摘要:农产品供应链具有链条长、生产分散、信息多源异构等特点，极易造成供应链上下游信息断链和不透明。传统追溯数据存储于各节点企业，在供应链上下游数据传递过程中存在协作信任度低、真实性差等问题，造成消费者对追溯信息的真实性产生信任危机。区块链追溯系统通过建立多方参与、共同维护的分布式数据库，并利用密码学和共识机制建立信任关系，具有数据无法篡改、共享可信度高等优势，近年来成为国内外研究的热点。本文系统总结了国内外农产品区块链追溯系统的研究进展，从区块链追溯链上链下数据协同、区块链追溯共识机制和区块链追溯数据隐私保护等方面详细分析了区块链追溯关键技术的研究进展；对区块链追溯技术的未来发展进行了展望，指出区块链规模化应用后多链和跨链技术将成为发展趋势，区块链技术与物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术的深度融合将推动农产品供应链追溯进入新的发展阶段。

摘要:根据温室环境下移动机器人作业的实时路径规划要求，提出一种基于改进A*算法与动态窗口法相结合的温室机器人路径规划算法。针对传统A*算法搜索算法拐点过多的问题，对关键点选取策略进行改进，融合动态窗口法，构建全局最优路径评价函数，采用超声传感器进行局部避障，实现实时最优的路径规划。仿真实验结果证明，与传统A*、Dijkstra、RRT算法相比，基于改进A*算法的路径更为平滑和高效。真实环境下实验表明，移动机器人能够实现自主导航，跟踪误差保持在0.22m以内、定位误差不大于0.28m，能够满足实际需求。

摘要:为解决多个番茄重叠黏连时难以识别与定位的问题，提出一种基于RGB-D图像和K-means优化的自组织映射（Self-organizing map，SOM）神经网络相结合的番茄果实识别与定位方法。首先，利用RGB-D相机拍摄番茄图像，对图像进行预处理，获取果实的轮廓信息；其次，提取果实轮廓点的平面和深度信息，筛选后进行处理；再次，将处理后的数据输入到采用K-means算法优化的SOM神经网络中，得到点云聚类结果；最后，根据聚类点，通过坐标转换得到世界坐标信息，拟合得到各个番茄的位置和轮廓形状。以果实识别的正确率和定位结果的均方根误差（RMSE）为指标对该算法进行验证和分析，采集80幅图像共366个番茄样本，正确识别率为87.2%，定位结果均方根误差（RMSE）为1.66mm。与在二维图像上利用Hough变换进行果实识别的试验进行对比分析，进一步验证了本文方法具有较高的准确性和较强的鲁棒性。

摘要:针对视觉导航系统在果园环境中面临的图像背景复杂、干扰因素多等问题，提出了一种基于U-Net网络的果园视觉导航路径识别方法。使用Labelme对采集图像中的道路信息进行标注，制作果园数据集；基于U-Net语义分割算法，在数据增强的基础上对全卷积神经网络进行训练，得到道路分割模型；根据生成的道路分割掩码进行导航信息提取，生成路径拟合中点；基于样条曲线拟合原理对拟合中点进行多段三次B样条曲线拟合，完成导航路径的识别；最后，进行了实验验证。结果表明，临界阈值为0.4时，语义分割模型在弱光、普通光以及强光照条件下的分割交并比分别为89.52%、86.45%、86.16%，能够平稳实现果园道路像素级分割；边缘信息提取与路径识别方法可适应不同视角下的道路掩码形状，得到较为平顺的导航路径；在不同光照和视角条件下，平均像素误差为9.5像素，平均距离误差为0.044m，已知所在果园道路宽度约为3.1m，平均距离误差占比为1.4%；果园履带底盘正常行驶速度一般在0~1.4m/s之间，单幅图像平均处理时间为0.154s。在当前果园环境和硬件配置下，本研究可为视觉导航任务提供有效参考。

摘要:植保无人机作业过程中，旋翼下洗气流不仅会对雾滴沉积效果产生影响，还会对作物冠层产生扰动作用。揭示冠层扰动区域的特点，有助于理解无人机作业特征，可为优化雾滴沉积效果和施药系统提供理论依据。本文通过航拍方法和机器视觉技术研究了无人机下洗气流对作物冠层的影响。结果表明：单旋翼和多旋翼无人机下洗气流所引起的作物冠层扰动区域特征有明显差异。悬停时，单旋翼无人机的冠层扰动区域呈环状，面积较大；多旋翼无人机呈圆形，面积较小。作业时，因受机身不对称结构影响，单旋翼无人机前进和倒退两种飞行姿态的冠层扰动区域特征有所不同，前进时，冠层扰动区域面积小且不规则，倒退时，扰动区域面积较大且呈U状分布包裹机头；多旋翼无人机2种飞行姿态下冠层扰动区域面积和形状基本一致。作业速度对冠层扰动区域特征有显著影响。速度低时，扰动区域较为集中，呈近似椭圆形分布，植株摆动剧烈；速度高时，下洗气流扫掠而过，扰动区域呈长条状分布，植株摆动很小。当P20型植保无人机速度为3、4、5、6m/s时，冠层扰动区域平均滞后距离分别为1.77、2.71、3.61、4.31m。扰动区域滞后距离和无人机飞行速度成正比，对两者关系进行回归分析，得出决定系数R2为0.8754。此外，速度越大，下洗气流对自然风的抵抗作用越弱，冠层扰动区域位置不稳定，不利于抑制雾滴漂移。

摘要:针对作物生长中后期进行植保作业时茎叶背面及植株中、下部雾滴沉积较差的问题，以鲟鱼头部曲线为仿生原型，进行了植保仿生分禾与吊杆组合施药装置设计与试验。基于仿生构建提取了鲟鱼头部轮廓曲线，实现分禾叶片结构仿生，并分析了茎叶减伤机理，通过理论分析建立茎秆弯曲和回弹数学模型，确定了分禾叶片宽度、喷头距分禾叶片尾端距离等关键结构参数。运用ADAMS仿真软件模拟分禾叶片与茎秆的接触全过程，检验仿生分禾叶片相对于原型圆弧分禾叶片的降阻减伤效果。通过正交旋转组合试验探讨结构及工作参数对行进阻力及雾滴沉积度的影响规律，采用蚁群算法对数学回归模型进行多目标优化，获得Pareto最优解集，确定最佳参数组合为行进速度7.0km/h、倾斜角16°、距地高度155mm，在此参数组合下行进阻力38.7N，平均雾滴沉积度31.5个/cm2。田间性能试验表明，试验结果与优化结果误差较小；与传统施药方式相比，仿生植保分禾与吊杆组合装置能够显著改善雾滴在植株中、下部的沉积情况，其变异系数为5.3%；与现有原型圆弧分禾装置相比，仿生分禾装置可使雾滴沉积度提高13.6%、前进阻力降低20.7%，行进阻力变化趋势与仿真结果误差较小。

