摘要:化肥作为现代农业生产基础物质之一，对保障粮食生产安全和农业高效高产具有重要作用，但因其长期盲目过量施用所引发的系列农产品安全、环境污染及资源浪费等问题日益突显，如何有效权衡粮食产量品质及生态安全与化肥减施增效间关系成为需要解决的系统工程问题。根据对科学施肥技术迫切需求，综合评价了中国化肥施用现状与形势，重点阐述分析了国内外测土配方施肥、缓控释肥施用、精准变量施肥、灌溉施肥及部分大宗农作物典型施肥等现代施肥技术的研究进展、技术特点、应用概况及存在问题等。在此基础上，结合可持续农业发展需求分析了我国化肥施用的发展趁势，提出未来主要发展建议，为构建符合中国国情的化肥减施增效科学管理技术体系及相关研究提供参考。

摘要:为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业，以四旋翼无人机为载体，设计了基于GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统。该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成。其中，无人机平台由四旋翼无人机、内环飞控、GNSS移动站、RGB相机、无线视频发射模块和电子罗盘组成；控制站由GNSS基站、飞行控制模块、便携式计算机、无线视频接收模块和视频采集模块组成。基于Python语言，结合OpenCV库，设计了果树行识别算法。采用线性组合算法提取目标行作业区域，利用最小二乘法对作业区域中心点进行拟合，得到果树行趋势线，进而计算出偏航角，以实现无人机作业航迹控制。山地苹果园的导航控制试验结果表明，当无人机飞行速度为2m/s，距离果树冠层高度约2m，相机倾角为46°，视觉导航控制率为2次/s时，该系统航迹控制误差范围为-47~42cm，平均误差为-9cm，系统控制精度较高，可满足无人机对山地果园植保作业的要求。

摘要:农田障碍物的精确识别是无人农业车辆必不可少的关键技术之一。针对果园环境复杂难以准确检测出障碍物信息的问题，提出了一种改进单次多重检测器（Single shot multibox detector，SSD）深度学习目标检测方法，对田间障碍物中的行人进行识别。使用轻量化网络MobileNetV2作为SSD模型中的基础网络，以减少提取图像特征过程中所花费的时间及运算量，辅助网络层以反向残差结构结合空洞卷积作为基础结构进行位置预测，在综合多尺度特征的同时避免下采样操作带来的信息损失，基于Tensorflow深度学习框架，在卡耐基梅隆大学国家机器人工程中心的果园行人检测开放数据集上进行不同运动状态（运动、静止）、不同姿态（正常、非正常）和不同目标面积（大、中、小）的田间行人识别精度和识别速度的对比试验。试验表明，当IOU阀值为0.4时，改进的SSD模型田间行人检测模型的平均准确率和召回率分别达到了97.46%和91.65%，高于改进前SSD模型的96.87%和88.51%，并且参数量减少至原来的1/7，检测速度提高了187.5%，检测速度为62.50帧/s，模型具有较好的鲁棒性，可以较好地实现田间环境下行人的检测，为无人农机的避障决策提供依据。

摘要:小麦叶锈病对我国小麦生产危害巨大，实现小麦叶锈病的监测和快速分级是进行科学生产管理的基础。针对常规图像检测技术的不足，提出一种基于红外热成像技术的快速检测和分级方法。首先，采集整株小麦样本的红外热成像图像，分别计算健康植株、潜伏期植株和显症植株的平均叶温，探明真菌入侵过程中的温度变化规律；然后，将经过直方图均衡化和中值滤波预处理的红外热成像中低于显症植株温度阈值的区域提取出来；通过温度区域划分、低温区域提取和阈值分割，计算病斑面积在整体植株热成像总面积中的百分比；最后，对病情指数进行相关分析，获得相关系数为0.9755，预测均方根误差为9.79%，总识别正确率为90%。结果表明，基于红外热成像边缘检测算法的小麦叶锈病分级方法是可行的。

摘要:为了解决现有孢子检测系统体积大、成本高等问题，提出了一种基于衍射重构技术的作物真菌病害孢子检测方法。根据惠更斯-菲涅尔原理、角谱理论，利用衍射成像复合重构计算设计了一种包含富集、进样机构的真菌病害孢子检测系统。该系统可以定时完成富集、进样、拍摄、重构和检测等操作，并通过重构算法实现对真菌病害孢子原像的重建，根据重构后的图像提取面积(Area)、细度(Thinness ratio)两个重要形态学特征，对稻瘟病孢子进行检测识别。实验结果表明,所设计装置对稻瘟病孢子的检测结果与人工显微镜识别结果高度线性相关，决定系数为0.99，平均检测误差为5.91%，具有较好的准确性。

摘要:为适应长江中下游水旱轮作多熟制稻作区的秸秆还田与土壤耕作，降低现有组合刀辊的作业功耗和轴向负载，开展了螺旋横刀排列方式及结构参数的相关研究。根据对刀辊轴向受力的理论分析，提出平衡刀辊轴向力的初步方案，采用离散元软件模拟不同排列形式的螺旋横刀对土壤的切削过程，仿真结果表明，人字型排列方式的轴向受载稳定性与切削阻力优于锯齿型和交错型。基于人字型排列原则，重新规划旋耕刀的布局并设计配套刀盘，形成一种人字型水旱两用旋埋刀辊。为了进一步降低刀辊功耗，建立螺旋横刀切削土壤的数学模型，分析安装角与刀宽对切削阻力及秸秆埋覆效果的影响，并进行优化。为验证刀辊优化后的区域适用性及减阻效果，进行了田间试验。试验结果表明：人字型水旱两用旋埋刀辊适用于大多数水稻田的秸秆埋覆与土壤耕作，其中耕深均值为18.10cm、耕深稳定性系数均值为92.75%、耕后单幅平整度均值为2.00cm、秸秆埋覆率均值为92.60%，均满足设计要求。同时，在不降低秸秆埋覆率的前提下，人字型刀辊较交错型刀辊降低功耗0.34%～17.01%；50°安装角的螺旋横刀的刀辊较35°安装角螺旋横刀的刀辊降低功耗6.81%～16.46%，达到了优化目的。

