生理特性，设计了一种新型双圆盘式旋转切割器，进行了田间性能试验研究。该装置可通过外置支架悬挂在拖拉机前方，或作为自走式割草机的割台使用，也可以内置压扁辊等调质装置，完成割草、调质、集草3道工序。集成了异形割刀、装配导草装置的锥形转筒、圆形刀盘、滑掌、传动系统、四连杆提升装置以及固定支架。往返行程重合刈割的方式保证割茬平整，苜蓿植株在锥形转筒的作用下被提升一定高度，该高度与锥形转筒的母线与水平面的夹角呈三角函数关系。田间性能试验表明，所设计的双圆盘式旋转切割器的重割率、漏割损失率和超茬损失率分别为0.8%、0.19%和0.3%，比标准规定的技术要求分别低46%、24%和40%，各项测试指标均远高于标准要求水平，切割质量满足切割要求。

摘要:利用ADAMS软件对双动割刀往复式切割器进行运动仿真研究，依据仿真结果，应用响应面法对一次切割率、重割率和漏割率进行分析，确定齿距20mm、齿高19mm、刀机速比1.05为最优组合。此时，一次切割率、重割率和漏割率分别为76.45%、21.34%和2.50%。利用双动割刀往复式切割器进行田间试验，并与仿真结果进行对比分析。结果表明，一次切割率实测值与模拟值绝对误差小于6%，漏割率实测值与模拟值绝对误差小于2%。此方法可为便携式采茶机切割器的参数优化提供理论依据

摘要:为研究揉碎机锤片结构参数与揉碎效率之间的关系，实现高效能揉碎，从空气动力学角度出发，分析在T型结构锤片的激励下，揉碎机内腔气流场结构与物料运动之间的关系。运用计算流体动力学（CFD）技术，分析揉碎机内腔气流场的压力场分布形态和速度场分布形态。模拟结果表明：揉碎机内腔气流轴向速度梯度较大，环流层的悬浮输送特性有利于物料充分揉搓和输送，整个揉碎室内从入料口到出料口轴向气流速度逐渐变大，流场速度梯度明显。设计验证试验，对模拟所得的风速与试验测得的值相比较，结果表明，仿真值与试验值变化趋势基本一致，二者最大相对误差为8%。

摘要:采棉机作业效率主要与采棉头的滚筒转速、座管列数和摘锭转速等参数有关，且滚筒与摘锭的转速比为固定值。本文选择摘锭转速为研究对象，从摘锭顺利摘取棉花、绕尽单个棉瓣、棉籽甩离损失3方面进行理论分析，得到满足采棉要求的转速理论条件。根据已知摘锭参数及棉花力学特性等，计算出摘锭转速为3000～4000r/min。为了验证理论分析得出的摘锭转速范围，搭建单摘锭室内试验装置，以单朵棉花的采净率、采摘时间、功率消耗和棉籽甩离率为评价指标，分为1000、2000、3000、4000、5000、6000r/min 6个试验水平进行转速单因素试验。根据试验结果，建立多指标优化数学模型，在摘锭接近籽棉速度约为0.2m/s、棉籽甩离率不大于2.5%、采净率不小于90%的条件下，摘锭转速范围为3600～3700r/min，与理论分析结果相吻合，满足棉花采摘要求。

摘要:针对传统纵轴流联合收获机清选系统单层筛架在作业过程中存在大喂入量下损失率和含杂率高等问题，设计了一种结构紧凑、清选能力强、清选效果好的双层振动清选装置，提出了双层异向独立振动的玉米籽粒清选方式，分析确定了筛面和物料的运动规律、清选筛和双风道的结构参数以及传动机构的运动参数。以籽粒含杂率、籽粒损失率和分布比例为评价指标，对曲柄转速进行单因素试验，确定最佳工作参数为上曲柄转速220r/min、下曲柄转速190r/min；选取上筛曲柄长度和下筛曲柄长度为试验因素，进行了两因素三水平正交试验，确定较优组合为：上、下筛曲柄长度分别为50mm与40mm。在较优水平组合下，以8kg/s的喂入量进行验证试验，试验结果表明籽粒损失率为0.45%，籽粒含杂率为0.76%，籽粒分布比例为1.92%，清选效果较好，能满足清选性能要求。

摘要:针对玉米立式激振摘穗缺乏相应摘穗机理的深入研究，开展了玉米摘穗机理的探讨，确定了适合玉米高效低损摘穗的激振波频特性曲线，建立了激振摘穗模型，分析了夹持位置、激振频率和振幅对玉米摘穗效果的影响规律；采用激振试验台开展了夹持位置、振幅、频率对其摘穗性能影响规律的单因素试验，确定了满足玉米果穗摘穗的参数取值范围；通过响应面分析试验，确定了适合玉米高效摘穗的最佳参数组合，即在籽粒含水率30.58%情况下，其夹持位置距离果穗重心10.8cm、激振波振幅0.6cm、激振波频率17.8Hz时，玉米摘穗断茎率为2%，摘穗成功率为98%，满足玉米收获的作业技术要求。

摘要:为降低黄淮海地区高含水率玉米果穗脱粒时的破碎率，以轴流钉齿式玉米籽粒收获机的脱粒系统为基础，通过对钉齿工作过程理论分析，优化设计一种弧面钉齿；利用离散元软件（Engineering discrete element method，EDEM），分别对梯形钉齿与弧面钉齿与果穗接触时的受力进行分析，得到梯形钉齿和弧面钉齿与果穗接触时受到的切向力均值分别24.47、20.65N，法向力均值分别为50.93、45.47N。分别采用Q235钢、丁腈橡胶套和聚氨酯橡胶材料制作弧面钉齿，以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量为变量进行单因素试验，试验材料为籽粒含水率为28%的郑单958。结果表明，当果穗喂入量为10kg/s、脱粒间隙为55mm、滚筒转速为300r/min，采用丁腈橡胶套弧面钉齿和聚氨酯橡胶弧面钉齿脱粒时，破碎率较传统梯形钉齿下降20%，未脱净率不大于1.02%。该研究可为解决高含水率情况下果穗脱粒装置的设计提供参考。

