摘要:机械化播种是农业机械化的重要组成部分。机械化播种主要通过播种机将种子由种箱运移至种床合理位置，以确保种子行株距的分布均匀，为种子萌发、植株个体与群体生长发育创造良好的环境。机械化播种的技术核心是种子群的有序单粒化和单粒化状态的保持，即精量排种技术和种子平稳运移技术。种子由种箱运移至种床是一个多环节串联过程，导种环节是播种过程中使种子保持均匀有序状态入土的末端环节之一，既影响前序过程种子的有序状态，又决定后续种子田间分布的均匀性。本文根据物体自由度约束概念，将播种机导种划分为无约束导种、欠约束导种和全约束导种3种形式，系统阐述了3种导种技术与装置对种子运移的约束状态、技术特点和适用对象，结合国内外技术装备研究现状和机械化播种技术要求，指出了导种技术与装置的未来发展方向，为播种机导种技术研究与装置创新设计提供参考。

摘要:针对非结构化自然环境使基于深度强化学习的采摘轨迹规划训练效率低的问题，提出了基于分步迁移策略的深度确定性策略梯度算法(DDPG)，并进行了苹果采摘轨迹规划。首先，提出了基于DDPG的渐进空间约束分步训练策略；其次，利用迁移学习思想，将轨迹规划的最优策略由无障碍场景迁移到单一障碍场景、由单一障碍场景迁移到混杂障碍场景；最后，对多自由度苹果采摘机械臂进行了采摘轨迹规划仿真实验，结果表明，分步迁移策略能够提高DDPG算法的训练效率与网络性能，仿真实验验证了本文方法的有效性。

摘要:针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题，设计了一种条带型行间侧抛清秸防堵装置。对清秸防堵装置工作时秸秆抛撒特性进行理论分析，明确影响清秸效果的关键因素为侧倾刀弯折角、弯折线夹角和回转半径。以作业扭矩、抛土量和种床清洁率为指标，通过离散元仿真并结合旋转正交回归试验，确定了清秸防堵装置较优参数组合为侧倾刀弯折角25°、弯折线夹角30°、回转半径250mm，此时种床清洁率为80.5%、作业扭矩为47.2N·m、抛土率为15.8%。配合清秸防堵装置，分别设计了一沟双行种肥分施开沟器、V型土壤导流板等部件。其中种肥分施开沟器前方装有定刀，可与防堵装置形成动定刀切割，提高了防堵性能；V型土壤导流板夹角为130°，可将抛起的土壤颗粒反弹回种床，增加了回土量。田间播种试验表明，所设计的行间侧抛清秸防堵装置未发生堵〖JP3〗塞和缠草现象，种床清洁率为82.7%，作业扭矩为2982N·m，作业质量稳定，满足少免耕播种作业国标和农艺要求。

摘要:针对黄淮海小麦、玉米两熟区玉米秸秆全量还田后，现有旋耕整地作业存在表层土壤土秆混合秸秆量大、影响后续小麦播种质量的问题，设计了一种伸缩指杆式玉米秸秆旋耕掩埋机。通过偏心伸缩指杆组先接触秸秆，并低速近抛秸秆，旋耕刀后接触已被清理秸秆的土壤，并高速远抛土壤覆盖秸秆，实现“秆下土上”分离掩埋。对秸秆旋耕掩埋机的旋耕刀、伸缩指杆进行运动分析，确定了旋耕刀和伸缩指杆速度的关系，完成了偏心伸缩指杆组、栅栏、压秆齿等关键部件的结构和参数设计，并运用多体动力学RecurDyn软件对旋耕刀、伸缩指杆和压秆齿端点的运动轨迹进行追踪，分析了三者端点速度和角速度的变化规律，仿真结果表明速度和角速度变化规律与理论分析一致。对秸秆旋耕掩埋机和普通旋耕机进行了田间对比试验，测定地表50mm以下的秸秆掩埋率，结果表明：秸秆旋耕掩埋机的秸秆掩埋率为83.25%，比普通旋耕机提高了10.05个百分点。

摘要:针对传统排肥器因肥料架空结拱堵塞而影响排肥性能的问题，通过构建螺旋锥体离心式排肥器排肥过程颗粒化肥的运动模型及扰动破拱防堵机理分析，阐明了螺旋扰动叶片破拱防堵作用机理。采用EDEM离散元软件，进行了有、无螺旋扰动杯的排肥器排肥过程仿真对比分析，螺旋叶片能够为肥箱出肥口与排肥器连接处及扰动杯内的颗粒化肥提供卷携扰动作用，同时可增大颗粒化肥下移速度，防止肥料架空结拱堵塞。高速摄像试验表明：肥箱出肥口与有螺旋扰动杯排肥器连接处的颗粒化肥做与弧形锥体圆盘转速相同方向的向下运动，颗粒化肥运动流畅，无断层下落问题；无螺旋扰动杯排肥器与肥箱出肥口连接处的颗粒化肥做缓慢的向下运动，且运动过程中出现了颗粒化肥断续下落问题。台架试验表明：有螺旋扰动杯的排肥器排肥频率稳定性系数在96%以上，排肥量稳定性变异系数不超过5.57%，满足施肥质量要求，明显优于无螺旋扰动杯的排肥器。

摘要:针对常规的大田喷雾装备的定量施药方式，在机具行进方向上农药雾滴分布不均导致农药有效利用率低的问题，设计了一种基于神经网络整定的PID控制变量施药系统。该系统采用多传感器实时监测车速、流量、压力等信息，并以此作为控制依据，运用神经网络自学习能力修正PID参数，精准调控药液回流量，解决了现有变量施药控制算法存在的超调量较大、稳态误差较大、响应时间较长等问题，实现了大田单位面积内施药量恒定的目标。为验证本系统算法对精准变量施药的优越性，在Simulink平台下对常规PID、模糊PID和神经网络PID控制方式进行建模仿真，结果表明，神经网络PID控制在上升时间、超调量和稳态误差方面均优于其他两种控制方式。田间试验表明，在不同车速下，液滴沉积数量标准差均小于1.4个/cm2；在不同施药量、车速随意变化的情况下，机具纵向均匀度变异系数均小于6%；车速在4～11km/h范围内随机变化时，系统平均调节时间为0.72s，平均超调量为2.1%，实际施药量与理论值相差1.3%。

