摘要:表示学习是一种将研究对象的内在信息表示为稠密低维实值向量的方法，其基本思路是找到对原始数据更好的表达。表示学习凭借其自动提取特征的能力，在处理大量人为先验理解有限的数据时表现出高效性。有监督以及无监督的表示学习模型在文本、图像、三维点云等植物表型数据的分析研究中获得了运用。随着近年来数据量的迅速增长以及基因组学研究的快速发展，植物表型研究数据具有高通量、高精度等特征，表示学习模型在海量高维植物表型数据的分析任务中获得了关注。本文简述了表示学习的相关概念和表示学习技术研究进展，对有监督和无监督的表示学习模型进行对比分析，阐述了植物表型数据概念及其处理方法，重点从植物种类识别、病虫害检测分析、产量预测、基因研究和形态结构表型数据计算等方面，探讨了表示学习在植物表型中的研究应用意义及其存在的问题。最后，指出表示学习在植物表型应用中的发展方向：开发能够适用于分析不同种植物表型数据的表示学习模型，实现高整合度、高通用性的目标；提高表示学习模型的实时性及准确度，以增强其实用性；多模态表型数据的表示学习可为学科的交叉数据分析研究提供统一的数据视图。

摘要:为实现精密播种作业中播种下压力和播深的实时监控和质量评价，设计了一种多行播种机下压力和播深CAN总线监控与评价系统。系统采用基于角度和轴销传感器的播深和下压力测量装置，优化设计了液压驱动和分区控制的气压驱动装置，开发了基于CoDeSys（Controlled development system）编程环境的智能终端交互界面和ECU（Electronic control unit）控制程序，实现了基于CAN总线通信的作业参数监测控制和质量评价。通过搭建的室内试验台完成了播深和下压力静态建模试验，建立了适应不同设定播深的下压力测量模型。分区控制系统响应测试试验表明，在调节范围（0.2~0.6MPa）内，系统超调量低于5.97%；响应时间与控制行数和设定气压正相关；在设定气压（0.1~0.6MPa）范围内，6行播种机调节时间不超过2.35s。为测试系统工作性能，在25、50、75mm 3种设定播深下，对左区控制（600N）、右区控制（300N）、机械调节和自重调节4种控制方式进行了田间性能试验。土壤压实和播种下压力控制效果试验表明，主动分区控制方式可实现更为稳定的土壤紧实度，且在浅旋地块环境下，右区控制方式可达到最优的下压力稳定性，其控制合格率不小于95.78%；播深控制效果试验表明，随着设定播深的增大，播深质量显著降低，在设定播深25~75mm范围内，左区控制、右区控制、机械调节和自重调节对应的最小播深合格率分别为91.92%、92.53%、70.44%和58.72%，对应的最大标准差分别为2.22、3.11、3.69、7.70mm，对应的最大变异系数分别为3.52%、4.40%、4.96%和14.01%。相比机械调节和自重调节，分区控制系统提高了单体下压力和播深稳定性。

摘要:针孔管式小麦匀播机构的气道结构复杂、排布密集、截面积多变、弯折狭长，对气流的流通造成阻碍。为优化机构参数、减少气力损耗、提高气力利用效率，本文通过对流体域内可导致气力损耗的区域（变截面狭长圆柱区域、输气管弯折区域、气室汇流区域及负压口-气室连接区域）进行分析，明晰了各区域产生气力损耗的原理及类型，得出横向输气管直径、输气管夹角及负压口直径是影响气力损耗的关键参数。以上述参数为试验因素，以吸种孔平均气流速度、吸种孔最低气流速度及吸种孔速度标准差为试验指标，利用Fluent软件进行三因素三水平正交仿真试验，得到各参数对指标的影响程度，并确定气力损耗最小的参数组合为：横向输气管直径8mm、输气管夹角105°、负压口直径36mm。在此参数组合下，吸种孔平均气流速度为86.4m/s，吸种孔最低气流速度为75.16m/s，吸种孔速度标准差为7.35m/s。样机试验结果略小于仿真结果，但趋势一致，验证了数值分析的可靠性。

摘要:针对长江中下游稻油轮作区油菜直播作业时，因前茬水稻留茬高、秸秆量大而导致旋耕部件作业耕深浅、秸秆埋覆率低的问题，结合油菜根系生长对直播的农艺要求，提出犁耕与旋耕组合的联合耕整方案，设计一种与油菜直播机配合，通过先抬、后扣的作业方式，实现高茬粘重土壤有序翻埋的扣垡装置，并集成了犁旋组合式油菜直播机。分析阐述了扣垡犁曲面形成原理，确定了其关键影响因素导线、元线角、母线的数学模型，构建了土垡与扣垡犁力学模型，阐明了犁体曲面扣垡过程。为验证扣垡装置功能，在高茬秸秆工况下开展扣垡犁单体试验，试验结果表明，扣垡犁平均扣垡率为93.41%，具有较好的扣垡埋茬功能。以设计的犁旋组合式油菜直播机与仅有旋耕装置的油菜直播机分别在秸秆留茬高度为338、452mm工况下进行了田间对比试验，2种工况下，犁旋组合式直播机相对仅有旋耕装置的油菜直播机的耕深分别提高了137、110mm，秸秆埋覆率分别提高了33.94、28.36个百分点，种床耕整效果优于仅有旋耕装置的油菜直播机，作业质量满足油菜播种要求。该研究可为犁旋组合式耕整机和犁体曲面优化设计提供参考。

摘要:针对传统油菜条播排种器用种量大、株距变异系数大、个体生长良莠不齐等生产实际问题，结合油菜种植农艺要求，设计了一种带缺口矩形勺式型孔精量取种的油菜勺式精量穴播排种器，分析了排种器的工作过程，确定了勺轮组合，以及取种勺式型孔尺寸、安装数量、安装倾斜角、勺轮转速等主要参数。采用响应面优化试验分析了取种勺安装前倾角、取种勺式型孔长度和勺轮转速对穴粒数合格率、漏播率及重播率的影响，试验表明，在取种勺安装前倾角为47.5°、取种勺式型孔长度为5.4mm、勺轮转速为24.3r/min时，穴粒数合格率（（3±1）粒/穴）为91.40%、漏播率（0或1粒/穴）为4.84%、重播率（大于4粒/穴）为376%，排种性能较优。由田间播种试验统计得到，油菜种植密度为63株/m2，满足油菜农艺种植要求。该研究可为油菜精量穴播排种装置设计提供参考。

摘要:为探索气送式排种系统输种管长度对排种性能的影响机理，在分析不同长度输种管管内气流平均流速变化规律的基础上，进行流体动力学（CFD）仿真，得到不同长度输种管管内气流速度流场分布图及排种量分布图。采用二次回归通用旋转组合设计试验，以播种量和风机频率为影响因素，以输种管管内气流平均流速、各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数为试验指标，进行了台架试验。试验结果表明：输种管长度增加，输种管管内气流平均流速降低，种子运动速度减慢，排种量减少，且当输种管长度小于2.50m时，变化显著；当输种管长度在2.50~6.25m时，气流平均流速降低速率减小，种子运动速度减慢变缓，排种量变化平缓，各行排量一致性变异系数为2.82%~3.88%，总排量稳定性变异系数为0.39%~1.28%，满足相关标准要求。因此设计时建议输种管长度选择在2.50~6.25m之间。