摘要:针对玉米穗茎兼收割台的需求，设计了一种横置滚筒式茎秆切碎装置，并对其切碎性能及割台摘穗性能进行了试验研究。通过对切碎装置工作原理的分析，确定在拉茎速度与切碎滚筒转速比值一定的条件下，以机器作业速度、动刀切割前角、切碎滚筒转速为自变量，以玉米果穗损失率、籽粒破碎率、籽粒损失率、茎秆平均切段长度和几何标准差为试验指标，利用Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理，进行了3因素3水平正交旋转组合田间试验，利用Design-Expert软件对试验结果进行了响应面分析和回归分析，得到试验指标与试验因素间的数学模型。试验结果表明：机器作业速度和切碎滚筒转速与5个试验指标有二次非线性关系，动刀切割前角仅与茎秆平均切段长度、几何标准差有二次非线性关系，因素的交互项中仅机器作业速度与切碎滚筒转速的交互项对籽粒破碎率、茎秆平均切段长度有显著影响。对切碎滚筒转速进行圆整，得到最优参数组合为：机器作业速度为1.35m/s，动刀切割前角为52°，切碎滚筒转速为1350r/min，此时果穗损失率为1.1%，籽粒破碎率为0.23%、籽粒损失率为0.74%、茎秆平均切段长度为30.73mm、几何标准差为1.28。与田间试验结果对比可知，回归模型有很好的可靠性。将最优组合试验结果与优化前的参数组合（机器作业速度为1.11m/s，动刀切割前角为53°，切碎滚筒转速为1657r/min）得到的结果进行比较可知：优化后较优化前果穗损失率降低0.4%，籽粒破碎率降低0.784%，籽粒损失率降低1.318%，茎秆平均切段长度缩短12.20mm，几何标准差减少0.34。优化后试验指标低于标准规定的指标值，满足设计要求。

摘要:玉米收获机作为玉米收获的主要机械，其工作性能直接影响作业效率和收获质量。针对我国玉米收获关键技术有待突破、智能控制技术不成熟且实用化程度低的问题，提出了一种基于CAN总线的玉米收获智能控制系统。根据玉米收获机摘穗损失控制、籽粒破碎控制、清选损失控制、自动对行以及故障诊断等智能收获关键控制技术的功能要求，基于CAN总线的玉米收获智能控制系统共设置9个CAN节点；通过对控制信号进行分析，并参考SAE J1939，制定了应用层通讯协议；针对智能收获关键控制技术，建立了相应的控制策略，实现了多参数自适应联合调控、数据的实时采集与显示、跑偏校验与故障诊断；通过整机搭载和田间试验，验证了CAN通讯协议的合理性及控制策略的有效性，系统满足可靠性与实时性要求，工作性能良好，实用性强，是玉米收获机作业控制的有效解决方案。

摘要:以等强度设计思想为指导，以提高联合收获机清选装置疲劳寿命、延长使用功效为目标，运用刚柔耦合动力学分析、疲劳寿命分析、装配尺寸公差分析等方法，通过建立清选筛动力学模型，对影响联合收获机清选系统疲劳寿命的因素进行研究，获得影响清选装置主要零部件疲劳寿命的关键因素。提出一种清选系统疲劳寿命分析方法和优化设计方法，并通过试验验证了该分析方法的准确性，仿真与试验应力偏差在20%以内。

摘要:玉米收获机作为一种大型复杂的农业机械，其各工作部件与车架的连接和支承方式复杂。针对国内某款玉米收获机，基于各总成部件与车架的连接方式和载荷布置特点，提出了一套适用于其车架的有限元载荷施加方法。然后在车架表面选择8个测点粘贴应变片，通过整机装配实现车架的加载，在静态空载和静态满载两种工况下测试车架各测点的应力，对比分析有限元计算结果和试验结果：各测点有限元分析值和试验值应力变化趋势基本一致，除测点1试验值与有限元分析值相对误差较大，其他测点相对误差都在20%以内，从而验证了玉米收获机车架有限元模型加载方法的可行性。

摘要:针对弹齿式残膜回收机捡拾装置与地面接触不充分造成残膜回收率低的问题，通过增设起膜部件，重置拾膜弹齿排布，改进了残膜捡拾装置结构。通过对田间覆膜特点和残膜在起膜杆齿上移动条件进行分析，确定了起膜杆齿入土角范围及排布方式。对拾膜弹齿进行运动学和动力学分析，确定了其在残膜捡拾过程中的运动方程和运动轨迹，并确定了残膜不漏挑的条件。依照Box-Benhnken试验设计原理，以机具前进速度、起膜杆齿入土角、输膜链耙转速为试验因素，以残膜回收率和残膜含杂率为响应值，通过回归分析和响应面分析，建立了机具前进速度、起膜杆齿入土角、输膜链耙转速与残膜回收率和残膜含杂率之间的数学模型，并对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：各因素对残膜回收率的影响由大到小为：起膜杆齿入土角、机具前进速度、输膜链耙转速；各因素对残膜含杂率的影响由大到小为：输膜链耙转速、起膜杆齿入土角、机具前进速度。应用Design-Expert软件的寻优功能对回归方程进行优化求解，结果表明：当机具前进速度为5.21km/h、起膜杆齿入土角为30.8°和输膜链耙转速为236r/min时，残膜回收率最大值为91.4%，残膜含杂率最小值为3.21%，田间验证试验表明该参数下残膜回收率为91.2%，残膜含杂率为3.1%，理论值和试验值误差小于3%。