摘要:为实现小麦精播，设计了一种差速充种沟式小麦单粒排种器。运用力学分析、结构分析、理论计算、仿真试验、台架试验验证以及田间试验的优化流程对排种器参数进行优化。首先，应用EDEM离散元软件和DesignExpert 84.0.6软件进行了仿真试验，完成了差速式小麦排种器参数的优化；然后进行了台架试验验证，结果表明，当转速为1r/s，弧形挡板固定在排种器端盖上，充种沟隔板间长度、充种沟宽度、充种沟高度分别为8.00、6.00、5.00mm，弧形挡板凸起斜度为42.68°时，粒距合格率为81.67%，重播率为12.50%，漏播率为5.83%，排种器排种均匀性变异系数为32.32%，台架试验结果与仿真试验结果一致；最后，对采用该排种器的7.5cm行距小麦播种机进行了田间试验，结果表明，在作业速度为4.8km/h时，粒距合格率为82.50%，重播率为9.17%，漏播率为8.33%，播种机的播种均匀性变异系数为30.12%。试验结果与仿真试验及台架试验结果基本一致。

摘要:为了提高大豆育种试验中小区播种环节的机械化、自动化水平和播种精确度，针对大豆小区育种播种机清换种技术难题，设计了一种三叶式自动清换种大豆育种气吸排种器。以电机为动力源，驱动三叶式辅助充种清换种机构与齿轮式排种盘协同工作，完成相邻小区之间的不停机快速清种、换种和充种。阐述了排种器基本结构与工作原理，结合育种试验的要求，运用TRIZ理论空间分离原理，对关键部件进行理论分析，并确定了结构参数。对三叶式辅助充种清换种机构进行EDEM虚拟仿真，分析了辅助充种过程，确定了达到最佳辅助充种效果时的叶片倾角。根据小区育种农艺要求，以作业速度、真空度、清换种时间为试验因素，以合格指数、重播指数、漏播指数、清换种距离为试验指标，进行了三因素五水平二次正交旋转中心组合试验，结果表明：最佳工作参数组合为作业速度5.3km/h、真空度4.6kPa、清换种时间0.3s，此时排种器合格指数95.29%、重播指数3.29%、漏播指数1.42%、清换种距离554.6mm，满足大豆育种试验的播种要求。

摘要:针对目前国内缺乏藜麦专用播种机械的现状，设计了一种藜麦覆膜精量播种机。根据藜麦覆膜精量种植农艺要求，采用滴灌管浅埋开沟技术，使用滑刀式开沟器在两侧种行间开出宽45mm、深20mm的浅沟，用于埋设滴灌管；采用随动仿形覆膜装置将地膜铺设于整平装置整平后的地表上；设计了翼勺式取种器，确定了种勺结构和侧孔、容种腔的长度，以实现藜麦精量取种；采用滚筒式穴播器在地膜上打穴播种，采用覆土装置将土壤输送至种行进行覆盖，完成播种过程。以白藜品种“陇藜1号”为试验对象，采用三因素四水平正交试验设计方法，试验分析播种机的作业速度、侧孔长度、充种高度对播种性能的影响。结果表明，当播种机作业速度为1.0m/s、侧孔长度为10mm、充种高度140mm时，播种机性能指标最佳，此时合格指数为85.4%，空穴指数为1.7%，漏播指数为5.2%，重播指数为9.4%，播深合格指数为88.1%，各项性能指标均达到了设计要求和相关标准要求，满足藜麦种植的覆膜精量播种要求。

摘要:现有移栽机均以土壤流动为移栽的前提条件，不适应稻茬田黏重土壤，且作业效率较低。针对油菜机械化移栽的难题，采用油菜毯状苗的育苗方式，借鉴水稻插秧机的切块取苗原理，设计了2ZY-6型油菜毯状苗移栽机，该机可一次性完成切缝、移栽和覆土镇压等作业。切缝装置采用动力波纹圆盘，破茬能力强、沟型稳定，有利于后续秧苗对缝栽插；设计了机械液压式旱地仿形机构，可在不平土壤条件下实现栽深控制；设计了V型覆土镇压装置，通过具有夹角调节功能的V型对称布置的镇压轮锐角轮缘切土、侧向推土，挤压栽植缝壅土立苗；根据油菜移栽农艺要求，对栽植系统的关键部件和参数进行了优化设计，满足毯状苗油菜大面积、低回数切块取苗的要求。对整机进行了稻茬田和旱田两种土壤条件下的性能试验，结果表明，稻茬田土壤含水率为24.7%~30%时移栽效果较好，栽植合格率最大可达85.66%；旱田土壤含水率为17.6%~26.8%时移栽质量最优，栽植合格率最大可达87.01%；在稻茬田移栽时，机具前进速度应控制在1.15m/s以内，在旱田移栽时，机具作业速度为0.8~1.2m/s时均能满足油菜移栽要求。

摘要:作业轨迹形状和在特定位置移栽臂的姿态要求是移栽机构设计过程需要考虑的首要问题。为了能获得多个期望位姿且兼顾一定形状的作业轨迹，提出一种基于近似多位姿的非圆齿轮行星轮系移栽机构设计方法。基于运动学映射理论将8个期望位姿点的信息矩阵通过四元数转换至三维空间，在对该矩阵进行奇异值分解后，通过引入特征向量扩大一般解空间。结合约束条件求解得到3组RR型二杆组，根据移栽机构的工作范围选取其中两组合适的二杆组构成四杆机构，且该机构连杆上的一点可依次近似通过所有设定的位姿点形成一条完整的“8字”型轨迹。根据其中一组二杆组的运动特点求解非圆齿轮的传动比，以非圆齿轮节曲线圆度性为目标，以封闭轨迹上的部分形状可调节段拟合点位置为变量（即不改变关键轨迹段上型值点的位姿），利用遗传算法优化得到一组具有较好圆度性的非圆齿轮节曲线。最后进行了水稻钵苗移栽机构的设计与试验，理论与试验的移栽姿态和轨迹形状具有一致性，且取苗试验的成功率达到设计要求，有效地验证了运动综合和设计方法的正确性。本研究可为具有多位姿要求的新型移栽机构的设计提供方法借鉴。

摘要:针对覆膜花生收获后的花生秧在饲料加工过程中存在膜秧分离不彻底、损失率高等问题，结合揉切后物料尺寸特征和悬浮特性，设计了一种兼具分级、清土、输送和除膜功能的风筛组合式膜秧分离装置，并进行了膜秧分离特性试验与参数优化。以上层筛风机转速、下层筛风机转速和振动筛频率为试验因素，以除膜率和损失率为试验指标，运用DesignExpert 8.0.6软件设计三因素三水平二次回归正交试验，建立了响应面回归模型，并进行优化与试验验证。结果表明：各因素对除膜率影响的主次顺序为：下层筛风机转速、上层筛风机转速、振动筛频率；各因素对损失率影响的主次顺序为：下层筛风机转速、振动筛频率、上层筛风机转速。对优化结果进行了试验验证，当上层筛风机转速760r/min、下层筛风机转速670r/min、振动筛频率4Hz时，除膜率为91.24%，损失率为8.51%，验证试验结果与模型预测值相对误差小于5%。

