摘要:现代农业装备数字化设计是农业工程领域的主要研究方向之一，农业机械与各类农业物料的接触作用及其对农业机械设计工作的影响是现代农业装备数字化设计重要内容和难点。离散元法是一种基于不连续性假设的计算机数值模拟方法。研究表明，离散元法可以用于仿真分析农业散体物料与机械装备间的相互作用关系，为现代农业装备数字化设计提供了新手段，在农业工程领域具有良好的应用前景。本文对离散元法的基本概念、发展历程及常见程序软件进行了概述，归纳分析了离散元法在模拟农业土壤与农业物料接触时的模型确定及其参数标定方法，重点阐述了各作业环节典型农业机械的离散元法应用现状和发展动态。对基于离散元的数值模拟仿真及其工业化应用推广所面临的主要问题进行了分析和总结，指出通用参数标定方法缺失和模型过度简化是离散元法进一步发展的制约因素，加强接触模型和参数标定的基础研究工作，推动专业、通用的软件平台开发，提高计算机计算和存储能力及改进离散元算法结构，从而提升模型计算效率将是今后的研究方向和工作重点。

摘要:为了解决油茶果采摘过程中采净率低、花苞损伤率大的问题，通过研究不同品种油茶果结合力和油茶枝条特性，设计了一种扭梳式油茶果采摘末端执行器，在采摘作业时该执行器可以对油茶果产生多种作用力。阐述了该末端执行器的结构和工作原理，并对关键部件进行了设计，分析了末端执行器的作业过程和油茶果脱落的影响因素。对不同品种油茶果的结合力和枝条扭转进行测试，得出抗拉力主要集中在10~25N之间、抗剪力主要集中在5~15N之间、抗扭力矩主要集中在0.015~0.030N ·m之间，不同品种油茶枝条扭转模量在2~7MPa之间。单因素试验表明，在扭梳组件转速为25~35r/min、梳辊转速为75~85r/min、作业时间为8~12s工况下，采摘性能较优。试验表明，最优工作参数组合为扭梳组件转速35r/min、梳辊转速85r/min、作业时间12s，此时油茶果采净率平均值为93.37%，花苞损伤率平均值为13.16%。

摘要:为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性，根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间，以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能，分析了平台主要结构参数杆长和关节变量（关节角、连杆偏移）对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型，利用遗传算法求解得出最优参数为：杆2和杆4的长度分别为988、879mm，关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°]，关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%，体积减小4.69%，平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验，结果表明：承载质量为65kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时，工作空间尺寸偏差最大，分别为16.2、16.7mm，比原型分别减小93.89%、93.76%。

摘要:针对宽幅、高速播种作业中缺少与播种机相匹配、油菜及小麦兼用、稳定排种的气送式集排器分配装置的生产实际问题，设计了一种可实现24行排种的穹顶状分配装置。阐述了穹顶状分配装置的工作原理，确定了分配装置穹顶状曲面方程及关键参数间的关系，分析了输送气流及分配装置结构对种子速度的影响。通过二次旋转正交组合试验，应用DEM-CFD气固耦合仿真，分析了穹顶状上弧板所处球体半径、导流隔板长度、导种口高度对分配装置各行排量一致性的影响，结果表明：当穹顶状上弧板所处球体半径为245mm、导流隔板长度为20mm、导种口高度为20.5mm时，油菜及小麦种子各行排量一致性较优；在较优参数组合下，穹顶状分配装置内可有效实现种子与输送气流的二次混合，油菜、小麦种子各行排量一致性变异系数分别为4.96%、3.82%。利用智能种植机械测试平台进行了较优参数组合下穹顶状分配装置排种性能验证试验，结果表明：气送式集排器供种装置转速为20～50r/min时，油菜各行排量一致性变异系数低于5%、单行排量稳定性变异系数低于5.3%，小麦各行排量一致性变异系数低于3.9%、单行排量稳定性变异系数低于4.9%，破损率均不高于0.05%，满足油菜及小麦排种性能要求。

摘要:设计气流输送式排种系统时需确定种子速度，以小麦种子为试验对象，采用计算流体动力学和离散元耦合的方法在不同播种量与风速情况下对输种管内种子速度进行数值模拟。采用标准k-ε模型非稳态的Lagrangian耦合算法进行气固两相流耦合仿真，在台架试验中运用高速摄像技术对输种管内的种子运动过程进行图像采集，将采集的图像进行二值化、反色、差分、腐蚀去噪声等图像处理，根据种子面积与质心位置特征提取种子的移动距离，并计算得到种子实际运动速度。仿真模拟与试验表明，输种管内种子速度主要受风速影响，播种量对其影响很小；不同风速下输种管内种子速度仿真值与试验值的相对误差范围为4.28%~6.06%，相同位置处不同风速种子速度仿真值与试验值的相对误差范围为4.86%~5.70%，通过计算得到输种管内种子速度的修正系数平均值为0.95。基于气固两相流耦合的输种管内种子速度仿真具有较高的准确度，验证了基于EDEM-Fluent耦合仿真测定输种管内种子速度的可行性。

摘要:为适应玉米植质钵育农艺对播种机的要求，设计了气吸滚筒式玉米植质钵盘精密播种装置。通过理论分析建立了种子吸种过程的动力学模型，得到影响吸种性能的主要因素为负压、前进速度、充种角。对吸种过程进行模拟仿真设计，进一步确定了影响种子吸附的主要因素。最后进行了播种装置性能试验，以合格指数、漏播指数、重播指数为分析指标，通过三因素四水平正交试验得出最优参数组合为：前进速度0.22m/s、负压1200Pa、充种角20°，在此条件下进行了验证试验，得出合格指数为90.48%、漏播指数为4.24%、重播指数为5.28%，结果表明该播种装置满足播种机的播种要求。

摘要:针对蔬菜机械化播种成本高、播种质量有待提高等问题，考虑蔬菜种子尺寸小、播种株距小、播深浅等特点，设计了电控锥盘式蔬菜播种机。重点研究分析了播种机的播种原理、种子的运动特性、开沟器的受力及刃口曲线等，确定了锥盘排种器、供种器、开沟覆土器等关键部件结构及参数。通过设计闭环控制系统实现了排种盘转速与机具前进速度的匹配；采用供种器连续供种、锥盘排种器均匀排种、推种器滚轮推种的方式，解决了种子堵塞、损伤等问题；通过滑刀刃口及覆土板受力分析，确定了开沟及覆土稳定的开沟覆土器结构。大葱、白菜及菠菜的播种试验表明：该机结构紧凑、性能稳定，漏播指数小于5%，重播指数小于5%，播种合格指数大于90%,符合国家标准且满足蔬菜种植的农艺要求。