摘要:针对现有残膜回收机起膜铲起膜率低、膜土分离难和工作可靠性低等问题，提出一种旋转式起膜装置，通过对该装置起膜过程中残膜和土壤混合物受力及运动分析，确定了膜土能够被抛离的条件以及残膜可被弹齿“接”住的条件。通过对起膜机理的分析，将起膜刀轴转速、起膜刀轴与输膜弹齿之间的水平距离、垂直距离作为试验因素，以起膜率、回收率和含土率作为评价指标，运用Design-Expert软件中的Box-Benhnken Design方法设计三因素三水平试验，分析各因素对作业质量的影响。试验结果表明，对起膜率影响顺序依次为：起膜刀轴转速、垂直距离、水平距离；对回收率影响顺序依次为：起膜刀轴转速、水平距离、垂直距离；对含土率影响顺序依次为：起膜刀轴转速、垂直距离、水平距离。利用Matlab 2016a软件中绘制上述3个因素的四维切片图，分析各因素对响应指标的综合影响效应。分析结果表明，起膜刀轴转速越高，起膜率越高，反之起膜率越低，而水平距离和垂直距离对起膜率影响比较小；起膜刀轴转速越高、水平距离越小、垂直距离越小，回收率越高，含土率越高，反之，回收率越低，含土率越低。对影响因素进行综合优化后得到最优的工作参数组合，起膜刀轴转速为680r/min，起膜刀轴与输膜弹齿之间水平距离为250mm，起膜刀轴与输膜弹齿之间垂直距离为320mm。对上述组合进行田间试验验证，起膜率为90.1%，回收率89.5%，含土率11.8%，结果表明该装置优化方案可行。

摘要:针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业过程中存在起膜齿仿形效果差、易拥堵，以及卷膜辊集膜、卸膜性能不理想等问题，对该机具的仿形弹齿部分和卷膜装置部分进行了改进设计。整个仿形弹齿由多个单铰接起膜齿和凸轮轴组成，每个单铰接起膜齿在凸轮轴的作用下可以实现单独仿形，且能完成相邻两起膜齿在空间上的间歇运动，以解决起膜装置局部仿形能力差、壅土及相互搂膜干涉问题；卷膜装置由主、从动滚筒及变径卷膜辊组成，其中，改进设计的变径卷膜辊依靠手动拉杆和内置弹簧实现外轮廓直径可变，优化后的活动叶片通过内外齿的啮合使其在打开与闭合状态下都能保证其外轮廓为“封闭”的圆柱体，从动滚筒外围加装了人字形输送齿，使得卷膜装置整体在工作时运转更加平稳，变径卷膜辊与主、从动滚筒可以始终保持接触，避免了因摩擦力突变引起的变径卷膜辊在主、从动滚筒上方停滞不转动的现象。通过分析偏心拨齿滚筒的搂集、抛送和脱落过程，确定了偏心拨齿滚筒的最小转速为164.92r/min。结合正交试验，以地膜回收率、缠膜率和含土率为评价指标，应用综合评分法得出作业机工作时各显著性参数对其各指标的综合性能影响主次顺序为：机具前进速度、反向刮膜板转速、偏心拨齿滚筒转速、凸轮轴转速。田间试验表明，在机具作业3.km/h、输送辊转速140.4r/min、凸轮轴转速130.6r/min、偏心拨齿滚筒转速为183.6r/min、反向刮膜板轴转速为120.8r/min时，残膜回收率为90.26%，缠膜率为1.94%，含土率为25.41%，满足全膜双垄沟残膜回收技术要求，为残膜回收机具的设计提供了参考依据。

摘要:槽式太阳能集热系统在太阳能热发电领域的应用比较成熟，由于其光-热转化效率高的特点，近些年在牧草干燥领域的应用也越来越多。为了进一步提高牧草干燥效率，以槽式太阳能集热系统作为稳定的干燥热风能源输出，研究其真空集热管集热性能和热损失是槽式太阳能热利用的关键。利用槽式太阳能集热系统加热导热油储能，通过追踪真空集热管进、出口温度和真空集热管内温度，阐述了进入真空集热管内的导热油瞬时温度与集热器瞬时光热转换效率和真空管热损失的关系。结果表明，集热器瞬时光热转换效率与导热油进入真空集热管的温度有关，进入真空集热管导热油温度越低，换热越充分，真空集热管热损失越少，真空集热管瞬时光热转换效率越高。加大真空集热管出口和入口的导热油温差是提高槽式太阳能集热蓄热能力的关键。

摘要:发明问题解决理论（TRIZ）是指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系。打结器是捡拾打捆机的核心部件，它的主要功能是将包络草捆的捆绳打成牢固可靠的绳结。针对捡拾压捆机打结器架体在损坏后拆装麻烦、难于维修更换，生产率急剧下降的问题，应用TRIZ理论对打结器进行了分析。通过对存在问题的描述，利用鱼骨图进行因果分析，找到问题发生的原因；通过功能分析法找到初步解决问题的思路，进一步应用矛盾分析法得到问题的最终解决方案。试验证明，新型打结器平均每11.5万捆损坏一次，超出了国家标准和设计要求。

