摘要:绿色生态空间网络是景观生态学的重要研究内容，是耦合景观格局、生态过程与生态功能的重要桥梁，对于提高景观连接性、保护物种多样性、促进生态系统结构与功能的完整性具有重要意义。本文梳理了绿色生态空间网络的研究脉络，从绿色生态空间网络的概念与特征、相关理论与研究方法等方面展开论述，阐述了绿色生态空间网络的相关概念及发展历程，构建、分析与优化中的常见方法与主要特点，以及绿色空间网络研究中的相关理论，列举了绿色生态空间网络的主要应用领域，如城市、水文、防风固沙、水土保持等，并对绿色生态网络的基本改变、研究方法、尺度研究以及和其他空间网络结合等方面进行了展望。

摘要:为了提升薯类收获机械自动化水平，提高明薯率，降低伤薯率和漏挖率，减小挖掘阻力，根据垄作薯类作物种植模式，以牵引式薯类收获机为载体，采用传感器和微处理器控制技术，设计了一种挖掘深度自动控制系统。该系统包括前仿形装置、挖掘机构、液压装置和控制系统。以垄沟地面为研究对象，采用接触式深度探测机构，其仿形深度和宽度可调节，挖掘深度实时调整可有效实现减阻降耗。建立挖掘深度调节模型，设计双阈值死区控制算法，实现系统精确稳定控制，有效避免控制信号频繁跳变和超调，提高薯类作物收获性能指标。田间试验表明，具有挖掘深度自动控制功能的薯类收获机其明薯率为97.37%，伤薯率为1.49%，漏挖率为1.59%。相比采用人工收获，其明薯率提升了2.20个百分点，伤薯率降低了1.41个百分点，漏挖率降低了2.00个百分点。

摘要:针对农田中存在不确定性干扰时，会导致建立的无人水稻直播机运动学模型精确度不高，从而使路径跟踪收敛时间长，跟踪效果较差等问题，提出由直播机运动学模型建立相应的非线性干扰观测器从而实现对不确定性复合干扰的精确观测。将观测到的干扰值补偿到运动学模型中以提高模型的精度，降低滑模控制的抖振。为了控制直播机沿指定路径作业并提高路径跟踪收敛时间，设计了一种快速终端滑模控制算法。基于李雅普诺夫判据检验了算法闭环系统的稳定性。使用Matlab/Simulink建立了农机运动学仿真模型，仿真结果表明，非线性干扰观测器能精确观测出系统的不确定性干扰。与不带干扰观测器的滑模控制算法相比，本文控制算法可有效减少收敛时间，抑制干扰带来的抖振。无人直播机水田作业实验表明，采用本文所提出的算法以1.2m/s的速度高效作业时，横向平均绝对偏差为0.0247m，均方差为0.0311m。并且转弯收敛速度快，无超调，路径跟踪精度满足实际作业要求。

摘要:针对马铃薯播种开沟器高速作业条件下作业阻力大、回土深度浅、干湿土易混合等问题，基于黄鳍金枪鱼下颚流线型曲线，采用水平直元线法将原有曲线重构为三维曲面，设计一种仿黄鳍金枪鱼下颚曲线的曲面式开沟器。根据马铃薯种植深度的农艺要求，当最大作业深度为150mm时，采用滑切原理确定了最大刃口角为132°，元线角为27°。为探究起土角对开沟器作业性能的影响，以作业阻力为评价指标，进行单因素试验，确定了分土板的起土角为45°。通过分析种薯下落到地表时的相对位移确定上挡土板的长度。干湿土分层仿真试验表明，开沟器作业不扰乱土层顺序。田间多工况对比试验表明，在开沟深度为100、125、150mm，作业速度为3.6、5.4、7.2km/h条件下，曲面式开沟器比芯铧式开沟器、靴式开沟器平均作业阻力减小18.3%、33.4%，平均回土深度增加70.4%、91.7%。田间性能对比试验表明，在开沟深度为150mm，作业速度为7.2km/h条件下，曲面式开沟器比芯铧式开沟器、靴式开沟器种沟中土壤含水率增加3.5%、4.7%，曲面式开沟器能减少干湿土混合，曲面式开沟器比芯铧式开沟器、靴式开沟器种薯横向偏移系数减小9.5%、10.1%，满足马铃薯种植开沟的农艺要求。

摘要:针对我国养殖业缺乏高效饲草粉碎机的问题，设计了一种旋筒供料锤式饲草粉碎机，建立了粉碎和旋转作业的理论模型，对锤片尺寸形状、回转半径、粉碎转速、抛送距离、输送能力、供料转速和粉碎长度等关键参数进行了设计与计算，采用EDEM对粉碎羊草的转速、锤片数量、动定刀间隙和出料口仰角等关键因素进行了仿真分析。分析表明随着粉碎转速增高、锤片数量增加和动定刀间隙减小，颗粒尺寸均减小，粉碎扭矩先减小后增大，羊草抛送距离先增大后减小。随着出料口仰角的增大，羊草抛送距离先增大后减小。仿真得到的羊草最佳粉碎条件为粉碎转速1500r/min、锤片数量24把、动定刀间隙22mm和出料口仰角20°。取羊草进行粉碎试验，试验结果与仿真分析基本一致。当旋筒转速为8r/min时，成捆压实羊草的粉碎效率为25m3/h，单人作业效率是铡草机的12倍，单机作业效率是铡草机的3倍。粉碎羊草破壁率大于90%，搓揉效果良好。粉碎羊草直径为0.1~1.2mm，平均直径为0.65mm。粉碎羊草长度为16~157mm，平均长度为47mm，抛送距离为11m。粉碎后的羊草饲喂效果较好，达到了设计目标。

摘要:针对长江中下游稻油轮作区油菜播种作业常因前茬稻收后秸秆量大，机具一次进地难以完成播种作业所有工序，且土壤含水率较高时易打滑沉陷，而联合收获机专用收获利用率较低等问题，提出了一种以联合收获机为动力平台配置油菜播种机组合式方案，设计了一种履带式联合收获机为动力平台的油菜直播机，该机通过前置收获平台收集浮草残茬，后置耕播系统实现旋耕播种，能用于稻收后未处理地表直接进行油菜播种作业，一次进地能完成秸秆还田、种床旋耕、作畦开沟与播种覆土等工序。设计了导轨式悬挂升降系统，基于ANSYS Workbench、Matlab优化工具箱开展了静力学分析，校核了悬挂升降系统强度并优化了链传动参数，确定了整机各部分结构与参数。通过对整机纵向稳定性进行分析，得到其纵向稳定性储备利用系数为0.198，符合履带式机组质量配置要求。以耕深稳定性系数、碎土率、旋耕层深度合格率以及机具通过性与工作稳定性为指标进行田间试验，试验结果表明，工作参数设置为作业速度0.6m/s、发动机转速2000r/min、导草装置风机转速3500r/min时，在留茬与土壤含水率较高工况下作业机具通过性和工作稳定性较好，耕深稳定性系数和旋耕层深度合格率均达90%以上，碎土率达83.7%，可满足稻油轮作区水稻收获后地表直接开展油菜播种作业农艺要求。