摘要:针对国内果园开沟施肥机施肥效率低、一致性差和有机肥与化肥混施难的问题，设计了一种开沟深度可自动调节的果园双行开沟施肥机。该机采用双行开沟施肥的工作方式，可一次完成果园开沟、有机肥与化肥混施、覆土一体化作业。通过理论分析对开沟装置、排肥装置和开沟深度自动调节装置等关键部件进行设计，搭建基于STM32F103的控制系统，实现开沟深度的自动调节。性能试验表明，各工作部件运行稳定，开沟深度一致性较好，开沟深度稳定性系数大于等于94.76%；田间试验表明，各种肥料颗粒混合均匀，有机肥分布稳定性系数大于等于91.44%，化肥分布稳定性系数大于等于92.09%，混合肥分布稳定性系数大于等于93.70%，性能指标满足果园生产要求。

摘要:为了测试三轮非圆同步带传动机构的传动性能，并获取其传动精度，设计了三轮非圆同步带传动性能测试试验台，并进行试验研究。三轮非圆同步带传动试验台以工控机为主控、步进电机为动力，能够实现转速、负载和中心距可调和试验数据采集、实时显示、统计和分析的功能。定义了传动周期偏差率和传动比精度偏差率两指标，用于衡量三轮非圆同步带的传动性能。试验表明，试验台能够完成不同工况的三轮非圆同步带传动测试，负载和速度均影响传动比精度偏差率和传动周期偏差率，对传动周期偏差率的影响更大；当转速在0~300r/min、转矩在0~50N·m范围内时，试验所得主-从动轮传动比与理论传动比基本一致，主-从动轮传动周期偏差率为0.80%~4.80%、主-从动轮传动比精度偏差率为0.18%~1.23%；当转速为80r/min、负载转矩为16.25N·m时，其传动比精度偏差率0.18%、传动周期偏差率0.80%，为此试验范围内的最佳传动工况。

摘要:针对马铃薯料斗机除杂装置除杂过程中马铃薯伤薯率高、除杂质量低的问题，通过进行马铃薯除杂过程动力学分析和马铃薯与土壤分离的条件分析，并结合除杂辊转动摩擦除杂的原理，确定了影响马铃薯除杂作业质量的主要因素及各因素的试验取值范围。以马铃薯伤薯率和除杂率为评价指标，以除杂辊间距、装置倾角和除杂辊转速为试验因素，进行了二次旋转正交回归试验，建立了各因素与试验指标间的回归数学模型，分析了各因素对评价指标的影响规律，并进行参数优化。结果表明，当除杂辊间距为125mm、装置倾角为10°、除杂辊转速为112r/min时，马铃薯除杂作业的伤薯率为0.65%、除杂率为96.03%，与未经参数优化的料斗机相比，伤薯率减少0.12个百分点，除杂率提高0.63个百分点，该装置能较好地满足马铃薯仓储作业的要求。

摘要:针对大豆机械化收获过程中缺少联合收获机作业质量（破碎含杂率）在线监测装置的问题，提出了基于机器视觉的大豆机械化收获图像采集系统、大豆成分分类识别算法和谷物联合收获机作业质量监测方法。采用改进分水岭算法对大豆图像进行有效分割，筛选RGB和HSV颜色空间特征值，基于颜色特征值对分割后大豆图像各闭合区域进行分类识别，构建了量化评价模型，测试了算法的准确性，并进行了相关的田间试验。结果表明，R、S、H分量一阶矩特征值对大豆各成分具有较好的特征分离性，通过这3个分量颜色阈值能够很好地进行大豆成分分类；系统大豆完整籽粒查准率为87.26%、查全率为86.17%，大豆破碎籽粒查准率为86.45%、查全率为79.42%，大豆杂质查准率为85.19%、查全率为83.69%；在田间测试过程中，本文设计的检测方法对谷物联合收获机作业质量性能评定结果与人工检测一致。本文所提出的算法能快速、有效、稳定地识别完整籽粒、破碎籽粒和杂质，量化模型能准确计算出破碎含杂率，从而实现大豆机械化收获质量可视化监测与报警，可为智能谷物联合收获机参数在线监测及自适应控制策略研究提供技术支持。

摘要:针对油葵缺乏适用切割器的问题，设计了拨禾链式油葵割台切割器。在阐述拨禾链式油葵割台切割器结构和工作原理的基础上，对滑切角恒定刀刃进行设计，确定了影响切割性能的关键结构与工作参数。对切割过程中植株受力和植株滑切过程功耗进行分析，确定了滑切角的选用范围；对割刀运动轨迹进行分析，明确了割刀转速范围；对植株几何切割位置进行分析，推导得出割刀安装位置范围。通过单因素试验得出，在滑切角为50°～70°、割刀转速为750～1050r/min、相对位置为100～300mm范围内时，切割器功耗低、落粒损失率小。通过二次正交旋转试验，构建了转速、滑切角、相对位置与功耗、落粒损失率的回归方程，优化得出较优作业参数为：滑切角61°、转速750r/min、相对位置180mm，此时对应功耗最小值为64.08W，落粒损失率最小值为1.24%。为了验证该参数组合的准确性，进行了台架试验，结果表明，实际切割功耗为66.12W，实际落粒损失率为1.28%，与预测值的误差在5%以内，该切割器满足油葵低损失切割要求。

摘要:针对花生全喂入捡拾收获过程捡拾率低、荚果损失率高、生产率低等问题，基于花生生物学特点、荚-柄脱离特性及荚果破损机理，设计了一种轴流式花生捡拾收获机。整机采用自走式底盘驱动，配套动力120kW，主要由捡拾装置、输送装置、摘果装置、清选装置、底盘系统、集果装置等组成，可一次完成对田间条铺花生植株的捡拾、输送、果蔓脱离、果杂清选、提升集果等功能。在分析整机工作原理的基础上，进行了关键部件结构设计及参数确定，通过动量守恒原理和赫兹接触理论建立捡拾过程的碰撞模型和摘果装置关键参数方程，并对荚果破损和荚-柄分离力学模型进行了定量分析，确定以弹齿转速、摘果滚筒转速、机具前进速度为主要影响因素，并针对“开农61”品种花生进行试验研究。结果表明，最优参数组合为弹齿转速68r/min、摘果滚筒转速447r/min、机具前进速度1.4m/s，对应的捡拾率为98.62%、荚果损失率为2.11%、生产率为0.61hm2/h，捡拾率、生产率比优化前分别提高了2.1、4.5个百分点，荚果损失率比优化前降低了0.9个百分点，综合性能明显提高。