摘要:针对水稻工厂化育秧播种中普遍存在空穴和单粒穴的问题，运用播种质量视觉检测技术，设计了一种高效智能补种决策系统。采用视觉采集和图像处理系统对播种质量进行检测，建立种群分布数据库；采用卷积计算方法对空穴和单粒穴的补种方案进行智能决策；对吸种相关参数进行设计计算，以确保吸种可靠；通过伺服电机驱动和气动组合吸针相结合的方式组成伺服补种机构，实现了精准、高效、连续的动态补种过程。试验表明：当每个钵体盘的补种率为2%时，平均每穴补种时间为1.51s，智能补种系统生产率达到420盘/h。说明智能补种决策大大提高了补种系统的工作效率。

摘要:针对大型喷雾机喷杆钟摆式主被动悬架系统存在的参数不确定性和随机干扰导致控制精度低、稳定性差的问题，对基于模型补偿的自适应鲁棒控制算法进行研究。建立了钟摆式主被动悬架的非线性动力学模型和调节机构几何方程，基于模型设计了自适应鲁棒控制器，综合悬架系统和电液位置伺服系统模型中存在的参数不确定性，同时兼顾系统未补偿的摩擦力和外部扰动等不确定非线性因素，通过理论分析和试验证明，在同时存在模型参数不确定和不确定非线性的情况下，设计的控制器可以保证系统输出跟踪控制的暂态性能和稳态精度。以单出杆液压作动器驱动的28m大型喷杆主被动悬架为例，借助建立的大型喷杆悬架半实物仿真平台进行了控制算法的试验验证，并使用Stewart六自由度运动平台模拟底盘的运动干扰，与反馈线性化控制器、鲁棒反馈控制器、PID控制器进行了试验对比，结果表明，设计的基于模型补偿的自适应鲁棒控制器最大跟踪误差0.148°，而反馈线性化控制器最大跟踪误差0.201°，鲁棒反馈控制器最大跟踪误差0.51°，PID控制器最大跟踪误差0.48°。设计的控制器在同时存在参数不确定性和扰动的情况下，使用较小的反馈增益能够保证渐进跟踪性能和稳态跟踪精度。

摘要:喷雾机械在进行植保作业时雾滴飘移和沉降是影响作业效果的重要因素。为减少雾滴飘移和非靶标区域内的无效沉降，设计了一种锥形风场式防飘移装置，以锥风风速、侧风风速、喷雾压力为因素，通过三因素三水平室内雾滴飘移沉积试验，明晰锥形风场对雾滴沉积效果的影响规律。结果表明：3种因素对雾滴的沉积特性都有较为显著的影响，其影响由大到小依次为：锥风风速、侧风风速、喷雾压力。当侧风风速为2m/s时，有锥风作用的雾滴体积中径较无锥风平均降低了11.7%，雾滴覆盖率、沉积密度、沉积量分别提高了21.9%、26.7%、22.6%。响应曲面模型优化结果显示，当侧风风速2m/s、喷雾压力为0.34MPa、锥风风速为16.53m/s时，雾滴沉积量最优值为3.14μL/cm2。当侧风风速大于2m/s时，应该降低喷雾压力、增大锥风风速，从而保证较优的雾滴沉积量。试验验证结果与模型预测基本吻合。

摘要:针对自动包装生产线上输送小麦粉等距螺旋喂料装置参数以经验设计为主、缺乏系统设计方法的问题，基于粒子群算法对螺旋喂料装置参数进行了优化设计。首先，针对输送小麦粉螺旋喂料器流量计算公式与实际流量误差较大、降低参数优化设计准确性的问题，以实际流量与理论流量的差值作为响应值，以对流量差值影响显著的螺距、内轴径、转速为变量设计正交试验，建立了变量与响应值之间的二阶回归方程，由此得到修正后的小麦粉流量计算式；然后，基于粒子群算法，以流量最大和螺旋体质量最小作为优化目标，以螺旋叶片外径、螺距、内轴外径、内轴筒内径作为变量，并采取比例的形式将2个目标转换为单目标优化问题，进行寻优求解；最后，根据算法优化结果进行试验，结果表明，优化后流量为3.0546t/h，比经验设计值提升了18.15%，螺旋体质量为6.2779kg，比经验设计质量减小了29.39%，修正后优化的理论流量为2.8647t/h，与实际测定流量的误差为6.22%。

摘要:为解决气力式超薄自粘膜横封装置结构复杂、稳定性差等问题，以现有生鲜食品包装机为平台，设计了一套生鲜食品包装机气力式超薄自粘膜横封装置。该装置由立式输送带、前后平行布置的两个上风盒、下折膜机构、切断机构和无动力托辊等组成，其中下折膜机构包括下风盒、滚轮、气缸等，利用气力和机械结构的复合运动，可较好地完成超薄自粘膜横封作业。构建了横封作业过程中包装物料与横封部件的力学模型，利用Fluent软件对其关键部件下风盒进行结构优化分析，得到最优参数为：下风盒进风口位置和水平方向出风口位置对称布置，风腔高度14mm、水平出风口直径3mm、水平出风口个数10个。以后上风盒出风口压强、下风盒水平出风口压强、下折膜机构与包装盒底部折膜间距为试验因素，以托盘后部横封率为试验指标进行了正交组合试验。经试验和结果分析，得到最佳参数组合为：后上风盒出风口压强113.3Pa、下风盒水平出风口压强85Pa、下折膜机构与包装盒底部折膜间距-3mm。经试验验证，最佳参数组合下横封率为99%，横封平整、美观，满足包装机横封作业要求。

摘要:针对联合收获机整机制造品质检测自动化水平不高、缺乏成套检测系统等问题，结合国家相关标准规范和企业实际需求，提出了2种整机制造品质检测方案，即多工位流水线式检测和多功能单元线式检测。通过数字化手段建立了2种整机制造品质检测系统的虚拟仿真模型，包括联合收获机、车间、检测仪器设备、传感器和虚拟工人等，并在Visual Components环境中分别对2种检测系统进行了仿真，对2套检测方案的适用范围、人员作业强度、仪器使用效率等进行了分析。仿真结果表明，多功能单元线式检测系统更适合联合收获机整机制造品质的检测。在建模仿真的基础上，以联合收获机电气系统为检测对象，开发了基于虚拟仪器技术的检测系统，实现了对整机电器工况、起动性能等工作参数的快速检测，提高了检测效率。本研究通过构建数字车间仿真模型为检测工艺评估和系统开发提供了有效的评价方法，进而为制造品质检测优化提供了支撑。