摘要:针对现有施肥装置对有机肥肥块的破碎效果不佳，农田条施排肥难度大等问题，提出对辊差速式肥块破碎施肥方式，通过施肥辊相对转动咬合喂入，将肥块破碎的同时实现强制排肥，增大排肥率。对施肥辊齿辊尺寸、齿形及辊齿布置方式等关键部件及参数进行设计，建立肥块破碎受力模型和施肥量的理论模型，得到影响破碎力和施肥量的主要因素。利用离散元分析软件建立肥块破碎模型，通过仿真试验明确施肥装置的上置施肥辊转速、下置施肥辊转速、施肥辊中心高度差、施肥量对破碎率的影响规律；设计四因素正交旋转试验，对破碎施肥装置的作业参数进行优化，当上置施肥辊转速为238r/min、下置施肥辊转速为374r/min、两施肥辊中心高度差为71mm、施肥量为797g/s时，优化所得破碎率为80.3%，排肥率为99.2%；搭建对辊差速式破碎施肥装置试验台，对机施有机肥含水率8%~40%的4种肥块进行验证试验，试验所得的肥块破碎率分别为90.7%、80.8%、79.6%、76.9%，排肥率分别为95.6%、97.8%、98.2%、98.6%，与优化所得结果的平均误差分别为4.66%、1.66%，误差较小，表明对辊差速式块状有机肥破碎施肥装置满足施肥要求。

摘要:为解决棉秆起拔机拔断率高、起拔后铺放散乱的问题，基于带夹原理设计了一种前置式皮带夹持输送棉秆起拔机。该机关键部件为起拔输送机构，作业时通过皮带将棉秆夹持拔出，随后将其输送至机具一侧，有序铺放到地面上。首先分析棉秆起拔过程中产生漏拔及拔断的原因，其次进行拔秆机理理论分析，确定影响拔秆效果的主要因素及其取值范围。在棉花高度为750mm、根部直径为10mm、棉秆含水率为25%~35%的试验地进行正交试验，进一步研究各影响因素对棉秆起拔效果的影响。试验结果表明，优化后的参数组合为机具前进速度2.27km/h、张紧量71.26mm、主动轮转速244.98r/min，此时棉秆拔断率为3.53%，棉秆漏拔率为5.09%。验证试验表明，在参数组合为机具前进速度2km/h、张紧量70mm、主动轮转速250r/min条件下，棉秆拔断率为3.67%，棉秆漏拔率为5.32%，与优化值相对误差均小于5%，证明样机设计合理，满足棉秆整株起拔的作业要求。

摘要:针对螺旋锥体离心式排肥器排肥性能需提升、各参数对排肥性能影响规律不明确及相关理论和解析模型研究不深入的问题，建立了颗粒肥料在排肥器内的运动模型，通过理论分析确定了弧形锥体圆盘的母线方程及影响排肥器性能的主要结构参数和范围。采用EDEM离散元仿真软件，开展了以排肥器锥盘离送段水平倾角δ、推板径向偏角γ及锥盘转速n为试验因素，以排肥量稳定性变异系数CV1、各排肥管道排出肥料的一致性变异系数CV2及随机选取的某一路排肥管道的同行排肥量一致性变异系数CV3作为响应指标的二次回归正交旋转组合试验，应用Design-Expert软件分析了各参数对排肥性能的影响规律，确定了排肥器最优结构参数为水平倾角30.4°、推板径向偏角3.2°、锥盘转速130r/min。为验证所优化排肥器的排肥性能，基于排肥器最优参数组合，开展排肥器在100、110、120、130r/min的排量标定及性能验证试验，试验结果表明，排肥器行最大供肥速率为1.6kg/min，排肥量稳定性变异系数不大于3.12%，各行排肥量一致性变异系数不大于5.29%，同行排肥量一致性变异系数不大于2.05%，各指标均满足施肥量要求。田间试验表明，排肥器排肥量稳定性变异系数不大于4.57%、各行排肥量一致性变异系数不大于6.98%、同行排肥量一致性变异系数不大于3.56%，满足行业标准要求。该研究可为进一步提高排肥器性能及排肥器设计提供理论参考。

摘要:为研究振动参数对油茶果采摘的影响，本文建立了油茶“果实-枝条”双摆动力学模型，通过求解动力学模型得出系统固有频率为0.42、7.18Hz；根据对油茶果实和花苞受力分析，得出油茶果实和花苞振动脱落所需的平均加速度分别为427.15、1.936m/s2；利用ADAMS动力学仿真软件对油茶果冠层振动采摘进行了仿真试验，利用Design-Expert 11.0.4软件对试验数据进行分析和优化并进行田间试验验证，理论优化结果为振动时间8.09s、振动频率8.15Hz、振幅50mm时，油茶果实采收率为93.41%，油茶花苞损伤率为14.10%。田间试验结果表明，针对湘林210品种油茶树，当冠层振动时间8s、振动频率8Hz、振幅50mm时，油茶果实采收率和花苞损伤率平均值分别为92.37%、14.38%，与理论优化值的差值分别为1.04、0.28个百分点。

摘要:针对在丘陵山区小田块中大型农业机械运移不便、作业效率不高和田头调头操作受限等问题，设计了一种针对轻简履带式车辆的基于运动学模型和几何模型的模糊自适应纯追踪控制器。以轻简履带式油菜播种机为研究平台，结合北斗RTK构建了一套自动导航作业系统，根据播种作业需求采用有限状态机设计了田间自动导航作业控制策略。开展了模糊自适应纯追踪控制器与纯追踪控制器的仿真及实地对比试验。仿真结果表明，与纯追踪控制器相比，模糊自适应纯追踪导航控制器具有上升时间短和超调小等特点。水泥路面试验表明，当行驶速度为0.8m/s时，模糊自适应纯追踪控制器最大跟踪偏差为0.039m，平均绝对偏差为0.018m。在旱田路面前进速度0.5、0.8、1.2m/s下，直线导航跟踪最大跟踪偏差分别不大于0.082、0.086、0.092m，平均绝对偏差分别不大于0.031、0.032、0.034m。并对自动导航作业系统进行试验，试验结果表明，所设计的导航控制器直线跟踪稳定，满足丘陵山区小型田块油菜播种要求。

摘要:针对株间机械除草时末端执行器存在损伤玉米根系风险的问题，提出了一种基于玉米根系保护的除草铲土上避苗除草模式，并设计了一套智能株间除草机器人系统。该机器人系统由机器人移动平台、除草装置、视觉检测系统和控制系统组成。其中视觉检测系统采用YOLO V4网络模型来检测玉米苗和杂草；除草装置是基于除草铲空间立体运动轨迹设计，使得除草铲可以完成土上和土下2种避苗除草作业模式。田间试验表明，在机器人移动平台前进速度为1.2km/h时，玉米苗和杂草的检测率分别为96.04%和92.57%，且2种除草模式的除草率均高于81%。除草铲土上避苗除草模式的平均伤根率为3.35%，相较于除草铲土下避苗除草模式降低了36.40个百分点。结果证明该除草机器人系统运行稳定，且除草铲土上避苗除草模式具有较优的玉米根系保护性能。