摘要:为全面实现秸秆禁烧还田资源化利用，针对长江中下游稻麦轮作区秸秆量大、传统秸秆粉碎还田机后茬作物播种难、缠秸增阻、功耗高等问题，结合江苏地区稻茬地小麦播种农艺要求，利用动刀高速反转捡拾粉碎功能形成秸秆流充斥型腔，设计了一种全量秸秆粉碎条铺与种带分型清秸装置，可一次完成秸秆粉碎、行间覆秸、种带清秸以及配套后续种床整理、施肥播种、覆土镇压等复式作业工序。对秸秆捡拾粉碎装置、分流调控装置、传动系统等关键部件进行理论分析，确定相关结构和位置参数，以旋转刀轴转速n、导流板径向距离τ、整机行走速度v为性能试验影响因素，选取碎秸合格率ε1和种带清秸率ε2为评价指标，设计三因素三水平正交试验。结果表明：影响评价指标ε1、ε2显著性的主次因素分别为n、v、τ和τ、v、n，综合分析选择较优的因素水平组合为n=2000r/min、τ=20mm、v=1.0m/s，此时ε1=93.42%、ε2=92.71%，能够发挥整机最佳工作性能；田间验证试验结果表明：较优的因素水平组合下ε1均值为91.25%、ε2均值为90.54%，符合相关行业技术标准和农艺要求。

摘要:针对蔬菜品种多、种子差异大的特点，设计了一种气力槽轮组合式精密排种器，以满足多种蔬菜种子类型精密播种的需求。设计的精密排种器采用二级排种方式，第一级采用小结构槽轮排种器进行排种，第二级采用负压吸种、正压投种的气力排种器进行排种；运用三维激光扫描及三维点云计算方法，测量了青菜、萝卜和茄子种子的三轴尺寸，并以此为依据，设计了直孔、锥形孔、圆柱孔、腰圆孔等多种吸嘴型孔；以气室真空度、排种盘转速及吸嘴型孔类型为变量进行了3种种子的排种性能试验。对气室真空度采用单因素试验，试验结果表明：适宜青菜、萝卜、茄子排种的气室真空度分别为4、5、3kPa；对排种盘转速及吸嘴型孔类型采用完全组合试验，试验结果表明：排种盘转速为17.5~22.5r/min时3种种子的排种性能较好，尤其在20r/min时3种种子的排种合格率均达到最高。适宜青菜、萝卜、茄子排种的吸嘴型孔分别为：锥形孔、腰圆孔和直孔，在最优真空度及转速条件下排种合格率分别达到97.0%、95.4%、93.7%，满足播种指标要求。

摘要:为了实现蔬菜小粒种子电动播种机作业过程的实时监测，提高小粒种子播种机智能化水平，基于多传感器检测技术和可视化技术，设计了小粒种子电动播种机作业质量监测系统，并进行了播种试验。试验表明：作业质量监测系统可实现对粒径0.5~1.5mm蔬菜小粒种子播种过程的实时监测，其播种量监测精度达96%，种子漏播监测精度达92.3%，实时落种影像采集精度达95%，解决了由于蔬菜小粒种子粒径小、质量轻不便于实时监测的问题，提高了播种机播种精度和作业质量。

摘要:为解决2BMFJ系列玉米免耕播种机清秸装置侧向抛撒残茬时，清秸工作部件残茬回带和动土量较大问题，设计了一种弹齿式清秸装置防止残茬回带机构，通过理论分析确定关键部件主要结构参数，应用三因素三水平正交试验法，以机具作业速度、清秸弹齿与带轮圆周外法线方向后偏角和主动带轮转速为试验因素，以残茬清除率和残茬回带率为评价指标，对影响清秸装置性能的结构与作业参数进行试验与优化研究，试验结果表明：在机具作业速度2.0m/s，弹齿与带轮圆周外法线方向后偏角30°，主动带轮转速450r/min时，残茬清除率95.5%、残茬回带率1.38%。该机构在保证作业幅内残茬清除质量的同时，可有效减少残茬回带，为2BMFJ系列原茬地免耕播种机高质量种床准备、提高防堵性能提供了技术支撑。

摘要:针对2BMFJ系列原茬地免耕覆秸播种机播后镇压效果和播种深度一致性不理想的问题，设计了双自由度多铰接仿形免耕精量播种单体，应用保守系拉格朗日方程建立了种沟深度数学模型，初步确定了影响种沟深度的关键结构与工作参数。采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法，选取弹簧初始增量、初始牵引角、弹簧刚度、机具作业速度为影响因素，开沟深度合格率、土壤坚实度合格率和开沟深度变异系数为性能评价指标，得到影响开沟深度合格率各因素由大到小顺序为：弹簧刚度、机具作业速度、弹簧初始增量、初始牵引角，影响土壤坚实度合格率各因素由大到小顺序为：弹簧刚度、机具作业速度、初始牵引角、弹簧初始增量，影响开沟深度变异系数各因素由大到小顺序为：初始牵引角、机具作业速度、弹簧刚度、弹簧初始增量。对试验数据进行优化处理，结果表明，在初始牵引角0°、弹簧刚度10N/mm条件下，弹簧初始增量15~19.5mm、机具作业速度6.7~7.8km/h范围内，开沟深度合格率大于95%，土壤坚实度合格率大于95%，开沟深度变异系数小于10%。

摘要:三七播种行株距均为50mm左右，属于密集型精密播种。为实现三七超窄行精密播种，设计一种超窄行气吸式精密排种器。通过理论计算与数值模拟，确定主要结构参数；以云南文山三七种子为播种对象，基于EDEM离散元软件，对水滴形窝眼孔加工倾角影响充种性能进行仿真模拟试验，得出较佳加工倾角为50°；以吸孔负压、排种轮转速和种层高度为影响因素，以合格指数、重播指数、漏播指数和各行排量一致性变异系数为试验指标，进行三因素二次回归正交旋转组合试验。试验结果表明：影响合格指数的主次顺序为吸孔负压、排种轮转速、种层高度；当种层高度为50mm、排种轮转速为34~48r/min、吸孔负压为560~660Pa时，合格指数大于93.0%，重播指数小于3.5%，漏播指数小于3.5%，各行排量一致性变异系数小于3.0%，满足三七播种要求。

摘要:针对现有籽粒直收型玉米收获机脱粒分离装置在收获高含水率玉米时存在籽粒破碎率高、脱净率低、籽粒夹带损失大、玉米苞叶易堵塞凹板的问题，设计了一种低损伤圆头钉齿与分段组合式圆管型脱粒凹板相配合的脱粒分离装置。分析了脱粒元件与果穗、果穗与凹板之间的接触模型，确定了玉米脱粒装置最优脱粒元件的结构参数、最佳的凹板组合形式。以籽粒破碎率和未脱净率为试验指标，以脱粒元件排布方式和不同凹板组合形式为试验因素，进行了台架试验，确定了较优组合为：圆头钉齿等高排布且最优球头半径为12.5mm，凹板最佳组合形式为圆管右向+直圆管（前疏后密型），并与常规梯形杆齿和栅格式凹板组成的脱粒分离装置进行了田间对比试验。试验结果表明：籽粒破碎率由13.73%降低至8.64%，未脱净率由0.6%降低至0.2%；未出现玉米苞叶堵塞凹板问题。