摘要:以黄河中下游的河南省孟津县为例，从生态服务性、景观完整性和生态敏感性等方面构建国土空间生态重要性评价体系，对2001—2018年间不同生态功能区内耕地演变进行定量分析，以推动黄河滩区生态功能恢复和农业高质量发展为终极目标，结合相关规划提出了分类调控方案。结果表明：孟津县的国土空间划分为极重要区（104.61km2）、较重要区（245.26km2）和一般区（384.90km2）3种类型，极重要区主要位于黄河滩区，在维护黄河流域水生态安全中起着关键作用。根据已有的优势空间和社会经济基础，制定了差别化的耕地调控方案：在极重要区，应积极推动退耕还滩，实施生态耕作模式；在较重要区，应加大对自然本底条件好而耕作不便利耕地的整治力度，为规模化农田建设创造条件；在一般区，应以社会化平台为依托，推动耕地的复合利用。孟津县黄河滩区需要退耕的土地面积为12.67km2，滩区耕地的有序退出有利于放大国家黄河生态战略的叠加效应。

摘要:基于西南地区2000—2018年不同时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI-1、SPEI-3、SPEI-12），应用线性趋势法和曼肯德尔检验（Mann-Kendall test, M-K）法分析了西南地区气象干旱的时间变化特征，评价了日光诱导叶绿素荧光（SIF）、归一化植被指数（NDVI）以及增强型植被指数（EVI）等植被遥感数据对区域植被状况监测的有效性及差异性。结果表明：2000—2018年西南地区SPEI整体上呈微弱增加趋势，其中，2000—2013年间，SPEI-12呈下降趋势（趋势率为-0.05/(10a)，R2=0.295），2014—2018年间，SPEI-12时间序列呈上升趋势（趋势率为0.04/(10a)，R2=0.094），说明在气候变化背景下，近年来西南地区的干旱化趋势有所缓解。SPEI-12的趋势突变点发生在2016年和2017年。相对于植被绿度指数NDVI和EVI，SIF对植被生长季发生的长期和短期干旱事件均表现出较大负异常，说明SIF可快速获取水分胁迫下的植被光合作用信息。森林、农田和草地的SIF与不同时间尺度气象干旱指数的相关性均高于NDVI和EVI，SIF对森林、农田及草地植被生态系统干旱监测的敏感性优于传统的植被绿度指数；草地的SIF与SPEI-1的相关性更高（R=0.859, P<0.01），其光合作用对短期水分胁迫最为敏感。本研究可为西南地区干旱的综合应对、水资源管理调控及生态治理提供科学依据。

摘要:为了快速、准确地估算叶面积指数（LAI），通过无人机搭载成像高光谱相机，获取了冬小麦3个生育期的影像数据，从中提取出株高（Hcsm）。首先，分析了植被指数、Hcsm与LAI的相关性，挑选出最优植被指数；然后，分别构建了单个参数的LAI线性估算模型；最后，以植被指数、植被指数结合Hcsm为模型输入因子，采用偏最小二乘回归方法构建LAI估算模型。结果表明：通过无人机高光谱遥感影像提取的Hcsm精度较高（R2=0.95）；在不同生育期，大部分植被指数和Hcsm均与LAI呈0.01显著相关水平；基于最优植被指数结合Hcsm估算LAI的精度优于仅基于最优植被指数或Hcsm的估算精度；以植被指数、植被指数结合Hcsm为输入变量，通过偏最小二乘回归构建的LAI估算模型在开花期估算精度达到最高，并且以植被指数结合Hcsm为自变量估算LAI的能力更佳（建模R2=0.73，RMSE为0.64）。本研究方法可以提高LAI估算精度，为农业管理者提供参考。

摘要:以马铃薯为研究对象，利用无人机得到现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期和成熟期的高光谱数据，实测了地上生物量（Above ground biomass，AGB）数据。首先，利用成像高光谱影像提取每个生育期马铃薯冠层高光谱反射率数据；然后，利用分数阶微分计算高光谱0~2阶微分（间隔0.2），将各阶微分下的光谱数据与地上生物量进行相关性分析，挑选出相关系数绝对值较大的前9个微分波段；最后，利用多元线性回归（Multiple linear regression，MLR）、随机森林（Random forest，RF）和人工神经网络（Artificial neural network，ANN）3种方法构建基于分数阶微分光谱的整体、不同品种、不同密度和不同施肥下的马铃薯AGB估算模型，并进行了对比。结果表明：各生育期相关系数绝对值最大值出现的阶数不同，现蕾期为0.8阶微分（470nm）；块茎形成期为1.8阶微分（710nm）；块茎增长期和淀粉积累期为1.6阶微分（718、722、766nm）；成熟期为1.0阶微分（622nm）。相较于整数阶微分，高光谱分数阶微分与AGB的相关性更高，分数阶微分可以提高马铃薯AGB的估算精度。分析了不同生育期整体、不同品种、不同密度和不同施肥下的马铃薯AGB估算模型，3种方法中以9个微分波段为因变量的AGB估算在块茎增长期表现效果最好，利用MLR方法得到的模型精度最高、稳定性最强，其次为RF模型，ANN模型表现效果最差。不同生育期利用3种方法构建的AGB估算模型精度由大到小依次为块茎增长期、块茎形成期、淀粉积累期、现蕾期、成熟期。

摘要:单位种植面积的麦穗数量是评估小麦产量的关键农艺指标之一。针对农田复杂场景中存在的大量麦芒、卷曲麦叶、杂草等环境噪声、小尺寸目标和光照不均等导致的麦穗检测准确度下降的问题，提出了一种基于深度学习的麦穗检测方法（FCS R-CNN）。以Cascade R-CNN为基本网络模型，通过引入特征金字塔网络（Feature pyramid network，FPN）融合浅层细节特征和高层丰富语义特征，通过采用在线难例挖掘(Online hard example mining, OHEM)技术增加对高损失样本的训练频次，通过IOU(Intersection over union)阈值对网络模型进行阶段性融合，最后基于圆形LBP纹理特征训练一个SVM分类器，对麦穗检出结果进行复验。大田图像测试表明，FCS R-CNN模型的检测精度达92.9%，识别单幅图像平均耗时为0.357s，平均精度为81.22%，比Cascade R-CNN提高了21.76个百分点。