摘要:为了提高蔬菜钵苗栽植效率，提出了一种高速变姿态接苗鸭嘴式栽植机构。以羊角椒钵苗为作业对象，建立了机构运动学模型，设定优化目标，运用Visual Basic 6.0开发栽植机构计算机辅助设计优化软件，通过优化得到满足要求的“水滴”形理论轨迹和一组符合栽植要求的机构参数。建立了三维模型，并运用ADAMS软件进行虚拟仿真，形成仿真轨迹，对栽植机构摆角变化与速度曲线进行分析，验证了栽植机构设计的合理性。运用3D打印技术加工物理样机，并进行台架试验，得到实际轨迹，验证了理论轨迹、仿真轨迹及实际轨迹的一致性。接苗-栽植试验表明，平均栽植合格率为99.8%，平均栽植深度合格率为99.2%，验证了该栽植机构的实用性。

摘要:针对饲料油菜机械化收获中的切碎、抛送等关键环节离散元仿真缺乏准确模型的问题，以抽薹期饲料油菜茎秆为研究对象，利用EDEM仿真软件开展饲料油菜茎秆破碎离散元仿真模型参数标定研究。试验测定了饲料油菜本征参数，应用Hertz-Mindlin基本模型进行饲料油菜茎秆颗粒堆积仿真试验，通过二水平因子试验、最陡爬坡试验和响应曲面试验，确定了饲料油菜茎秆颗粒碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等基本接触参数。在此基础上，应用Hertz-Mindlin with bonding接触模型进行饲料油菜茎秆弯曲破坏仿真试验，通过响应面分析确定了饲料油菜茎秆颗粒法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力等饲料油菜茎秆破碎离散元仿真模型的主要参数。以确定的参数进行堆积角仿真试验，结果表明，仿真结果与实测值相对误差为2.27%；不同直径油菜茎秆破碎仿真试验表明，仿真结果与实测值相对误差不大于4.21%，说明标定方法正确可行，标定参数准确可靠。

摘要:针对传统一级升运链马铃薯挖掘机土薯分离效果差、人工捡拾铺条劳动强度大的作业难题，设计了4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机。对挖掘机阶梯挖掘铲、两级升运链式土薯分离输送装置及液压开启式集薯箱等关键部件进行设计与选型，并完成其关键参数的计算确定。以样机前进速度、一级土薯分离装置线速度和二级土薯分离升运装置线速度为自变量，以明薯率和伤薯率为响应值，依照Box-Behnken试验设计原理，采用三因素三水平响应面分析方法，分别建立了各因素与明薯率、伤薯率之间的数学模型，并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明，对明薯率影响的主次顺序依次为二级土薯分离升运装置线速度、样机前进速度和一级土薯分离装置线速度，对伤薯率影响的主次顺序依次为一级土薯分离装置线速度、二级土薯分离升运装置线速度和样机前进速度；马铃薯挖掘机最佳工作参数为：样机前进速度1.50m/s、一级土薯分离装置线速度1.37m/s、二级土薯分离升运装置线速度0.89m/s。验证试验表明，4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机作业后，明薯率为95.11%、伤薯率为3.36%，性能试验指标均达到国家行业标准要求，表明在优化工作参数条件下该作业机能够提升马铃薯机械化收获质量。

摘要:针对胡萝卜联合收获机作业时松土铲普遍存在作业阻力大、漏拔率高等问题，设计了一种高效减阻松土铲。以狗獾爪趾为仿生原型设计了仿生减阻铲尖，并分析了其减阻机理，建立了铲翼与土壤间的力学接触模型，确定了影响松土铲作业质量的铲翼结构参数。基于EDEM离散元仿真技术，建立了部件-土壤-作物多元仿真模型，通过单因素试验与正交旋转组合试验，确定了铲翼结构参数取值范围及其对指标的影响规律。建立了试验因素与指标间的多目标优化数学模型，运用Design-Expert 8.0.6 软件确定了松土铲的最优参数组合，通过田间性能试验验证了高效减阻松土铲的作业性能。结果表明：影响胡萝卜联合收获机松土铲作业质量的主要结构参数为铲翼开角α和铲翼倾角β，当铲翼开角α和铲翼倾角β分别为120.27°和47.37°时，松土铲作业性能最优，最优组合下前进阻力与胡萝卜拔取力分别为1908.76N和55.37N。经田间性能试验验证，田间试验结果与仿真优化结果基本一致，与凿式松土铲相比，高效减阻松土铲前进阻力降低了579%，胡萝卜拔取力降低了20.68%，漏拔率降低了3.8个百分点，满足胡萝卜收获农艺要求。

摘要:针对山药机械化收获整体占比低、作业效率低、收获损伤率高以及人工辅助作业劳动强度大等问题，基于经验设计方法，设计了全液压悬挂式单行山药收获机。研究了山药挖掘收获中关键部件——格栅式振动挖掘铲的结构，综合运用SolidWorks的Motion与Simulation插件，对振动碎土装置进行了动力学仿真分析与计算，对该部件的静力学和动力学特征进行了分析。结合山药收获的农艺要求，研究了振动挖掘部分的频率、往复摆动振幅及其相关机械结构参数，确定了最优结构参数，并对其进行了强度分析、计算和校核，最后进行了田间收获试验。试验结果表明，振动挖掘碎土装置的作业效率较高，可实现土壤与山药黏连部分的快速、高效分离，机械收获完好率达到89.2%，基本满足农户高效收获与低损率的要求。

摘要:3ZCF-7700型多功能除草机能够满足玉米、大豆等作物株间、行间松土除草农艺要求，但不适合在作物残茬、茎秆多的田间进行除草作业。为了解决除草机作业单体机构结构复杂、适应性差、前后梳齿驱动盘横向间距不能调整等问题，对作业单体机构进行了改进设计。针对株间除草作业过程中梳齿易缠草、堵塞和入土能力弱等问题，设计了行星轮梳齿式株间除草机构，确定了除草机构的主要参数。以除草率和伤苗率为评价指标，在自制的室内试验台架上进行了单因素试验，获得影响其作业性能的主要因素及各因素的取值范围。以梳齿入土角、梳齿最深入土位置和梳齿最深入土深度为试验因素，在大豆田间进行L9(34)正交试验，考察试验因素对除草机构作业性能的影响。试验结果表明，各因素对除草率影响的主次顺序依次为梳齿最深入土深度、梳齿最深入土位置、梳齿入土角；各因素对伤苗率影响的主次顺序依次为梳齿入土角、梳齿最深入土深度、梳齿最深入土位置；最优水平组合为：梳齿入土角10°、梳齿最深入土位置80mm、梳齿最深入土深度47.5mm。以最优水平组合进行了田间验证试验，结果表明，株间除草率平均值为86.3%，伤苗率平均值为2.66%，作业性能稳定。