摘要:为满足不断提高的玉米产量对玉米收获机清选能力的要求，提高筛面利用率、籽粒清洁率，降低籽粒损失率，运用理论分析设计了一种能够在清选筛上部空间实现籽粒与杂余在竖直方向上分层、水平方向上分散的杂余抛送器。在竖直方向上，采用CFD-DEM耦合方法对玉米脱出物在杂余抛送器作用下的分层现象进行数值模拟。选取杂余抛送器的周向拨指数量、拨指回转半径、轴向相邻指间距、拨辊旋转角速度为试验因素，以水平方向上杂余被抛送水平位移、籽粒与杂余被抛送水平重叠位移为性能指标，设计四因素五水平中心组合试验。通过响应曲面方法对试验结果进行分析，并利用Design-Expert对回归数学模型进行多目标优化。结果表明：各因素对杂余被抛送水平位移影响由强到弱顺序为：周向拨指数量、拨辊旋转角速度、轴向相邻指间距、拨指回转半径；各因素对籽粒与杂余被抛送水平重叠位移影响由强到弱顺序为：周向拨指数量、轴向相邻指间距、拨辊旋转角速度、拨指回转半径。杂余抛送器优化参数为：周向拨指数量8个，拨指回转半径80.18mm，轴向相邻指间距12.44mm，拨辊旋转角速度15.41rad/s。在清选装置入口风速为12.8m/s、入口方向角为25°条件下，清选装置入口玉米脱出物量为5～7kg/时，增设杂余抛送器的清选装置籽粒清洁率均值为97.20%~98.74%，籽粒损失率均值为1.65%~1.82%，满足玉米收获机清选装置在玉米脱出物大喂入量下的清选国家标准要求。

摘要:针对目前残膜回收含杂率高的问题，根据随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机工作原理，提出了一种螺旋清杂装置。阐述了该装置的结构组成和工作原理，对其关键部件双向螺旋输送器进行了分析和参数设计。利用EDEM软件建立了棉秆-土壤-螺旋清杂装置的三维离散元模型，模拟仿真了棉秆和土壤混合颗粒的清理输送过程，以螺旋清杂装置结构参数螺距系数、螺旋叶片直径和出料口间隙为试验因素，以平均颗粒速度、平均纵向颗粒速度、质量流率及旋转轴总力矩为试验指标进行正交仿真试验，分析了3个试验因素对各项指标影响的显著性及主次顺序，试验结果显示螺旋清杂装置最优参数组合为：螺距200mm，螺旋叶片直径200mm，出料口直径220mm。在该参数组合下制作螺旋清杂装置，与随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机进行装配，并进行了性能试验，结果显示清杂装置清理棉秆、土壤等杂质效果符合设计要求，回收残膜平均膜杂分离率为89.51%。

摘要:为减小谷子茎秆切割力、降低切割功耗，设计了茎秆往复式切割试验台，对谷子茎秆进行不同收获时间、茎秆部位、切割器组合形式、切割倾角、刀片斜角、平均切割速度和茎秆喂入速度的单因素切割试验，并在单因素试验基础上对平均切割速度、切割倾角和刀片斜角3个因素进行响应面试验。单因素试验结果表明：收获期茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随含水率的增大而减小；基部起茎秆极限切应力、单位面积切割功耗总体上随茎秆高度的增加而减小，茎秆茎节极限切应力、单位面积切割功耗较茎秆节间大；茎秆双支撑切割形式较单支撑切割形式极限切应力、单位面积切割功耗小；切割倾角0°～20°时，茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随切割倾角的增大先减小后增大；刀片斜角0°～48°时，茎秆极限切应力随刀片斜角的增大而减小，而单位面积切割功耗先减小后增大；平均切割速度0.5～1.5m/s时，茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随平均切割速度的增大呈先减小后平稳变化的趋势；茎秆喂入速度对切割力学特性无显著影响。响应面试验结果表明：试验因素对茎秆极限切应力、单位面积切割功耗影响的主次顺序为平均切割速度、刀片斜角、切割倾角，且最优切割参数为：平均切割速度1.19m/s、切割倾角7.2°、刀片斜角36.4°，最优参数下茎秆极限切应力和单位面积切割功耗分别为2.88MPa、22.38mJ/mm2，验证试验值与预测值相对误差不超过3.5%。刀片斜角对比试验表明：刀片斜角36.4°较30°（标准Ⅱ型动刀）切割谷子茎秆时，茎秆极限切应力、单位面积切割功耗分别减小了6.6%、3.9%。

摘要:针对皖南山区高垄畦沟环境下小型烟草植保机田间作业易侧翻、难调头的问题，根据植保机在高垄畦沟田间行走的稳定性与转向要求,通过对传动系统与转向系统进行分析，设计了小型轮式烟草植保机。利用RecurDyn/Track仿真软件，建立植保机与田垄结构的动力学与运动学模型，完成植保机移动平台设计和优化，并对植保机在高垄畦沟田间环境下进行试验。仿真结果表明，设计的植保机模型能够达到转向半径为0.8m的实际要求，且沿垄间直线行驶时移动平台侧倾角小于3°，移动平台最佳作业速度为1.0m/s，验证了植保机移动平台模型具有良好的转向性和稳定性。植保机样机田间试验结果表明，移动平台在烟草田头转向性满足南方烟草垄作环境需求，利用惯导装置测试垄间移动植保机作业速度为1.0m/s时，最大侧倾角为14.38°，没有超过其发生侧翻的临界角，能够安全通过。

摘要:根据冠层点云的分布特征，提出一种基于动态K阈值的叶片点云聚类及生长参数提取方法。首先，采用地面三维激光扫描仪获取多站点云数据并完成配准、去噪和抽稀等预处理；然后，随机截取整株点云中的一枝作为研究对象，融合局部凹凸性算法（LCCP）并改进K-means算法，提出基于动态K阈值的叶片点云聚类方法；最后，采用主成分分析方法（PCA）计算叶片点云法平面方向向量，并根据叶片边界点与中心点的位置关系，计算叶宽、叶长等生长参数。试验结果表明，与传统的点云聚类方法相比，本文方法能够在不损失枝干点云的前提下，精确地分割单叶片，保证了聚类结果的完整性和彻底性；与传统的降维方法相比，本文基于真实三维空间信息提取叶片生长参数能够较大程度提高提取准确性，为进一步评价果树冠层光照分布及果园智能化管理提供技术支持。