摘要:为快速高效获取叶类植物叶片的外部表型参数、掌握植株生长状况，以绿萝叶片为研究对象，提出一种基于几何模型的叶长、叶宽与叶面积的三维估测方法。利用微软Kinect V2相机，自80cm高度垂直位姿获取绿萝叶片局部点云，并进行直通滤波去噪与包围盒精简等预处理，测量得到点云外形参数，输入预先建立的SAE网络分类预测得到几何模型参数，并基于曲面参数方程建立叶片几何模型。采用粒子群优化算法计算几何模型离散点云和局部点云间的空间距离，进行空间匹配，利用遗传算法求解最优匹配模型的内部模型参数，输出最优匹配模型的叶长、叶宽与叶面积作为估测结果。实验共采集150片绿萝叶片的局部点云数据，将估测结果和真实值进行数学统计与线性回归分析，得出叶长、叶宽与叶面积估测的平均误差分别为0.46cm、0.41cm和3.42cm2，叶长估测R2和RMSE分别为0.88和0.52cm，叶宽R2和RMSE分别为0.88和0.52cm，叶面积R2和RMSE分别为0.95和3.60cm2。实验表明，该方法对于绿萝叶片外形参数的估测效果较好，具有较高实用价值。

摘要:为了实现待考种大豆植株主茎节数的快速、高效测量，提出一种基于图像处理和聚类算法的待考种大豆主茎节数统计方法。首先，获取不同视角下的已脱叶待考种大豆植株图像，随机抽取训练集与验证集样本植株，并设定初始图像采集间隔与抽样步长；其次，通过植株分割、骨架提取、主茎节点去噪等操作，获取分布于植株主茎上的待检测大豆茎节点；通过基于空间距离的数据转换方法将分布离散的大豆茎节点转换至便于聚类的数据集内；利用HDBSCAN聚类算法对不同采集视角下的待检测大豆茎节点进行聚类，统计、记录主茎节数识别准确率，筛选最优采集间隔；最后，利用最优采集间隔对剩余样本植株主茎节数进行统计、分析。在63株 “中黄30”待考种大豆植株中抽取21株植株作为训练集，并进行实验测试，发现在采集间隔为90°时，以最小聚类簇为2，融合处理4幅大豆图像，大豆主茎节数识别效果最优。据此对42株验证集样本植株进行主茎节数识别和分析，结果表明，大豆主茎节数识别准确率可达98.25%。该方法能够快速、准确获取大豆主茎节数，可满足大豆考种需求。

摘要:针对自然环境下作物与杂草识别精度低、实时性和鲁棒性差等问题，以幼苗期玉米及其伴生杂草为研究对象，提出一种基于轻量卷积神经网络结合特征层信息融合机制的改进单步多框检测器（Single shot multibox detector，SSD）模型。首先，采用深度可分离卷积结合压缩与激励网络（Squeezeandexcitation networks，SENet）模块构建轻量特征提取单元，在此基础上通过密集化连接构成轻量化前置基础网络，替代标准SSD模型中的VGG16网络，以提高图像特征提取速度；然后，基于不同分类特征层融合机制，将扩展网络中深层语义信息与浅层细节信息进行融合，融合后的特征图具有足够的分辨率和更强的语义信息，可以提高对小尺寸作物与杂草的检测准确率。试验结果表明，本文提出的深度学习检测模型对自然环境下玉米及其伴生杂草的平均精度均值为88.27%、检测速度为32.26f/s、参数量为8.82×10.6，与标准SSD模型相比，精度提高了2.66个百分点，检测速度提高了33.86%，参数量降低了66.21%，同时对小尺寸目标以及作物与杂草叶片交叠情况的识别具有良好的鲁棒性与泛化能力。本文方法可为农业自动化精准除草提供技术支持。

摘要:为了提高百合病害诊断模型的抗噪能力，以VGG-16模型为基础构建卷积胶囊网络，并分析了胶囊尺寸、路由迭代次数对训练时间及模型精度的影响。最终得到胶囊尺寸为8、路由迭代次数为3的卷积胶囊网络，该网络对百合病害诊断精度达到99.20%。使用不同等级的高斯噪声、椒盐噪声、斑点噪声、仿射变换图像对模型抗噪能力进行测试，结果表明，卷积胶囊网络明显优于VGG-16模型，更适合在实际生产环境下的百合病害诊断。

摘要:2015年4—8月在甘肃地区和2017年3—7月在山东地区，在滴灌条件下对不同薄膜覆盖（透明薄膜，CF；不覆膜，NF；黑色薄膜；BF）的覆膜热效应及其对马铃薯生长的影响进行了试验。通过对马铃薯全生育期冠层净辐射、土壤热通量和土壤温度进行自动监测，对马铃薯块茎分级、产量、水分利用效率进行测量和计算。结果表明：BF处理的净辐射大于NF和CF处理，2015年BF处理在芽条生长期和苗期的净辐射最大值均比NF处理高12%，2017年则分别高22%和15%；2015年CF处理10cm深度处的土壤热通量最大值比BF处理和NF处理分别高66%和129%，2017年则为57%和91%；CF处理的土壤温度高于BF和NF处理，但在块茎形成期和块茎增长期CF处理的土壤温度稍低于BF和NF处理，2017年山东地区各处理土壤温度间的差异小于2015年甘肃地区；甘肃地区CF处理的耗水明显少于BF处理，并且该地区覆膜的热效应及其对提高马铃薯产量和水分利用效率的影响优于山东地区，建议甘肃地区采用透明薄膜覆盖马铃薯种植方式。

摘要:为探明秋耕覆盖措施下农田土壤水热肥特性对旱作马铃薯生长及产量的影响，于2013—2016年在宁南旱区秋作物收获后，通过设置不同耕作覆盖措施，研究马铃薯生育期0~200cm层土壤贮水量、0~25cm耕层土壤温度和0~40cm层土壤养分含量的动态变化，以及对马铃薯生长和产量的影响。结果表明，耕作方式、覆盖措施及二者交互作用可显著影响马铃薯播种期土壤贮水量，免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理保水效果最佳，平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理分别提高14.4%和14.7%；耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对马铃薯关键生育期土壤贮水量影响显著，深松秸秆覆盖处理改善土壤水分效果最佳，平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理提高20.7%。在马铃薯播种期，耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对耕层土壤温度影响显著，但随着生育期的推进其影响程度减小；同一耕作方式下的平均耕层土壤温度，地膜覆盖处理较不覆盖处理显著提高3.6℃，而秸秆覆盖处理显著降低1.4℃。经过3年秋耕覆盖后，耕作与覆盖交互作用对0~40cm层土壤养分各指标影响均呈极显著水平，在所有处理组合中，免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量较高，而翻耕不覆盖处理最低。同一耕作方式下，地膜覆盖的保温效应对马铃薯生育前期生长有促进作用，但后期高温不利于马铃薯生殖生长；秸秆覆盖在整个生育期具有稳温和降温效应，有利于马铃薯中后期生长。所有处理组合中，深松秸秆覆盖、免耕秸秆覆盖处理下马铃薯总产量和净收益较高，分别较翻耕不覆盖显著增产49.4%和38.3%，净收益分别提高129.1%和103.3%；深松地膜覆盖、深松秸秆覆盖处理对提高商品薯率效果较好，分别较翻耕不覆盖处理显著提高18.4%和16.2%。从经济与环境效益角度考虑，免耕、深松结合秸秆覆盖措施可调控农田土壤水、热及养分环境，实现马铃薯增产增效，在宁南半干旱区马铃薯生产中具有应用推广价值。