摘要:针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业中存在起膜单体仿形能力差、易堵塞、根茬易被挑起及卸膜难等问题，对机具的起膜装置、卷膜装置及卷膜装置的传动方案进行优化设计。起膜装置由8个仿形起膜单体、滑块、导轨及调压弹簧组成，起膜单体能够随地形上下仿形，解决了根茬被挑起、堵塞及冲击振动问题。卷膜装置由主从动锥型卷膜辊、辅助卷膜齿和联动卸膜转臂组成。其中，卷膜辊应用了摩擦传动恒线速度机理，保证卷膜松紧程度均匀；辅助卷膜齿采用快速插接机构插接在主从动锥型动卷膜辊上，实现残膜高效缠绕；主从动卷膜辊设计为锥型结构，便于脱膜；联动卸膜转臂能够保证主从动锥型卷膜辊近似直线分开，使卸膜较为便捷。通过分析偏心伸缩弹齿的运动，确定了弹齿周向分布4个。以残膜回收率、缠膜率和含杂率为评价指标，采用正交试验得出样机最优工作参数为：前进速度3km/h、偏心伸缩弹齿挑膜滚筒转速60r/min、卷膜辊转速90r/min。以最优工作参数进行了田间试验验证，结果表明，作业机残膜回收率为89.46%，缠膜率为1.93%，含杂率为25.53%，满足全膜双垄沟残膜回收技术要求。

摘要:为了快速、准确、有效地识别发病早期的细菌性条斑病，提出基于随机森林(Random forest, RF)算法的水稻细菌性条斑病识别方法，利用光谱成像技术获取该病害的高光谱数据，通过多元散射校正减少和消除噪声及基线漂移对光谱数据的不利影响。利用随机森林特征重要性指标，选取逻辑回归（LR）、朴素贝叶斯（NB）、决策树（DT）、支持向量分类机（SVC）、k最近邻（KNN）和梯度提升决策树（Gradient boosting decision tree，GBDT）算法进行对比试验。同时筛选出12个位于450~664nm范围内对识别模型有重要影响的光谱波段，并与全波段进行分类结果比较。试验结果表明：RF算法的分类准确率为95.24%，与试验选取的其他算法相比，效果最优，比NB准确率提高了20.97个百分点；与全波段分类结果相比，利用RF算法基于12个波长的识别，波长数减少了98.05%，识别精确率为94.66%，召回率为99.55%，F1值为97.04%，准确率为94.32%。虽然精确率减少了2.97个百分点、准确率减少了0.85个百分点，但召回率增加了4.4个百分点、F1值增加了0.67个百分点，模型精度满足要求。

摘要:为了准确、高效、自动获取植物叶片外形参数，提出一种基于多分辨率编码点云深度学习网络（MRE-PointNet）和自编码器模型的绿萝叶片外形参数估测算法。使用Kinect V2相机以垂直姿态获取绿萝叶片点云数据，采用直通滤波、分割、点云精简算法对数据进行预处理，通过测定的叶片外形参数反演绿萝叶片几何模型，并计算几何模型的叶长、叶宽、叶面积。将不同参数组合构建的几何模型离散成点云数据输入MRE-PointNet网络，得到几何模型叶片外形参数估测的预训练模型。针对拍摄过程中存在的叶片部分遮挡和噪声问题，采用自编码器网络对点云数据进行二次处理，以几何模型离散的点云数据作为输入，经过编码-解码运算得到自编码器的预训练模型，提升了MRE-PointNet网络在遮挡情况下对叶片外形参数估测的鲁棒性。试验共采集300片绿萝叶片点云数据，按照2∶1比例进行划分，以其中200片点云数据作为训练集，对预训练模型MRE-PointNet做模型迁移的参数微调，以剩下的100片点云数据作为测试集，评估模型对绿萝叶片外形参数的估测能力。采用本文算法将外形参数估测值和真实值进行数学统计与线性回归分析，得出叶长、叶宽和叶面积估测的R2和RMSE分别为0.9005和0.4170cm、0.9131和0.3164cm、0.9447和3.8834cm2。试验表明，基于MRE-PointNet和自编码器模型的绿萝叶片外形参数估测算法具有较高的精确度和实用性。

摘要:在有限标记样本下，为了有效协同空谱信息提高高光谱图像的分类性能，提出了一种基于自适应字典的小样本高光谱图像分类方法。首先，对高光谱图像进行熵率超像素分割，分析标记样本的超像素区域和光谱近邻，将鉴别力高的样本扩展至标记样本集；然后，在扩展的标记样本集上分析测试样本的空谱信息，对不同的测试样本精简标记样本集，形成自适应字典；最后，在自适应字典上，协同空谱信息重构测试样本，在协同表示中同时考虑重构字典中空谱信息的竞争性。实验结果表明，对比传统的基于光谱的方法和固定窗口尺寸下融合空谱特征的高光谱图像分类方法，在印地安农林数据集上，当训练样本数目仅为样本集数目2%时，本文方法总体分类精度为91.45%，比其他方法高3.48~39.52个百分点；在训练样本数为1%的帕维亚大学数据集上，该方法的总体分类精度达到95.54%，比其他方法高2.45~21.63个百分点，验证了本文方法的有效性。

摘要:为解决传统水稻冠层图像分割算法性能在很大程度上依赖于训练数据集的质量，且分割效果易受田间多变光照强度影响，导致水稻生产参数估计精度不高等问题，提出一种基于Lab颜色空间的非监督贝叶斯方法，用于田间水稻无人机图像分割。模型参数从每个独立、未标记的无人机图像直接学习获得，无需训练。不同图像会有不同的模型参数，该算法能够适应各种不同环境拍摄的图像。将提出的算法应用于分蘖后期田间水稻的无人机图像分割，并与RGB-GMM、HSV-GMM和All-GMM算法进行对比，在高度10m图像中平均查全率、平均查准率和平均F1值分别为0.8427、0.7570和0.7948，在高度15m图像中分别为0.8756、0.7133和0.7788，优于RGB-GMM、HSV-GMM和All-GMM算法。研究表明，本文提出的方法可以从复杂大田环境拍摄的无人机影像中准确提取水稻像素。

摘要:针对目前采用三维数字化等方法获取大田作物冠层结构信息时需要手动干预、费时费力的问题，利用超微小型无人机分别获取了苗期大田玉米群体的航拍图像、去掉周边植株后成熟期单株及多株的玉米小群体航拍图像。基于伪极点-Crust方法构建了玉米苗期和成熟期的冠层结构模型，并基于大田原位手动测量的株高、叶长、最大叶宽、叶面积等参数对所构建的冠层结构模型进行了精度评估。结果表明，苗期、成熟期玉米株高、叶长、最大叶宽的R2均不小于0.91，RMSE、rRMSE、ME均较小；苗期叶面积的R2为0.96，RMSE、rRMSE、ME均较小；成熟期叶面积的R2为0.76，RMSE、rRMSE、ME稍大。本研究可为大田冠层结构、表型信息的高通量获取提供新的途径。