摘要:目前油莎豆机械化收获方式以正旋旋耕挖掘为主，但工作过程中存在工作阻力大、碎土率低、埋果率高等问题，本文针对油莎豆旋耕挖掘方式进行反旋运动学分析，建立了旋耕刀与油莎豆团聚体离散元模型，结合EDEM进行挖掘过程离散元仿真试验，确定影响旋耕刀工作阻力和刀轴扭矩的结构参数和取值范围，利用Design-Expert进行试验优化与回归分析，确定旋耕刀的最佳结构参数为：弯折角130°、工作幅宽45mm，在相同参数设置下与正旋旋耕方式进行对比试验，工作阻力降低了8.6%，刀轴扭矩降低了5.9%，证明反旋挖掘具有降阻作用。为检验优化设计的旋耕刀作业性能，以埋果率和土壤破碎率作为试验指标进行对比试验，结果表明：反旋作业方式埋果率1.07%，土壤破碎率93.48%，与标准旋耕刀相比，新型旋耕刀油莎豆块茎埋果率减低了1.2个百分点，土壤破碎率提高了1.3个百分点。

摘要:针对青贮玉米收获机玉米秸秆揉丝破碎效果差、效率低，影响青贮秸秆后期发酵与粗纤维转化的问题，并考虑到青贮玉米秸秆的韧性较大，设计了适合青贮玉米秸秆揉丝破碎的试验台。对秸秆的揉搓破碎机理和辊齿关键参数进行了分析和优化设计，得出当两辊齿锋面对钝面并配合螺旋缺口时，可达到对秸秆的挤压、揉搓和剪切效果，并建立了基于离散元法的玉米秸秆颗粒粘结模型，利用EDEM开展虚拟仿真试验，探究齿数、两辊差速比、缺口螺旋圈数和主动辊转速对秸秆丝化率的影响效果，得出了最优参数组合为：破碎辊齿数166、差速比30%、缺口螺旋圈数80、主动辊转速5000r/min，仿真试验与台架试验结果的相对误差为3.03%；台架试验结束后，采用宾州筛对其筛分，小型物料占比38.37%、标准物料占比52.75%、未完全破碎物料占比8.88%，与仿真试验结果一致。开展了对照试验，结果表明螺旋缺口锯齿型破碎辊对玉米秸秆的丝化率较常规齿型破碎辊提高8.22%，满足行业标准并实现了对玉米秸秆的高破碎和高效率。

摘要:针对黑水虻虫沙收集过程劳动强度大、作业效率低等问题，设计了一种并排式黑水虻虫沙双叶轮集料装置。首先，依据黑水虻幼虫生物转化畜禽粪便工艺特点，确定并排式双叶轮的外形尺寸；通过对并排式双叶轮工作机理和动力学分析，确定弧形叶轮片曲线与数量，并获得叶轮集料运动轨迹和方程；在此基础上，确定了影响其集料性能的主要因素，选取前进速度、叶轮倾角、叶轮转速为试验因素，以集料效率和集料均匀度变异系数为响应值分别进行单因素及三因素三水平二次回归正交试验。建立了响应面数学模型，分析各因素对集料性能的影响，利用Design-Expert软件对影响因素进行综合优化。试验结果表明，各因素对集料效率的影响由大到小顺序为：叶轮倾角、前进速度、叶轮转速；对集料均匀度变异系数的影响由大到小顺序为：叶轮转速、前进速度、叶轮倾角。对优化结果进行试验验证得最优参数组合为：前进速度0.06m/s、叶轮倾角18°、叶轮转速16r/min，此时集料效率为4.67kg/s，集料均匀度变异系数为2.81%，评价指标的试验值与模型优化值的相对误差为3.78%与6.84%，满足黑水虻虫沙集料输送要求。

摘要:启动过程中转轮的动应力特性是评价水泵水轮机组稳定性的一个重要指标。为分析某原型混流式水泵水轮机组在水轮机模式启动过程中转轮的振动响应，重点分析水力激励力的瞬变特性对动应力的影响，首先针对水轮机启动过程选取不同转速工况点分别进行了稳态和局部瞬态动应力计算，然后结合转轮固有模态和动静干涉理论分析了异常振动产生的原因。其中，水力激励力通过计算流体动力学分析得到，动应力的求解采用基于声固耦合构建的单向流固耦合方法。对比稳态和瞬态计算的结果可知，在共振工况附近，激励力的瞬变特性对转轮的振动有显著影响。一方面使得启动过程中的高水平振动滞后于理论共振工况，另外动应力幅值远低于稳态分析的结果。然而在非共振区域，稳态和瞬态计算得到的动应力水平相近。

摘要:针对农果复合种植中农作物和果树的根系深度、灌溉时间和灌水量等指标存在明显差异，采用传统单一灌溉方式难以同时兼顾果树深根和套种作物浅根的灌溉问题，以实现深浅根高效灌溉为目标，开发一种基于水压控制的微喷灌与陶瓷渗灌互补装置。在对装置进行整体结构设计的基础上，重点对3个核心部件：渗灌压力转换器、微喷压力转换器和伸缩装置进行优化配置。对渗灌压力转换器开展二因素六水平全试验优化设计，优选出渗灌压力转换器中弹性膜片的硬度（70HA）和厚度（1.5mm），该条件下，可使地下灌溉的工作压力范围为0.015~0.055MPa，流量10L/h，流态指数为0.004。在对微喷压力转换器进行结构设计的基础上，确定弹簧劲度系数为1.500N/m，可保证微喷头在低压下(小于0.066MPa)不喷水，理论推导出伸缩装置的临界伸长压力为0.066MPa，与试验结果（当水压达到0.066MPa时，伸缩装置开始伸长，0.15MPa时伸缩装置升至最高点，微喷头开始稳定工作）相符。制作出微喷灌与陶瓷渗灌互补装置实物模型，参照国家标准进行性能测试，并将模型应用在日光温室，结果表明：本装置以水压0.066MPa为界，低压渗灌灌溉果树深根，高压微喷灌灌溉套种作物浅根系，互补灌溉功能良好，土壤剖面含水率实测值满足设计预期。该研究可为农果复合林深、浅根的高效灌溉提供有效解决方案。

摘要:为在自然环境下准确分割作物苗期植株，实现苗期植株定位及其表型自动化测量，本文提出一种融合目标区域语义和边缘信息的作物苗期植株分割网络模型。以U-Net网络构建主干网络，基于侧边深度监督机制，引导主干网络在提取特征时能感知植株边缘信息；利用空间空洞特征金字塔构建特征融合模块，融合主干网络和边缘感知模块提取的特征，融合后的特征图具有足够的细节信息和更强的语义信息；联合边缘感知的损失与特征融合的损失，构建联合损失函数，用于整体网络优化。实验结果表明，本文模型对不同数据集的作物植株的语义分割像素准确率高达0.962，平均交并比达到0.932；与U-Net、SegNet、PSPNet、DeepLabV3模型相比，本文模型在不同数据集上平均交并比最高提升0.07，对自然环境下作物苗期植株具有良好的分割效果和泛化能力，可为植株定位、对靶喷药、长势识别等应用提供重要依据。