摘要:针对随动式残膜回收机在捡拾地膜过程中存在的杂质壅堵问题，设计了一种新型起膜捡拾机构。通过分析机构起膜过程，确定了起膜轮轮刺高度、起膜轮排列间距等主要结构参数，通过分析机构拾膜过程，确定了机具行进速度和起膜轮转速等工作参数。以起膜轮转速、机具行进速度和起膜轮间距为试验因素，以起膜率、排杂率为响应值，利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归分析和响应面分析，得出各因素对起膜率和排杂率的影响顺序由大到小均为：起膜轮转速、机具行进速度、起膜轮间距，并分别建立了起膜率、排杂率与起膜轮转速、机具行进速度、起膜轮间距的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法进行优化计算，结果表明：当起膜轮转速为26.2r/min、机具行进速度为1.23m/s、起膜轮间距为139.95mm时，起膜率理论值为91.49%，排杂率理论值为92.92%。在起膜捡拾机构参数最优组合下的田间试验表明，起膜率均值为90.45%，排杂率均值为91.30%。

摘要:针对东北地区稻田行间除草装置存在除草率低、易伤苗等问题，设计一种曲面轮齿斜置式稻田行间除草装置。通过对除草轮作业时轮齿入土压埋过程和出土脱附过程进行力学分析，建立了土壤颗粒在除草轮齿上的相应力学模型，研究了轮齿结构对作业性能的影响；通过理论分析确定了影响除草性能的除草轮主要结构参数和各参数的取值范围，并设计了单铰链结构仿形机构。基于显式动力学LS-DYNA仿真技术建立了除草轮与水-土壤流固耦合模型，通过正交旋转虚拟试验获得曲面轮齿除草轮的最优结构参数组合，并通过田间对比试验验证了该装置的作业性能。结果表明：曲面结构轮齿除草轮的杂草压埋效果和脱土效果均优于直面结构轮齿的除草轮，影响该装置作业性能的主要结构参数为除草轮曲率半径和偏心距；通过仿真试验得到最优参数组合为曲率半径65.86mm、偏心距113.27mm。田间试验表明，在轮齿曲率半径为66mm、偏心距为113mm最优参数组合下，该装置平均除草率和平均伤苗率分别为89.66%和2.1%，作业性能稳定，满足稻田机械除草作业农艺和技术要求。

摘要:为确定新疆果园散体厩肥离散元仿真参数，采用仿真试验与物理试验相结合的方法，对散体厩肥的离散元参数进行标定。以不同参数组合下的堆积角为响应值，采用Plackett-Burman试验对散体厩肥离散元仿真参数进行筛选，得到对堆积角影响显著的参数，即厩肥-厩肥恢复系数、厩肥-钢恢复系数、JKR表面能；通过Box-Behnken试验建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型，并对其进行优化，得到显著性参数最优值，即厩肥-厩肥恢复系数为0.49、厩肥-钢恢复系数为0.34、JKR表面能为0.02J/m2；将最优参数组合下仿真试验得到的堆积角与物理试验值进行对比，二者相对误差为2.73%。研究表明，标定的参数可靠，可为果园散体厩肥深施机械化过程仿真参数优化提供依据。

摘要:针对油茶成熟鲜果在脱壳过程中存在脱净率低、茶籽破损率高等问题，设计了一种四通道全自动油茶成熟鲜果脱壳机。通过对油茶果进行四通道分级，使不同大小的油茶果进入相应的脱壳滚筒内，通过油茶果与脱壳套筒的相互撞击以及油茶果之间碰撞、挤压、搓擦的综合作用实现脱壳。选取油茶成熟鲜果为研究对象，以茶果脱净率、茶籽破损率为评价指标，以茶果喂入量、脱壳杆扭度和脱壳杆直径为试验因素，采用L9(34)正交试验、方差分析和加权综合评分法对油茶成熟鲜果脱壳机的脱壳效果进行分析。结果表明：当茶果喂入量1500kg/h、脱壳杆扭度30°、脱壳杆直径23mm时，该脱壳机脱壳效果最佳。对脱壳机进行3次最佳参数组合下的脱壳试验，取3次试验结果的平均值作为油茶成熟鲜果脱壳机最终的脱净率和茶籽破损率，计算得出该脱壳机的脱净率为98.85%、茶籽破损率为3.24%，研究表明，该四通道全自动油茶成熟鲜果脱壳机达到预期设计目标，能够较好地完成油茶果脱壳作业。

摘要:为进一步提升胡麻脱粒物料分离清选机械化作业水平，针对胡麻脱粒物料各组分类型，提出“先气流清、再风筛选”的作业模式，制订了胡麻脱粒物料分离清选作业工艺流程，设计了双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机。对三级振动筛分装置、双风道杂余集料装置及吸杂除尘装置等关键作业部件进行设计选型与参数计算，获得不同组分的胡麻脱粒物料在三级筛面上不同运动状态下振动筛分装置曲柄连杆机构运动参数必须满足的条件。样机性能试验表明，当振动喂料系统电磁激振器振幅控制在14~18mm、前风道风量调节手柄在2~4挡位、后风道风量调节手柄在4~6挡位、三级振动筛分装置振动频率在2~6Hz时，双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机的籽粒清洁率为97.16%、夹带总损失率为1.12%，试验结果满足设计要求，能够实现对胡麻收获期脱粒物料不同组分的分离清选作业。

摘要:林下种草是近年来人工林普遍采用的林下经济模式。针对林草种植模式中因林木间距小、植被茂盛、地表不平、视野受限而带来的牧草收获困难等问题，设计了一款履带式林间草带收割机，该机主要特点是幅宽小、转弯灵活，适合林间牧草收获作业和硬杂草、稀疏灌木的切割作业。根据实地调研提出基于林间作业环境的割草机设计要求，通过对割草机行走系统、切割系统进行分析计算，确定了履带、圆盘式切割器的主要结构参数，分析了圆盘式切割器的运动轨迹和牧草被割断后的运动状态，并采用力学计算和仿真模拟的方式计算了机架的受力情况。试制样机，并进行了林间牧草收获试验，结果表明，收割机的平均作业速度为0.42m/s，割茬高度7.6cm，割幅利用系数为0.94。说明所设计的履带式林间草带收割机能够适应人工林作业环境，满足林间牧草收获作业要求。