摘要:针对大区域高分辨率数字高程模型（DEM）数据较难获取、超分辨率重构（降尺度）较低分辨率的DEM精度不高、难以满足实际需要的问题,提出一种对起伏特征较明显的山区DEM超分辨率重构的方法。利用较深层的神经网络充分学习高低分辨率DEM之间的非线性映射关系；为了降低训练难度，结合残差学习的方法进行数据训练。将双立方插值法、稀疏混合估计法重构的DEM及提取的坡度结果分别同深层残差网络法的结果进行对比，结果表明，3种方法DEM结果的差值平均值分别为0.41、0.34、0.34m，RMSE分别为0.5945、0.5715、0.4869m；坡度结果的差值平均值分别为3.02°、2.04°、1.99°，RMSE分别为3.6498°、3.1360°、2.7387°；处理时间分别为0.052、663.39、2.16s。研究表明，对于10、20、40m的DEM，本文方法在空间分布和误差方面优于其他方法，在耗时效率上也优于稀疏混合估计法，适合应用于梯田等地形复杂的区域进行超分辨率重构。

摘要:针对农业智能问答系统构建过程中传统的农业命名实体识别方法依赖人工特征模板、特征信息提取不充分、实体名称多样导致标注不一致等问题，提出一种基于注意力机制的农业文本命名实体识别方法。采用连续词袋模型（Continuous bag of words，CBOW）对输入字向量进行预训练，丰富字向量特征信息，缓解分词准确度对性能的影响；引入文档级的注意力（Attention）机制，获取实体间相似信息，保证实体在不同语境下的标签一致性；基于双向长短期记忆网络（Bi-directional long-short term memory，BiLSTM）和条件随机场（Conditional random field，CRF）模型，构建适合农业领域实体识别的模型框架。选取4604篇农业文本，针对病害、虫害、农药、农作物品种4类实体进行了识别实验。结果表明，模型能有效地辨别农业文本中的实体，缓解实体标记不一致的问题，在农业语料上达到了较好的结果，识别的准确率、召回率、F值分别为93.48%、90.60%、92.01%。与其他3种识别方法相比，模型在不同规模语料库的准确率均有一定提高，具有明显的性能优势。

摘要:针对我国禽蛋孵化行业以人工方式剔除无精蛋自动化程度低的问题，以孵化5d的群体种鸭蛋为研究对象，利用图像采集装置采集群体种鸭蛋图像，在常用单步多框检测器（Single shot multibox detector，SSD）网络的基础上提出一种改进SSD目标检测算法，并采用该方法对孵化早期整盘群体种鸭蛋中的受精蛋与无精蛋进行识别。利用MobileNetV3轻量化网络作为模型的特征提取网络，可快速高效提取图像特征。结果表明：本文建立的模型对孵化早期群体种鸭蛋中受精蛋与无精蛋的平均识别精度为98.09%、召回率为97.32%、漏检率为0，优于改进前网络模型的96.88%、96.17%、1.04%。本文方法可为种鸭蛋孵化产业相关智能机器人或机械手的研发提供技术支撑。

摘要:群养猪攻击行为是评估猪群对微环境适应性的重要指标。活动指数模型能够描述猪群行为模式，已经在群养猪攻击行为识别研究中得到初步验证。然而，养殖设施的差异性和动态背景环境等因素所导致的环境适应性差是限制其商业化应用的主要障碍。本文基于递归背景建模思想，在高斯混合模型（GMM）中引入双曲正切函数，提出了一种自适应学习率GMM的活动指数计算方法（ALR-GMM），能够在动态背景环境下准确提取动物活动指数。与经典模型相比，平均相对误差从15.08%降到14.34%。育肥猪攻击行为识别试验中，采用ALR-GMM算法提取行为视频单元的活动指数特征，构建了活动指数最大值、平均值、方差和标准差特征向量，采用线性核函数支持向量机建立分类器。结果表明，本文算法的正确率、灵敏度、特效度和精度分别为97.6%、97.9%、97.7%和97.8%，满足实际应用需求。

摘要:为探究京津冀城市群树木覆盖率（TC）、短植被覆盖率(SV)与裸地覆比率(BG)变化趋势及生态空间格局对地表温度的影响，基于京津冀城市群的MODIS遥感数据，运用景观生态学理论并结合空间计量经济学相关原理研究了京津冀生态空间与地表温度的格局特征，运用Pearson相关性探究了两者的相关性，分别运用空间双变量自相关与空间自回归模型探究了两者的空间相关性。结果表明：京津冀地区中部、东北部以及西南边界地区的树木覆盖率呈现增长趋势，东北、西南边界和东部沿海地区的短植被覆盖率呈上升趋势，承德市西北部和南部、保定市、石家庄市、邢台市和邯郸市的部分区域具有土地裸露风险。提取了京津冀城市群的绿色空间和蓝色空间，各样区内蓝绿空间与地表温度的空间分布具有显著的空间自相关性。样区5、7位于河北省北部，林地景观比例较高，相关性以及双变量空间自相关性高于其他样区，这与景观优势度、斑块破碎度有关。样区1、4生态空间比例较低，对地表温度影响有限。景观类型比例对地表温度影响较大，样区7的生态空间比例较高，并且生态空间斑块集中连片，对地表温度影响明显。样区1~7的空间滞后模型与空间误差模型拟合效果远优于OLS模型。各个样区空间误差模型的R2大于空间滞后模型，空间误差模型解释变量的能力更强。各个样区空间误差模型的LIK值较大，AIC、SC以及模型残差的Moran’s I值较小，空间误差模型的拟合效果优于空间滞后模型。

摘要:在分析鄂尔多斯市生态空间网络拓扑结构和鲁棒性的基础上，提出节点最低和最大介数增加(Low and maximum betweenness addition，LMBA）增边优化策略，同时与采用RA、LDF和SMB 3种增边策略的优化结果进行了对比。结果表明：鄂尔多斯生态空间网络有262个节点、402条边，网络直径为38，节点最大介数为418，最大连通度为25。网络连通度低，重要节点少且均位于网络西部，网络极不均匀，当网络结构遭到破坏时，进行自我恢复的能力比较强，但维持自身连通性的能力非常弱。增边94条后，LMBA策略优化后网络直径为16、节点最大介数为796、最大连通度为49，网络重要节点增多，网络整体效率明显提升；RA、LDF策略也使网络连通度极大增强，SMB策略的网络连通性增强效果不显著，重要节点增多且东移，网络结构比优化前更均匀。遭到攻击后，网络的连接鲁棒性大大增强，恢复鲁棒性也有所提升。与其他策略对比，LMBA策略的连接鲁棒性在两种攻击模式下、节点恢复鲁棒性在随机攻击模式下表现最优，节点恢复鲁棒性在恶意攻击下、边恢复鲁棒性在两种攻击模式下表现较优且稳定，说明该策略网络连通性强、结构均匀，综合表现最优。在遭受攻击过程中，LMBA策略维持自身连通情况的能力较优且稳定，节点和边的恢复能力也较优。