摘要:为了减少检测整株大豆豆荚及茎秆时相互遮挡对精度造成的影响，提出了一种基于卷积神经网络的大豆豆荚及茎秆表型信息检测方法，根据大豆植株的生长特征和卷积网络的特点，对单次多框检测器(Single shot multibox detector, SSD）进行了改进。与传统SSD相比，改进SSD（IM-SSD）具有更好的抗干扰能力和自学习能力。首先，通过大豆植株图像采集平台获取收获期的大豆植株图像，建立大豆植株RGB空间图像数据集，将数据集分为训练集、测试集和验证集，对训练集进行颜色变换、图像平移、旋转和缩放等方式实现数据的扩增，提高网络的泛化能力。其次，提出一种针对大豆植株图像中豆荚和茎秆的标注方法，仅对未被遮挡的部分进行标注，目的是降低遮挡产生的误判。IM-SSD是在传统SSD结构的基础上增加2个残差层，使用低层特征图融合到高层特征图来增强对小目标的检测能力，提高网络的识别率，输入图像尺寸为600像素×300像素，降低压缩变形带来的影响。对比试验结果表明，IM-SSD的平均精度比SSD300高7.79个百分点，比SSD512高3.83个百分点。由于卷积神经网络获得的大豆植株茎秆定位是分段的，不能体现茎秆的真实特征，提出了一种基于蚁群优化（Ant colony optimization, ACO）算法的大豆植株茎秆提取方法，利用ACO结合IM-SSD的结果提取完整的大豆植株茎秆。最后，通过豆荚定位和大豆植株茎秆提取获得了大豆植株的部分表型信息，包括全株荚数、株高、有效分枝数、主茎与株型。

摘要:生物量是评价作物长势及产量估算的重要指标，科学、快速、准确地获取生物量信息，对于监测冬小麦生长状况以及产量预测等具有重要意义。以冬小麦为研究对象，通过相关性分析，选取相关性较好的小波能量系数，同时耦合叶面积指数，基于支持向量回归算法、随机森林算法、高斯过程回归3种算法构建冬小麦生物量估算模型。结果显示，基于小波能量系数，分别利用支持向量回归算法、随机森林算法、高斯过程回归进行生物量估算，4个生育期的验证R2分别是0.55、0.40、0.39；0.75、0.70、0.83；0.84、0.92、0.93；0.84、0.89、0.85。表明高斯过程回归模型估算精度最优。叶面积指数耦合小波能量系数，利用支持向量回归算法、随机森林回归算法、高斯过程回归进行生物量估算，4个生育期的验证R2分别是0.76、0.73、0.77；0.76、0.72、0.84；0.87、0.94、0.94；0.85、0.90、0.91。表明高斯过程回归算法估算精度最优，并且在一定程度上能够克服冠层光谱饱和现象，提高模型估算精度。以小波能量系数和叶面积指数为输入变量结合高斯过程回归算法建立冬小麦生物量估算模型，可以提高生物量估算精度，为基于遥感技术的作物参数快速估算提供参考。

摘要:为了挖掘无人机遥感在核查造林成果中的应用潜力，采用无人机遥感技术对福建省将乐县一伐区造林坑穴数量和参数进行自动化提取实验。采用大疆精灵4 Pro型无人机，获取空间分辨率0.01m的可见光遥感数据，经处理后得到正射影像（DOM）、数字表面模型（DSM）和无人机影像点云数据；分别采用基于DOM人工目视解译、基于DOM模板匹配法和基于DSM圆形霍夫变换法进行各类信息提取，比较各种方法在造林坑穴数量和宽度、深度参数提取上的精度和实用性。结果表明：基于DOM模板匹配法得到的坑穴数量正确率为92.60%。基于DSM数据的圆形霍夫变换法坑穴数量正确率为95.15%，坑穴宽度和深度提取值与测量值的决定系数（R2）分别为0.93和0.92，均方根误差（RMSE）分别为1.02cm和1.67cm，该方法不仅可以得到优于模板匹配的数量精度，还可有效提取坑穴宽度和深度参数信息，提高了坑穴参数提取的效率。无人机遥感技术在提取坑穴数量、宽度和深度参数方面能够满足造林坑穴指标核查需求。

摘要:冬小麦是我国主要的粮食作物之一，及时准确地获取冬小麦种植面积对农业政策的制定具有重要意义。以河南省扶沟县为研究区域，以多生育期Sentinel-1A和Sentinel-2A/B遥感影像为数据源，构建光谱特征、植被特征和极化特征的多生育期数据集，分析各类地物的特征曲线，采用随机森林算法对单生育期单传感器、单生育期多传感器、多生育期单传感器和多生育期多传感器的遥感影像进行精细分类，实现县域冬小麦制图。结果显示：单生育期的雷达影像无法满足制图要求，拔节期的总体精度最高，仅为62.9%，多生育期雷达影像分类精度达到81.9%，基本满足制图要求；单生育期的光学影像和融合影像在成熟期的精度最高，总体精度分别为93.4%和95.1%，Kappa系数分别为92.4%和94.8%，可以绘制较为精准的冬小麦分布图；多生育期融合影像绘制的扶沟县2019年冬小麦空间分布图，总体精度为96.8%，结果最优。研究结果表明融合的多生育期遥感影像可以为县域冬小麦种植面积的提取提供技术依据。

摘要:耕地质量空间分异格局分析对提升耕地保护有效性具有现实意义。以晋中市2794个行政村为研究单元，基于2017年晋中市国家耕地质量评价结果，采用累积分布函数、空间自相关、地理探测器及GIS分组分析等方法，分析晋中市耕地质量空间分异特征及16个因子对其影响及交互作用。研究表明：耕地规模由晋中西部平原地区向东部山区呈“梯度递减”；耕地质量偏向低值集聚，空间正相关性集聚特征显著，其中HH型主要分布在晋中北部及西部，LL型主要分布在东南部及西南部；集聚类型与耕地国家经济等指数分布保持空间一致性。耕地质量空间分异与影响因子密切相关，是多个因子交互作用的结果；从市域看，自然要素的解释力度较强；双因子交互作用驱动力强于单因子，且以非线性增强为主。基于耕地质量空间分异特征，将晋中市分为耕地高质量区、中质量区和低质量区；高质量区的主导因素为有效土层厚度和田块平整度，属自然要素及工程要素驱动型；中质量区的主导因素为有效土层厚度、单位面积农业机械投入量和灌溉保证率，属综合要素驱动型；低质量区的主导因素为地貌、坡度、耕作距离、灌溉保证率和田块平整度，属综合要素驱动型。