摘要:为支持表型参数测量和数字植物相关研究，对车载三维激光雷达获取的玉米点云数据进行分析处理，提出了一种基于统计分析的两次滤波算法。以大喇叭口期的京农科728和农大84玉米为研究对象，使用VLP-16型三维激光雷达采集田间玉米点云数据；对点云数据进行直通滤波预处理，去除无关点后，进行第1次点云数据滤波处理，设置精确率和召回率阈值，选取参数组合；再对点云进行第2次滤波处理，确定精确率和召回率最优组合(110,0.9)、(6,1.2)，边际组合(100,1.0)、(6,1.2)和(110,0.8)、(5,0.9)，共3组参数组合；以3组验证集数据进行测试，结果表明:最优组合性能最优，可在京农科728和农大84玉米点云数据滤波中通用

摘要:群养饲喂模式下猪群有聚集在一起的习性，特别是躺卧时，当使用机器视觉跟踪监测猪只时，图像中存在猪体粘连，导致分割困难，成为实现群猪视觉追踪和监测的瓶颈。根据实例分割原理，把猪群中的猪只看作一个实例，在深度卷积神经网络基础上建立PigNet网络，对群猪图像尤其是对粘连猪体进行实例分割，实现独立猪体的分辨和定位。PigNet网络采用44层卷积层作为主干网络，经区域候选网络（Region proposal networks，RPN）提取感兴趣区域（ROI），并和主干网络前向传播的特征图共享给感兴趣区域对齐层（Region of interest align，ROIAlign），分支通过双线性插值计算目标空间，三分支并行输出ROI目标的类别、回归框和掩模。Mask分支采用平均二值交叉熵损失函数计算独立猪体的目标掩模损失。连续28d采集6头9.6kg左右大白仔猪图像，抽取前7d内各不同时段、不同行为模式群养猪图像2500幅作为训练集和验证集，训练集和验证集的比例为4∶1。结果表明，PigNet网络模型在训练集上总分割准确率达86.15%，在验证集上准确率达85.40%。本文算法对不同形态、粘连严重的群猪图像能够准确分割出独立的猪个体目标。将本文算法与Mask R-CNN模型及其改进模型进行对比，准确率比Mask R-CNN模型高11.40个百分点，单幅图像处理时间为2.12s，比Mask R-CNN模型短30ms。

摘要:基于无人机高光谱成像遥感系统，在400~1000nm波段内采集低矮、混杂生长的荒漠草原退化指示物种的高光谱图像信息。分别在退化指示物种的开花期、结实期和黄枯期进行飞行实验，飞行高度30m，高光谱图像地面分辨率2.3cm。采用特征波段提取与深度学习卷积神经网络相结合的方式，提出一种荒漠草原物种水平分类的方法，结合植物物候给出了中国内蒙古中部荒漠草原物种分类的推荐时相，总体分类精度和Kappa系数平均值分别达到94%和0.91。研究结果表明，无人机高光谱成像遥感技术及深度卷积神经网络可以较好地实现荒漠草原退化指示物种的分类，与基于径向基核函数的支持向量机、基于主成分分析的深度卷积神经网络分类法相比，基于特征波段选择的深度卷积神经网络分类法效果最好，分类精度最高。无人机搭载高光谱成像仪低空遥感和卷积神经网络法提供了一种草原物种水平分类的途径。

摘要:以2017年6—8月获取的重庆永胜林场马尾松光谱反射率为数据源，对绿光区（490~560nm）、黄光区（560~590nm）、红光区（620~680nm）、红边（680~780nm）、近红外区（780～1100nm）最大反射率和反射率总和、绿峰（500~670nm）反射高度、红谷（560~760nm）吸收深度等14个高光谱特征参数进行岭迹分析，筛选出非共线性特征参数，构建松材线虫岭回归估测模型。结果表明：红边和近红外区反射率最大值、红边和近红外区反射率总和、红谷吸收深度岭迹曲线变化稳定且不趋于零，可用于岭回归建模。当岭迹参数k=0.2时，上述5个高光谱特征参数岭迹趋于稳定，根据k值计算岭回归系数，构建松材线虫岭回归估测模型。模型决定系数R2为0.8686，均方根误差RMSE为0.2735，平均估测精度为87.15%，可为松材线虫病害早期监测和防治研究提供技术支持。

摘要:热红外影像较难直接提取作物冠层区域，因而无法获得较精准的作物冠层温度。本文以拔节期的玉米为研究对象，利用六旋翼无人机搭载热红外成像仪和大疆精灵四Pro无人机，获得热红外影像及正射影像。基于高分辨率正射影像，采用改进的Canny边缘检测算子、支持向量机（Support vector machine,SVM）和小波变换3种方法提取玉米冠层区域，将提取结果进行二值化处理后，在热红外影像中以此生成掩膜并提取玉米冠层温度。应用提取的矢量面分析提取效果并对3种提取算法的精度进行评价。实验结果表明，改进的Canny边缘检测算子提取效果最优、SVM算法次之、小波变换最差，提取精度分别为87.3%、74.5%、68.2%。同时，将手持测温仪测得的玉米冠层温度与提取的冠层温度进行误差分析，结果表明，基于改进的Canny边缘检测算子提取的玉米冠层温度与地面实测值相关性最高，决定系数R2=0.9295，SVM算法决定系数R2=0.8957，小波变换决定系数R2=0.8760。改进的Canny边缘检测算子能够更好地提取玉米冠层区域，获取更加精确的玉米冠层温度，从而能够更有效地监测玉米生理状况，进行旱情预测，制定合理的灌溉、施肥措施以提高玉米产量。

摘要:采用两期无人机可见光遥感图像，对灌浆期冬小麦倒伏图像特征及倒伏信息提取方法进行研究。从增强图像空间域方面，对图像进行二次低通滤波，获取地物散点图，以散点存在明显分界线为判定标准，选出小麦倒伏信息提取的单特征，对两单特征线性拟合构建倒伏小麦两时期提取特征参数F1和F2，再以两特征参数相似性构建综合特征参数F3。将特征参数结合K-means算法提取冬小麦倒伏信息,整体精度(OA)达86.44%以上，Kappa系数达0.73以上，倒伏信息提取精度(F)为81.07%以上，因此综合特征参数可作为两个时期冬小麦倒伏信息提取特征参数。分别用本文方法、支持向量机、神经网络法和最大似然法提取验证区域倒伏小麦信息，经验证，本文方法提取小麦倒伏信息整体精度(OA)达86.29%以上，Kappa系数达0.71以上，倒伏信息提取精度(F)达80.60%以上；其他3种常用方法提取的整体精度(OA)为69.68%～87.44%，Kappa系数为0.49～0.72，倒伏信息提取精度(F)为65.33%～79.76%。结果表明，本文方法整体精度和倒伏信息提取精度均高于目前常用分类方法。因此，综合特征参数与K-means算法对冬小麦在灌浆期倒伏信息提取具有一定的准确性和适用性。