摘要:针对当前农机装备功能增强、结构复杂导致故障后果影响严重的问题，在传统故障模式、影响及危害性分析（FMECA）方法的基础上引入模糊综合评判，形成了基于模糊综合评判的FMECA分析方法。通过建立因素集、评价集、模糊因素评价矩阵、权重集等步骤，将定性评价指标予以定量化。以立式玉米脱粒试验台为例，对其分析程序和分析方法进行了验证，制定故障模式、影响分析(FMEA)表格，对表中各故障模式进行模糊综合评价。依据评判结果得出各故障模式的危害等级排序，进而找到产品可靠性改进的重点。结果表明，此评判结果与实际情况相符，该方法具有明显的准确性和可比性，为农机装备的结构优化和维修大纲制定提供了科学、准确的决策依据

摘要:为提高三维CAD模型特征提取准确度，满足农业机械制造领域CAD模型智能化检索需求，提出一种三维CAD模型的特征提取与评价方法。首先对农业机械模型库中三维模型进行平移归一化、旋转归一化、尺度归一化处理，规范化后的CAD模型进行三维离散小波变换，CAD模型经过单层三维小波变换后被表示为8个维度的频域系数子空间；然后对低频子空间LxLyLz进行二次小波变换，二层级小波变换后单个CAD模型被分解为15个特征量，采用AHP层次分析法确定不同频域空间特征量权重，以距离度量法定义含有权重系数的相似性度量值，完成不同模型间特征提取及相似性比较，计算并建立三维CAD模型频域特征索引表；最后以VS2010与Matlab 2016b为开发环境，以Open Cascade为几何造型平台，使用ESB通用模型库及农业机械零部件参数化模型库验证算法有效性。在ESB模型库中T型零件检索结果表明，在保持相同查准率条件下，本文小波变换算法排序误差更小。拨禾轮CAD模型检索结果显示，相似性评价度量方法不仅考虑模型的形态相似性，同时兼顾了应用领域语义相似性，算法实用性高。农机装配体检索实例应用结果表明，借助本文检索算法，可从海量模型库中检索出所需模型，根据实际设计要求对检索出的相似模型进行编辑和修改，可快速完成零部件模块化设计。三维小波变换检索算法查准率受小波函数性质影响，coif类小波函数具有较强的检索适用性，层次分析法能有效区分不同分解层权重，二层级小波变换能够达到现阶段机械零件模型检索精度要求。小波变换设计重用检索算法可满足模型检索设计需求，拓宽设计者设计思路，促进智能化设计。

摘要:针对果园上、中、下冠层不同稀疏度，提出一种多传感器阵列的果树冠层信息融合方法（简称传感器融合阵列），并进行了相关试验及验证。首先设计了果园冠层宽度信息的无线采集系统，并对比分析了6种非接触式测距传感器的动态识别能力；其次采用筛选出的激光传感器及超声波传感器阵列，收集3种果园上、中、下果树冠层信息；最后选出适合3种果园的传感器融合阵列，依据Box-Benhnken 中心组合试验法设计试验，对采用同种传感器阵列与传感器融合阵列测距方案进行响应面试验，并对得出的试验结果进行统计分析。试验结果表明：影响果树整体测量精度显著性水平从大到小依次为测距方案、车体速度、果园类型。车速为0.3~0.5m/s时，与人工测量相比，采用超声波传感器阵列收集果园冠层信息，相对误差为14.70%~20.04%；采用激光传感器阵列时，相对误差为9.13%~16.02%，采用传感器融合阵列时，相对误差为4.2%~10.24%。采用传感器融合阵列比单种传感器阵列精度高，更适合果园变量喷雾作业。

摘要:为了提高植物叶片图像的识别准确率，考虑到植物叶片数据库属于小样本数据库，提出了一种基于迁移学习的卷积神经网络植物叶片图像识别方法。首先对植物叶片图像进行预处理，通过对原图的随机水平、垂直翻转、随机缩放操作，扩充植物叶片图像数据集，对扩充后的叶片图像数据集样本进行去均值操作，并以4∶1的比例划分为训练集和测试集；然后将训练好的模型（AlexNet、InceptionV3）在植物叶片图像数据集上进行迁移训练，保留预训练模型所有卷积层的参数，只替换最后一层全连接层，使其能够适应植物叶片图像的识别；最后将本文方法与支持向量机(SVM)方法、深度信念网络(DBN)方法、卷积神经网络(CNN)方法在ICL数据库进行对比实验。实验使用Tensorflow训练网络模型，实验结果由TensorBoard可视化得到的数据绘制而成。结果表明，利用AlexNet、InceptionV3预训练模型得到的测试集准确率分别为95.31%、95.40%，有效提高了识别准确率。

摘要:为确保土壤钾离子检测的时效性和准确性，设计了非接触电导检测装置。首先，设计与毛细管配套的非接触式电导检测池，以金属圆筒结合导电银胶构建激励电极、屏蔽电极和接收电极。其次，构建非接触式电导检测器，包括激励信号发生电路、前置放大电路及检波放大电路，搭建了一个板级的激励信号发生电路，该电路采用考毕兹振荡器电路匹配高频变压器的方案。前置放大电路采用跨阻放大拓扑，检波放大电路将前置放大电路输出的毫伏级交流电压信号，通过整流、调零、程控放大，得到一个固定范围的直流电压，用于上位机采集。通过电导率的变化波形可以分析出土壤溶液中的钾离子含量。最后，采用设计的非接触式电导检测装置对6种标准土样的钾离子含量进行初步检测分析。结果表明，6种土壤样品的钾离子含量测试结果与标准值的趋势一致，说明此套非接触式电导检测装置能够完成土壤样品的初步检测，并与标准值存在相关关系。