摘要:在高光谱影像作物分类中，为了充分利用高光谱遥感影像完整的光谱信息，同时避免高维数据带来的Hughes现象，本文从栈式自编码网络的数据降维与CNN网络的分类优势出发，首先分析了此种网络在训练过程中的共性，以自编码网络优化过程中分类器的选取作为切入点，构建了可用于高光谱影像分类的融合网络架构。相较于传统方法，本文方法仅通过一次监督训练，即可实现高光谱影像直接分类，简化了传统数据处理流程，而且具有更优的分类性能。在实验中，利用Pavia University与雄安地区两组典型的高光谱遥感影像数据集对本文方法进行了验证，实验结果表明，Pavia University数据集中，在仅选用10%的像素点作为训练集的情况下，本文方法总体分类精度达到98.73%，比传统方法提升了8个百分点以上；在雄安数据集中，在仅选用1%的像素点作为训练集的情况下，本文方法总体分类精度达到98.04%，比传统方法提升了7个百分点以上，证明了本文分析的正确性和所提方法有效性，也为小样本情况下的高光谱影像分类提供了一种新的研究思路。

摘要:针对孢子捕捉设备采集的显微图像中真菌夏孢子自动检测存在严重的误检和漏检问题，提出一种基于改进CenterNet的小麦条锈病菌夏孢子自动检测方法。首先，针对夏孢子显微图像孢子目标微小、种类少等特点，通过减半Basic Block层数，优化CenterNet网络中的特征提取网络，提高了检测和训练速度，降低了误检率；其次，根据孢子形态为近椭圆或圆形的特点，将原始用于CenterNet训练的目标长宽，改进为目标的椭圆框长短轴长度和角度，提高了孢子分割重合率；最后，提出使用椭圆的长短轴映射矩形来计算椭圆框热图的高斯核半径，以减少孢子的漏检率。实验结果表明，改进的CenterNet夏孢子检测方法对小麦条锈病菌夏孢子检测的识别精确率达到了98.77%，重叠度为83.63%，检测速度为41f/s，达到了实时检测的应用需求，比原始的CenterNet模型重叠度提高了7.53个百分点，检测速度快11f/s，模型占用内存降低了68.5%。本文方法能够精准检测并分割出显微图像中的夏孢子，可为农田空气中小麦条锈病菌夏孢子的自动检测及条锈病的早期预防控制提供技术支持。

摘要:以小麦叶片条锈病和白粉病为研究对象，针对同类型病害的不同严重度之间的图像颜色及纹理特征差异较小，传统方法病害严重度估计准确率不高的问题，提出一种基于循环空间变换的卷积神经网络(Recurrent spatial transformer convolutional neural network，RSTCNN)对小麦叶片病害进行严重度估计。RSTCNN包含3个尺度网络，并由区域检测子网络进行连接。每个尺度网络以VGG19作为基础网络以提取病害的特征，同时为了统一区域检测过程中前后特征图的维度，在全连接层前引入空间金字塔池化(Spatial pyramid pooling，SPP)；区域检测子网络则采用空间变换（Spatial transformer，ST）有效提取尺度网络特征图中病害的注意力区域。小麦叶片病害图像通过每个尺度网络中卷积池化层得到的特征图，一方面可作为预测病害严重度类别概率的依据，另一方面通过ST进行注意力区域检测并将检测到的区域作为下一个尺度网络的输入，通过交替促进的方式对注意力区域检测和局部细粒度特征表达进行联合优化和递归学习，最后对不同尺度网络的输出特征进行融合再并入到全连接层和Softmax层进行分类，从而实现小麦叶片病害严重度的估计。本文对采集的患有条锈病和白粉病的小麦叶片图像结合数据增强方法构建病害数据集，实验验证了改进后的RSTCNN在3层尺度融合的网络对病害严重度估计准确率较佳，达到了95.8%。相较于基础分类网络模型，RSTCNN准确率提升了7~9个百分点，相较于传统的基于颜色和纹理特征的机器学习算法，RSTCNN准确率提升了9～20个百分点。结果表明，本文方法显著提高了小麦叶片病害严重度估计的准确率。

摘要:随着农作物病虫害研究文献的快速增长，对农作物病虫害领域文献进行文本挖掘变得越来越重要。开发有效、准确的农作物病虫害命名实体识别系统有助于在农作物病虫害相关研究报告中提取研究成果，为农作物病虫害的治理提供有效建议。本文针对中文农作物病虫害数据集缺失问题，提出了基于半远程监督的停等算法，利用该算法构建中文农作物病虫害领域语料库，大幅度减少标注过程的人工成本和时间成本；同时，提出了中文农作物病虫害命名实体识别模型（Agricultural information extraction, Agr-IE），该模型基于BERT-BILSTM-CRF，辅以多源信息融合（多源分词信息和全局词汇嵌入信息）丰富字符向量，使其充分结合字符级与词汇级的信息，以提高模型捕捉上下文信息的能力。实验表明，该模型可以有效地识别病害、虫害、药剂、作物等实体，F1值分别为96.56%、95.12%、94.48%、95.54%，并对识别难度较大的病原实体具有较好的识别效果，F1值为81.48%，高于BERT-BILSTM-CRF、BERT等模型的相应值。本文所提模型在MSRA和Weibo等其他领域数据集上与CAN-NER、Lattice-LSTM-CRF等模型进行了对比实验，并取得最佳的识别效果，F1值分别为95.80%、94.57%，表明该算法具有一定的泛化能力。

摘要:针对传统暗通道先验算法运算速度慢以及适用性差的问题，提出了一种基于超像素级暗通道先验和自适应容差机制改进导向滤波算法的农业图像去雾方法。首先利用超像素分割获得具有一致颜色和亮度属性的超像素块并估计不规则区域块的透射率，引入导向滤波算法并利用自适应平滑参数细化透射率得到更为细致的边缘信息，加入自适应容差机制，使其能够根据图像明亮区域的变化和雾霾的浓度对透射率进行自适应补偿修正，得到最优透射率。最后对局部大气光估计和适应性调整，根据大气散射模型得到质量更高的复原图像。试验以6幅农业场景图像为例进行去雾研究，采用主观和客观评价指标评价去雾结果，与传统去雾算法相比，本文方法恢复的图像色彩更真实，细节更丰富，并且在一定像素范围内具有较高的实时性，可为农情信息解析提供研究基础。

摘要:为进一步提高冬小麦单产估测的效率和准确性，利于宏观指导农业生产、制定冬小麦整个生长期的精准管理决策，针对目前已有的县域冬小麦单产估测方法存在时效性差、准确度低、成本高等问题，以中分辨率成像光谱仪（Moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)为数据源，分别提取不同时段可见光与近红外波段信息，选择归一化差值植被指数（Normalized difference vegetation index, NDVI）、归一化差值水指数（Normalized difference water index, NDWI）、土壤调节植被指数（Soil adjusted vegetation index, SAVI）、调整土壤亮度植被指数（Optimal soil adjusted vegetation index, OSAVI)、绿色归一化植被指数（Green normalized difference vegetation index, GNDVI)、改进型土壤调节植被指数（Modified soiladjusted vegetation index, MSAVI)以及绿红植被指数（Green red vegetation index, GRVI）7个遥感植被指数，以其直方图分布信息作为输入变量，应用卷积神经网络（Convolutional neural network, CNN）回归预测冬小麦产量，对比分析NDWI在冬小麦产量估测上的表现并探究其在霜冻害影响下的精度变化。研究表明，相对于植被指数NDVI、SAVI、OSAVI、GNDVI、MSAVI、GRVI，NDWI对冬小麦生育早期的产量预测表现出更好的预测效果，单产去趋势前后的NDWI对产量的预测精度均高于NDVI、SAVI等植被指数，决定系数最高可达到0.79，且在霜冻害影响下仍能保持较好的预测效果；NDWI在抽穗—灌浆阶段对冬小麦最终产量影响最大，4月23—30日时间段内NDWI对产量的决定系数可达到0.72；空间分布上，研究区域冬小麦具有东部单产最高、中部次之、西部单产最低的空间分布特征，西部和北部山区与东部黄淮海平原交界处误差较大。研究结果可为冬小麦生育早期产量预测提供科学依据。