摘要:根据王草分蘖能力强、生物量大、含水率高的特点，基于王草机械化收获的农艺要求优化设计了一种4排人字形滚筒破碎装置。通过理论分析及计算确定了破碎装置主要结构及参数，通过单因素试验与二次正交旋转组合试验研究了喂入辊转速、破碎辊转速对茎秆破碎合格率、平均长度的影响，采用Design-Expert软件对试验结果进行了响应面分析、回归分析及目标优化，得到试验因素与评价指标间的回归方程，并获得最佳参数组合。结果显示：通过单因素试验确定喂入辊、破碎辊的转速范围分别为380~480r/min、750~950r/min；通过二次旋转正交试验及目标优化得到最优参数组合为：喂入辊转速416.5r/min、破碎辊转速950r/min，此时茎秆破碎合格率为98.30%、破碎茎秆平均长度为29.04mm；台架试验及整机田间收获试验表明，该装置破碎效果均匀，茎秆破碎合格率达98%，破碎茎秆的平均长度小于30mm，满足滚筒式破碎装置设计要求。

摘要:为了分析轴伸贯流泵站全过流系统在含有附加拍门的出水流道闸门开启下机组外特性参数的变化规律和过流系统内部流场的演变过程，利用力矩平衡方程推导叶轮实时转速，基于铺层网格及动网格技术研究了含有附加拍门出水流道闸门的运动规律，对轴伸贯流泵全过流系统启动三维过渡过程进行了数值模拟。结果表明：计算结果与试验结果一致；在机组启动过程中，泵段扬程先增大，然后减小至额定扬程，2.25s时出现最大启动扬程6.38m；拍门前后压差最大值为2.61m，设有附加拍门的出水流道闸门可以有效降低启动过程中的最大启动扬程，提高水泵机组的安全系数。水泵的启动转速和流量变化对叶轮段压力分布梯度影响明显，当转速上升到最大值时，叶片承受最大水压力。在启动过程中闸门上的附加拍门起到了分流作用，避免因叶轮转速上升较快、闸门未充分开启而使出水流道水压力过大带来的系统不稳定性问题。

摘要:西藏巴宜区降水量丰富，但地质灾害频发，森林生态系统的水源涵养功能取决于森林景观空间结构的优劣，这对于区域生态稳定至关重要。以西藏巴宜区为研究区，基于复杂网络理论和景观生态学分析方法识别并构建区域森林景观空间网络，并运用复杂网络特征指标及鲁棒性分析方法分析该森林景观空间网络的拓扑结构特征及抗破坏能力。结果表明：西藏巴宜区的森林景观空间网络度分布呈现幂律分布，具有无标度性特征，该网络具有非均匀特性，网络结构稳定性较差，且随机攻击下的边与节点恢复鲁棒性优于恶意攻击下的恢复鲁棒性。

摘要:以滇中城市群为例，将GIS技术和MCR-FLUS-Markov模型应用于国土空间格局优化配置研究中，提出一种基于生态安全格局的国土空间格局优化配置方法，在生活空间扩张情景、生产空间开发情景、生态空间保护情景和综合优化情景4种模式下，对2030年国土空间结构布局情况进行预测，最终形成“生活-生产-生态空间”协调下的滇中城市群国土空间格局优化分区。结果表明：以生态保护红线作为生态源地，以城镇用地和农村居民点用地作为生活空间扩张源，选取9个阻力因子，采用MCR模型和累积耗费距离模型构建城市群生态安全格局，形成生态空间保护核心区、生态空间保护边缘区、生产空间开发重点区、生产空间开发边缘区和生活空间扩张集中区5个生态安全格局功能分区；以生态功能分区作为约束条件，通过MCR-FLUS-Markov模型模拟得到滇中城市群2030年3种情景下“生活-生产-生态空间”优化配置结果。生活空间扩张情景考虑了生活需要及政策指导下以生活空间扩张建设为主导的三生空间数量及结构的发展方向；在生产空间开发情景下，生活空间扩张规模得到一定控制，开发了部分生态空间潜力；在生态空间保护情景下，生产空间面积少量减小，生活空间面积少量增加。根据国土空间的主导功能及多功能性，滇中城市群2030年综合情景方案下的“生活-生产-生态空间”优化布局划分为生活空间、生产空间、生态空间、生活-生产空间、生活-生态空间、生产-生态空间和生活-生产-生态空间7大类，以生产-生态空间面积最小，生态空间面积最大，并结合城市群各县域发展特点提出了各空间类型的生活、生产开发建设和生态保护的重点及方向。研究认为，基于“生活-生产-生态空间”协调的综合情景方案更为合理，其他3种情景方案可为综合情景方案的实施进行补充和调整。

摘要:为了快速、高效、无损监测板栗树的红蜘蛛病虫害，以实地采集的板栗树局部感染明显叶片、感染轻重不均匀叶片、恢复中的感染叶片及不同感染程度叶片为研究对象，利用UHD185型高光谱相机和数码相机获取各种叶片的高光谱图像和RGB图像，以RGB图像为参考，选择各种叶片的感兴趣区，在高光谱图像上提取感兴趣区的光谱曲线，通过微分运算提取光谱曲线的绿峰、红谷、低位、红边、高位、高肩6种光谱特征及特征波长，利用大量实测数据分析板栗树叶各个光谱特征及特征波长随红蜘蛛病虫害危害程度的叶片级变化规律，得到识别红蜘蛛病虫害最佳的光谱特征。利用无人机(Unmanned aerial vehicle，UAV)搭载UHD185型相机，获取了实验区高光谱影像。结果表明，监测板栗树红蜘蛛病虫害危害程度的最佳光谱特征为红边和低位，其与红蜘蛛病虫害的决定系数均超过0.6，当发生轻度红蜘蛛病虫害时，红边波长和低位波长出现“蓝移”，说明无人机高光谱遥感系统具有早期发现红蜘蛛病虫害的能力，可为板栗树红蜘蛛病虫害的及时治理提供科学依据。