摘要:针对在森林资源调查和监测中需要实现高精度定位和导航的问题，在鹫峰国家森林公园选择以栓皮栎为主要树种的实验区，采用三鼎T-23型多频三星接收机和u-blox NEO-M8T多星座接收模块，对林下观测点进行定位观测，通过系统间时空统一并采用合理的观测值定权方法，利用BDS和GPS观测数据，建立森林BDS/GPS组合定位算法，将算法写入RTKLIB软件，实现森林观测点三维坐标解算（WGS-84坐标系），最后与单一GPS定位结果进行对比分析。实验结果表明，森林BDS/GPS组合定位卫星可见数为15~23颗，远高于单一GPS定位卫星可见数11颗；BDS/GPS组合定位PDOP值介于0.5~1.8之间，小于单一GPS定位PDOP值，二者变化趋势较为相近；BDS/GPS组合定位与GPS定位卫星信噪比均为10~50dB，但由于BDS/GPS组合定位卫星可见数较多，其卫星信号更强，信噪比更为稳定。BDS/GPS组合定位结果在X、Y、Z方向的理论精度分别为2.603、3.302、3.125m，单一GPS定位结果分别为2.382、4.669、4.344m；BDS/GPS组合定位结果在X、Y、Z方向的实际精度分别为3.112、3.542、4.073m，单一GPS定位结果分别为4.946、5.254、7.274m。

摘要:针对灌区水资源配置系统中的复杂性和不确定性，以湖北省漳河灌区为例，构建区间两阶段模糊可信性约束规划模型，实现灌区各用水户间水资源优化配置。模型以系统经济收益最大为目标函数，引入模糊变量、离散区间和概率分布表征系统中的多重不确定性，设置可信性置信水平解决带有违规概率的模糊风险问题。求解模型得到多种情景下水量、灌溉面积优化配置结果以及系统收益，结果表明，模型可以有效处理配置系统的不确定性问题，反映系统收益与风险之间的权衡，实现灌区水资源高效配置。优化结果有助于灌区管理者协调各用水户的利益冲突，制定合理的决策方案。

摘要:微灌管网系统由轮灌管网（支毛管）和续灌管网（干管）组成，以往的研究没有将其作为一个系统，且不能实现布置与管径组合的同步优化，研究成果对坡度均匀的大型灌区机压微灌独立管网系统的优化也不适用。因此，提出了机压微灌管网系统优化的方法，并建立了优化设计数学模型，采取整数及实数编码的混合编码方法，通过遗传算法求解，同时实现轮灌管网及续灌管网的布置优化及管径组合优化，得出的管径为标准商用管径，无需调整。实例计算结果表明，该模型与算法在求解机压微灌管网系统优化设计问题上具有良好的优化性能和求解精度。与传统设计方案相比较，轮灌管网和续灌管网的优化设计方案单位面积年费用分别降低了14.85%~35.59%和4.12%~12.99%，节省投资效果明显

摘要:为了探究寒地黑土区水稻耗水特性及其对水分利用效率的影响，于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7（76）均匀试验设计，分析了各生育期水稻生育阶段、昼夜间及逐时耗水量的变化特征，明确了各生育阶段耗水量对产量及生物量水分利用效率的影响。结果表明：拔节孕穗期各处理耗水量及耗水模系数均值最高，分别为77.25mm、23.09%；水稻各处理昼间、夜间耗水量总体呈现“低-高-低”的变化趋势，抽穗开花期昼、夜间耗水量均值达到最大，为6.32、0.76mm/d；分蘖前期、分蘖中期水稻昼间耗水特征呈倒“V”形曲线，耗水量高峰出现在12:00—13:00；分蘖后期至乳熟期呈“M”形曲线，耗水量高峰分别出现在11:00—12:00、13:00—14:00，乳熟期首个耗水量峰值相对提前，为10:00—11:00；阶段耗水量对水分利用效率（WUE）的直接作用和对R2总贡献排列一致，由大到小依次为抽穗开花期耗水量（ET5）、分蘖中期耗水量（ET2）、拔节孕穗期耗水量（ET4）、分蘖后期耗水量（ET3）、乳熟期耗水量（ET6）、分蘖前期耗水量（ET1）；分蘖后期、乳熟期耗水量对WUE存在直接负作用，阶段耗水量对WUE影响决定系数较大的变量由大到小依次为ET5、ET4×ET5、ET2×ET5、ET2、ET4；抽穗开花期生物量水分利用效率（SWUE5）与水稻产量及WUE均呈显著正相关，分蘖前期至抽穗开花期耗水量对SWUE5的影响由大到小依次为ET5、ET4、ET3、ET1、ET2。该研究结果可为深入研究黑土区水稻耗水特性、水分利用规律及水稻节水高效生产提供依据。

摘要:为探索黄土丘陵区深层干化土壤在不同覆盖措施下的土壤水分恢复特征，在陕西省米脂县丘陵山地建造大型模拟干化土壤土柱，地表分别进行薄膜覆盖、石子覆盖、树枝覆盖、栽植枣树、刺槐及裸地6个处理，对2014—2017年土壤水分进行定位监测。数据分析结果表明：至试验期结束，薄膜覆盖、石子覆盖、树枝覆盖、裸地土壤水分恢复深度分别为1000、1000、700、480cm，薄膜覆盖、石子覆盖、树枝覆盖、裸地、枣树、刺槐0～1000cm深度范围内土壤储水量变化量分别为1211.4、853.4、662.5、523.2、17.8、-235.7mm，全年覆盖降雨贮存效率分别为63.4%、42.4%、29.4%、23.0%、-8.5%、-20.3%，4年生枣树耗水区域为0～300cm范围，刺槐耗水深度达1000cm，枣树年均蒸散量为586.4mm、刺槐年均蒸散量为666.5mm，是枣树的1.1倍。该研究结果对黄土区大面积干化土壤修复及合理选择人工栽植植物具有积极意义。