摘要:为准确获取农田中作物产量信息，以联合收获机刮板式升运器为研究对象，提出了一种基于单目视觉的联合收获机产量测量方法。首先，根据真实的升运器内部谷堆图像，提出了一种更加精确的刮板上谷物堆积模型。然后，基于视觉测量和图像处理技术，开发了一种谷堆体积测量方法。在辅助光源照射下，通过工业相机采集升运器内刮板和谷堆的侧面图像。采用邻域微分法提取图像感兴趣区域，再利用Otsu法和形态学处理方法从背景中准确分割出谷堆。根据相机成像模型，计算谷堆在世界坐标系中的实际侧面积，并通过谷堆几何模型得到谷物的体积。最后，将每个刮板上的谷堆体积累加求取产量。为验证所提方法的有效性，搭建了基于单目视觉的谷物测产系统，并在升运器试验台上开展了试验验证。试验结果表明，在不同的升运器转速工况下，所提方法测量的相对误差为-4.08%~3.41%，能够满足联合收获机产量测量精度要求。

摘要:为提高水产品加工中的质量安全风险信息化管理水平，以国标中的生食牡蛎HACCP 计划为例，提出了基于生食牡蛎加工HACCP计划的语义基础模型(HACCP semantic base model，HSBM)，用来实现知识的提取、表示、建模和推理。从HACCP计划中获取领域知识，构建生食牡蛎HACCP语义建模架构。在该架构指导下，构建知识表示模型，采用本体建模方法对生食牡蛎加工HACCP语义进行建模，并绘制生食牡蛎HACCP概念-关系结构图。然后，采用语义网规则语言SWRL描述业务逻辑规则，提高知识的自动推理能力。最后，利用HermiT推理机实现知识推理。结果表明，此模型可以较为完整地表述生食牡蛎HACCP计划覆盖的知识，丰富生食牡蛎本体知识库，为HACCP计划的数字化、智能化应用提供技术支持。

摘要:为构建便于实际应用的棉花叶面积指数和产量模型，综合考虑灌溉、施肥、种植密度及覆膜的影响，建立了基于相对有效积温的普适棉花相对叶面积指数的Logistic模型，并研究了棉花最大叶面积指数与全生育期灌水量、施氮量、种植密度及产量之间的关系。结果表明：覆膜棉花叶面积指数最大时的有效积温为1400℃左右，不覆膜棉花的叶面积指数最大时的有效积温为1600℃左右。棉花最大叶面积指数随耗水量、施氮量呈现出先增后减的变化趋势，而种植密度与最大叶面积指数之间表现出明显的正相关性。综合考虑灌水量、施氮量和种植密度的作用可以较为准确描述最大叶面积指数变化特征。棉花产量随着最大叶面积指数的变化呈现出明显的先增后减的变化趋势，当最大叶面积指数为4.93时籽棉产量最大达6066.2kg/hm2。相对化分析结果表明，覆膜与不覆膜棉花相对叶面积指数的变化趋势基本一致，相应的模型参数也基本相同，从而建立了全国范围内覆膜与不覆膜棉花统一的相对叶面积指数的Logistic模型。该研究为棉花科学种植和精细化管理提供了方法，也为其他作物在不同管理措施和地域时进行建模提供了参考。

摘要:为系统地从土壤水分、盐分、养分和油葵生长的变化来揭示不同排水方式的调控效应，设置4个处理，生育期暗管控制排水深度分别为40cm（K1）、70cm（K2）、100cm（K3），春灌排水深度均为100cm，选择明沟排水（深度150cm）作为对照处理（CK），开展了田间试验。结果表明：K1处理自油葵开花期到收获1m土层平均储水量比K2、K3处理提高了0.01%~4.53%，为作物生长后期提供了有效的水分。K1处理稳定了土壤水消耗的速率，削弱了水平方向土壤水分的消耗差异。春灌后K1、K2、K3处理平均脱盐率分别为49.02%、50.43%、49.70%，处理间无显著差异，而明沟排水仅为35.52%。暗管排水处理暗管中间点与暗管上土壤盐分淋洗率相差7.1~8.2个百分点，处理间无显著差异。CK处理盐分淋洗差异性相对较小，距明沟0.4m处与明沟中间点相差2.8个百分点。至生育后期（开花期）不同处理存在土壤返盐情况，K1、K2、K3、CK较春灌前平均返盐率分别为28.63%、24.20%、20.83%、22.07%。K1、K2处理返盐程度相对较高，但其含盐量不影响油葵后期正常生长。K1处理在现蕾期铵态氮含量显著高于其他处理(P<0.05)，较K2、K3、CK处理高30.43%、45.90%、14.83%；开花期铵态氮含量由大到小依次为K1、CK、K2、K3，差异性小于成熟期；成熟期K1、K2处理铵态氮含量与CK处理无显著差异。硝态氮含量在现蕾期、开花期和成熟期含量K1处理最高，K1处理较K2、K3、CK处理分别高13.62%~30.80%、14.33%~53.09%、7.17%~28.10%(P<0.05)。K1处理可减小地下水位波动，使氮素以稳定形态存在，减少硝态氮流失。暗管排水可以提高油葵出苗率2.5~2.7个百分点。K1处理增加有效株占比2.3～5.0个百分点；油葵出苗50d后能显著增加株高5.10%~14.87%、茎粗6.29%~22.46%；提高水分利用效率1.16%~10.8%；提高氮磷钾肥料偏生产力7.69%~11.16%；增产4.52%~11.14%；并且有效地提高了叶片光合能力。从对土壤控盐、保肥、稳产与水肥利用效率多角度综合分析，春灌排水深度100cm，生育期控制排水深度40cm（K1）的控制排水方式是适宜的选择。