摘要:采集不同浓度梯度铜离子（Cu2+）胁迫下玉米叶片的可见光-近红外光谱及实测玉米叶片Cu2+浓度，采用短时傅里叶变换（Short-time Fourier transform，STFT）时频分析技术，研究不同浓度Cu2+胁迫下玉米叶片光谱的能量振幅响应，进而提取特征波段的振幅参数，利用偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）方法反演叶片Cu2+浓度。研究发现，玉米叶片光谱的STFT变换所得能量振幅峰值随Cu2+胁迫浓度梯度的增加呈先降低、后升高趋势，且随Cu2+浓度的升高不断向短波方向迁移。选取不同浓度梯度的能量振幅峰值波段为特征波段，利用特征波段上随频域变化的能量幅值，建立玉米叶片Cu2+浓度反演的偏最小二乘回归模型，模型R2为0.9863。选取相同培育期的另外2组植株数据为验证数据，进行相同STFT变换，利用建立的偏最小二乘回归模型对两组验证数据进行玉米叶片Cu2+浓度反演，并与验证组实测Cu2+浓度进行相关性分析，Cu2+反演R2分别为0.8806和0.7331（P<0.01），RMSE分别为1.563、2.619μg/g。研究表明，光谱的时频分析方法可用于Cu2+胁迫下玉米叶片的快速检测，为农作物的重金属胁迫监测提供了新的思路。

摘要:针对Sentinel-2卫星影像拥有3个对植被生长状况非常敏感、空间分辨率为20m的红边波段（705、740、783nm），其空间分辨率与可见光和近红外波段10m的空间分辨率不一致，使Sentinel-2影像应用受到限制的问题，基于多光谱多分辨率估计的超分辨率（Super-resolution for multispectral multiresoltion estimation, SupReMe）算法将空间分辨率20m的6个波段重建为10m；以重建后的影像为数据源，耦合PROSAIL辐射传输模型和随机森林模型反演玉米冠层叶面积指数（LAI），并以野外实测LAI验证其反演精度。结果表明，采用SupReMe算法对Sentinel-2影像进行重建后，在保持光谱特性不变的同时提高了影像的空间细节；基于重建影像和原始影像的LAI反演决定系数R2分别为0.70、0.68，均方根误差RSME分别为0.240、0.262。研究表明，利用SupReMe算法重建后的Sentinel-2卫星影像，能够在提高玉米冠层LAI反演空间分辨率的同时提高反演精度，在挖掘高分辨率农作物生长信息方面具有很大潜力。

摘要:为剔除无人机多光谱图像中的土壤背景、提高作物根域土壤含水率反演精度，以不同水分处理的拔节期冬小麦为研究对象，利用无人机多光谱相机分别在09:00、11:00、13:00、15:00和17:00等5个时刻获取高分辨率多光谱图像，采用改进的植被指数阈值法快速确定植被像元与土壤像元的分类阈值，通过阈值划分剔除土壤背景，并根据阈值变化研究土壤背景对冬小麦冠层反射率的影响，建立了剔除土壤背景前后基于植被指数的土壤含水率反演模型。结果表明，应用改进的植被指数阈值法可有效剔除多光谱图像中的土壤背景，其中基于植被指数RDVI的剔除精度最高，总体精度在91.32%以上；土壤背景对冬小麦冠层近红外波段的反射率影响较大，红边波段次之，而对可见光波段的反射率影响较小；剔除土壤背景前后的植被指数与土壤含水率均呈线性关系，剔除土壤背景对反演土壤含水率的精度有显著提高，其中NGRDI反演深度10~20cm的冬小麦根域土壤含水率效果最好，建模集R2和RMSE分别为0.739和2.0%，验证集R2和RMSE分别为0.787和2.1%。

摘要:为满足玉米苗期中耕、追肥等田间管理环节的自主导航行走需求，研究了基于机器视觉的多条作物行线实时检测技术。首先，基于绿色分量增强法、分割阈值优化法和形态特征分析法，对图像分别进行灰度化、二值化和去噪等预处理，该预处理结果不受自然光照变化、阴影、降水/积水、播种模式等影响，对细密状杂草干扰或植株冠层交叠条件下作物行间分界间隙的清理效果较好，对小尺寸噪声、行间零散分布的圆形叶片类杂草噪声以及呈横向生长状或聚集状的杂草噪声也有较好的清除效果。然后，将二值图像沿纵坐标均分为20个水平条，在各水平条内部建立目标区域的水平间距、水平跨度等特征参数，并跨水平条建立目标区域间的垂直间距、趋势角、覆盖宽度等特征参数，基于以上参数在行内和行间分布的差异性，完成各水平条中隶属于不同作物行的目标区域的定位分割和不同水平条中隶属于同一作物行的目标区域的聚类，其分割聚类效果良好。最后，基于离群特征点去除后的最小二乘法，进行线性拟合并获取作物行中心线，结果表明，整体检测准确率不低于91.2%，单帧图像处理时间不超过368ms，说明采用本文方法可快速实现不同环境因素干扰下的多条作物行线的同步检测。

摘要:为快速准确获取玉米幼苗株数、评估播种质量、进行查缺补苗等管理，对YOLO算法进行改进，提出了一种基于特征增强机制的幼苗获取检测模型（FE-YOLO），实现了对玉米幼苗株数的快速获取。该方法根据玉米幼苗目标尺寸和空间纹理特征，构建了基于动态激活的轻量特征提取网络，融合了多感受野和空间注意力机制。实验表明：FE-YOLO模型增强了幼苗空间特征、降低了网络复杂度，使模型的mAP和召回率分别达到87.22%和91.54%，每秒浮点运算次数和检测推理时间仅为YOLO v3的7.91%和33.76%。FE-YOLO能够实现无人机正射影像的玉米幼苗株数获取和种植密度估算，该模型复杂度低、识别精度高，能够为玉米苗期管理提供技术支持。

摘要:接触式测量植物叶片面积的方法会对叶片造成一定程度的伤害，为此本文提出一种仅利用智能手机的非接触式多类别无规则叶片面积三维测量方法。首先，采用运动恢复结构方法获取植株的三维重建点云，在HSV颜色特征空间去除叶片三维噪点；然后，利用模糊C均值聚类算法分割单个叶片，重建叶片表面三角网格；最后，通过网格法计算叶片面积。对5种不同类别、不同形状的植物叶片进行了测量实验，结果表明，在叶片重叠率和复杂性角度上，面积测量的平均相对误差分别为6.25%和4.81%。本文方法测量稳定、精度高，能够满足多类别无规则植物叶片面积测量的需求。