摘要:基于K-SVD字典学习算法（K-singular value decomposition, K-SVD）的压缩感知技术应用在林区微环境监测站中，可极大地减少数据传输数量，从而降低监测站的使用能耗，延长监测站的使用寿命。本文选用空气温度作为实验对象，验证算法的可行性，并与前人提出的基于离散傅里叶变换基（Discrete fourier transform, DFT）的压缩感知方法进行对比实验。实验结果表明，当稀疏度k相同时，K-SVD算法的平均稀疏化误差始终小于DFT算法，且误差分布范围更加集中；当稀疏度和压缩率均相同时，K-SVD算法的平均重构误差也始终小于DFT算法，且误差分布范围更加集中。在林区微环境监测站中，K-SVD算法具有更好的稀疏表示性能以及重构性能，在降低相同系统能耗的同时，也降低了数据传输的误差。

摘要:针对现有灌溉系统只能实现大田经验均一灌溉、缺乏决策指导的问题，基于田间ZigBee无线网络实时采集的田间预埋水分传感器信息，提出一种基于二次平滑预测算法的变量灌溉指导数据处理方法，根据理论设定值自行调整平滑权重，使其预测数据达到最优，得到变量作业处方图；研制了基于PLC的喷灌机变量控制系统，通过模拟百分率计时器对喷灌机逐跨调节，并实时调整行走步长与速度，实现变量灌溉。田间对比试验结果表明，变量灌溉效率及节水方面均优于传统灌溉。

摘要:针对丘陵地区蓝莓园灌溉过程中水资源浪费严重、劳动力严重短缺的问题，基于物联网技术，研究并设计了一套智能灌溉决策系统。系统包括信息采集模块、无线通信模块、智能决策模块和灌溉执行模块。信息采集模块通过布设的土壤水分传感器和小型气象站实时采集蓝莓园土壤墒情信息和环境信息（风速、降雨量、温度、湿度）；无线传输模块将信息采集模块采集到的数据实时发送到服务器端进行分析处理，并将智能决策模块的计算结果传送给灌溉执行模块；智能决策模块中，基于前期采集的历史数据使用彭曼公式和土壤水平衡公式建立灌溉决策模型，实现蒸腾量和灌溉量的计算以及实时监控与报警，该模型可根据实时获取的数据，确定是否需要灌溉及最优的灌溉量；灌溉执行模块根据接收到的灌溉信息及实际的灌溉速度计算灌溉时间，进行远程灌溉；以Visual Studio软件为平台，设计了系统上位机的监控界面，可实现土壤和环境参数的实时检测和存储、作物需水状况的分析管理以及实时预警和灌溉决策。试验结果表明，该智能灌溉决策系统可在无人干预的情况下，根据传感器采集的信息自行判断作物需水情况，当系统认为作物需要灌溉时自行驱动灌溉装置完成灌溉，从而实现蓝莓园的远程精确灌溉，节省了人力物力，有效提高了灌溉水的利用率。

摘要:为解决稻瘟病孢子的人工检测过程中主观性强、自动化程度低、效率低等问题，提出一种基于梯度方向直方图特征（HOG特征）的加性交叉核支持向量机（IKSVM）的稻瘟病孢子检测方法。该方法首先利用图像采集系统采集稻瘟病孢子图像，利用Gamma校正法调节图像的对比度，抑制噪声干扰；然后，提取孢子图像的HOG特征作为输入向量，输入到支持向量机中，构建加性交叉核支持向量机分类器；最后，通过训练得到稻瘟病孢子分类器。为测试所提出的HOG/IKSVM方法的综合性能，分别选用HOG/线性SVM方法与HOG/径向基核SVM（HOG/RBF-SVM）方法做对比试验。试验结果表明，HOG/IKSVM的检测率为98.2%，高于HOG/线性SVM方法的79%；在平均检测时间上，HOG/IKSVM方法的平均检测耗时仅为HOG/RBF-SVM方法的1.1%。说明该方法可以进行稻瘟病孢子室内检测识别。

摘要:为实现快速无损检测竹叶片氮含量，采用波长范围为350~2500nm的地物光谱仪获取竹叶片光谱数据，以金镶玉竹叶片为样本，对其进行高光谱分析。将高光谱原始反射率及其一阶微分、对数一阶微分和二阶微分值，与化学法测量的竹叶片氮含量值进行了相关性分析，分别获得了不同微分变化下的特征波段；基于微分变换后的高光谱反射率数据，分别采用二元线性回归、多元逐步回归、偏最小二乘回归和基于主成分分析的BP神经网络方法，建立了4种金镶玉竹叶片的氮含量高光谱估测模型。对比4种估测模型的校验结果表明，在光谱反射率的对数一阶微分变换下，采用拓扑结构为6-10-1的基于主成分分析的BP神经网络估测模型，校验环节决定系数为0.838，均方根误差RMSE为0.0452，具备较好的竹叶片氮含量估测效果。