摘要:为探究秸秆深埋下土壤水盐分布与夏玉米产量对灌水量的响应，于2017年和2018年在河套灌区进行了秸秆深埋下单次灌水定额60mm（W1）、90mm（W2）、120mm（W3）3个处理及常规135mm为对照（CK）处理的大田试验。结果表明：秸秆深埋下耕作层含水率随灌水量的增加先增后减，成熟期W1处理的两年平均含水率较CK降低21.3%，而W2和W3较CK提高8.6%和9.4%；秸秆隔层持水量随灌水量的增加先增后降，成熟期W1持水量较CK平均降低10.9%，而W2和W3较CK平均提高16.1%和17.1%；生育期W1、CK处理在隔层积盐，W2、W3处理脱盐，生育末期W1和CK平均积盐率为27.0%和11.1%，而W2和W3平均脱盐率为7.6%和7.1%；W1和W3较CK平均减产20.9%和0.5%，W2较CK平均增产1%，但W1、W2、W3处理的水分利用效率较CK分别提高15.2%、17.3%和5.1%（P<0.05）。当耕层含盐量为1.45~1.48g/kg，单次灌水定额为82~111mm时，秸秆深埋耕作模式可实现节水稳产的目标。

摘要:为利用滨海地区微咸水改良盐渍土，进行了不同咸淡水轮灌（淡淡、淡咸、咸淡、咸咸）和施用生物炭（0、15、30t/hm2）的室内入渗试验，探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程。结果表明：滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水质的影响，先咸后淡的轮灌方式更有利于土壤水分入渗，入渗速率增加了8.2%～46.9%，并小幅提高了土壤含水率；生物炭可促进咸淡轮灌下的水分运移，增加了相同时间内的湿润锋距离、累计入渗量、入渗速率及入渗后的土壤含水率，添加量为15t/hm2时入渗增益最佳，入渗速率提高了3.5%～22.0%；淡咸和咸淡处理的土壤含盐量均低于咸咸处理，脱盐率和脱盐区深度系数更高，咸淡处理可增加脱盐率，而淡咸处理可提高脱盐区深度系数；生物炭有利于咸淡轮灌下的土壤盐分淋洗，脱盐率和脱盐区深度系数分别提高了9.1%～15.0%和1.1%～7.5%，并增加了Ca2+和Mg2+含量，促进Na+淋洗，进而降低了微咸水利用风险，但在30t/hm2时盐分淋洗效果有所减弱。研究表明，添加15t/hm2生物炭配合微咸水-淡水轮灌能够改善滨海盐渍土的入渗特性、持水能力和盐分分布，可为该区盐渍土和微咸水开发利用提供参考。

摘要:为探究西北干旱地区农田水盐运移与作物生长对亏水滴灌的响应以及层状土壤中水分-溶质运移和作物生长耦合模型（Layered soil water-solute transport and crop growth model，LAWSTAC）的适用性，设置3种水分处理W100、W70、W40，分别表示灌溉需水量的100%、70%和40%，于2018年在农业农村部作物高效用水武威科学观测实验站进行了大田试验。结果表明：在制种玉米生长苗期，单次灌水后，浅层（0~20cm）土壤含盐量降低；经全生育期灌溉后，灌水量越大，浅层脱盐和深层积盐现象越明显。3种水分处理下灌水量越多的处理，制种玉米叶面积指数（LAI）和最终地上生物量越高，作物长势越好。LAWSTAC模型能较好地模拟农田水盐运移和制种玉米的生长过程；各处理LAI模拟值与实测值之间的决定系数R2均为0.99，RMSE为0.20~0.87cm2/cm2；各处理地上生物量的模拟值与实测值的R2均为0.99，RMSE为1.62~3.57t/hm2，说明LAWSTAC模型可以较为准确地模拟制种玉米LAI、地上生物量的动态变化。0~80cm土层贮水量的模拟结果表明，各处理R2为0.41~0.61，RMSE为12~21mm；0~80cm土壤盐分质量浓度的模拟结果表明，各处理R2为0.53~0.60，RMSE为1.37~2.56g/L，效果较好。因此，LAWSTAC模型可为当地复杂土壤条件的农田进行生产力的初步预测与评估。

摘要:设置浅水勤灌（FSI）、浅湿灌溉（WSI）、控制灌溉（CI）和蓄水控灌（RC-CI）4种灌排模式，于2017—2018年进行了桶栽观测试验，利用作物水足迹计算方法量化蓝、绿、灰水足迹，分析灌排模式对水稻水足迹及其组成的影〖JP2〗响。结果表明：在不同灌排模式下，水稻作物水足迹、组成及其效率均存在差异。所有处理水足迹的范围为846.3~1132.3mm，RC-CI处理水足迹最小，而FSI最大。FSI、WSI、CI、RC-CI作物生产水足迹年均值分别为1.26、1.18、1.06、1.08m3/kg。在水足迹组成方面，蓝、绿、灰水足迹比例分别为10.9%~22.3%、28.8%~44.1%和39.4%~55.0%。FSI处理蓝水比例最大，RC-CI处理绿水比例占有优势。蓄水控灌降低了水稻作物水足迹，其用水结构更为合理，减小了机会成本，能够较好地实现节水减排。本研究可为选择水稻高效灌排模式和农业节水策略制定提供参考。

摘要:为了对陇中黄土高原沟壑区不同保护性耕作措施下的土壤含水率进行差异性分析，利用长期定位试验，设置春小麦/豌豆、豌豆/春小麦轮作序列下传统耕作、免耕、传统耕作秸秆覆盖和免耕覆盖4种耕作措施，以当地月平均气温、月降水量、月平均辐射量、月平均蒸发量、月作物耗水量作为输入，以0~200cm土层土壤含水率作为输出，建立基于长短期记忆（Long short-term memory, LSTM）神经网络的土壤含水率预测模型，并对模型的有效性进行评估，然后利用该模型模拟4种耕作措施下0~200cm土层土壤含水率的动态变化过程。结果表明，基于LSTM神经网络建立的土壤含水率模型对陇中黄土高原沟壑区保护性耕作下土壤含水率预测具有较好的适用性，其模拟值与实测值的平均均方根误差为2.29%、平均相对误差为6.79%、平均决定系数为0.82。豌豆/春小麦轮作序列中4种耕作措施下的土壤含水率比春小麦/豌豆轮作序列的土壤含水率增加1.49%、1.61%、1.69%和1.76%，4种耕作措施下0~200cm土层的土壤含水率由大到小依次为：免耕覆盖、免耕、传统耕作秸秆覆盖、传统耕作，免耕覆盖下的土壤含水率分别比免耕、传统耕作秸秆覆盖和传统耕作增加1.27%、1.75%和2.81%。免耕覆盖对0~30cm土层土壤含水率的影响最为显著，其土壤含水率分别比免耕、传统耕作秸秆覆盖和传统耕作平均增加1.60%、2.63%和4.18%。4种耕作措施下的土壤含水率随季节发生变化，免耕覆盖下的土壤含水率整体高于其他3种耕作措施，且在作物生长前期的蓄水保墒效果更加显著。研究区豌豆/春小麦轮作序列中4种耕作措施的土壤含水率相对较高，而不同耕作措施下免耕覆盖更有利于提高该地区农田土壤水分，为陇中黄土高原沟壑区最适宜的耕作方式。