摘要:为了促进全混合日粮（简称日粮）饲喂技术的推广应用，设计了一种桨叶式日粮混合机，并对该混合机进行了性能试验与参数优化。利用桨叶式日粮混合试验装置，对混合室内日粮的混合过程进行分析，将混合室内日粮分布区域划分为积料区、提料区、滑落区和塌落区，各区域混合方式为：积料区与提料区主要发生剪切混合与对流混合，滑落区与塌落区以较强剪切混合与扩散混合为主；以混合时间、转子转速和桨叶安装角为试验因素，以变异系数与净功耗为评价指标，采用三因素五水平二次回归正交旋转组合试验方法进行试验，获得了该机试验因素对混合均匀度及净功耗的影响规律。试验结果表明：在填充率为65%时，最优参数组合为：混合时间5.3min、转子转速8.6r/min、桨叶安装角34°，对应的变异系数为7.01%、净功耗为51.02kJ。该日粮混合机满足日粮的混合要求，性能较优。

摘要:水泵水轮机是抽水蓄能电站的核心部件，水泵水轮机的轴向力特性对其运行稳定性与安全性具有主要影响。作为一种典型的立式机组，为防止抬机事故的发生，机组转轮部分需要具有向下的轴向力，但在泵工况下，该轴向力容易过大，并可能引起机组下沉。采用计算流体动力学方法，研究分析抽水蓄能水泵水轮机泵工况不同流量与活动导叶开度下的轴向力特性。研究结果表明，在泵小流量、小导叶开度、高扬程的工况下，向下的轴向力较大；采用对称布置的均压管路连接转轮上冠腔体与尾水管，轴向力变为轻微向上，扬程与水力效率无显著变化，有效解决了机组泵工况向下轴向力较大的问题，机组运行的安全性与稳定性得到了显著提高。

摘要:为了探究土地集约利用与城镇化的耦合协调关系，促进两者协调发展，以安徽省为例，首先，运用熵权TOPSIS模型，分别评价安徽省2000—2017年土地集约利用与城镇化绩效水平，研判两者的绩效水平及其子系统变化趋势；然后，运用耦合度和协调度模型，基于耦合作用系数的取值变化，探讨不同情形下安徽省土地集约利用与城镇化协调发展关系及变化趋势；最后，运用障碍度模型，诊断影响安徽省土地集约利用与城镇化协调发展的障碍因子。结果表明：2000—2017年，安徽省土地集约利用与城镇化水平均呈逐年上升态势，稳中趋好。2000—2017年安徽省土地集约利用绩效水平从0.0536增至0.9587，年均增长18.49%；安徽省城镇化水平从0.2715增至0.8180，年均增长6.70%。从土地集约利用各子系统来看，经济绩效子系统对土地集约利用的贡献最大，生态绩效子系统对土地集约利用的贡献最小，权重分别为0.3526和0.1308；从城镇化各子系统来看，经济城镇化子系统对城镇化水平影响最大，生态城镇化子系统对城镇化水平影响最小，权重分别为0.4160和0.1377。在不同耦合作用系数取值情形下，安徽省土地集约利用与城镇化协调发展关系变化趋势除2005年和2012年略有不同外，其余16年两者协调发展变化趋势和协调类型完全相同，说明耦合作用系数对两者协调发展关系的影响十分有限。2000—2017年安徽省土地集约利用与城镇化的协调发展度呈逐年增长态势。从各子系统障碍度来看，土地集约利用经济子系统对安徽省土地集约利用与城镇化协调发展的影响最大，年均障碍度为16.48%；生态城镇化子系统对两者协调发展的影响最小，年均障碍度为6.60%。从各指标障碍度来看，2011年及以前，影响两者协调发展的障碍因子主要包括人民生活水平、地均财政收入和人均GDP；2012年及以后，影响两者协调发展的障碍因子主要包括城乡人均可支配收入差距和城镇人口密度。从各年份前5位障碍因子变化来看，各指标对土地集约利用与城镇化协调发展的影响可以分为2个阶段：第1阶段（2000—2013年）以土地集约利用的影响为主，第2阶段（2014—2017年）以城镇化的影响为主。本研究为研判土地集约利用与城镇化协调发展水平及诊断障碍因子提供了新的思路和方法，可为促进安徽省及同类省域土地集约利用与城镇化协调发展提供借鉴。

摘要:为应用深度学习理论及技术对高寒地区草原生态系统净碳交换（NEE）进行模型模拟，基于全球通量观测网络（FLUXNET）中内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县草原2007—2008年间的CO2通量数据，采用深度学习中基于注意力机制的编码器-解码器框架对NEE进行模拟，使用随机森林模型计算光量子通量密度（PPFD）、土壤温度（Ts）、空气温度（Ta）、降水量（P）、土壤含水率（SWC）和饱和水汽压差（VPD）与NEE关系的重要性得分，并分析该关系的季节性差异。结果表明，深度学习模型的均方根误差为0.28μmol/(m2·s)，决定系数为0.93，相比传统的人工神经网络与支持向量机模型，分别减小0.14、0.08μmol/(m2·s)和增加0.29、0.34，说明深度学习模型具有更高预测准确度；在深度学习模型中引入注意力机制后，10次训练预测的标准差为0.002μmol/(m2·s)，〖JP2〗相比普通深度学习编码器-解码器网络模型和长短期记忆网络分别减小0.005μmol/(m2·s)和0.036μmol/(m2s)，验证了注意力机制在预测稳定性上的优势。由随机森林模型计算的环境因子重要性得分显示，由非生长季向生长季过渡的3—4月间，PPFD（33.5）与VPD（30.0）对NEE的变化起主导作用；进入生长季后的5—6月间，SWC（50.5）是NEE变化的主要影响因素；7月P（3.8）较少，PPFD（26.8）与SWC（60.1）协同作用NEE的变化；8月PPFD（2.8）与SWC（6.9）相对充足，VPD（41.5）与P（42.7）成为影响NEE的主要因素；9月后PPFD与P均急剧减小，并维持稳定，温度系数Q10较生长季略增大，并在1月达到最大值596，因此，在非生长季1—3月Ts（44.6）与10—12月Ts(54.2)通过影响植物呼吸成为影响NEE的决定性因子。高寒地区草地生态系统生长季的NEE变化主要受辐射、温度和水分的影响，非生长季主要受温度影响，且辐射、温度、水分的影响程度存在明显季节性差异。与支持向量机等传统机器学习算法相比，深度学习理论及技术在生态模型模拟领域具有更好的应用前景。

摘要:基于2000—2015年全国温度和降水量数据，利用Thornthwaite Memorial模型（TW）和周广胜-张新时（ZGS）模型计算了全国净初级生产力（NPP），结合土地利用数据，采用变化斜率法分析了农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统净NPP年际变化、波动趋势以及空间变化特征。结果表明，基于上述两种方法模拟的全国NPP空间格局、变化趋势基本一致，整体相关性较高，R2达到0.7707，对各陆地植被生态系统相关性而言，由大到小依次为：森林生态系统、农田生态系统、草地生态系统；我国植被净初级生产力在空间分布上呈“南高北低”的状态，由东南向西北呈逐渐递减趋势；近16年，全国植被潜在生产力和实际生产力均呈缓慢下降趋势，如不采取任何措施，将继续保持缩减趋势。本研究为必须采取强制措施保护我国生态系统这一论断提供了科学依据。