摘要:为了定量讨论DSSAT-CERES-Wheat模型中土壤参数对模拟结果的影响，运用扩展傅里叶幅度检验（EFAST）法，对影响冬小麦生产及生态系统中氮素分布的2类模型参数进行了敏感性研究，重点探讨了模型中土壤参数变化对模型模拟的冬小麦产量、冬小麦氮素分布、土壤氮素分布及土壤氮素转化的影响。结果表明：对冬小麦产量、地上生物量及收获指数影响最敏感的土壤参数为田间持水率，其次是土壤酸碱度；对冬小麦地上生物量中氮素含量影响最敏感的土壤参数为土壤酸碱度，对冬小麦籽粒中氮素含量影响最敏感的参数为田间持水率，对冬小麦根和叶中氮素含量影响最敏感的土壤参数则为土壤总氮含量；对作物吸收土壤中氮素影响最敏感的参数是径流曲线数，对土壤氮淋失量影响最敏感的参数为排水比率，对土壤中硝态氮、铵态氮含量影响最敏感的参数为土壤总氮含量；对土壤中氮素矿化和硝化影响最敏感的土壤参数为土壤总氮含量，对土壤氮素反硝化影响最敏感的参数为排水比率，对氨挥发量影响最敏感的参数为土壤总氮含量，氨挥发量对排水比率和土壤酸碱度的变化也较敏感。当侧重于模拟冬小麦产量及作物氮素研究时，原需测量的15个土壤参数可简化为4个，而当侧重于土壤氮素转化及分布研究时，可简化为重点测量的9个参数。本研究可降低CERES-Wheat模型土壤参数获取难度，方便模型本地化、区域化应用。

摘要:为明确秸秆覆盖对土壤蒸发阻力的影响、实现秸秆覆盖条件下的土壤蒸发模拟，以滨海土壤为对象，通过室内模拟试验，确立并构建了不同秸秆覆盖量（0、0.3、0.6、0.9、1.2kg/m2，分别表示为CK、S1、S2、S3、S4）下的土壤水分蒸发动力学模型和秸秆覆盖模式下的蒸发阻力模型，并根据实测蒸发数据进行了模拟评价。结果表明，表层土壤含水率随时间呈指数型减小趋势，且同一时刻，秸秆覆盖量较大的处理表层土壤含水率较大；土壤蒸发强度随含水率的增加呈指数型增加，土壤累计蒸发量随含水率的降低呈线性增加趋势，拟合直线的决定系数R2均大于0.9，且秸秆覆盖量越大，平均土壤蒸发强度和土壤累计蒸发量均越小；不同秸秆覆盖量下覆盖阻力差异较大，而同一秸秆覆盖量间覆盖阻力差异较小，覆盖阻力随秸秆覆盖量的增加而线性增加，两者呈显著正相关（R2=0.9114，p<0.05）。根据秸秆覆盖阻力模型模拟的计算土壤蒸发量与实际土壤蒸发量的RMSE为4.18×10-4mm/min、MAE为3.85×10-5mm/min、NS为0.90，拟合直线斜率k为0.926。说明所建立的秸秆覆盖阻力模型能够准确估算秸秆覆盖模式下的土壤蒸发量。

摘要:为了探讨盐渍农田作物冠层的生长特性及其对光能的吸收利用规律，选择盐渍化地区主要经济作物向日葵为研究对象，于2015年和2016年在内蒙古河套灌区进行了大田试验。根据0~60cm深度土壤初始饱和浸提液电导率，设置3个盐分水平：轻度（S0: 0~3dS/m）、中度（S1: 3~6dS/m）和重度盐分胁迫（S2: 大于6dS/m），设置N0、N1、N2、N3共4个施氮量水平，施氮量分别为45、90、135、180kg/hm2，其中2015年试验施加N0和N2水平，2016年施加N1和N3水平。对向日葵在不同盐氮水平下的叶面积动态生长过程、消光系数、辐射截获与利用效率等指标进行监测。结果表明，盐分胁迫会抑制向日葵群体叶面积指数（CLAI）在苗期和蕾期的增长，且在N3施氮量下的影响更为明显，S1和S2水平的CLAI比S0水平分别下降了48.3%和64.4%。S1水平对冠层发展造成的影响会在营养生长停止前得到缓解，而S2水平下的向日葵在进入成熟期后才能进行一定的补偿性生长。各处理的日间光能截获率(fPAR)和辐射利用效率（RUE）均表现出从苗期开始持续上升至蕾期中后期，于花期达到峰值，在成熟期出现下降的规律，其中，S0N3处理的fPAR及其累积光合有效辐射量（IPAR）在全生育期内均高于其他处理，两年试验中的最大RUE出现在S1N3处理，达到2.26g/MJ。分析得出，本试验所用向日葵品种的消光系数为0.729。结合修正的Logistic方程及单株最大叶面积指数与有效氮肥施用量（ENA）间的线性相关关系，建立了描述不同盐氮水平下向日葵单株LAI随归一化发展指数动态变化过程的模型。研究表明，在S1水平下，增施氮肥（N2和N3）可减轻盐分胁迫效应，促进叶片生长和光能截获，提升RUE和籽粒产量的累积；在S2水平下，增施氮肥不仅不能促进冠层发展和产量累积，而且还会降低其进入成熟期前的RUE。本研究可为在不同盐渍化水平的农田中合理施用氮肥、定量预测作物冠层发展水平提供依据。

摘要:以玉米秸秆为原料，在不同温度下（280℃和320℃），分别采用水热炭化法和热裂解炭化法制备秸秆水热炭和热裂解炭，对比分析了两种生物质炭的结构差异，并结合等温吸附模型和吸附动力学模型研究了秸秆水热炭和热裂解炭对铅离子的吸附机制。结果表明：随着反应温度的升高，水热炭的脱氢效果更显著，形成了无序的晶体结构及丰富的表面含氧官能团；热裂解炭的脱氧效果更显著，其表面含氧官能团较少，且形成了有序的晶体结构。水热炭的孔隙率先增大、后减小，呈现致密、平滑的表面形貌；热裂解炭的孔隙率持续增加，具有显著的中孔结构特征，呈现粗糙多孔的表面形貌。秸秆水热炭和热裂解炭分别在4h和10h达到吸附平衡，理论平衡吸附量分别可达214.16mg/g和133.99mg/g。秸秆热裂解炭对铅离子吸附符合准一级动力学模型和Freundlich等温吸附模型，表明其吸附反应为多分子层吸附过程；而秸秆水热炭对铅离子吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，表明其吸附反应为单分子层吸附过程。结合两种生物质炭的结构特征可知，热裂解炭主要依靠铅离子在其孔隙内的扩散运动进行物理吸附，其中大尺寸中孔的存在更有利于铅离子克服空间障碍进入孔隙，但吸附能力相对较弱，且容易脱附。络合反应是水热炭脱除水中铅离子主要机制，即含氧官能团与铅离子结合形成络合物的化学吸附，其吸附能力较强，且不容易脱附。