摘要:以新疆于田县绿洲区为研究区，对1165组表层土壤样品的重金属元素含量进行测定。通过综合运用多元统计分析、地统计学、空间自相关理论、空间分析和GIS技术相结合的方法，对研究区土壤重金属含量和空间分布特征及影响因素进行分析。结果表明：1165组土壤采样点中，有3个取样点超过风险筛选值，非农用地土壤重金属元素含量均值均低于新疆土壤背景值，农用地中Cd、Hg、Cr含量均值大于新疆土壤背景值；Cd、Pb的变异函数理论模型为指数模型，Hg、As、Cr、Cu、Ni、Zn的变异函数理论模型为球状模型，Cd块金系数小于25%，说明Cd有较强的空间相关性，其他元素块金系数介于25%~50%之间，有明显的空间相关性；土壤重金属空间自相关莫兰指数均大于0。县域尺度内，土壤重金属具有一定的空间正相关分布，其空间分布格局总体呈从研究区中心向四周含量逐渐减小的趋势。土壤重金属元素含量在不同成土母质、土壤类型和土地利用类型下呈现的分布特征不同。Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn具有相同的来源，其含量还受土壤质地的影响。

摘要:基于测尺法对野外浅沟发育过程进行长历时动态监测，并结合三维激光扫描和立体摄影测量技术，定量刻画了坡面浅沟集水区3条具有不同上方汇水面积的浅沟形态，揭示了浅沟发育动态变化过程，建立了浅沟沟槽跌坎间距与坡度的关系。结果表明：在2003—2015年观测期间，上方汇水面积分别增加34.8%和159.6%时，浅沟长度分别增加39.6%和138.8%，沟槽平均宽度分别增加19.7%和75.3%，沟槽平均深度分别增加32.4%和71.4%，说明上方汇水面积对浅沟发育具有重要影响。浅沟形态监测表明，与2003年相比，2015年3条浅沟长度分别增加26.4%、12.1%、29.4%，增加速率分别为0.82、0.55、0.52m/a；浅沟沟槽断面面积分别增加22.5%、65.1%、45.9%，增加速率分别为5.0、15.8、4.1cm2/a。浅沟集水区春季的横向犁耕将沟槽两侧的表层土壤带入沟槽，使得沟槽两侧坡面高度每年平均下降2cm；浅沟沟槽宽度和深度随坡长呈先增大后减小的趋势，且在距坡底约20m处达到最大值。70%的浅沟沟槽跌坎间距均分布在10～25cm之间。浅沟沟槽坡度主要分布在15°～40°之间，跌坎间距和坡度呈负指数关系。研究结果可为浅沟侵蚀防治提供科学依据。

摘要:对CO2气液吸收过程进行了化学平衡热力学研究，计算了吸收反应体系的独立反应数，提出了4独立反应理论。根据对独立反应平衡常数的计算，认为H2CO3电离为H+和HCO-3，虽然其平衡常数仅为6.0189×10-7，但由于溶液中CO2-3离子的大量存在，使得H+浓度很低，因此H2CO3电离度不可忽略。在此基础上，提出了CO2气液吸收过程串并联复杂反应机理，认为CO2吸收速率是由其分别与H2O和OH-两条平行反应路线共同决定的。分析了CO2-3离子的关键作用：该离子与H+作用直接促进了CO2吸收过程；由于溶液中H+离子浓度很低，导致OH-离子浓度升高，从而间接加快了CO2与OH-离子之间的反应速率。应用双驱动反应器，采取H2O-CO2体系对气液相际传质过程进行了研究，当气相搅拌转速达到140r/min以上时，气膜传质阻力可忽略不计；通过线性回归分析，关联了液相传质系数与液相搅拌转速之间的关系，得到了回归关联式，计算误差最大值为11.312%，认为关联式真实可靠。

摘要:为提高生物油的提质效率，在HZSM-5及Ti/HZSM-5催化的基础上引入低温等离子体技术，分析等离子体协同催化(PSC)和等离子体增强催化(PEC)等不同结合方式对精制生物油产率、理化特性、化学组成及催化剂稳定性的影响。结果表明，Ti改性和等离子体放电使精制生物油产率逐渐降低，Ti/HZSM-5(PEC)催化所得精制生物油产率较低，生物油质量分数为13.84%，但烃类物质的分布得到明显改善；而Ti/HZSM-5(PSC)催化所得精制生物油中烃类总含量略低，但高氢碳比产物相对含量达68.89%，理化特性较优，高位热值达到36.52MJ/kg；PSC方法等离子体对催化剂表面的冲击作用较强，使催化剂结焦量相对较低，Ti/HZSM-5(PSC)的结焦量较低，积分面积仅为5.24%，催化稳定性较高。综合而言，基于Ti/HZSM-5的催化作用，PSC方法优于PEC方法。

摘要:传统玉米秸秆纤维素分离工艺中，一般采用硫酸等强酸进行处理，存在酸腐蚀性强及碱消耗量大等问题。基于此，研究以磷酸预处理结合碱性过氧化氢的处理工艺，探究处理过程中玉米秸秆纤维素、半纤维素及木质素质量分数的变化。通过单因素试验优化得到适宜工艺为：磷酸处理温度150℃，处理时间1.5h，磷酸质量分数1.67%，氢氧化钠质量分数1.0%，过氧化氢质量分数2.0%，处理温度50℃，处理时间3h，在此条件下制备的玉米秸秆纤维素得率达89.02%，半纤维素去除率达93.25%，木质素去除率达95.18%，纤维素质量分数达90.19%，同时在稀磷酸处理过程获得的滤液中能得到高副加值产物木糖、阿拉伯糖以及糠醛，半纤维素的回收率高达93.81%。通过FTIR、SEM、AFM和XRD等测试分析发现，玉米秸秆经过磷酸处理后能有效去除半纤维素，碱性过氧化氢处理能脱除木质素组分，两步处理过程中秸秆纤维素晶型无变化，但是结晶度显著提高，热稳定性增强。

摘要:为克服现有蓄冷车控温范围有限、不可多温共配等问题，设计了一款集车载制冷系统、独立蓄冷槽、隔热车厢（冷冻和冷藏单元）、导风槽、内隔板等于一体的多温蓄冷车。该多温蓄冷车将蓄冷槽安装在车厢前端并独立隔热保温。夜间利用低谷电对蓄冷槽内相变蓄冷材料进行充冷；当多温蓄冷运输时，冷冻单元通过车厢前端送风系统将冷能导出并调控，冷藏单元通过导风槽将冷气导入并调控。对车厢内冷冻冷藏单元体积比为1∶1，温度分别设定为-15.0℃和3.0℃工况进行了仿真和试验对比分析。研究表明，所构建的多温蓄冷车温度模拟值与试验值的均方根误差在0.7~1.1℃之间，总体偏差合理，可较好地反映多温蓄冷车内温度场分布状况。试验结果也表明，该多温蓄冷车车厢冷冻、冷藏单元可有效控温10h以上，满足配送运输需要；平均温度分别在-14.2~-12.9℃和3.4~4.2℃间波动，波动范围分别为1.3℃和0.8℃，温度绝对不均匀度系数S在1.2内，较传统蓄冷车平均温度波动值降低了73.7%，S值降低了50%以上。改变车厢内冷冻冷藏单元体积比的进一步仿真也表明，蓄冷车内温度场分布仍然均匀，可满足实际运输需要。