摘要:土壤孔隙的几何结构和空间特征决定了土壤的透气性和保水性，对土壤功能多样性和生态修复具有重要影响，但现有对土壤孔隙的研究中，缺乏可直观性和定量性对孔隙特征进行描述的工具和方法。针对这一问题，本文采用基于面绘制的移动立方体法(Marching cubes, MC)和基于体绘制的光线投射法(Ray casting, RC)还原土壤孔隙的几何形态和空间分布。以单个孔隙和不同孔隙密集程度的土壤孔隙CT图像为应用对象进行实验，结果表明，2种算法的重构效果均不受土壤样本孔隙密集程度的影响。其中，MC算法重构出的孔隙结构存在边界锯齿化和缺失的现象，且其孔隙体积也小于实际情况；而RC算法重构的孔隙轮廓清晰，结构真实，可完整地呈现出孔隙结构的细节信息。为进一步评价2种算法的重构性能，采用模型品质、绘制速度和内存消耗3个指标进行实验结果的比较分析。结果表明，MC算法存在二义性的不足，使得孔隙结构存在一定程度的失真，重构的孔隙模型质量一般，但由于其只针对表面体素进行重构，因而具有较快的绘制速度和较小的内存消耗；而RC算法采用为每个体素分配不透明度和光强的方法来合成模型，避免了MC算法的缺点，能够保持孔隙模型的细节信息，但由于其重构过程中所有体素点都参与运算，使得其绘制速度较慢，内存占用较大。通过对模型品质、绘制速度和内存消耗3个指标的综合分析，RC算法更加适用于土壤孔隙的三维重构，不仅为土壤孔隙的可视化分析提供了一种较为先进的方法，也为研究土壤水分和养分的运移以及空气的交换奠定了技术基础。

摘要:通过对比生物质、燃煤及两者1∶1的混合燃料在燃煤炉具中采暖及炊事两种工况下的能量效率、排放特征及经济性能，具体量化生物质混燃的技术优势，为清洁低廉的生物质能在农村地区的推广提供理论依据。结果显示，在燃煤炉具中混合燃料燃烧时的能源效率明显高于生物质燃料，且其采暖工况效率高于炊事工况效率近20%。相比于燃煤，混燃时主要气态污染物SO2、NO、NO2综合减排效果良好，PM2.5排放量远低于国标限值（100mg/MJ）。其主要有机污染排放PAHs也能得到有效控制，尤其是高环PAHs在采暖和炊事工况下的减排率可分别达到34%和87%。而相比于生物质，混燃时CO排放较少，在采暖工况下减排率为46%，炊事工况则为61%。此外由于人为操作较少，采暖工况下的污染排放量较为稳定。混合燃料价格较低，单位能量价格为0.039元/MJ，而单位质量价格仅为燃煤的1/2，燃烧器可使用低成本燃煤炉具，避免使用价格昂贵的生物质专用炉具，可确保低收入家庭居民日常用能支出维持在经济承受能力范围之内。

摘要:针对传统有机肥发酵方式设施设备简陋、效率低、能耗高、发酵不彻底且容易造成固液气环境二次污染的问题，设计了一种畜禽粪便高温快速发酵装备。简述了畜禽粪便全封闭快速自动化腐熟工艺流程及工作原理，对发酵装备的整机结构、发酵罐主体结构、搅拌系统等关键部件进行了设计、计算及有限元分析。结合发酵工艺要求，以含水率为55%的牛粪为原料，对罐体内物料温度分布及均匀性进行了试验分析，并对发酵产物进行了测试。试验与测试结果表明：在设备入料后第4天，罐体内物料平均温度为64.81℃，温度均匀性变异系数为1%；经发酵装备生产出的有机肥有机质质量分数为53.5%、总养分质量分数为5.36%、蛔虫卵死亡率为100%、粪大肠菌群数在2个/g以内，均达到国家有机肥料行业标准。

摘要:针对整叶类蔬菜清洗过程中整叶、低损伤、有序的要求，设计了以气浴和水流为清洗动力的整叶类蔬菜清洗机。确定了清洗工艺流程，进行了清洗机整体结构设计，针对菜叶遇水粘附、上浮等清洗难点，模拟人工清洗过程，设计料筐周期性上下振动方式清洗。对清洗机清洗槽和过滤装置、气泡发生装置、水流喷射装置等关键部件进行设计，实现设备自动化运转。针对喷气管路进行流体动力学模拟仿真，对不同气流流速下的气相分布情况进行研究，确定气流流速范围为2~8m/s，用以指导风泵的选型。选定气流流速6m/s作为参数，对不同喷气孔径、喷气孔间距的管路进行模拟仿真，以气相分布均匀程度作为评价指标，得出最优管路参数为喷气孔径8mm、喷气孔间距50mm。以整棵菠菜为清洗物料，选定清洗量、清洗时间、气浴强度作为因素，各选定三水平，同时设定空白列，进行四因素三水平正交试验。清洗试验以破损率和洗净率作为评价指标，按照破损率和洗净率各占0.5的权重进行正交试验分析和方差分析。清洗试验结果表明，清洗量、清洗时间、气浴强度对菠菜洗净率、破损率影响显著，最佳菠菜清洗参数清洗量为4kg、清洗时间为120s、气浴强度为5m/s。

摘要:为研究油茶籽热风干燥特性，探讨热风温度、初始干基含水率对油茶籽干燥速率的影响，在不同初始干基含水率、不同热风温度条件下分别对油茶籽进行干燥，并比较了9种数学模型在油茶籽热风干燥中的适用性。结果表明，油茶籽热风干燥过程并没有出现恒速干燥段，干燥主要发生在降速干燥阶段。物料初始干基含水率、温度是影响干燥的主要因素，初始干基含水率越低、干燥温度越高，干燥到目标含水率所用时间越短。干燥过程中，有效水分扩散系数随温度升高而增大，热风温度从50℃升高到80℃，其有效水分扩散系数由1.3132×10-9m2/s增大到3.9223×10-9m2/s，油茶籽的干燥活化能为33.6193kJ/mol；通过比较决定系数R2、均方根误差eRMSE以及卡方检验值χ2得出，Lewis模型为描述油茶籽热风薄层干燥的最优模型，预测值与试验值的均方误差为1.36%，最大相对误差小于4%，表明模型预测的干燥曲线和试验干燥曲线一致性较好。