摘要:积雪作为一种重要的下垫面，其热力学性质对周围环境的影响至关重要。利用中国东北地区天然积雪在不同密度(0.30、0.35、0.40、0.45g/cm3)下的雪温数据，分析积雪温度的变化特征，研究不同温度(-5、-10、-15、-20、-25℃)、不同密度(0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60\g/cm3)下的积雪导热系数变化规律。结果表明：雪的导热系数随密度的增加而逐渐增大，二者之间存在良好的指数相关关系；在不同密度下雪导热系数对温度的响应呈现明显的差异，密度为0.40~0.45g/cm3时，导热系数随温度的升高而增大，密度为0.50~0.60g/cm3时，温度在-15~-25℃的雪导热系数随温度的降低而增大；在温度观测期间，雪温与气温变化趋势一致，且均低于0℃，在一天的不同时段，表面雪层会出现冷暖中心，0~20cm浅层雪层的温度变化剧烈，雪温变化幅度自雪面向下逐渐减小，雪温振幅与积雪深度之间存在良好的负指数相关关系。深层雪温达到极值的时间滞后于表面雪层约4h。在相同深度的雪层中，雪层温度随密度的增加呈现减小的趋势。

摘要:采用浸渍法，以松木热解半焦为载体，制备了载La半焦基催化剂，利用自行设计的两段式生物质催化热解固定床反应系统进行松木燃料棒催化热解试验，研究不同重整温度下载La半焦基催化剂对生物质热解气、焦油、焦炭三相产物的影响规律。通过气体组分的变化、焦油FTIR谱图的变化以及催化剂SEM、XRD表征特性测试，探讨载La半焦基催化剂对生物质热解催化重整效果随温度的变化规律，并与无催化剂和以半焦为催化剂的催化性能进行对比。试验表明：催化重整温度为800℃、La负载量为6%时，半焦基催化剂性能较好，经载La半焦基催化剂催化重整后，松木热解气最高产率达到531g/kg，焦油生成量最少，为90g/kg；H2体积分数由650℃时的20.42%升高至850℃时的32.66%，相较于无催化剂和半焦催化剂条件，载La半焦基催化剂在800℃时H2体积分数明显高于无催化剂时的16.77%和以半焦为催化剂时的20.06%；焦油生成量降低趋势明显；经催化重整后，催化剂存在金属元素的团聚现象，活性组分La2O2CO3和La转化为La2O3，伴随着积碳、积灰堵塞催化剂表面部分孔道，催化活性有所减弱。研究表明，载La半焦基催化剂表现出较好的松木催化热解性能。

摘要:为了探究氨纤维膨胀（Ammonia fiber expansion，AFEX）预处理产生的酚类物质和木质素暴露程度的变化对酶解的影响，对玉米秸秆（CK）进行了高、低两个温度水平的AFEX预处理（L-AFEX：90℃、5min；H-AFEX：140℃、15min，载氨量和含水率分别为1g/g和60%），对预处理后玉米秸秆的木质纤维成分、酚类物质含量及纤维素、木质素的表面暴露程度的变化进行了系统表征，并分析了这些变化对酶解的影响。研究表明，L-AFEX和H-AFEX预处理将玉米秸秆的酶解葡萄糖得率分别提高至37.57%和74.74%，随着AFEX预处理温度的升高，玉米秸秆中纤维素和半纤维素含量不变，酸溶木质素增多，木质素亲水性增强，减弱了酶解时木质素与纤维素酶间的非生产性吸附，同时产生了更多的酚类物质。AFEX预处理上清液中的酚类物质对纤维素酶水解能力的抑制作用显著，L-AFEX和H-AFEX预处理的抑制率分别为4.10%和10.40%，酚类物质对H-AFEX固体残余物酶解的抑制率为5.06%。AFEX预处理显著增大了纤维素酶可及的表面积，将纤维素表面积从316.08m2/g（CK）增大至430.97m2/g（L-AFEX）和422.27m2/g（H-AFEX），将木质素表面积从293.13m2/g（CK）减小至271.25m2/g（L-AFEX）和215.23m2/g（H-AFEX），使纤维素与木质素表面积的比值从1.08（CK）增大至1.59（L-AFEX）和1.96（H-AFEX），有效降低了木质素对纤维素酶解的空间阻碍，提高了酶解效率。

摘要:根据现代温室监控和管理的需求，基于Android系统开发了温室设备的状态监控模块，采用CAN总线测控系统对温室内外环境数据进行实时采集并对温室环境设备进行控制。基于Android开发的系统软件具有远程监控的功能。根据摄像头提供的实时视频数据，对图帧间差分法和自相关函数法应用于温室风机停转状态的监测以及背景差分法和Canny边缘检测算法应用于温室天窗开度状态的监测进行研究，比较不同算法的实时性和准确性，实现了温室通风设备风机和天窗状态的异常监测。试验表明，系统数据传输稳定、环境调控可靠、视频图像清晰流畅，能够实时可靠地监测设备的运行状态，且操作简单、界面友好，保证了温室通风设备自动控制的安全性，能够满足远程智能监控现代温室的需求。

摘要:针对目前设施栽培中营养液动态调配精确度低的问题，提出一种基于支持向量机回归（Support vector machine regression, SVR）的营养液调控模型。首先，通过设计嵌套试验采集了13个温度、50组不同Knop营养液（A:99%Ca(NO3)2·4H2O、B:98%KNO3、C:99%KH2PO4、D:98%MgSO4·7H2O、E:99%EDTA-NaFe 5种化合物）配比下的营养液pH值、EC、K+质量浓度、Ca2+质量浓度和NO-3质量浓度等检测指标值，并基于SVR构建营养液检测指标预测模型；然后，采用离散斜率法计算营养液检测指标值与5种化合物含量的响应曲线离散斜率，并利用人工鱼群算法获取离散斜率最大突变点；最后，以该突变点对应的5种化合物含量作为最优调控目标值，基于SVR构建营养液调控模型，并进行验证试验。结果表明：基于SVR的营养液调控模型中对应5种化合物含量的决定系数分别为0.99、0.98、0.99、0.96、0.99，均方根误差分别为4.29、7.39、5.02、2.85、3.96mg，拟合效果良好。对比逐步拟合响应模型获取目标值的结果发现，基于SVR的营养液调控模型5种化合物含量的平均相对误差分别降低了37.65%、49.94%、40.53%、50.58%、42.84%；在验证试验中，对比逐步拟合响应模型发现，基于SVR的营养液调控模型5种化合物使用量的相对误差平均值分别降低了46.42%、52.08%、54.03%、53.59%、54.54%，调控过程中5种化合物使用量的平均降低率分别为1.69%、5.81%、5.85%、3.65%、7.08%。本文基于SVR构建的营养液调控模型具有高效、节能特点，可为设施作物栽培的实际生产应用提供参考。