摘要:为提高多光谱盐分遥感反演的精度，利用实测高光谱与多光谱进行数据融合，并分析了不同季节盐分遥感的差异性。以河套灌区永济灌域为研究区域，以实测光谱仪测定的土壤高光谱数据和Landsat-8 OLI多光谱数据为基础，通过光谱变换和多元逐步回归方法筛选特征波段和特征光谱指数，构建了春、秋两季土壤盐分多光谱、高光谱反演模型，并利用特征光谱指数的线性回归构建了高-多光谱数据融合反演模型。结果表明：高光谱的反射率总体比多光谱高36.83%，春季反射率比秋季平均高2378%。利用模型中最优变量-特征光谱指数对多光谱模型与高光谱模型进行融合，高-多光谱融合反演模型训练集和验证集R2平均值分别为0.651和0.635，RMSE平均值分别为2.44g/kg和2.49g/kg，精度明显高于对应的多光谱反演模型，其中训练集、验证集的R2平均值分别提高了3619%和3564%，RMSE平均值分别降低了34.28%和41.72%。春季多光谱、高光谱和融合反演模型的精度均高于秋季，其中训练集R2平均值比秋季模型分别提高了6.03%、6.05%和4.40%，验证集R2平均值分别提高了19.07%、12.21%和1.75%。构建的高-多光谱融合模型反演灌域春秋两季平均盐分含量分别为6.05、5.97g/kg，平均相对误差分别为9.65%和10.68%，总体上该区域春季土壤主要为重盐化土，秋季土壤主要为中盐化土。

摘要:利用无人机影像进行森林资源调查具有作业快速便捷、数据分辨率较高、影像细节丰富的特点，可较好地识别单木，获取树木位置、冠幅等信息。但是，厘米级的影像分辨率使基于光谱信息的传统分割算法在提取树冠时出现破碎化现象，产生过分割结果。同时，在非落叶季由于无人机影像难以观测到茂密林冠下层地形，故在地形起伏较大的林区难以实现基于树木冠层高度模型（CHM）的单木分割方法。针对上述问题，结合传统二维图像处理和SfM三维建模，提出了一种无需高度归一化的无人机影像树冠三维分割提取算法，首先利用SfM技术从高重叠航片建立三维表面模型，利用高程和图像信息检测初始树木位置，再采取kNN自适应邻域分水岭分割的方式对中心单木进行精确的树冠参数提取。在北京市百花山国家级自然保护区的落叶松林地进行了高分辨率无人机影像实验，采用正射影像目视解译结果和多种基于图像、点云的自动分割算法结果进行验证和评价。结果表明，本文方法对树木总体检出率在91%以上，冠幅提取精度在81%以上，优于传统的全局分水岭方法和其他树冠分割算法。

摘要:为实现冬小麦条锈病早期探测、提高冬小麦产量和品质，研究了日光诱导叶绿素荧光(Solar induced chlorophyll fluorescence，SIF)对冬小麦条锈病早期探测的可行性。基于3波段夫琅和费暗线(3band Fraunhofer line discrimination, 3FLD)和反射率荧光指数2种方法提取了冠层SIF数据，计算了对小麦条锈病敏感的光谱指数（Spectral index，SI），通过相关性分析优选了遥感探测小麦条锈病早期的特征参量，利用偏最小二乘（Partial least squares，PLS）算法构建冬小麦条锈病早期光谱探测模型。研究结果表明：O2-A波段的荧光强度（SIF-A）以及反射率荧光指数ρ440/ρ690、ρ675ρ690/ρ2683、ρ690/ρ655、ρ690/ρ600、DλP/D744、D705/D722均与小麦条锈病早期病情指数（Disease index, DI）达到了极显著相关，相关系数分别为-0.793、-0.523、-0.539、-0.497、0.541、0.446、0.490，可作为冬小麦条锈病早期光谱探测的荧光特征参量；基于3组SIF数据构建的PLS-SIF检验模型的决定系数分别为0.801、0.772、0.807，均方根误差分别为3.3%、3.1%、3.2%，较反射率光谱指数构建的SI-PLS 模型决定系数至少提高了27%，均方根误差至少减少了24%。因此，冠层SIF数据更适于冬小麦条锈病的早期探测。本研究结果对及时进行冬小麦条锈病防控具有重要应用价值，可为利用卫星荧光遥感数据对小麦条锈病早期大面积、无损探测提供参考依据。

摘要:为解决玉米单产预测的时效性和业务化问题，以河北中部平原为研究区域，选取与籽粒产量密切相关的叶面积指数（LAI）作为遥感特征参数，对研究区2016—2018年夏玉米单产进行预测研究。基于求和自回归移动平均（ARIMA）模型及径向基神经网络（RBFNN）分别逐像素预测研究区域的LAI，结果表明，基于ARIMA模型的LAI预测精度比RBF神经网络的预测精度高，1步、2步LAI预测结果的RMSE较RBF神经网络分别降低了0.18、0.14m2/m2，更适合于河北中部平原的夏玉米单产预测。基于LAI监测数据和加权LAI与夏玉米单产的相关性研究成果，并结合基于ARIMA模型的LAI预测数据，得到2016—2018年夏玉米监测单产和向前1旬、2旬和3旬的单产预测结果。结果表明，无论是县域尺度还是像素尺度，向前1、2、3旬夏玉米的单产预测精度均较高，2016—2018年县域尺度预测单产与监测单产间最大相对误差仅为3.73%。

摘要:针对传统的玉米植株性状测量方法存在主观性强、劳动强度大、有损伤等问题，提出了基于运动恢复结构(Structure from motion,SfM)的户外玉米植株三维重建方法，并提取了株高、单株最小包围盒体积、茎粗、叶面积、叶片数、叶夹角等11个性状参数。采用前期研制的小车，在户外采集不同视角下的玉米植株图像（采集间距为5～6cm），基于SfM算法获取玉米植株三维点云；运用直通滤波、圆柱拟合和条件欧氏聚类算法自动分割单株、茎秆和叶片等点云数据，基于距离最值遍历、三角面片化等算法实现株高、茎粗、叶面积等11个性状的准确、无损测量。结果表明，与人工测量值相比，测得的株高、茎粗和叶面积的平均绝对百分比误差分别为3.163%、4.760%和19.102%，均方根误差分别为3.557cm、1.540mm、48.163cm2，决定系数分别为0.970、0.842、0.901。研究表明，本文方法适用于作物表型户外测量，为表型研究提供了一种新的作物表型户外测量方法，同时还证明，株高和单株最小包围盒体积可以显著区分低地上部生物量玉米植株和高地上部生物量玉米植株。

摘要:针对田间复杂环境下杂草分割精度低的问题，提出了基于Mask R-CNN的杂草检测方法。该方法采用残差神经网络ResNet101提取涵盖杂草语义、空间信息的特征图；采用区域建议网络对特征图进行杂草与背景的初步二分类、预选框回归训练，利用非极大值抑制算法筛选出感兴趣区域；采用区域特征聚集方法（RoIAlign），取消量化操作带来的边框位置偏差，并将感兴趣区域（RoI）特征图转换为固定尺寸的特征图；输出模块针对每个RoI计算分类、回归、分割损失，通过训练预测候选区域的类别、位置、轮廓，实现杂草检测及轮廓分割。在玉米、杂草数据集上进行测试，当交并比（IoU）为0.5时，本文方法均值平均精度 （mAP）为0.853，优于SharpMask、DeepMask的0.816、0.795，本文方法的单样本耗时为280ms，说明本文方法可快速、准确检测分割出杂草类别、位置和轮廓，优于SharpMask、DeepMask实例分割算法。在复杂背景下对玉米、杂草图像进行测试，在IoU为0.5时，本文方法mAP为0.785，单样本耗时为285ms，说明本文方法可实现复杂背景下的农田作物杂草分割。在田间变量喷洒试验中，杂草识别准确率为91%，识别出杂草并准确喷雾的准确率为85%，准确喷药的杂草雾滴覆盖密度为55个/cm2，装置对每幅图像的平均处理时间为0.98s，满足农药变量喷洒的控制要求。