摘要:为了提高新鲜苹果片的干燥效率和干燥品质，通过低场核磁共振分析与成像（NMR/MRI）等研究了微波热风流化床干燥、微波真空干燥、电热鼓风干燥3种干燥工艺中苹果片的水分迁移状态和热像特征；通过色差仪等研究了不同工艺条件下脱水苹果脆片的色泽、质地和微孔结构。结果表明，随着干燥过程的持续，主信号量A2i峰值向左偏移，水分的主要状态逐步变成不易流动水和结合水，其中热风干燥工艺前半个干燥周期总信号量A2下降较快，表明越到最后，物料表面结壳阻碍水分传递，水分干燥越困难；微波热风流化床干燥的温度场均匀性要高于微波真空干燥，表明热风和流化床对改善微波干燥的均匀性有积极作用。在物料特性方面，负压环境能改善苹果片的氧化褐变，但微波干燥产品在色差参数ΔE上的稳定性有待提高；同时微波真空干燥过程具有膨化效应，产品压缩应力最小、微孔结构明显，最适合开发苹果片产品。

摘要:以注水肉为对象进行无损检测技术的应用，需要着重于正常肉和注水肉之间的区分，可采用基于光谱分析技术和模式识别的方法。以牛肉为对象，对注水肉的模式识别模型进行了研究。在900~2200nm波段内，以凸显差异性为目的，分别对正常肉和注水肉样本的光谱数据进行特征值提取，以具有差异性的特征值建模。首先使用小波变换观察奇异值的方法分别提取到两种肉类的多个特征波段，并以特定原则构成多个特征波段组合项，再与光谱的聚类分析结果相结合，为两种肉类共同确定可用于模式识别算法的光谱特征值，即主要以聚类结果中的1818~1842nm、1194~1278nm两个波段形成了4种组合，最终构成4个条件下、不同数量的目标矩阵。基于支持向量机算法为每一个目标矩阵建立模式识别的模型，以留一法对目标矩阵进行训练集和验证集的分配并进行交叉验证，以交叉验证结果中两种肉类识别正确率之和的最大值作为当前目标矩阵的总体最优识别率，结果显示，所有矩阵中，总体识别率最大值为90.48%，具体数据为：两个波段都不被包含时，目标矩阵的总体识别率最高为88.10%；完全包含两个波段时最高识别率为90.48%；只考虑单一因素时的总体识别率分别为86.90%和89.29%。可采用曼-惠特尼秩和检验的方法对这些总体识别率数据进行差异显著性分析。结果表明，1818~1842nm波段较为显著地体现了正常肉与注水肉近红外光谱吸收特点的不同。另外，识别结果的数据还显示，若对正常肉和注水肉分别考察，正常肉的识别率整体相对较高。

摘要:燕麦茎秆的机械力学特性是燕麦生长、收获、脱粒和清选工艺与装备设计的基础，也是作为一种高分子资源深加工改性的基础。考察了不同节间的燕麦茎秆理化组分和微观结构特点；试验分析了燕麦茎秆在静态加载条件下的剪切和压缩特性，结果表明含水率显著影响其剪切和压缩力学参数；利用动态力学分析仪，重点研究了不同含水率燕麦茎秆的动态机械力学特性，结果表明燕麦茎秆具有粘弹特性，含水率在15.14%时，应变最小，为0.0052。随着含水率的增加，茎秆弹性降低，粘性增加；试验获得的蠕变-恢复和应力松弛曲线分别引入Burgers模型和五元素广义Maxwell模型进行拟合，决定系数均达到0.99以上。其中，随着含水率的增加，弹性模量和平衡弹性模量呈下降趋势，应力松弛时间增大。燕麦茎秆的组分结构分析与力学特性变化规律研究，可以为燕麦收获、茎秆收集和加工机械的研制提供试验基础。

摘要:针对高秆作物生长中后期无人化田间机械作业需求，在遥控式小型全液压驱动高地隙履带车的基础上，设计了履带车自动行走控制系统。该系统以STM32控制器为控制核心，通过搭载测距、触杆、角速度等传感器得到有效信号，精确控制液压电磁阀开闭时间，使履带车旋转对应的角度，进而使履带车在田间可根据作物生长情况对行行走。为得到履带车在不同偏移状态下的转角，建立了该履带车转向运动模型以及标准田间偏移模型，推导出了履带车在不同对应状态下理论转角的表达式。考虑到履带车转向时存在滑移、滑转的现象，对履带车在不同行驶速度下的转向角速度进行了标定，试验得出实际转向角速度在理论转向角速度的63%～67%之间。为验证液压车自动行走系统的行走效果，在硬质水泥路面进行了两种作业模式的履带车通过性试验，使用集思宝G970高精度GNSS设备精确测定了履带车转向轨迹，数据结果显示，两种行走模式下逆时针行走时，接收机相位中心转向轨迹半径分别为5.573、5.572m，顺时针分别为4.704、4.645m，两种模式下接收机相位中心偏移量在0.163～0.285m之间，车架几何中心转向轨迹半径与实际半径相对误差在0.92%～2.14%之间，履带车对行行走通过效果良好，可为田间自走式履带车辆自动行走控制系统的设计研究提供参考。