摘要:为发挥表冷器-风机集放热系统的最佳性能，以提高热流量和性能系数(COP)为优化目标，选取空气-循环水的温度差（水气温差）、水流速和风速3个关键影响因素，分别进行了单因素和三因素三水平响应面优化试验。结果表明：在水流速和风速不变的条件下，热流量和性能系数随水气温差的增大而线性增大；在水气温差不变的条件下，热流量随水流速或风速的增大而增大，性能系数呈先增大后减小的趋势。由响应面法得出各影响因素对热流量影响由大到小依次为水流速、风速、水气温差，对性能系数影响由大到小依次为风速、水流速、水气温差；系统的优化调控参数为：风速1.91m/s、水流速1.23m/s、水气温差5.8℃，此时热流量为5.88kW，性能系数为4.9。说明响应面法用于优化表冷器-风机集放热系统调控参数可行。本研究为此类集放热系统高效、节能运行提供了一种参数调控优化方法。

摘要:针对传统牛肉嫩度检测速度慢、精度低的问题，提出了基于气流脉冲结合结构光3D成像的牛肉嫩度快速无损检测方法。首先，利用脉冲气流对牛肉表面进行冲击，同时通过结构光3D成像获取待测牛肉表面凹陷区域的三维点云信息；然后，采用去噪、点云分割、贪婪投影三角化、Delaunay三角化、曲面拟合等算法进行点云处理，获得牛肉表面凹陷区域的深度、映射面积、表面积和体积等信息；基于此,分别建立基于最小二乘支持向量机回归（LS-SVR）、BP神经网络和广义回归神经网络（GRNN）的生鲜牛肉剪切力预测模型；结果表明，GRNN模型预测表现最佳，预测集相关系数为0.975，均方根误差为5.307N。采用基于K-fold交叉验证的GRNN神经网络对牛肉嫩度等级进行预测，结果显示该方法对较嫩牛肉分级效果较好，为100%，对较老牛肉分级效果稍差，为91.3%。研究表明，基于气流脉冲结合结构光3D成像进行牛肉剪切力以及嫩度快速、无损检测是可行的。

摘要:为运用空化射流处理技术有效提高酶法制油豆渣中可溶性蛋白含量、改善其理化特性，采用二维和三维荧光、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳及扫描电镜解析了不同空化射流处理时间（0、5、10、15min）对豆渣蛋白结构的影响及形态变化，并采用溶解性、乳化性、氨基酸分析、粒度分布及ζ电位对其理化及功能特性进行表征，最终明确了空化射流处理对酶法制油豆渣蛋白结构及理化特性的影响规律。结果表明：空化射流可促进豆渣蛋白结构解折叠，使分子间相互作用增强，其亚基结构由高分子量向低分子量转化；当空化射流处理10min时，豆渣蛋白粒度分布稳定，且体积平均粒径D\[4,3\]达到最低值（470.10±8.70）nm，ζ电位绝对值达到最大（27.4±0.83）mV，溶解特性及界面性质最佳；经氨基酸分析发现，酶法制油豆渣蛋白和大豆分离蛋白（SPI）的氨基酸组成相似，其疏水性氨基酸质量分数达33.03%。

摘要:为了提高维生素D3的光稳定性，采用高压均质技术制备大豆分离蛋白（SPI）-维生素D3纳米粒子，研究了均质次数对SPI-维生素D3纳米粒子中SPI结构和维生素D3光稳定性的影响。结果表明：与对照样品相比，高压均质2次时，SPI-维生素D3纳米粒子负载率提高了27.7%，平均粒径由145.20nm减小至82.00nm，浊度逐渐减小，粒径分布更均一；SPI-维生素D3纳米粒子中SPI的表面疏水性增大，内源荧光光谱荧光强度增强；傅里叶红外光谱结果显示，高压均质后SPI-维生素D3纳米复合物的二级结构发生改变，当均质次数不超过2次时，α螺旋和β折叠逐渐转变成β转角，均质次数为3、4次时，样品发生了不溶性聚集；经过2次高压均质处理后，样品中维生素D3的光稳定性显著提高，与对照样品相比，紫外线照射4h后维生素D3的质量分数提高了166.6%。本研究表明，采用高压均质技术制备SPI-维生素D3纳米粒子是提高维生素D3光稳定性的有效方法。

摘要:制备了大豆分离蛋白（Soy protein isolate，SPI）凝胶颗粒，并使用该颗粒制备了稳定的Pickering高内相乳液。通过粒径和ζ电位测定、冷冻扫描电镜和光学显微镜观察以及外观分析，以流变特性为指标，对SPI凝胶颗粒和Pickering高内相乳液特性进行研究。结果表明，SPI凝胶颗粒的粒径和ζ电位随pH值的变化而变化，当SPI凝胶颗粒pH值为4.0～5.0时，临近SPI等电点，ζ电位的绝对值最小，此时凝胶颗粒相互聚集，不能成功制备稳定的高内相乳液。在pH值为 9.0时，大豆分离蛋白凝胶颗粒紧密结合在一起，呈凝胶网络状结构。在碱性条件下，蛋白质质量分数为1.00%、内相体积分数为78%～82%时，可以制备稳定的Pickering高内相乳液。通过增加内相体积分数，使大豆分离蛋白凝胶颗粒稳定的Pickering乳液体系分布更加均匀，不易发生聚集，形成更加致密稳定的多孔结构，且具有更强的弹性凝胶乳液特性。

摘要:针对现有丘陵山地拖拉机姿态调整精度和可靠性难以满足实际使用需求的问题，基于神经网络PID算法设计了丘陵山地拖拉机车身和机具姿态同步控制系统。根据车身和机具不同的姿态调整要求，设计了相应的控制系统，并对其进行动力学建模，进而采用了基于神经网络PID的同步控制算法。以常规的PID控制算法作为对照，进行了仿真分析，仿真结果表明，基于神经网络PID算法的同步控制系统有效，且控制性能优于PID控制算法。在固定坡度路面和随机坡度路面上进行了作业试验，结果表明，其于神经网络PID控制算法的精度和稳定性均优于PID控制算法：在固定坡度路面上，车身横向倾角最大误差为0.8640°，左右摆角绝对值差最大误差为0.9600°，机具横向倾角最大误差为0.6497°；在随机坡度路面上，车身横向倾角最大误差为2.8740°，左右摆角绝对值最大误差为4.2800°，机具横向倾角最大误差为1.7620°。说明本文提出的方法具有较好的控制精度和稳定性，能够满足丘陵山地拖拉机的实际使用需求。