摘要:为实现温室环境下农业采摘机器人对番茄果实的快速、精确识别，提出了一种改进型多尺度YOLO算法（IMSYOLO）。对YOLO网络模型进行筛选和改进，设计了一种含有残差模块的darknet20主干网络，同时融合多尺度检测模块，构建了一种复杂环境下番茄果实快速识别网络模型。该网络模型层数较少，能够提取更多特征信息，且采用多尺度检测结构，同时返回番茄果实的类别和预测框，以此提升番茄果实检测速度和精度。采用自制的番茄数据集对IMSYOLO模型进行测试，并分别对改进前后网络的检测性能以及主干网络层数对特征提取能力的影响进行了对比试验。试验结果表明，IMSYOLO模型对番茄图像的检测精度为97.13%，准确率为96.36%，召回率为96.03%，交并比为83.32%，检测时间为7.719ms；对比YOLO v2和YOLO v3等网络模型，IMSYOLO模型可以同时满足番茄果实检测的精度和速度要求。最后，通过番茄温室大棚采摘试验验证了本文模型的可行性和准确性。

摘要:为解决玉米籽粒透射图像由于对比度较低造成内部组分提取不精确的问题，提出一种基于色彩通道非线性变换的多通道重叠区域分割方法，对玉米籽粒图像在灰度、R通道及b通道下得到的二值图像使用重叠区域原理，实现玉米籽粒组分的精确分割。首先，采集不同玉米品种的籽粒透射图像，提取单粒玉米籽粒；其次，采用多通道重叠区域法分割单粒籽粒图像，得到玉米籽粒胚部、角质胚乳和粉质胚乳3部分的图像；最后，以查全率和查准率评价多通道重叠区域法与传统图像分割方法对不同品种玉米籽粒的分割效果。不同品种玉米籽粒的分割试验表明：多通道重叠区域分割方法的查全率、查准率及综合评价指标均达到98%以上，分割效果优于传统的图像分割方法，能够实现不同品种透明角质玉米籽粒透射图像的精确组分分割。

摘要:针对现有采用生理特性指标的玉米水分胁迫检测方法影响玉米植株生长的问题，提出了一种基于多视角立体视觉的玉米水分胁迫预测模型。首先，利用RGB相机获取玉米拔节期-30°、0°（玉米叶片展开平面）和30°的3视角图像；然后，基于加速稳健特征点（Speeded up robust features，SURF）检测的双目立体视觉原理，建立-30°~0°、0°~30° 2个玉米点云模型，采用基于KD树（K-dimensional tree，Kd-tree）的最近迭代（Iterative closest point，ICP）点云配准算法，将2个玉米点云模型数据合并到同一坐标系下；最后，用L1中值法提取玉米点云骨架，在该玉米骨架基础上提取玉米节间高度、叶片长度及株高等参数，建立基于单一参数的玉米水分胁迫预测模型，并建立基于多参数纠错输出编码思想的支持向量机（Error correcting output codes-support vector machine, ECOC-SVM）水分胁迫预测模型。试验结果表明，玉米叶片长度、节间高度和玉米株高每日生长量与水分胁迫程度呈显著线性关系，〖JP2〗故分别以节间高度、株高每日生长量和全展叶叶长为自变量，以土壤含水率为因变量，建立水分胁迫预测模型，得到相关系数分别为0.8922、0.8928和0.8176，RMSE分别为2.92%、2.53%和2.76%。为了准确判断玉米水分胁迫程度，以上述3个玉米参数为特征向量，建立ECOC-SVM水分胁迫预测模型，该模型测试集预测准确率为93.33%，具有较高的准确性。本研究可以快速检测拔节期玉米的水分胁迫情况，为农情信息精准获取提供技术支持。

摘要:为有效辨别雏鸡性别，提高养鸡效益，针对部分雏鸡的泄殖腔特征不明显、采集雏鸡泄殖腔图像易受光线影响的问题，提出了一种基于卷积神经网络和图像深度特征的雏鸡性别自动鉴别方法。以翻肛法采集的雏鸡泄殖腔图像为研究对象，利用卷积神经网络构建待识别雏鸡泄殖腔的深度特征和雏鸡泄殖腔的深度特征向量集合库；将待识别雏鸡泄殖腔的深度特征与雏鸡泄殖腔的深度特征集合库进行相似度比较，并对比较结果进行排序；将排序结果中排在前n个与待识别雏鸡泄殖腔图像最接近的深度特征，与待识别雏鸡泄殖腔的深度特征进行特征融合，再通过卷积神经网络进行识别。结果表明，本文方法在测试数据集的识别准确率达到了97.04%，在生产环境下识别准确率达到了96.82%，相比常规的卷积神经网络方法，本文方法提高了雏鸡性别的识别准确率。

摘要:针对水-能源-粮食（WEF）系统纽带关系复杂，系统安全性的定量评价存在不足的问题，在分析WEF系统协同竞争机制的基础上，构建了系统安全评价指标体系和评价方法，以新疆各市域为例进行定量评价。结果表明：1997—2016年，新疆WEF系统安全等级整体呈上升趋势；各市域WEF系统安全变化趋势呈现为2个阶段：1997—2009年，除克拉玛依市和乌鲁木齐市外，其余市域系统安全等级均呈增加趋势，安全等级空间差异明显；2010—2016年，一半市域系统安全等级呈下降趋势，安全等级空间差异减小。随着政策导向的变化和技术的不断进步，能碳强度始终是影响新疆WEF系统安全的重要因素，其他主要影响因素由农业用水和用能方面转变为可再生能源自给率和水资源安全，进而导致前后两阶段WEF系统安全空间格局差异明显。各市域子系统投影值排名反映出各市域驱动机制的差异，应结合各市域主要影响因素和区域特点，因地制宜采取有效措施，以提高各市域WEF系统的安全。

摘要:为探明不同矿化度微咸水和地下水在不同交替灌溉方式下对土壤水盐分布和玉米吸水规律的影响，采用3种矿化度（2.0、3.5、5.0g/L）微咸水和地下水（1.1g/L）在2种交替灌溉方式（“地下水-微咸水”、“地下水-微咸水-微咸水”）下进行了大田试验。结果表明，在同一土壤深度下，土壤含水率和电导率随着微咸水矿化度升高而升高，“地下水-微咸水-微咸水”交替灌溉方式下的含水率和电导率较高；在不同时期各处理的土壤纵向含水率均表现出先下降、后上升的规律，在拔节期和抽穗期各处理的土壤纵向电导率表现出先下降、后上升的规律，在灌浆期表现出上升、下降、再上升的规律。通过氢氧稳定同位素分析得出，不同矿化度微咸水和不同交替灌溉方式组合下，玉米在拔节期、抽穗期和灌浆期的主要吸水深度分别为：0~20cm、20~40cm和0~20cm，不同时期主要吸水深度的平均贡献率随着微咸水矿化度的升高而减小，“地下水-微咸水-微咸水”交替灌溉方式的平均贡献率较低。矿化度2.0g/L微咸水与地下水在“地下水-微咸水”的交替灌溉方式下得到的产量最高，达到1.54kg/m2