摘要:预防和控制农作物病虫害是保证作物产量的重要措施。为了提高病虫害识别模型的准确率，对注意力CBAM模块进行改进，提出一种新的混合注意力模块I_CBAM。通过通道注意力与空间注意力的并行连接，解决了串行连接两种注意力产生干扰的问题。添加了I_CBAM模块的InRes-v2、MobileNet-v2、LeNet、AlexNet、改进AlexNet模型的Top-1(61类)准确率分别达到了86.98%、86.50%、80.97%、84.47%和84.96%，比原模型分别提高了0.51、0.62、1.74、0.53、0.55个百分点。研究表明，提出的并行混合注意力模块I_CBAM在病虫害细粒度分类上具有更优的识别效果，且在不同卷积神经网络模型之间拥有良好的泛化性。将I_CBAM中通道注意力压缩比调整为32，使添加了I_CBAM的MobileNet-v2迁移学习模型的内存缩小至28.3MB，预测一幅图像平均用时仅为7.19ms，大大提高了预测响应速度。将该模型部署到移动端小程序上，结果表明，添加了I_CBAM模块的模型具有良好的可视化应用效果。

摘要:肉牛的运动行为反映其健康状况，在实际养殖环境下如何识别肉牛并对其进行跟踪，对感知肉牛的运动行为至关重要。基于YOLO v3改进算法（LSRCEM-YOLO），利用视频监控实现了实际养殖环境下的肉牛实时跟踪。该方法采用MobileNet v2作为目标检测骨干网络，根据肉牛分布不均、目标尺度变化较大的特点，提出通过添加长短距离语义增强模块（LSRCEM）进行多尺度融合，结合Mudeep重识别模型实现了肉牛多目标跟踪。结果表明：在目标检测方面，LSRCEM-YOLO的mAP值达到了92.3%，模型参数量仅为YOLO v3的10%，相比YOLO v3-tiny也降低了31.34%；在肉牛重识别方面，采用基于调整感受野的Mudeep模型，获得了更多的多尺度特征，其Rank-1指标达到了96.5%；多目标跟踪的多目标跟踪准确率相对于DeepSORT算法从32.3%提高到了45.2%，ID switch次数降低了69.2%。本文方法可为实际环境下的肉牛行为实时跟踪、行为感知提供技术参考。

摘要:为提高鸡只个体轮廓分割提取的精度和准确度，实现基于机器视觉技术的鸡只行为、健康、福利状态监测等精准畜牧业管理，保证相关监测技术及决策的可靠性，针对叠层笼养环境下肉鸡图像的实例分割和轮廓提取问题，提出一种优化的基于Mask R-CNN框架的实例分割方法，构建了一种鸡只图像分割和轮廓提取网络，对鸡群图像进行分割，从而实现鸡只个体轮廓的提取。该网络以注意力机制、可变形卷积的41层深度残差网络（ResNet）和特征金字塔网络（Feature pyramid networks, FPN）相融合为主干网络，提取图像特征，并经区域生成网络（Region proposal networks, RPN）提取感兴趣区域（ROI），最后通过头部网络完成鸡只目标的分类、分割和边框回归。鸡只图像分割试验表明，与Mask R-CNN网络相比，优化后网络模型精确率和精度均值分别从78.23%、84.48%提高到88.60%、90.37%，模型召回率为77.48%，可以实现鸡只轮廓的像素级分割。本研究可为鸡只福利状态和鸡只健康状况的实时监测提供技术支撑。

摘要:针对白羽肉鸡体质量测量自动化水平低、易造成肉鸡应激的问题，提出一种结合深度学习的非接触式白羽肉鸡体质量估测方法。利用Mask R-CNN和YOLACT(You only look at coefficients) 两种实例分割算法获取白羽肉鸡位置与覆盖掩膜，并进行效果对比；采用自适应掩膜随机提取白羽肉鸡身体部分边缘点，并作为观测点进行椭圆拟合，映射白羽肉鸡背部像素投影面积；通过双变量相关性分析验证白羽肉鸡背部投影面积与体质量间的显著相关性，根据白羽肉鸡背部投影面积与背部像素投影面积的线性比例关系，按照最小二乘原则建立白羽肉鸡背部像素投影面积与体质量间的线性回归模型。试验表明，单只鸡体质量估测中以Mask R-CNN进行特征提取的体质量估测平均准确率为97.23%，以YOLACT进行特征提取的体质量估测平均准确率为97.49%，群鸡场景中体质量估测最低准确率为90.50%。

摘要:针对传统人工土壤检测方法存在检测过程复杂、处理周期长、工作效率低等问题，提出了土壤有机质检测自动化前处理平台整体设计框架，基于此构建了土壤有机质检测自动化前处理平台，该平台以均一、稳定的机器操作完成土壤有机质含量的精确检测。平台主要由搬运机械手、温控消解装置、无损转移装置、电气控制系统等构成，同时通过构建组态软件调度系统实现各装置的协同工作，以流水线式作业方式完成土壤有机质自动化前处理。选取标准土壤样品对平台的稳定性和系统适用性进行试验，结果显示，该平台重复测试标准差不大于0.56g/kg，相对标准偏差不大于2.30%，相对误差不大于2.21%，检测结果符合农业农村部土壤检测指标要求。

摘要:针对实际蒸散量(Actual evapotranspiration,ETa)估算过程中太阳辐射测量设备昂贵、难以大量布署安装，以及单元机器学习回归算法精度低、泛化性能差的问题，提出了一种基于光照度的集成算法。首先，将光照度作为模型的输入量代替太阳辐射，提出了基于光照度的晴朗指数；提出了以极端梯度提升模型（Extreme gradient boosting,XGBoost）、分布式梯度提升框架（Light gradient boosting machine,LightGBM）、随机森林回归（Random forest regression,RFR）、支持向量回归（Support vector regression,SVR）为基础模型的实际蒸散量估算集成算法。结果表明：在农田实际蒸散量的估算中光照度可以替代太阳辐射，通过单元模型和集成模型分别对比基于光照度和太阳辐射的ETa估算结果，两者最大均方根误差（RMSE）差值为0.031mm/h，决定系数（R2）的最大差值为0.053。晴朗指数有助于模型更好地学习不同天气条件下的蒸散量数据分布特征，与未添加晴朗指数的集成模型估算结果相比，RMSE降低了0.028mm/h，R2提高了0.03。采用集成算法比单元模型算法性能有明显提升，基于光照度的集成模型RMSE为0.037mm/h、R2为0.985。本文从估算蒸散量所需的数据源、特征量以及估算算法等多个角度进行了探索，为农田蒸散量的估算提供了一种新思路。