摘要:以提高表面增强拉曼光谱重复性为目的，为保证表面增强金属纳米颗粒和分析物混合吸附的均一性，基于实验室自行搭建的拉曼点检测装置，设计了表面增强剂与微量液态样品自动混匀控制拉曼光谱检测硬件系统。基于NI LabVIEW软件开发工具，采用G语言编写了实时控制分析软件，实现了微量液态样品和表面增强剂自动混匀进样、光谱采集及数据处理等一键式操作。以市售蜂蜜中硝基呋喃妥因和磺胺甲氧哒嗪两种兽药残留为检测对象，通过试验验证了表面增强剂与微量液态样品自动混匀控制拉曼光谱检测系统的稳定性。结果表明，利用表面增强剂与微量液态样品自动混匀控制拉曼检测系统采集的蜂蜜中两种兽药拉曼特征平均峰值强度变异系数最低分别为0.0322和0.0361，建立的最优一元线性回归模型验证集决定系数分别为0.9619和0.9790，均方根误差分别为0.6723mg/kg和0.5186mg/kg。该系统显著提高了拉曼光谱的稳定性，所建立的兽药定量预测模型精确，可为液态样品表面增强拉曼光谱快速定量检测提供技术支持。

摘要:针对鱼体贮藏方式（冰鲜与冷冻）鉴别问题，提出一种基于单片机系统和生物阻抗的鱼体贮藏方式快速检测技术，并测试分析了冰鲜和解冻的鲫鱼、鲤鱼在信号频率为1kHz和16kHz时的阻抗相对变化率。结果表明，冰鲜鱼的阻抗相对变化率大于100%，而解冻鱼的阻抗相对变化率小于100%。利用Arduino单片机系统、定值电阻和高频交流电压传感器等电路元件搭建了电路检测系统，将鱼体接入检测系统后，分别获取交流信号频率为1kHz和16kHz时的定值电阻和鱼体两端的电压信息，计算频率从1kHz到16kHz变化时鱼体阻抗的相对变化率，利用阻抗相对变化率鉴别冰鲜鱼和解冻鱼，并在显示终端上输出检测结果。本文提出的检测技术性能良好、操作简单便捷，在检测过程中对鱼体无损伤，且识别过程准确高效，检测准确率可达95%。

摘要:鲜莲子莲皮紧紧依附在莲仁表面，采用手工去皮成本高、效率低，难以满足生产需求。由于缺乏对水射流去皮机理及参数的研究，造成莲子去皮率低、损伤率高，为此设计一款基于水射流去皮的鲜莲子去皮机。将水射流压力、水射流倾角以及带轮直径作为影响去皮效果的因素，以去皮率、损伤率、带帽头率、开边率、掉莲率为评价指标，采用Design-Expert软件进行三因素三水平的响应曲面优化试验。结果表明：对去皮率、损伤率以及带帽头率的影响程度从大到小均依次为水射流压力、水射流倾角、带轮直径；对开边率的影响程度从大到小依次为水射流倾角、水射流压力，带轮直径对开边率的影响非常小；掉莲率都在1%左右，与3个影响因素无关。优化后最佳作业参数分别为：水射流压力0.7MPa、水射流倾角18°、带轮直径68mm，其指标预测值分别为：去皮率91.16%、损伤率0.96%、带帽头率2.40%、开边率0.04%。采用优化后的参数进行验证试验，得出去皮率为92.63%、损伤率为1.24%、带帽头率为2.72%、开边率为0.21%，各项指标的试验结果与理论预测结果的绝对误差均小于1.5%，验证了模型与所优化参数的合理性。

摘要:为揭示不同形态的水在胡萝卜干燥过程中的迁移机制，探明不同形态水在干燥过程中的相互作用和相互转化关系，利用低场核磁共振技术对自由水、不易流动水和结合水3种形态水的分布和迁移规律进行分析。研究表明，在干燥前期主要脱除的是自由水，在干燥后期主要脱除的是结合水；在干燥前期，有少量的自由水向结合水转变，说明在此期间有细胞生命活动参与；在干燥后期，结合水向自由水转变。对红外和热风两种干燥方式下的扫描电镜图像进行分析，发现经红外干燥的物料比面小、空隙尺寸大、空隙迂曲度低、结构松散、通透性好、渗流能力强，有利于水的迁移，说明在红外干燥过程中，物料中的空隙在不同方向上所受的应力均衡。透射电子显微镜图像显示，经红外干燥的物料，其细胞空间架构规则有序，细胞膜、液泡膜及各种细胞器膜均消失，细胞器所占区域变小。这是因为有机质中内嵌的结合水在获取红外辐射能量后从复合结构中分离出来，失去连接纽带的生物大分子裂解为小分子。由于红外辐射将胡萝卜中大的水分子团簇分解为小的水分子团簇，水的粘度降低、流动性增强、渗透能力增强、迁移能力增强，因此，红外干燥具有更高的干燥效率。

摘要:通过Lipozyme RM IM催化紫苏油与中链甘油三酯（MCT）进行酯交换合成富含α-亚麻酸的中长链甘油三酯（MLCT），研究了酶添加量、底物中MCT浓度、反应温度和反应时间对MLCT得率的影响。40%MCT和60%紫苏油在6%的Lipozyme RM IM催化作用下，于60℃进行4h的酯交换反应，结果表明，在反应平衡后，MLCT得率超过70%。采用两步法除臭工艺纯化酯交换产物，产品中的甘油三酯纯度达到97%，游离脂肪酸含量显著降低，反式脂肪酸质量分数可以控制在1%以内。此外，在纯化产物中存在超过40%的α-亚麻酸，超过85%的长链脂肪酸在甘油三酯中的sn-2位置。