摘要:为解决真空脉动干燥中加热板差异和气流扰动引起的物料干燥不均匀问题，设计了基于过零触发控制的加热板辐射强度控制硬件电路，将PID控制理论和离群点检测方法相结合，提出了加热板温度离群点优化积分分离PID控制策略，以含水率均匀一致的面片作为试验原料，以干燥均匀度为考核指标，对控制系统的控制效果进行试验验证。试验结果表明：该控制系统可以有效缩小不同加热板间的辐射强度差异，平均温度控制精度±0.8℃，初始阶段调节时间120s，在受到气流扰动干扰后能够迅速恢复；在干燥均匀性方面，离群点优化PID控制优于独立PID控制和整体PID控制，可以减小气流扰动对干燥整体均匀性的影响，面片干燥均匀度由90%左右提高到95%以上。

摘要:为了实现对优质果品的快速无损筛选，设计了便携式苹果多品质一体化无损检测装置。利用可见/近红外光谱检测平台，获取苹果样本的漫反射光谱信息，采用随机蛙跳算法提取了可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的特征波长，优选出3个参数的10个共享特征波长。在此基础上，采用特征窄带LED光源与光电二极管相结合的检测方式，设计了漫反射检测光路、窄带LED环形光源、检测探头及控制电路等硬件系统。选取144个苹果样本，通过检测装置获取漫反射特征电压强度，由传感器感光系数计算出对应的光强，建立了苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的多元线性回归模型，预测集相关系数分别为0.8129、0.8073和0.7736，均方根误差为0.6036°Brix、0.0636%和1.7325N。基于QT和Python3开发工具，采用Python语言开发了装置的实时控制与分析软件，植入苹果多品质参数预测模型，实现了多品质参数的同时检测与分析。为测试该装置的检测精度和稳定性，另选取46个样本，每个样本重复检测8次，预测苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的相关系数分别为0.8096、0.7962和0.7589，均方根误差0.6973°Brix、0.0703%和1.8323N，装置重复采样最大变异系数分别为0.0106、0.0116和0.0062。结果表明：基于多特征窄带LED光源研发的低成本、便携式无损检测装置可实现对苹果多品质参数的实时无损检测，可满足农户田间生产及电商销售优质果筛选要求。

摘要:为了能够可靠、快速、便捷地检测花生仁不同程度的霉变，研究了一种基于太赫兹时域光谱技术、分别结合误差反向传播（Back propagation，BP）神经网络算法与支持向量机算法（Support vector machine，SVM）的霉变花生定性分析方法。为排除不同样本带来的偶然性，实验随机采集花育36号、鲁花9号两个花生品种进行霉变培养。依据花生的感官特征与前人的研究经验，将花生分为正常、轻度霉变、中度霉变与严重霉变4类，采用太赫兹衰减全反射技术采集花生仁样本光谱（波段0.3~3.6THz）。利用傅里叶变换方法对时域光谱信号进行频域变换并进行加窗处理，然后对所得频域信号进行光学常数吸光度与吸收系数的提取，得到样本的光学常数信号，并进行特征波段筛选。在此基础上分别建立BP神经网络定性分析模型与SVM定性分析模型。实验表明，BP神经网络模型对花育36号花生霉变模型的预测集识别正确率为88.57%，对鲁花9号花生霉变模型的预测集识别正确率为91.40%；Lib-SVM模型对两个品种花生霉变的二分类模型、3类霉变花生的三分类模型的预测集识别正确率均为100%。应用太赫兹时域光谱技术结合SVM算法检测霉变花生仁效果良好，具有一定的可行性。

摘要:待宰环节显著影响羊肉品质，有必要研究待宰时间对肉羊应激水平和羊肉品质的影响。选取小尾寒羊为研究目标，通过比较不同待宰时间（0、3、6、12、18、24h）对5h运输后小尾寒羊应激水平和羊肉品质的影响，建立适宜的待宰时长，指导羊肉生产。结果表明，12h的待宰时间能够提高肉羊肌糖原含量至(7.74±0.98)mg/g，降低最终pH值至5.57±0.14，提高了羊肉的嫩度。血浆皮质醇质量浓度和肌酸激酶活性随待宰时间的延长先下降后上升，在待宰12h时达到较低值，分别为(39.98±5.04)ng/mL和(277.64±19.88)U/L，表明待宰12h能使肉羊从运输所造成的应激中得到缓解。此外，随着待宰时间的延长，小尾寒羊体质量损失增加且在待宰时间达到24h后红细胞压积和血红蛋白质量浓度上升，分别达到(40.63±0.85)%和(14.01±0.23)g/dL，表明待宰时间过长对小尾寒羊造成了新的应激。综合以上指标，待宰12h能够在保证小尾寒羊最低体质量损失的情况下，使肉羊从应激中得到缓解，提高其动物福利水平和羊肉品质。

摘要:全蛋液营养全面，含有人体所需的蛋白质、脂类、糖类和维生素等多种成分。基于肾病患者低磷饮食的需求，采用水滑石（Layered double hydroxide，LDH）吸附法减少全蛋液中磷的含量，开发一款低磷型液蛋制品，为肾病患者提供专用型饮食。实验研究了不同吸附温度下，吸附时间、磷初始质量浓度及LDH添加量对LDH磷吸附量及蛋白质溶解度的影响，并对其动力学模型进行分析；同时探究了解吸液体积、解吸时间对LDH解吸特性的影响以及LDH重复利用情况。实验结果表明：在1~7h内，吸附量与吸附时间成正比；各温度下（20~45℃）吸附量和溶解度均随磷初始质量浓度的增加而升高；当LDH添加量为10g/L时，各温度下吸附效果均较好。在模型分析中，Langmuir等温式和准二级动力学模型拟合度较高，尤其吸附温度在25℃和30℃时拟合效果最佳。解吸实验中，最佳条件为解吸时间5h，液料比1.00L/g，且循环利用前2次可维持较好吸附效果。脱磷后必需氨基酸占总氨基酸的质量分数大于40%，必需氨基酸与非必需氨基酸的质量百分比大于60%，对蛋白质营养性的影响较小。综上可知，LDH是一种适于去除全蛋液中磷的吸附材料，可用于专用型液蛋制品的开发。