摘要:为探究AquaCrop模型对南疆地区无膜滴灌棉花种植的适用性、寻求最优灌溉制度，以2018—2019年田间实测数据对模型进行校验，并利用校准模型分别模拟2种不同灌水情景下的棉花冠层覆盖度、生物量及产量的变化规律。结果表明：采用AquaCrop模型模拟2019年冠层覆盖度的均方根误差（RMSE）、拟合指数（d）、标准均方根误差（NRMSE）及决定系数（R2）分别为6.03%、0.12、13.08%和0.97，生物量模拟的各参数分别为810kg/hm2、0.93、6.41%和0.80，产量模拟的各参数分别为751kg/hm2、0.84、14.02%和0.87，说明AquaCrop模型可以较好地模拟南疆地区无膜滴灌棉花的生长与产量。基于1960—2019年的气象数据，利用AquaCrop模型对无膜滴灌棉花进行情景模拟：灌水周期相同时，无膜滴灌棉花产量随灌溉定额的增加呈先增加、后减小的变化趋势，总灌水量为7200m3/hm2时产量达到最大值（5398kg/hm2），水分利用效率（WUE）为0.75kg/m3；灌溉定额相同时，无膜滴灌棉花产量随灌水周期的增加而增加，总灌水量为5400m3/hm2、灌水周期为5d时，产量达到最大值（5315kg/hm2）、WUE为0.98kg/m3。研究表明，灌水周期5d、灌溉定额540mm的灌溉制度可保证无膜滴灌棉花具有较高的产量和水分利用率，可作为无膜滴灌棉花的参考灌溉制度在南疆地区推广应用。

摘要:为研究不同氮肥增效剂及水氮用量对冬小麦产量的影响，采用裂-裂区设计进行了田间试验。其中，主区设3个灌水水平（W1:30mm、W2:60mm和W3:90mm），副区设3个施氮水平（N1:75kg/hm2、N2:150kg/hm2和N3:225kg/hm2），每个主区下各设一个不施氮处理为对照（CK），副-副区为脲酶抑制剂（NBPT）和双效抑制剂（NBPT+DCD）两种氮肥增效剂处理，以传统施肥处理（CO）为对照。结果表明：灌水水平、施氮水平及氮肥增效剂类型均对冬小麦产量产生极显著影响（P<0.01）；随着灌水量/施氮量的增大，不同氮肥增效剂下冬小麦产量都呈现出先增加、后减小的趋势。NBPT和NBPT+DCD处理均在灌水量60mm、施氮量75kg/hm2时较CO的增产率达到最大，分别为20.23%和38.96%。回归分析和频率分析表明，NBPT处理在施氮量139~183kg/hm2、灌水量47~67mm的范围内，冬小麦可获得较高产量，在施氮量162kg/hm2、灌水量为48mm时，理论最高产量为7409kg/hm2；〖JP3〗NBPT+DCD处理在施氮量149~185kg/hm2、灌水量为50~65mm时，冬小麦可获得较高产量，在施氮量为158kg/hm2、灌水量51mm时，理论最高产量为8329kg/hm2；CO处理获得最高产量时的灌水量、施氮量区间分别为49~63mm、143~247kg/hm2，相应产量为5912~6443kg/hm2。综上，脲酶抑制剂和双效抑制剂均有明显的增产节肥效果，且以双效抑制剂效果更优。

摘要:在田间试验区设置对照组（CK）、有机肥复配脱硫石膏（T1）、生物炭（T2）及脱硫石膏（T3）4个处理，分析不同改良剂对中度盐碱地表层20cm内土壤微生物数量、理化性质及加工番茄产量的影响，从而确定最适宜的改良剂。结果表明：各改良剂均能降低土壤电导率和pH值，提高土壤有机质、水解氮、速效磷、速效钾含量，并提高加工番茄产量，其中生物炭处理对加工番茄产量的影响最为显著，较对照处理增加了55.96%；各处理的土壤细菌和放线菌数量在整个生育期内均呈抛物线形变化，最大值均出现在开花着果-着果盛期，土壤真菌数量在全生育期呈下降趋势；施加生物炭、脱硫石膏、有机肥复配脱硫石膏均可增加土壤细菌、放线菌、真菌数量，其中细菌和放线菌数量均以生物炭处理的增幅最大，较对照组分别增加了1.6～7.8倍和2.0～6.1倍；土壤耕层细菌、放线菌数量均与土壤pH值和电导率呈负相关，与土壤有机质、水解氮、速效磷、速效钾含量呈正相关，说明土壤微生物数量随土壤盐渍化程度的增加呈减少趋势，与大部分土壤养分之间具有很好的正相关性，且细菌和放线菌数量多的土壤，其土壤理化性质较好，作物产量也较高，因此可以将土壤细菌和放线菌数量作为评价土壤健康状况的重要生物指标。综上所述，生物炭处理（T2，22.5t/hm2）最有利于降低中度盐碱地土壤电导率和pH值，促进土壤微生物的生长繁殖，提高土壤养分及加工番茄的产量。

摘要:为构建基于叶面积指数（LAI）的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线，于2018、2019年在关中地区进行了不同水氮供应的田间试验，试验设置了3个水分水平：雨养（RF）、亏缺灌溉（DI）和充分灌溉（FI），4个氮肥水平：0、90、150、210kg/hm2，研究基于LAI的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线对不同水分供应的响应，分析氮营养指数（NNI）与相对产量的定量关系。结果表明：夏玉米LAI与叶片氮浓度之间符合幂函数关系。基于LAI的叶片临界氮浓度稀释曲线在RF处理下年际差异显著（P<0.05），但在DI和FI处理下年际差异不显著（P>0.05）。在RF处理下基于LAI的叶片临界氮浓度稀释曲线的稀释速率显著高于DI和FI处理（P<0.05），但DI和FI处理间无显著差异（P>0.05）。将DI和FI处理的临界氮稀释曲线并置拟合，得到灌溉处理下基于LAI统一的叶片临界氮浓度稀释曲线（R2=0.90，P<0.01）。在试验施氮量区间，氮营养指数NNI随施氮量的增加而增加，变化范围为0.62~1.16。当NNI大于等于0.97时，夏玉米产量不再随NNI的增加而增加，此时RF处理的产量为最大产量的85%，DI和FI处理的产量均高于最大产量的99%。因此，该地区推荐的水肥一体化水氮用量为灌水75% ETc（ETc为夏玉米需水量）和施氮150kg/hm2。