摘要:采用脱脂乳蛋白和大豆分离蛋白两种不同组成和结构的蛋白质构建冰淇淋乳液，通过分析蛋白质/蔗糖酯的红外光谱、脂肪球表面蛋白质吸附特性、zeta电位、粒径以及搅打凝冻后乳液的微观结构，研究蔗糖酯质量分数对两种蛋白乳液体系脂肪球低温失稳的影响；在最佳蔗糖酯质量分数条件下，采用大豆分离蛋白对乳蛋白进行不同比例的替代，探究不同蛋白组成对脂肪球低温失稳作用及冰淇淋特性的影响。结果表明：蔗糖酯与乳蛋白和大豆分离蛋白在脂肪球表面的界面作用存在复合和竞争性吸附两种作用机制。当蔗糖酯质量分数增加至0.3%时，蔗糖酯与蛋白质的界面作用主要以竞争吸附为主，此时两种蛋白冰淇淋乳液体系中，蛋白质在脂肪球界面的吸附量显著降低，脂肪球部分聚结失稳程度较高。在蔗糖酯质量分数为0.3%和不同蛋白质组成条件下，当脱脂乳蛋白与大豆分离蛋白的蛋白比例为7∶3时，更有利于脂肪球的低温部分聚结失稳，此时冰淇淋具有较高的膨胀率和最佳的抗融性。

摘要:为了快速准确地得到玉米收获机车架的载荷谱，针对载荷谱编制过程中传统的载荷外推方法的局限性，提出一种基于四叉树算法的自适应带宽核密度估计(Kernel density estimation)算法，用来进行载荷外推。将经过预处理的实测原始载荷数据进行雨流计数统计，得到载荷循环均幅值矩阵，将小于载荷循环最大幅值10%的载荷滤除，其余的载荷循环均幅值数据根据四叉树分割算法进行不同区域的分割，选择高斯核函数，根据拇指法则计算各个区域的局部最优带宽，并根据数据区域内数据点的密集程度对核密度估计的输入进行优化，减少了核密度估计的计算量，最后结合蒙特卡洛模拟算法进行载荷外推。采用玉米收获机车架实测载荷数据进行实例验证，结果表明，与传统的固定带宽、自适应带宽核密度估计的载荷外推方法相比，本文提出的方法大大提高了计算效率，其概率密度函数图与实际载荷分布更为接近；载荷循环均幅值频次分布相关系数更接近于1，均方根误差更小；载荷循环幅值累积频次曲线的决定系数均大于0.99。

摘要:农用柔性底盘原地姿态切换时车轮绕偏置转向轴原地滚动转向，为探明该过程的轮胎力学特性，对接地区域的滑移速度进行了运动学分析，据此将现有轮胎纵滑LuGre模型扩展成纵滑-横滑联合的偏置转向轴原地转向LuGre模型；设计了相应测试装置，通过双因素试验测试了偏置距离和载荷对轮胎横向与纵向摩擦力的影响；根据实测结果对模型参数进行了辨识，利用辨识值对柔性底盘原地姿态切换过程中的轮胎摩擦力进行了仿真。结果表明：柔性底盘原地姿态切换时，轮胎受到阻碍滚动的纵向摩擦力和指向外侧的横向摩擦力，纵向摩擦力与载荷的1.82次方成正比，与偏置距离的1.61次方成反比；随着偏置距离的增加，横向摩擦力先增大、后减小，但变化较为平缓。轮胎横向与纵向摩擦力的实测结果和仿真结果吻合程度较高。本研究可为柔性底盘转向驱动力矩的估算和装置参数的优化提供依据。

摘要:对提出的一种半对称三平移Delta-CU并联机器人机构进行误差建模和实验分析。在规划执行末端运动轨迹的基础上，采用外部直接标定和修正系统输入的方法对机构的运动学误差进行补偿。在外部直接标定的过程中，为降低系数矩阵中的随机测量误差对执行末端坐标精度的影响，利用整体最小二乘法求解坐标变换参数；以误差数据为样本，通过模糊神经网络模型进行训练，并将训练好的模糊神经网络模型用于Delta-CU并联机器人机构的误差值预测。实验表明，模糊神经网络模型能够对Delta-CU并联机器人机构误差进行精准的预测，有利于提高Delta-CU并联机器人机构的补偿精度，可为Delta-CU并联机器人机构误差补偿提供参照。补偿后其绝对位置精度由1.187mm提高到0.4mm，重复位置精度由0.037mm提高到0.018mm。

摘要:空间闭链机器人的柔性连杆在高速运行状态下产生的弹性变形对系统振动效应具有重要影响。为准确分析柔性连杆对空间柔性闭链机器人振动特性的影响，采用有限单元法对柔性构件进行离散，基于浮动坐标系法描述构件位移场，最后通过Lagrange方程建立空间刚柔耦合闭链机器人动力学模型及振动方程，并分析系统固有频率和振型函数。基于同等参数，利用ADAMS/Vibration模块建立了空间刚柔耦合闭链机器人的自激振动仿真模型，研究系统固有频率和对应模态的变化，以及不同激振力作用下的频率响应特征。结果表明：理论模型和仿真模型的动平台运动轨迹基本一致，并且理论模型与振动仿真模型的固有频率也具有一致性，验证了振动仿真模型建立的正确性。随着激振力幅值的增大，系统响应增强。同一激振频率动平台质心处Y方向响应最大，X方向次之，Z方向最小。其中，系统第11、12阶模态对应的系统变形量最大，对应的激振频率为40~60Hz。

摘要:滚动机器人常采用外置电源或气源驱动，限制了滚动机器人的运动场景和活动范围。本文设计了一种化学反应自驱动滚动机器人，机器人内部放有反应液和催化剂，通过化学反应产生气体，推动反应液在多个腔室内循环流动，从而改变机器人重心实现滚动；设计了滚动机器人的关键部件——重力阀，重力阀在不同角度下实现周期性的开闭,从而控制流体。通过实验对重力阀的结构参数进行优化,使其在满足开闭角度要求的前提下，泄漏量最低；分析了滚动机器人实现自驱动的参数和条件，获得了最低液位线、最高液位线与重力阀开闭角度之间的关系；应用滚动机器人进行实验，结果表明，其最高滚动角速度为2(°)/s，验证了该化学反应自驱动滚动机器人设计的可行性，为化学反应自驱动在机器人领域的应用提供了思路。

摘要:研究天线机构静力学和运动特性是提高天线轨迹跟踪精度的有效途径。首先，对混联天线机构结构进行构型描述；然后，基于力旋量变换关系对混联天线机构各部件进行受力分析，借助数值计算软件进行静力学求解，分析特定位姿混联天线机构驱动力的分布情况，并将理论求解结果与仿真结果进行对比，以验证理论分析的正确性；应用有限元软件分析混联天线机构特定位姿下的变形情况，对混联天线机构的整体变形进行评估；针对混联天线机构进行振动特性仿真，获得混联天线机构特定位姿下的振型和固有频率；采用数值计算软件进行混联天线机构运动仿真，获得混联天线机构俯仰运动和方位运动的包络空间；最后，基于设计完成的关键零部件模型设计了混联天线机构物理样机。