摘要:为探讨不同灰分含量的生物质炭对酸性红壤特性和微生物特性的协同影响，采用盆栽试验, 添加1%~10%土壤质量的高灰分稻壳炭（RHC）和低灰分油茶壳炭（COSC），以无添加为对照，50d后测定土壤含水率、pH值和〖JP2〗土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量，以及土壤微生物群落数量、微生物量碳含量和微生物活性。结果表明，添加1%~〖JP〗10%的RHC和COSC，土壤含水率由15.54%增加至17.47%~28.28%，pH值由5.40提高至7.05~7.75，其中，10%RHC处理土壤的含水率显著（p<0.05）提高8198%，pH值显著提高43.52%。酸性红壤的营养元素随RHC添加量的增加而提高，10%RHC处理土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著增加84.83%、70.47%和595.57%，COSC添加对土壤碱解氮含量有负相关影响，使其降低14.65%~29.27%。微生物群落数量随RHC、COSC添加量的增加呈现先增大、后减小的趋势，5%RHC处理对细菌、真菌、放线菌数量影响显著，分别增长了1040.05%、715.00%和713.59%；5%COSC处理对土壤真菌数量影响显著，增长了1.26500%。土壤微生物生物量碳含量和微生物活性均随RHC和COSC添加量的增加呈先升高、后降低的趋势，5%COSC处理对微生物生物量碳含量影响显著，较对照组增长了11倍，5%RHC处理对微生物活性影响显著，较对照组增加了60.50%。因此，适量添加高灰分稻壳炭改良红壤，可协同改良土壤理化特性、增加微生物群落数量和微生物活性。本研究结果可为高灰分生物质炭改良酸性土壤提供科学依据。

摘要:为探讨大兴安岭林区蒙古栎地上生物量分配模式，并构建可加性生物量模型，采用破坏性取样法共采集了78株蒙古栎的干材、树皮、树枝和树叶的生物量，其中31株通过全挖法收集根系生物量，计算地上各组分生物量占地上生物量的比例，分析其随胸径的变化趋势。以胸径、树高、冠幅为自变量，探讨各组分的最优生物模型；采用似乎不相关模型构建地上各组分生物量的可加性模型，采用留一交叉法对模型进行验证。结果表明，干材占地上生物量的51%；随胸径的增加，干材生物量占比较为稳定，树枝生物量占比呈上升趋势，树皮和树叶则相反，根茎比表现为先急、后缓的下降趋势，均值为0.36；所有生物量模型均表现出良好的拟合效果（调整决定系数R2Adj为0.907~0.984），采用胸径为自变量的根系生物量模型拟合效果最佳，基于胸径和树高组合变量的干材和树皮生物量模型可取得较好结果，而以胸径和冠幅为自变量的树枝和树叶生物量模型效果最佳。本研究得出的生物量模型对大兴安岭蒙古栎生物量的核算具有参考价值。

摘要:为探明不同水氮耦合方式对东北黑土区稻田碳循环的影响，以黑龙江省黑土稻田为研究对象，于2018年进行大田试验，试验设置常规灌溉(F)与控制灌溉(C)两种灌水方式，全生育期施氮量设置0、85、110、135kg/hm2 4个水平(N0、N1、N2、N3)，测定了8种不同水氮耦合方式下水稻不同生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率的变化以及水稻收获后各器官的固碳量。结果表明，水稻植株总固碳量为446.49~716.92g/m2，各处理水稻收获后各器官固碳量从大到小依次为穗、茎、叶、根，分别占植株总固碳量的53.69%~59.44%、27.42%~30.12%、7.24%~8.96%、4.71%~8.35%。控制灌溉模式能提高水稻植株固碳量，其中CN2处理的总固碳量最大。相同施氮量、控制灌溉模式下，茎、叶、根固碳量均大于常规灌溉模式，除CN0处理穗固碳量低于FN0处理外，其余相同施氮量、控制灌溉模式下的穗固碳量均大于常规灌溉模式。不同水氮耦合方式下，水稻从返青期至乳熟期各生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率、根呼吸速率均呈先升高、后降低的趋势，且均在分蘖期达到峰值。除返青期外，与不施肥处理相比，施肥后各生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率均增大，且随着施氮量的增加而增大。控制灌溉模式下各施氮量处理水稻各生育期(除返青期外)平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率均高于常规灌溉模式下相同施氮量处理。8种不同水氮耦合方式下黑土稻田均表现为较强的碳“汇”，控制灌溉模式能够增加碳“汇”强度，其中CN2处理碳“汇”强度最大。本研究结果可为提高黑土稻田固碳减排潜力提供理论基础，为估算区域乃至全球碳平衡提供数据支撑。

摘要:为揭示水炭运筹下铵态氮、硝态氮在不同土层的分布规律和土壤氮素在水稻植株中的分布规律，设置两种水分管理模式（浅湿干灌溉、常规淹灌）和4个秸秆生物炭施用量水平（0、2.5、12.5、25t/hm2)，采用田间小区和15N示踪微区结合的方法，研究了不同水炭运筹下0~60cm土层NH+4N、NO-3N和肥料NH+415N、NO-315N的累积分布，以及土壤氮素在水稻植株中的分布情况，并计算了不同水炭运筹下的土壤盈亏状况。试验结果表明：浅湿干灌溉模式下，稻田土壤中的NH+4N累积量随土层深度的增加而减小，施加适量的秸秆生物炭增加了0~20cm土层NH+4N、NO-3N累积量，同时减少了20~60cm土层的累积量。相同秸秆生物炭施用水平下，浅湿干灌溉模式0~20cm土层中NH+4N、NO-3N累积量和肥料NH+4 15N、NO-3.15N累积量均高于常规淹灌模式，浅湿干灌溉模式20~40cm和40~60cm土层NO-3.15N累积量较常规淹灌模式显著降低(P＜0.05)。浅湿干灌溉模式积累的土壤氮素有979%~1396%分布在植株叶片，15.71%~20.03%分布在植株茎鞘，66.00%~74.50%分布在植株穗部。综合考虑寒地黑土区土壤氮库盈亏平衡，浅湿干灌溉模式施加12.5t/hm2秸秆生物炭的水炭运筹模式最优。