摘要:为实现蛋鸡养殖过程有害气体浓度监测，改善复杂环境下常用气体传感器之间因存在交叉敏感性而导致测量数据不准确的问题，设计了基于IPSO优化BP神经网络模型的有害气体监测系统。选用无线ZigBee模块、传感器模块和STM32模块，搭建了蛋鸡舍各点数据采集硬件平台，利用GPRS远程通信模块将平台采集到的数据传输至服务器，同时开发手机APP软件，对有害气体进行实时监测。利用权重线性递减及改进学习因子的IPSO算法，对BP神经网络进行优化，利用优化后的网络对气体传感器采集到的数据进行处理，有效提高了有害气体的数据精度。利用该系统对河北省保定市某鸡舍有害气体进行测试实验，将传感器测量值与真实值进行对比分析，验证了利用IPSO优化BP神经网络模型的有效性。测试表明，SGP30型二氧化碳传感器测量精度由81.75%提升到94.69%，MQ135型氨气传感器由61.83%提升到91.23%，MQ137型氨气传感器由70.18%提升到91.23%，MQ136型硫化氢传感器由62.35%提升到92.80%，TGS2602型硫化氢传感器由62.97%提升到92.80%。本研究为蛋鸡养殖过程中有害气体的精确监测提供了新方法。

摘要:为研究榴莲壳水热焦作为电极材料的性能，以榴莲壳为原料，在250℃、10h和液固比为10g/g的条件下，通过一步水热炭化将其制备成水热焦，并分析了水热焦的元素组成、结构特性及其作为电极材料的电化学性能。结果表明，榴莲壳水热焦C质量分数高达70.29%，O质量分数低至16.96%，表面含有丰富的含氧官能团，水热焦中的C主要呈无定形结构，部分接近天然石墨结构；水热焦表面粗糙、分布着尺寸不同的孔隙，多点BET比表面积为38.74m2/g，平均孔径4.67nm；在6mol/L KOH作为电解质的三电极系统中，以水热焦作为工作电极的循环伏安曲线对称，且近似矩形，说明水热焦中含杂原子的官能团提供了部分赝电容，恒电流充放电曲线近似为三角形，1A/g时比电容为344.83F/g；交流阻抗曲线在低频区呈陡直的斜线，说明榴莲壳水热焦具有良好的电性能和循环稳定性，可用于超级电容器电极材料和低成本的储能材料。

摘要:为揭示胡萝卜薄片在红外干燥过程中的光学特性，观察并分析了胡萝卜薄片的外观品质，测量了胡萝卜髓部和皮层部所含可溶性固形物含量，对干燥过程中薄片髓部和皮层部两表面进行了质构测定，并对其表面的全光谱反射特征、吸收光谱与超微结构进行了分析。研究表明：物料单位能耗与绝对温度的5次方呈线性负相关；当物料含水率降至20%时，出现明显褐变，说明红外干燥比同温度下热风干燥的物料褐变程度高；在物料表面温度60℃时干燥1.5h，物料髓部上表面硬度高于下表面，皮层部下表面硬度高于上表面，说明此时髓部上表面含水率高于下表面、皮层部上表面含水率低于下表面，皮层部表面对红外线吸收能力强；在350～2500nm光谱曲线上，物料皮层部对任意波段光的反射率均高于髓部，且在短波段差异更明显；扫描电镜图像显示，物料髓部比皮层部孔隙直径大、迂曲度低，有利于红外线向深层传递；透射电镜图像显示，物料皮层部比髓部细胞内颗粒物数量多、颗粒大。根据散射理论，在物料皮层部，短波段光发生了米氏散射，长波段光发生了瑞利散射；在物料髓部，短波段光发生了瑞利散射，几乎没有米氏散射；在同一部位，表面粗糙多孔的横切薄片比平整致密的纵切薄片对光的反射率低。

摘要:以大豆蛋白为原料，采用加热处理（100℃、20min）制备可溶性热聚集体，分别对其进行高压均质（0、30、60、90、120MPa）处理，探究高压均质技术（HPH）对大豆蛋白热聚集体结构特性（粒径分布、浊度、骨架结构、二三级结构、疏水性、电位、巯基）、流变学表征和乳化特性（乳化活性和乳化稳定性）的影响。结果表明：低压力的高压均质处理可以促进热聚体发生再聚集，使粒径和浊度逐渐增大、骨架结构变密、无序结构增多，并且发生再聚集，其疏水性降低，ζ-电位绝对值和二硫键含量升高，进而导致乳化活性提高；而高压力的高压均质处理会导致热聚集体的二硫键和骨架结构发生大量断裂，分子结构展开，疏水性位点大量暴露，导致疏水性增强、蛋白分子链变短、粒径和ζ-电位绝对值降低，进而导致乳化活性降低。本研究可为大豆蛋白功能性质的改性及高压均质在热聚集体行为调控方面的应用提供参考。

摘要:针对现有农机速度调节策略功率匹配度不高、燃油经济性差的问题，以静液压传动拖拉机为平台，基于CAN总线设计了拖拉机定速巡航控制系统。该系统由拖拉机工况采集、负载检测、油门控制、变量泵排量调节、作业负载调节、通信等模块组成。设计了油门调节机构和负载调节装置，获取并解析了拖拉机工况数据，建立了静液压传动拖拉机油门开度、变量泵排量与速度对应的数学模型，制定了发动机转速与变量泵排量协同控制策略。分别在水泥路面空载、田间空载和平地作业3种工况下进行了协同控制策略试验，在平地作业工况下进行了定油门控制策略、油门排量耦合控制策略和油门排量协同控制策略试验。结果表明，3种工况下，协同控制策略的速度控制绝对误差分别为0.005、0.007、0.012m/s；在达到相同目标速度的前提下油门排量协同控制策略降低了发动机转速。拖拉机定速巡航控制系统能够在保证速度控制精度的前提下，减小燃油消耗。