摘要:蔬菜田间动力机械作为一种新型机器，可以实现不同的收获前机械化作业，车架在田间作业时受到各种载荷作用，会伴随有动载荷影响，有必要对车架进行强度研究与优化设计。研究了其车架基于田间实测应变数据的多目标拓扑优化设计方法。利用HyperWorks软件对该车架进行有限元分析，得到了静应力分析条件下的应力分布，并确定车架的疲劳损伤热点；在数据分析基础上，粘贴应变片，组建动态应变测试系统，采集蔬菜田间动力机械典型作业工况下的载荷时间历程；对实测的应变时间历程数据进行预处理，分析车架在相应工况下的受力情况；利用nCode软件编制载荷谱，进行车架的疲劳分析与寿命预测，以此为基础提出了拓扑优化，构建了综合多种工况、以车架应变能和动态低阶固有频率为响应的多目标拓扑优化数学模型，进行轻量化设计。试验结果表明，车架的交叉焊缝处的疲劳寿命为7.5×104h，为15个测点中最短疲劳寿命，满足使用寿命要求，车架整体结构强度设计过剩。优化后的车架质量减小443.55kg，减轻了53.47%。

摘要:针对国内大型拖拉机驾驶室热舒适性差的问题，在对热舒适性影响因素分析的基础上，选取进风风速、风温和出风角为研究因素，采用ANSYS 18.1Fluent软件进行正交仿真，并基于仿真结果进行了人体热舒适性评价。仿真结果表明，整个驾驶室降温过程平稳有效，驾驶室内温度可调节范围为18~22℃，驾驶员周围风速为0.2m/s，耗时21min后驾驶室温度达到人体最适温度且人体各热舒适性指标均处于人体热舒适性区间内。正交仿真结果表明，空调风速和风温对降温效果影响显著，出风角对降温效果影响不显著。人体局部温度的仿真结果表明，在第41秒时人体脸部温度开始下降，头部首先进入舒适区，10min时人体各部分进入舒适区并在第21分钟人体各主要部分达到最舒适点，满足人体对降温速度的要求。若持续降温，在50min后驾驶室平均温度进入人体不舒适过冷区。人体热舒适性评价曲线表明，平均投票数评价曲线成直线下降趋势，说明所设计驾驶室的温度场能以较快速度达到人体舒适区；不满意百分数评价曲线呈现先下降后升高的趋势，表明整个降温过程人体首先从过热区进入舒适区，若继续降温则又会进入寒冷区，再次对人体产生不舒适。综上，仿真结果符合驾驶室内的实际降温情况和人体生理反应过程，为温度智能控制系统和驾驶室空气净化系统的设计提供了一定参考依据。

摘要:针对丘陵山区地形复杂、地块通常起伏不平，丘陵山地拖拉机在工作时需要调平车身，悬挂装置需要实时调节以适应地形变化的具体情况，设计了一套适用于丘陵山地拖拉机复合作业的液压多点动力输出系统。首先，根据阀的工作原理建立了主要液压阀的数学模型；然后，基于AMESim（Advanced modeling environment of simulation）仿真软件建立了拖拉机液压多点动力输出系统仿真模型。仿真结果表明，右路负载阶跃变化时，系统压力调整时间约0.1s，超调量为2.13%，两路稳态流量保持不变；右路阀芯阶跃变化时，右路流量在7.2~13L/min范围内阶跃变化，调整时间约0.1s，几乎无超调，左路流量波动很小。最后，进行了室内试验，验证了所设计的液压系统具有负载反馈、压力补偿和流量分配等功能。

摘要:电动拖拉机适宜小地块、温室大棚和丘陵山区，但其作业历程短、临时充电不方便，于是衍生了增程式电动拖拉机，即附加一个柴油机和发电机组成的增程器，及时延长拖拉机的作业时间。本文对增程式电动拖拉机的控制策略进行了研究，提出了电动机功率前向预测控制模型，从发动机启动控制策略的优化标定角度对増程器启动平顺性、启动成功率、能耗等特性进行了试验研究和分析，通过改进拖动目标转速、电动机驱动退出时刻等方法，确定了启动控制方法及最佳拖动转速（1000r/min），提高了启动的平顺性和成功率，降低了启动能耗。

摘要:针对目前电动拖拉机底盘布置研究相对较少的情况，基于现有的整机匹配结果进行了底盘布置设计，利用三维建模软件建立模型，输入质量参数，提取整机主要零部件重心位置参数，然后通过分析拖拉机牵引机组作业时的力学特性，建立相关数学模型。以电动拖拉机的牵引效率和整机质量作为优化目标，采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化。综合考虑了犁耕作业下拖拉机的稳定性要求、驱动力要求、载荷波动情况以及传动系和行走系零件寿命等影响因素，制定了算法运行的约束条件，建立了约束方程组。以电动拖拉机的使用重力、前后电池组的质心和整机质心为目标变量，推导出动力性和经济性最优的目标函数。通过ModeFRONTIER平台，采用NSGA-Ⅱ算法对电池分布式方案进行了多目标优化。两种不同耕深条件下的优化结果对比分析表明，按照本文方式优化布置后的电动拖拉机在耕深为180mm时，优化后的整体质量与经验法相比减少了14.3%，配重质量为25.3kg；耕深为240mm时，优化后的整体质量与经验法相比减少了10.3%，配重质量仅为4.4kg，说明在牵引工况下无需额外增加配重就能达到良好的牵引性能。与经验法相比，两种耕深条件下拖拉机的配重都小很多，说明基于传统拖拉机的配重经验法计算并不适用于电动拖拉机，同时也能说明，电动拖拉机因自身总质量超过同功率段传统拖拉机，可以通过合理设计底盘布置方案，在没有配重的情况下达到理想的牵引效率。优化后的电动拖拉机底盘布置方案，在作业工况下驱动轮滑转率小于特征滑转率，整机牵引效率明显提高。