摘要:作为畜禽屠宰业的副产物，动物骨含有蛋白质、脂肪等营养物质，合理利用动物骨可以减少环境污染与资源浪费。从骨骼中提取回收胶原蛋白/多肽、并加工为高附加值产品被认为是一个具有潜力的发展方向。然而，胶原多肽的分子质量及分布会影响其溶解度、粘度、胶凝能力和稳定性等理化性质，从而影响胶原多肽基复合材料的结构与性能。以不同分子质量的牛骨胶原多肽为研究对象，采用溶液流延法制备胶原多肽-羧甲基纤维素复合膜，通过测定拉伸强度、断裂伸长率、水溶性指数、静态接触角等指标，考察复合膜的力学性能和疏水性，并结合傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射分析、热重分析和扫描电子显微镜等技术，探究胶原多肽分子质量对复合膜微结构与性能的影响及作用机理。研究结果表明：添加胶原多肽可以显著改善复合膜的力学性能和疏水性，且在肽分子质量为700~1000u时复合膜性能最优，其表面结构致密，拉伸强度、断裂强度和杨氏模量较对照组分别提升2.39、2.55、10.11倍，断裂伸长率较对照组降低40%，疏水性和热稳定性也最理想；但随着牛骨胶原多肽分子质量的增加，复合膜的水溶性增加，力学性能和热稳定性显著降低。

摘要:以产气性能不同的青海农用沼气池为研究对象，利用宏基因组技术分析了全年温度最高和最低时期污泥样品的微生物组成和功能特征。物种注释显示发酵系统中蕴藏着丰富的微生物种群。在细菌类群中，拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门丰度最高，占所有菌群相对丰度的72.37%~74.00%，参与关键的发酵作用。在4种样品中，互养菌门(相对丰度1.62%~4.73%)丰度偏低，与沼气产气的变化规律相一致，可能是沼气生产重要的功能类群。在属水平上，优势类群依次是海螺菌属(相对丰度6.75%)、梭菌属(相对丰度4.56%)、密螺旋体属(相对丰度3.60%)和假单胞菌属(相对丰度3.01%)。古菌类群中，产甲烷菌属(相对丰度25.41%~31.65%)是最优势类群，也是最主要的产气功能类群。功能注释表明，产气好比产气差的样品具有更多的有效基因，参与甲烷代谢相关路径的功能基因丰度更高。在样品中，甲烷代谢途径涉及的氢代谢-营养型产甲烷菌参与CO2还原反应，所有代谢通路完整，且产气好的样品功能酶基因丰度趋高。研究结果表明，在青海农用沼气发酵系统中，甲烷产生的途径主要依赖于H2氧化/CO2还原的合成。

摘要:针对马铃薯种薯需求量大以及人工切种工作量大、劳动强度高、切种效率较低等问题，设计了一种定向排列纵横切分马铃薯种薯切块机，可同时完成马铃薯种薯清土除杂、大小分选、种薯排列、切块、薯块杀菌消毒、薯种碎片清选和集薯输送等多种作业。该种薯切块机包括种薯分选装置、定向排列装置、纵切装置和横切装置，采用纵刀和横刀组合切块工艺，可有效提高种薯切块效率，降低劳动强度。以中间电机Ⅱ转速、上下胶皮辊中心距和薯刀梳子安装角为试验因素，以薯块合格率、薯块盲眼率和种薯损耗率为试验指标，进行了响应曲面试验，采用DesignExpert 8.0.6软件对试验数据进行分析，得出最优参数组合为：中间电机Ⅱ转速为965.76r/min，上下胶皮辊中心距为315mm，薯刀梳子安装角为104.61°，最优参数组合条件下薯块合格率94.86%，薯块盲眼率1.84%，种薯损耗率972%。在最优参数组合条件下进行了验证试验，结果表明，薯块合格率为92.13%，薯块盲眼率为1.91%，种薯损耗率为10.21%，与预测值相比，薯块合格率、薯块盲眼率及种薯损耗率的相对误差分别为2.88%、3.80%、5.04%，满足马铃薯种薯切块要求。

摘要:酿酒酵母是食品发酵最常用的菌种之一，酵母应对高渗胁迫的能力决定食品发酵的成功与否以及食品腐败的危害程度。为研究高糖压力对酿酒酵母的影响，测定了酿酒酵母在应对极端高糖压力（0.6g/mL）时细胞壁几丁质和葡聚糖含量的变化，采用CFW染料和葡聚糖特异性降解酶对细胞壁的敏感性进行分析，并进一步通过双染料（PI和Hoechst 33342）染色对酿酒酵母细胞膜完整性进行分析，最后通过RNA测序研究了酿酒酵母在极端高糖压力下表达的全局差异基因。结果表明：高糖压力改变了酿酒酵母细胞壁和细胞膜的特性。全局转录测试结果显示，高糖压力通过下调酿酒酵母与细胞壁完整性（CWI）信号传导途径相关的基因ROM1、RLM1、PIR3、YGP1、CWP1等，进行细胞壁损伤的应激反应，高糖压力还通过下调酿酒酵母与细胞膜成分相关的基因（如PDR15和YOR1）造成了细胞膜损伤。最后，比较了酿酒酵母在不同压力因子（0.2g/mL糖、0.4g/mL糖、0.6g/mL糖和柠檬醛压力）下细胞依赖RLM1调控的CWI信号传导途径的差异调节，结果发现，在CWI中起关键作用的 RLM1仅在0.6g/mL糖的极端压力下被下调。

摘要:为了研究乳酸-乳酸脱氢酶（LDH）体系对牦牛肉线粒体在电子传递链中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）再生的影响，建立了体外孵化模型，研究乳酸盐对线粒体膜通透性、膜电位的影响和乳酸-LDH体系在NADH再生和高铁肌红蛋白（MetMb）还原中的作用。结果表明：乳酸盐处理组线粒体膜通透性增大、线粒体膜电位下降；在所有试验组中，乳酸钙（CaL）+LDH+NAD体系组的样品氧消耗速率和MetMb还原最高（P＜0.05），当抗霉素A存在时，由CaL-LDH-NAD处理生成的NADH不能进行氧消耗。当MetMb只和线粒体孵育时，体系内的Mb氧化还原状态几乎未发生改变（P＞0.05），由LDH形成的NADH不能在没有还原酶或电子载体的情况下还原MetMb。添加LDH抑制剂草氨酸钠处理组虽然降低了CaL-LDH-NAD组合对MetMb的还原（P＜0.05），但并未完全抑制MetMb的还原，说明除了电子传递链介导的非酶促还原外，CaL-LDH-NAD体系产生的NADH也可用于线粒体内的酶促MetMb还原。作为线粒体内三羧酸循环中间代谢物，乳酸盐与宰后牦牛肉肉色有关，乳酸盐的氧化过程是导致MetMb还原的原因，线粒体的还原能力可以影响氧消耗、MetMb还原以及肌红蛋白（Mb）氧化还原状态，进而影响牛肉色泽的稳定性。

摘要:利用应力松弛模式研究了低酰基结冷胶（LA）/高酰基结冷胶（HA）质量配比、基体总浓度、pH值对低酰基/高酰基复合酸性结冷胶凝胶（L/HGLG）凝胶特性的影响。结果表明，复合酸性凝胶的应力松弛行为可用Peleg模型进行拟合，平衡模量EA可用来表征复合酸性凝胶的凝胶强度。LA/HA质量配比、pH值和基体浓度对复合酸性结冷胶凝胶的凝胶特性影响显著。随着LA/HA质量配比的增加，EA和k1均表现出先增大、后减小的变化规律，在LA/HA质量配比为50∶50时获得最大值，说明此时LA和HA形成了互穿网络。随着pH值的增加，复合酸性结冷胶凝胶的EA呈现了先增大、后减小的变化趋势，pH值为3时最大。结冷胶总浓度越高，EA越大。相对于高酰基结冷胶，低酰基结冷胶对酸更为敏感。此外，模拟胃液酸环境时，以pH值为2的酸液浸泡可以对复合凝胶的结构与凝胶特性产生影响。