摘要:针对大功率拖拉机动力换挡过程中湿式离合器充油压力实际值与理想值之间存在偏差的问题，提出了基于紧格式动态线性化的离合器压力无模型自适应预测控制（Model free adaptive predictive control，MFAPC）算法，以实现离合器油缸压力的跟随控制。考虑到外界干扰和离合器液压控制系统参数的不确定性，构建湿式离合器驱动执行机构的完整非线性动力学模型和AMESim仿真模型，以离合器油缸压力为控制目标，采用紧格式动态线性化方法将非线性离合器液压执行机构数学模型等价转换为动态线性化数据模型，并设计了基于MFAPC的湿式离合器压力控制器，经Matlab/Simulink仿真试验验证了动态线性化模型的正确性及控制算法的可靠性。结果表明，与PID、MFAC等算法相比，本文算法控制跟踪效果更优，且具有较好的鲁棒性；MFAPC能够快速调整控制参数，响应期望压力变化；在方波信号激励下的响应时间仅为0.119s，在正弦信号激励下的稳态误差仅为±0.0281MPa，比传统PID算法降低了48.91%。此外，MFAPC的抗干扰能力优于其他算法，在接合过程中，湿式离合器最大冲击度仅为16.57m/s3，证明该算法具有较好的动态性能，有利于提高动力换挡的换挡品质，保证大功率拖拉机工作过程中的动力性。

摘要:用于远洋渔船外板除锈的爬壁机器人在进行壁面作业时需要翻越焊缝，采用充气轮的爬壁机器人在翻越焊缝后会出现轮胎压缩量的减小，导致磁铁气隙增大、磁铁吸附力减小，从而削弱爬壁机器人的负载能力，降低了壁面行走可靠性，为此对爬壁机器人翻越焊缝的动力学过程进行研究。首先，将驱动轮轮胎简化为弹簧阻尼器，建立爬壁机器人翻越焊缝过程的动力学模型，并将驱动轮的翻越焊缝过程划分为不同的阶段；其次，利用数值方法求解该动力学模型，分析不同胎压下驱动轮翻越焊缝过程中爬壁机器人的运动状态；最后，进行了爬壁机器人翻越焊缝过程试验，结果表明，机器人翻越焊缝过程的试验结果与数值仿真结果基本一致，验证了本文所建动力学模型的正确性与合理性。

摘要:针对数学表征行星变速机构换挡变胞过程及自动识别各挡位构态属性较难的问题，首先，解析了行星变速机构变胞理论，基于机构转换法定义相对转速意义下行星排构件间运动副约束函数的转换规则，构建以约束函数为元素的行星变速机构构件和关联关系的邻接矩阵；然后，根据换挡逻辑分析了操纵离合器和制动器的换挡变胞过程，基于邻接矩阵分别推导这两种换挡构态演变的变胞方程，建立包含行星排空转和整体回转等特殊构态的判别准则，结合实例分析揭示换挡变胞机理；最后，通过建立相对转速方程和行星变速机构特性参数识别，结合行星变速机构等效拓扑模型的约束条件，提出了基于构态变胞方程的行星变速机构传动比和转矩自动建模和求解方法，实现了行星变速机构各挡位构态属性的自动识别。以某拖拉机行星变速器为例进行了分析，验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:针对负载质量和负载力等参数不确定的主动悬挂电液伺服作动器位置控制系统，采用内模控制方法对其进行位置控制。根据系统特性建立了电液伺服作动器位置控制系统线性化数学模型，并基于此模型设计了内模控制器。为验证内模控制器的控制效果，进行了与PID控制的对比仿真分析和台架试验。以阶跃信号为输入信号进行了仿真分析，仿真结果表明，系统在内模控制下的单位阶跃响应快速、平稳、无超调，动态特性优于PID控制，且当系统受到外部干扰时，内模控制比PID控制能更快速、平稳地恢复至稳态值。台架试验包括改变正弦输入信号频率和改变负载质量两种试验方案。结果表明，当正弦输入信号频率由0.1Hz增加至2Hz时，基于PID控制的系统跟踪性能明显恶化，而基于内模控制的系统跟踪性能并无明显变化；当负载质量发生变化时，基于内模控制的系统跟踪误差变化幅度明显小于PID控制。基于内模控制的电液伺服作动器位置控制系统的跟踪响应性能优于PID控制，满足主动悬挂系统的使用要求。

摘要:针对联合收获机脱粒装置设计过程中装备结构复杂、参数化变形设计困难以及对设计人员专业素质要求高的问题，为寻求合适的参数化设计手段，研究了基于Skeleton Design（骨架设计）的脱粒装置交互式设计系统。以纹杆滚筒式脱粒装置为研究对象，引入Skeleton Design过程体的概念，结合纹杆滚筒式脱粒装置的总体设计过程，实现脱粒装置的个性化设计与参数化建模。以VS（Microsoft Visual Studio）环境下VB.NET为开发语言，应用CATIA（Computer aided tridimensional interface application）二次开发接口技术与SQL Server数据库管理，将模型、参数、知识信息等数字化资源与操作平台组织起来，联合运用，通过人机交互的方式进行产品设计。系统测试表明，该系统能在降低设计人员专业性、提高开发产品准确性的同时，提高设计效率、缩短设计周期，并且易于理解和应用，增强了模型的知识继承与重用性，满足脱粒装置个性化设计要求。

摘要:针对打结器支架铸造毛坯存在误差、支架结构复杂、难以加工成型等问题，为了减小支架毛坯铸造误差对加工质量的影响，基于三维扫描技术对打结器支架毛坯进行逆向检测与分析，得到同一批次铸造支架毛坯的误差分布规律。通过推导不同空间坐标系下的轴孔中心坐标变换规律，提出一种支架轴孔加工位置偏离理想位置的调整方法。针对打结器支架的5个空间交错轴孔和1个凸轮曲面，设计了打结器支架的专用夹具，制定了五轴数控加工工序，通过一次装夹可完成5个空间交错的轴孔和凸轮曲面的加工。将加工成型的支架和其他零部件组装成打结器，进行了方草捆打结试验，结果表明，打结器支架上各轴孔的相对位置与角度关系准确，打结动作精准、可靠，支架加工成品率为99%，方草捆成结率为100%。