摘要:为探明不同水氮耦合模式下黑土区水稻产量形成和氮素吸收利用的规律，设置常规淹灌（F）、浅湿灌溉（W）和控制灌溉（C）3种灌溉模式，0、85、110、135kg/hm2（N0、N1、N2、N3）4个施氮量水平，共12个处理，研究不同水氮耦合模式对水稻干物质、产量、氮素吸收转运、水氮利用效率的影响。结果表明：常规淹灌和浅湿灌溉模式下，水稻地上部各器官干物质累积量随施氮量的增加而增大，而控制灌溉模式随施氮量的增加先增大后减小；水稻地上部不同器官氮素累积量随施氮量的增加而增大，相同施氮水平，控制灌溉模式的叶、茎鞘和穗氮素累积量较常规淹灌提高了27.80%~43.42%、18.32%~24.97%、13.85%~24.25%，较浅湿灌溉提高了0.96%~13.18%、10.73%~12.86%、10.53%~12.61%；3种灌溉模式下，水稻地上部干物质、氮素累积速率均随施氮量的增加而增大，且控制灌溉模式高于浅湿灌溉和常规淹灌模式，干物质、氮素累积始盛期随施氮量增加而提前；水稻植株平均氮素累积速率达到峰值时间比平均干物质累积速率达到峰值时间提前11.39d；相较于常规淹灌和浅湿灌溉模式，控制灌溉模式更有利于提高水稻产量，其中CN2处理产量最大，为10272.57kg/hm2；控制灌溉模式显著提升氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力；相同灌溉模式下，叶、茎鞘氮素转运率以及穗部氮素转运贡献率随施氮量增加而减小。水稻产量与灌溉水分利用效率、水分生产效率、氮肥农学利用效率、百千克籽粒吸氮量之间呈极显著正相关（P<0.01），与氮素籽粒生产效率之间呈极显著负相关（P<0.01）。适宜水氮耦合模式可提高水稻产量和氮素吸收利用，综合考虑CN2处理为最佳水氮耦合模式。

摘要:为探究井渠轮灌下不同秸秆还田的耕作模式对土壤含盐量及玉米产量的影响，设置“渠井渠”灌溉模式下无秸秆还田的常规耕作（CK）、秸秆表覆旋耕（BF）、秸秆深埋深翻（SM）和秸秆混拌旋耕（HB）4种处理，于2018年和2019年在河套灌区开展了井水与渠水轮灌下不同秸秆还田方式的田间试验。结果表明，井渠轮灌下各处理收获后1m土体均积盐，秸秆还田处理均显著降低土壤积盐率（P<0.05），BF、SM和HB处理积盐率较CK处理分别下降8.7、12.4、6.9个百分点，SM处理积盐率最小，仅为3.2%，且在20~40cm土层形成脱盐区；收获后CK处理不同土层饱和浸提液的钠吸附比（SAR）较初始值提高10.2%~53.3%，土壤钠质化风险很大；秸秆还田处理有效降低了SAR，SM处理收获后不同土层的SAR最小，较初始值下降了0.4%~73.0%，可有效缓解土壤钠质化。通径分析表明，玉米产量主要决策因子是穗长，限制因子是秃尖长。BF、SM和HB处理分别较CK增产11.2%、19.8%、11.6%，水分利用效率提高18.4%、36.1%、21.2%，SM处理综合效果较好。该研究可为河套灌区地下微咸水安全利用和秸秆资源化利用提供理论依据。

摘要:针对黄河水量逐年减少和农业面源污染日趋严重等因素导致内蒙古河套灌区农业用水短缺、生态环境不断恶化的问题，本文将水足迹概念（蓝水足迹、绿水足迹、灰水足迹）引入多目标优化模型和多目标决策评价模型，对灌区有限的水资源进行合理配置。以河套灌区为例，本文选取小麦、玉米、葵花、瓜类、番茄5种典型作物，从经济、社会、资源以及生态4个角度对作物的种植结构进行优化，并耦合模糊层次分析和TOPSIS法对多种优化方案（多目标优化方案、单目标优化方案、现状情景方案）进行评估优选。结果表明，在保障粮食作物产量的基本需求下，减少粮食作物小麦、玉米的种植面积，增加经济作物葵花、番茄和瓜类的种植面积，可以达到增加经济收入、保证社会公平性、提高水资源利用效率及减少粮食生产过程中给环境带来负面效应的目的。并且，评价结果表明多目标优化方案兼顾经济、社会、资源和生态多方面，优化结果优于单目标优化结果和现状情景。研究可为河套灌区及类似地区作物种植结构调整提供相应的理论依据和决策支持，助力灌区可持续发展。

摘要:针对农产品水足迹量化仅关注农田直接耗水，而忽略间接水足迹的问题，基于国际水足迹标准量化框架，结合生命周期法，构建考虑生产资料及其上游产品完整供应链、国际和国内贸易的农产品生产水足迹量化框架，计算2016年中国大陆省级行政区尺度小麦原粮及其初加工产品（面粉和麦麸）的生产水足迹，分析其耗水特征。结果表明：供应链视角下，全国平均小麦生产水足迹为4869m3/t，生产资料的间接水足迹占比为6%；面粉和麦麸生产水足迹分别为3781m3/t和11037m3/t；省级小麦及其初级加工产品生产水足迹的大小与构成存在显著空间异质性，福建省小麦生产间接蓝水足迹占比高达25%。研究结果可为全面解析区域间农业和工业用水投入内在联系，制定合理的配水方案、落实“以水定产”战略提供一定科学依据。

摘要:为了探明畜禽舍内颗粒物分布规律，本文对吉林省某蛋鸡舍内不同粒径颗粒物（PM1、PM2.5、PM10和总悬浮颗粒（TSP））浓度进行监测并分析不同粒径颗粒物的分布特点，利用计算流体力学（Computational fluid dynamics,CFD）技术，对采用负压通风的密闭蛋鸡舍的温度场、湿度场、气流场和颗粒物浓度场进行三维稳态模拟，并通过试验进行验证，对不合理之处进行优化模拟设计。研究结果表明,温度与PM1、PM2.5浓度呈正相关性（P<0.01）；湿度与颗粒物浓度呈负相关性；TSP浓度主要受鸡群活动影响。模拟温度相对于实测值整体偏大，相对误差为1.23%～8.88%；而相对湿度模拟值相对于实测值整体偏小，相对误差为5.11%～14.00%。颗粒物浓度模拟值相对于实测值整体偏小，验证了模型的准确性。通过优化导流板与壁面的角度，将角度增加至67.5°，优化后舍内气流均匀性明显增强，气流分布更加合理，并且舍内PM1浓度下降17.4%、PM2.5浓度下降15.9%、PM10浓度下降18.1%、TSP浓度下降21.6%，更有利于鸡体的生长发育和更好地改善鸡舍舍内空气环境质量。

摘要:寒区奶牛长时间处于非热应激状态，为了了解此阶段影响产奶量的主要环境因素，本文根据连续监测的环境数据，从日均值、百分位值角度研究了牛舍内温度、相对湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度、光照强度与奶牛每日头均产奶量之间的关系。同时，以产奶量为预测目标建立了基于环境因素的随机森林回归模型。结果表明光照强度与二氧化碳浓度是影响产奶量两个较为重要的环境因素，尤其是在低温时对奶牛生产影响较大。光照强度日均值250lx与二氧化碳浓度日均值8×10-4可以较为明显地划分高低产奶量。高产奶量样本点同样集中在光照强度第90百分位数高于800lx、二氧化碳浓度第10百分位数低于6×10-4的区域。用于评价回归模型泛化能力的平均决定系数为0.7316，平均均方根误差为1.0370kg。根据结果建议寒区奶牛舍非热应激时期，至少保证每日不低于800lx的光照2.5h，同时控制二氧化碳浓度高于6×10-4的时间不超过2.33h。