摘要:基于视觉伺服控制的机器人手眼标定和逆运动学求解一直是视觉伺服领域的核心问题。随着应用场景的逐渐复杂，传统手眼标定方法已无法满足需求；随着网络深度的增加，单一BP神经网络逆运动学求解算法的误差趋于饱和甚至变大，无法进一步提升网络性能。针对以上问题，本文将手眼标定和逆运动学求解融合为拟合目标图像坐标到机器人各关节角之间的映射关系问题，提出了一种残差BP神经网络算法。使用多个残差网络模块的方式加深BP神经网络的深度，残差模块的输入信息可以在网络内跨层传输，较好地解决了因深度增加网络模型容易产生梯度消失而无法提升网络性能的问题；通过6自由度机器人雅可比方程对逆运动学解的空间进行划分，确定了8个独立的区域，基于独立区域方法对训练数据进行处理，从而避免了多自由度机器人逆运动学多解对网络学习的影响，网络训练精度提升了2个数量级，训练速度提高了2倍。在REBot-V-6R型6自由度机器人输送线分拣系统中进行二维平面抓取和三维实物抓取实验，实验结果验证了该方法的准确性。结果表明，该方法比1层BP神经网络、3层BP神经网络、5层BP神经网络的训练精度分别提高了4个数量级、2个数量级、5个数量级，测试精度提高2个数量级；与传统标定方法相比，本文方法节约了逆运动学求解过程的计算成本，抓取位姿精度提高了1个数量级。

摘要:针对连续体机器人因自身的柔顺性及自由度的冗余性所带来的运动建模复杂和控制精度较低等问题，提出了一种考虑非线性摩擦的绳驱动连续体机器人动力学建模方法。基于凯恩方法构建了包含惯性力、弹性力、重力及驱动力作用的动力学模型，并根据改进的Capstan方程对绳-轮传动系统的力传递特性进行分析，提出了一种基于非线性摩擦补偿的前馈控制策略，最后通过对单节连续体机器人进行仿真和运动实验来验证所建模型的正确性。结果表明，所建立的运动模型和控制策略能够较为准确地描述连续体机器人的变形特性。

摘要:基于有限位置法对一种具有两个末端执行器的零耦合度平面高速冲压机构进行摆动力完全平衡设计。通过拓扑分析将该机构划分成3个子运动链(SKC)，根据树系统划分原则分别确定了各子运动链中连枝构件以及树枝构件的个数；对机构进行位置分析，依次求解各子运动链的质量矩，得到机构总质量矩与各个构件角位置之间的关系；通过求取机构在5个不同位置上的总质量矩建立线性方程，求解得到机构摆动力完全平衡时各树枝构件的平衡配重参数m*i和p*i；分析了配重参数m*i、p*i对平衡后总质心轨迹波动及总惯性力的影响。结果表明，改变配重质量参数m*i对最终平衡效果影响较大，取m*i为0.002kg时，机构总质心轨迹波动和总惯性力在x、y轴方向上分量比平衡前分别下降了44.44%、59.78%和72.94%、5.40%，验证了摆动力完全平衡条件的有效性。

摘要:为研究柔性杆件对空间并联机构动力特性的影响，以具有结构冗余的3-RRPaR空间并联机构为研究对象，提出建立冗余空间并联机构刚柔耦合动力学模型的通用方法。基于绝对节点坐标法建立了三维二节点梁单元模型，分析了机构的结构特征，利用拉格朗日乘子法推导了机构的刚柔耦合动力学方程，采用广义α方法在Matlab中对其动力学方程进行数值求解，得到不同弹性模量下的动力学响应曲线。结果表明，柔性杆件对机构输出特性产生重要的影响，弹性模量越小，对机构的影响越大，且弹性模量对动平台加速度的影响最为显著。本研究为空间并联机构的刚柔耦合动力学建模提供了研究思路。

摘要:搭建了气动肌肉收缩力测试实验台，通过分析不同压力、行程、收缩速率及频率下气动肌肉收缩力与位移的关系曲线，得出气动肌肉的力-位移迟滞现象具有非对称性、非局部记忆性、大压力弱相关性和准率不相关性。针对常见Prandtl-Ishlinskii（PI）类模型难以准确描述气动肌肉力-位移迟滞曲线的问题，对通用PI迟滞模型的dead-zone算子进行方向上的修正，建立气动肌肉修正PI+Dead-zone迟滞模型，利用最小二乘法进行参数辨识，并与经典PI模型、经典Bouc-Wen（BW）模型、PI+Polynomial模型、Wang-Wen模型、BW+Polynomial模型进行精度对比分析。结果表明，PI类模型性能显著优于BW类模型，且修正PI+Dead-zone模型精度最高，各行程下绝对平均误差不超过1N、均方差不超过1.5N，能无差别处理气动肌肉力-位移迟滞曲线非对称性问题。小行程工况下，气动肌肉经典PI模型也具有一定的描述其力-位移迟滞现象的能力，且其模型参数相对较少。

摘要:为满足农业遥感监测系统的供电需求，减少化学电池对水和土壤的污染，提出一种脱涡致振式压电风力发电机，并从理论和试验两方面进行了研究。建立了脱涡致振式压电风力发电机的理论模型，通过仿真分析研究迎风角、压电振子长度及风速对压电振子变形量的影响，并对发电机样机进行了测试试验。结果表明，不同风速下均存在两个最佳迎风角，使发电机输出电压较大，压电振子长度为60、78mm，风速为7.6、11.6、12.4m/s时的两个最佳迎风角分别为(35°,135°)、(45°,125°)、(50°,120°)和(35°,120°)、(40°,115°)、(45°,110°)。当迎风角为120°时，存在最佳风速，使发电机输出电压达到最大；随着压电振子长度的增加，最佳风速由12.4m/s降低到8.4m/s，其对应的最大输出电压由16.6V增加为16.8V。当外接电阻为150kΩ、迎风角为30°时，试验测得最大输出功率为1mW。研究表明，根据实际风速确定合理的迎风角及压电振子长度可提高发电机的发电能力。

摘要:精密光机系统是对地、空、海探测与制导装备中的核心部件，其光轴、惯导轴、机械轴等多敏感轴的精密装配是影响系统最终性能的关键环节之一。以某型装备为研究对象，通过分析该类精密光机系统的装配特点，将多敏感轴的精密装配问题转换为舱体对接时的角偏问题，并进行了阐述和定义；在此基础上，建立了多敏感轴装配过程的角偏误差累积模型，并推导了加工误差与角偏分布之间的关系；基于该模型对当前的直接对接法进行建模，分析了该方法导致装配一次性合格率较低的原因，并提出了一种基于装配方向调整的逐工序优化装配方法，该方法优化了现有的多敏感轴精密装配工艺。仿真结果表明，与直接对接法相比，所提方法能够有效保证各敏感轴线之间的装配精度。