摘要:为实现农用拖挂车的避障控制，设计了一种基于非线性模型预测控制的避障控制器。考虑到农用拖挂车的避障控制需要同时顾及拖车与挂车的位姿状态，基于刚体运动学和非完整约束条件推导了农用拖挂车的运动学模型，并基于该运动学模型建立了农用拖挂车的位姿状态预测模型。在此基础上，基于改进的禁区惩罚函数设计了优化目标函数，从而完成了基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器的设计。仿真结果表明，农用拖挂车避障控制器能够在较复杂工况下同时控制拖车与挂车实现避障，农用拖挂车各车桥端点轨迹与障碍物中心之间的最小距离减去障碍物半径与安全裕度之和的结果均大于或等于0m。

摘要:数控机床的主轴热平衡试验是进行热误差建模和补偿的必要手段，是准确获得数控机床主轴的热敏感点、温度场和热位移以及热平衡时间等热态特性的方法。本文提出一种基于改进的自适应渐消无迹卡尔曼滤波（Adaptive fading unscented Kalman filter, AFUKF）的快速辨识机床主轴选点温升的方法。首先，在标准UKF中引入渐消因子，使用残差归一化自动更新渐消因子，并将其引入增益矩阵，增强测量值在计算中的权重；其次，通过使用自适应规则，动态调整过程噪声和测量噪声协方差阵，减少外部扰动对温升预测的影响，以获得更好的滤波性能。仿真结果表明，提出的机床主轴温升快速辨识方法可以在很短的时间内预测选点的温升，且预测结果与热平衡试验结果吻合，验证了本文方法的可行性和有效性。

摘要:根据平面平台型6-UPS并联机器人的结构特点，选取3个代表点的空间坐标作为参数来描述动平台的位置和姿态，结合3个代表点之间的约束条件，建立9个参数的一次与二次多项式方程组，通过对方程组进行消元处理，最终得到6个未知数表示的二次多项式方程。针对所获得的二次多项式方程组特点，改进传统牛顿-拉夫森数值迭代算法，并将其用于并联机器人的一般六维二次多项式方程数值求解，迭代算法收敛并可得到唯一解。数值算例表明，在同等条件下，传统旋转矩阵方法的计算时间为1.42~2.67ms，所提代表点算法计算时间为0.14~0.23ms，大大减少了计算时间，提高了收敛速度和计算效率，为并联机器人高性能闭环实时控制奠定了良好基础。

摘要:零耦合度（κ=0）且运动解耦的三平移一转动（3T1R）并联操作手机构，不仅其运动学和动力学分析简单且能得到解析解，实时控制也较容易。根据基于方位特征（POC）方程的并联机构拓扑设计理论和冗余支链消除奇异位置原理，设计了一种含冗余支链的3T1R并联操作手机构，对其进行拓扑结构分析，主要包括POC集、自由度、运动解耦性以及耦合度分析，表明其耦合度为零且具有部分运动解耦性；根据提出的基于序单开链法的运动学建模原理，方便地求解出机构的位置正解解析解；基于导出的位置逆解公式，分析了机构的工作空间、转动能力及其奇异性条件；推导出机构动平台的速度、加速度变化规律。

摘要:目前6支链Stewart并联机构位置正解无全解析解或全解析解推导困难，不利于程式化分析计算，本文设计4种6支链台体型Stewart衍生构型，并构建了一种数值法和解析法相结合的半解析算法。通过添加6条虚拟支链，4种衍生构型可重构为同一种12-6台体型拓扑构型；推导了重构构型的协调方程，并针对4种衍生构型，推导了虚拟支链长度的数值解；基于动平台上特征点之间的拓扑关系，推导了重构构型位置正解的全解析解。进一步对比分析了半解析算法与传统数值法在计算位姿正解时的精度、效率和稳定性。数值算例表明，半解析算法的精度与稳定性优于传统数值法至少2倍，但传统数值法的效率是半解析算法的7倍；同时得到了半解析算法的3点构型选取原则。

摘要:对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局，进行了运动学分析，建立了具有显式的线速度雅可比矩阵，并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用Lagrange方程建立了显式的腿部机构动力学方程，推导了腿部机构的逆动力学方程。通过实例对腿部机构的逆动力学方程进行验证，分析了步长对驱动液压缸最大输出力的影响规律；依据逆动力学方程建立了仿生机器人的移动能耗性能指标，并对仿生机器人的移动能耗进行了分析。实例与分析表明，动力学方程理论推导正确；在腿部足端着地的瞬间各驱动液压缸产生最大输出力，与抬腿高度无关；在直线行走和侧向行走时，随着步长的增加，液压缸输出力单调增大；在腿部机构侧向行走时，3个驱动缸中侧摆缸输出力最大。

摘要:傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵在负载工况下有明显的周期性冲击现象，而在空载状态不存在。为提升差速泵运行平稳性，开展数值计算和试验研究，首先建立差速泵数值计算模型，利用数值计算方法对差速泵流场和驱动非圆齿轮进行流固耦合计算。计算结果表明，差速泵在吸、排液工况交替瞬间，叶轮存在转矩突变现象，主要原因是叶轮旋转对进、出口关闭或打开瞬间形成了水锤效应。为此，对差速泵叶轮边缘进行微圆角优化处理以形成流场过渡区。仿真结果显示，叶轮优化后的输入轴周期性转矩突变峰值至少可降低21.58%，且吸、排液腔压力分布更为均匀。经试验验证，转矩变化趋势及转矩突变点基本吻合，2个叶轮优化后转矩最大变化幅度平均降低51.20%。结果表明，差速泵叶轮边缘对转矩特性影响较大，叶轮边缘优化对减弱水锤效应及改善叶轮转矩特性非常有效。

摘要:为了提高液压系统控制精度，通过分析几种常用驱动策略下阀芯的动态特性以及进油口压力对动态特性的影响，提出了一种可适应进油口压力变化的多级电压激励驱动策略，与常用的双电压激励策略相比具有更好的动态特性，阀芯开启、关闭时间分别降至2.2、1.7ms，线圈热功率降低了68.5%。设计了一种通过PWM调制、可输出0~60V之间任一电压的驱动电路。采用BP神经网络对PID参数进行整定，可实现液压缸位移的精确控制。在自适应电压激励与BP神经网络联合控制策略下，恒流量液压系统液压缸位移误差在-0.3~0.3mm之间，变流量液压系统液压缸位移误差在-0.5~0.5mm之间。