摘要:以大豆分离蛋白为原料，采用超声对蛋白进行预处理，经加热（100℃、20min）和离心得到可溶性热聚集体（STSPI），以可溶性大豆分离蛋白（SSPI）（原大豆分离蛋白溶于磷酸盐缓冲液后离心制备）作为对照，探究热诱导对超声预处理蛋白的结构特性（微观结构、粒径分布、官能团、二三级结构、电位、疏水性）和乳化特性（乳化性和乳化稳定性）的影响。结果表明：与STSPI相比，超声预处理再经加热、离心后得到的可溶性蛋白（USTSPI）在超声时间和超声功率为6min、600W时，其平均粒径、电位绝对值、蛋白质分散度指数（PDI）和浊度分别下降了273.50nm、6mV、0.33和288.2；官能团中羰基和二硫键质量摩尔浓度分别降低了0.26nmol/mg和0.38μmol/g，游离氨基和游离巯基质量摩尔浓度提高了0.16μmol/mg和0.59μmol/g；α螺旋和β转角结构增多，β1结构相对含量降低了11.97个百分点；表面疏水性指数提高了36478，乳化性指数和乳化稳定性指数提高了123.56m2/g和360.95min。这说明对蛋白进行超声预处理后能在一定程度上阻碍因热效应导致的蛋白乳化活性降低，可为解决因加热引起蛋白乳化特性降低问题提供参考。

摘要:提出一种基于MultiBug思想的非搜索全局路径规划算法。在MultiBug算法中，借用传统Bug算法的寻路逻辑，加入遇到障碍物时的爬虫分裂规则及爬虫死亡条件判断规则，直至其中一只爬虫以相对最优路径抵达终点，从而实现多路径并行运算的局部最优寻路策略。利用栅格法对多类障碍物、迷宫类地图等环境进行建模，并与DistBug算法、RRT*和A*算法进行路径长度及运算时间的对比仿真实验, 结果表明，采用MultiBug算法获得的路径长度和用时都表现得更加稳定；与获得最短路径的A*算法相比，MultiBug算法获得的平均路径长度仅增加了16.8%，平均用时减少了86.5%。经理论分析及仿真验证，MultiBug算法时间复杂度为O(n)，具有路径较短、时效性强、算法通用性和稳定性好的路径规划性能。

摘要:(RPa∥3R)2R+RPa机构是基于方位特征（POC）方程并联机构拓扑综合理论的一种非对称并联机构，其耦合度为零，且具有部分运动解耦性。本文对该机构进行刚度建模和特性分析。首先，对该机构进行拓扑结构描述，基于虚拟弹簧法对机构支链进行刚度建模，给出支链的静力学方程，并求解机构的刚度矩阵；其次，给出机构在工作空间中的整体刚度分布，并分别对x、y、z轴方向的扭转、线性刚度进行分析；进一步对机构进行有限元分析，并与虚拟弹簧法所得的机构变形结果进行对比，验证刚度结果的正确性；最后，对比非对称的(RPa∥3R)2R+RPa机构与对称Delta机构在不同截面下的刚度特性，结果表明，(RPa∥3R)2R+RPa机构的刚度大于Delta机构。

摘要:多模式并联机构可通过改变操作模式来满足不同功能性、适应性要求。为更好地实现多模式机构不同模式间的平稳变换，提出一种多模式并联机构的操作模式变换方法。首先，基于Study参数和代数几何对多模式并联机构进行可重构分析，获得机构的各种操作模式和变换位形；其次，对实际需要的操作模式和变换位形的合理驱动空间进行分析求解，将所有变换位形的驱动空间求交集，得到机构的驱动空间，并优选出最优的驱动组合；最后，采用TCI（整体运动/力约束性能指标）确定近似约束奇异空间，在该空间内采用冗余驱动的方式，使机构平稳实现操作模式之间的变换。以SNU 3UPU机构为例，分析了3T模式与2T1R模式之间的变换过程，并通过仿真验证了该方法的正确性。

摘要:针对一种具有冗余结构的3RRPaR并联机构，根据拉格朗日乘子法建立动力学模型，进而对冗余并联机构进行动力学分析。首先，分析了3RRPaR并联机构的结构特征，确定了冗余结构的结构构型；然后，利用闭环矢量法建立并联机构的逆运动学模型，利用拉格朗日乘子法建立并联机构的动力学模型；最后，利用Matlab分别对并联机构空载和加载时的动力学方程进行数值求解，绘制了动力学响应曲线，根据拉格朗日乘子与约束力矩的关系求解出驱动杆的驱动力矩，将计算结果与ADAMS虚拟仿真结果进行对比分析，验证了动力学建模方法的正确性。结果表明，动平台加载后，驱动杆的驱动力矩也随之增大，但其数值变化规律与空载时基本相同。本研究为该并联机构的动力学控制和机构性能研究奠定了基础，也为其他结构冗余并联机构的刚体动力学建模提供了方法和思路。

摘要:针对目前多层农场特有环境的电梯需求，以养殖农场垂直搬运饲料、畜禽或废弃物用电梯为研究对象，提出了电梯可扩展载货驱动系统的结构。与普通货梯不同，装载货物小车需要在电梯轿厢门和层门开启后，通过轿厢内和每层层门处的驱动电机协调运行完成进出轿厢的任务。针对群电机驱动系统，建立轿厢内外两台电机的动态数学模型，在此基础上，对小车进出进行控制，提出了基于模型辨识的多电机按转子磁场定向矢量控制方法。考虑驱动系统成本和硬件结构简化，省去了转矩传感器，将三相异步电动机转矩、转子磁链和转子位置估计整合为一个多参数线性加权模型，以获得反馈量。最后对转矩模型辨识进行实验验证，由均方根误差可知，辨识结果有效逼近了参考模型的非线性特征。转矩等多参数辨识结果组成了控制系统反馈回路，实验证明了该控制方法的有效性。

摘要:为了实现多级转速和转矩的输出，轴向柱塞马达必须使用节流阀、减压阀等耗能元件来改变输入压力和流量，但同时降低了效率。新型双斜盘多排式轴向柱塞马达可以利用其结构的特殊性，实现输出转矩的多样性。本文基于双斜盘多排式轴向柱塞马达的结构特点及工作原理，推导了该马达在不同工作方式下的理论瞬时转矩和转矩不均匀系数，并通过Matlab分析了内外马达转矩系数比对转矩不均匀系数的影响，设计了马达的实验液压系统并搭建了实验平台，对马达进行了原理性实验，并进行了数据分析。实验结果表明，在额定压力和额定排量下，该马达能实现多种不同的转速与转矩输出，随着内外马达转矩系数比的增大，低速大转矩的转矩不均匀系数越小，高速低转矩不稳定系数越大，通过合理设计可以实现马达在不同工作状态下的稳定运行，验证了新型马达在结构原理上的可行性，为新型轴向柱塞马达的改进设计提供了实验依据。