摘要:葵花籽油极易被氧化产生多种自由基、有毒聚合物等，因此葵花籽油产销链中过氧化值现场实时检测技术及装置研发具有重要意义。以设计便携式检测装置为目的，搭建了基于激光诱导荧光光谱的食用油过氧化值快速检测系统，建立了葵花籽油过氧化值定量预测模型，并进行了外部实验验证。结果表明，基于自行搭建的检测系统采集的80个不同过氧化值葵花籽油原始光谱，经SG平滑加MSC预处理结合CARS算法筛选荧光特征波长后建立的过氧化值PLS定量预测模型效果最佳，R2c和R2p分别为0.9995和0.9972，校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为0.0088g/(100g)和0.0227g/(100g)。同时选取10个未参与建模的葵花籽油样品对模型进行外部验证，预测值与理化测定值的R2为0.9681，均方根误差为0.0411g/(100g)，在低于国标限0.25g/(100g)的残差绝对值均在0.08g/(100g)以下。结果表明，自行设计的激光诱导荧光检测系统可以较高的精度实现对葵花籽油过氧化值的快速检测，为后续便携式整机设计和食用油氧化预警系统构建提供技术支持。

摘要:现有的射流阀均未对水力空化进行合理规划、有效控制和高效利用，存在破碎能量级低、能量构成欠合理、能量分散、能效低、废能占比高、对硬韧性物料破碎能力差等问题。为了提升高压射流破碎中的破碎能量级和密度，减少无效能产出，提出了一种短程射流共点交汇对撞阀结构方案及其水力空化效应机制。利用CFD进行了流场模拟，依据模拟结果配置了短程射流共点交汇对撞阀的几何和运行参数，通过捕集羟自由基和电镜成像检测了水力空化强化效果和对微晶纤维素的破碎效果，检测结果表明：与直孔阀相比，短程射流共点交汇对撞阀的羟自由基捕获量提高41%，无效动能减少60%～80%，可使微晶纤维壳层破碎并能剥离出直径约15nm的微原纤。短程射流共点交汇对撞破碎明显提升了溃灭冲击能，可作为硬韧性生物材料超微细化的有效方法。

摘要:为了提高蚁群算法路径寻优的收敛精度和收敛速度，提出一种基于有效拐点的栅格图和基于最短距离最小步数路径（最短最小路径）的蚁群算法，用于搜索地面移动机器人从起点到终点的最短路径。在标准蚁群算法路径规划中,蚂蚁的搜索方式是有限方向有限邻域，本文采取无限邻域的搜索方式，可取捷径搜索任何可直通的栅格点，并提出有效拐点的概念，减小了单步搜索量。提出最短最小路径的概念，并用其取代欧氏距离作为启发值，提高了启发值的准确度和可靠性，同时用起点到终点的最短最小距离指导信息素更新，提高了蚁群算法迭代的质量。最后,在不同规模、不同障碍比例的栅格地图环境下进行实验，结果表明用最短最小路径距离取代欧氏距离的合理性，并验证了本文方法可以在降低计算量的同时，以更快的收敛速度搜索到距离更短、步数更少的路径。

摘要:针对高地隙喷雾机在自主导航作业中因侧滑影响而导致轨迹跟踪精度降低的问题，提出一种基于四轮独立驱动(4WID)高地隙无人喷雾机的自适应控制方法。首先，建立4WID高地隙喷雾机的运动学模型；然后基于运动学几何约束和速度约束，引入两个表征侧滑效应的参数构建改进位姿误差模型；最后将参数自适应与反步控制方法结合，设计自适应控制律实时估计并补偿侧滑效应。以典型的U形作业路径为例，在考虑和不考虑侧滑的情况下分别进行了仿真和试验验证。仿真结果表明：本文提出的控制算法在喷雾机出现侧滑的情况下可以保证较高的轨迹跟踪精度；水田试验表明，当喷雾机在常规作业速度3.6km/h时，与不考虑侧滑的轨迹跟踪控制算法相比，喷雾机轨迹跟踪的横向平均绝对误差减小至0.041m，标准差减小至0.059m；纵向平均绝对误差减小至0.018m，标准差减小至0.015m；航向平均绝对误差减小至2.56°，标准差减小至3.57°。

摘要:提出了一种三自由度绳驱动并联机构，其包含3组同组平行、异组交叉结构的绳系支链和1组被动弹性支链，具有轻质量、高加速度、大工作空间等特点。基于封闭矢量方法推导了机构运动学方程，并分析了机构可达工作空间和任务工作空间以及中间弹性支链对工作空间范围的影响；基于达朗贝尔原理推导了机构的平衡方程，利用边界搜索法、控制变量法建立了中间弹性支链的结构参数与绳索驱动力之间的关系，在保证机构满足高加速度及任务工作空间的条件下，以绳索的驱动力为优化目标对弹性支链结构参数进行优化，确定了合理的弹簧弹性系数和初始长度。采用拉格朗日方法建立了机构的动力学方程，并通过联合Matlab数值计算与ADAMS仿真验证了动力学方程的正确性。最后，基于优化结果设计了试验样机，并通过试验验证了机构运动学方程的正确性。

摘要:串联弹性驱动器力控性能优异，在机器人无损抓持应用领域具有较好的应用前景。设计一种集成伺服电机、弹性元件、编码器等部件的高度紧凑型串联弹性驱动器。采用试验手段对串联弹性驱动器进行模型辨识，获得控制角度轨迹与驱动力观测模型，并通过PD控制器实现力控。通过刚性与超弹性物体力控加载试验，研究串联弹性驱动器力控响应与误差特性。通过物体自适应抓持与人机交互试验分析串联弹性驱动器力控自适应抓持与外力自感知特性。试验结果表明，串联弹性驱动器对刚性物体加载控制较快，力控稳态时间约0.35s，且无超调出现。由于超弹性物体变形迟滞特性，其力控响应时间显著高于刚性物体。串联弹性驱动器力控模式能够实现物体自适应抓持，且抓持力度与速度可调。串联弹性驱动器可在不依赖指尖力传感器的情况下实现抓持力感知，有利于简化硬件与控制系统。

摘要:针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题，提出了一种负载口独立多模式切换控制系统。该系统基于负载口独立控制，通过改变传统液压回路连接方式，为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器。该控制器首先根据负载方向和速度方向，将系统切换至能量最优的工作模式；然后再根据工作模式为执行器进、出口配置最佳阀控策略，而泵控方式采用电液负载敏感方法使系统压力适应负载压力。为验证该系统在出口压力损失和能量再生两方面的节能效果，以传统电液负载敏感系统为对比对象，在小型挖掘机上进行了实验验证，并评估能效。实验结果证明，与传统电液负载敏感系统相比，采用负载口独立多模式切换控制方法在不降低运动跟踪性能的同时，能有效提高系统的能量效率，节能率达21.95%。