摘要:草莓是普遍种植的高效经济作物，草莓的生产管理严重依赖大量人工的高强度作业，因此草莓生产机械化已成为国内外关注的重点。本文归纳阐述了全球草莓生产机械化技术与装备的研究现状，特别针对我国和欧美、日本等国家的草莓种植模式、种植规模和产业特点，对比分析了在草莓生产机械化发展上的差异，指出了各自草莓生产全程机械化的薄弱环节。针对我国草莓以设施种植为主、经营规模偏小、鲜食比例大、栽培模式和技术水平多样的现实基础，指出我国草莓种植装备与技术应向小型低成本、一机多能、绿色电动化、轻简智能化的方向发展，并对草莓种植装备技术与农艺深度融合、信息化、休闲化的未来发展趋势进行了展望。

摘要:为实现自然场景下冬枣果实的快速、精准识别，考虑到光线变化、枝叶遮挡、果实密集重叠等复杂因素，基于YOLO v3深度卷积神经网络提出了一种基于改进YOLO v3（YOLO v3-SE）的冬枣果实识别方法。YOLO v3-SE模型利用SE Net 的SE Block结构将特征层的特征权重校准为特征权值，强化了有效特征，弱化了低效或无效特征，提高了特征图的表现能力，从而提高了模型识别精度。YOLO v3-SE模型经过训练和比较，选取0.55作为置信度最优阈值用于冬枣果实检测，检测结果准确率P为88.71%、召回率R为83.80%、综合评价指标F为86.19%、平均检测精度为82.01%，与YOLO v3模型相比，F提升了2.38个百分点，mAP提升了4.78个百分点，检测速度无明显差异。为检验改进模型在冬枣园自然场景下的适应性，在光线不足、密集遮挡和冬枣不同成熟期的情况下对冬枣果实图像进行检测，并与YOLO v3模型的检测效果进行对比，结果表明，本文模型召回率提升了2.43~5.08个百分点，F提升了1.75~2.77个百分点，mAP提升了2.38~4.81个百分点，从而验证了本文模型的有效性。

摘要:为解决棉花苗期杂草种类多、分布状态复杂，且与棉花幼苗伴生的杂草识别率低、鲁棒性差等问题，以自然条件下新疆棉田棉花幼苗期的7种常见杂草为研究对象，提出了一种基于优化Faster R-CNN和数据增强的杂草识别与定位方法。采集不同生长背景和天气条件下的杂草图像4694幅，对目标进行标注后，再对其进行数据增强；针对Faster R-CNN模型设计合适的锚尺度，对比VGG16、VGG19、ResNet50和ResNet101这4种特征提取网络的分类效果，选定VGG16作为最优特征提取网络，训练后得到可识别不同天气条件下的棉花幼苗与多种杂草的Faster R-CNN网络模型。试验表明，该模型可对杂草与棉花幼苗伴生、杂草分布稀疏或分布紧密且目标多等情况下的杂草进行有效识别与定位，优化后的模型对单幅图像平均识别时间为0.261s，平均识别精确率为94.21%。在相同训练样本、特征提取网络以及环境设置条件下，将本文方法与主流目标检测算法——YOLO算法和SSD算法进行对比，优化后的Faster R-CNN模型具有明显优势。将训练好的模型置于田间实际环境进行验证试验，识别过程对采集到的150幅有效图像进行了验证，平均识别精确率为88.67%，平均每幅图像耗时0.385s，说明本文方法具有一定的适用性和可推广性。

摘要:目前，蔬菜移栽机取苗机构单行取苗频率为40~90株/min，取苗频率低已成为蔬菜高速移栽（≥90株/min）技术及装备的发展瓶颈。为实现高速取苗作业，设计了一种气动下压式高速取苗装置及配套组合式穴盘，通过“有序供盘、连续送苗、气动下压取苗、自由投苗”等作业工序，可实现120株/min的高速取苗作业。建立了取苗过程钵苗力学模型，对气动取苗机构取苗单体布置形式、取苗气缸工作压力、顶苗器运动轨迹等进行分析和计算，优化顶苗器U型末端结构，设计并构建高速取苗时序控制系统。以60d苗龄辣椒苗为试验对象，在气缸工作压力为0.26MPa、取苗频率为120株/min条件下，以取苗成功率、基质破损率和茎叶损伤率为取苗效果评价指标进行了取苗试验。试验表明：取苗成功率平均值为100%，基质破碎率平均值为22.46%，茎叶损伤率平均值为3.54%，能够满足蔬菜高速移栽的取苗作业要求。

摘要:针对目前水稻工厂化育秧过程中田间人工逐一铺盘导致的劳动强度大、作业成本高等问题，设计了对称布置组合双凸轮控制的自动铺盘机构，对其工作原理进行分析，以完成对叠摞秧盘的有序托盘、卡盘、放盘和回托4个动作，最终获得逐一铺盘的效果。建立了机构参数计算模型，编写了辅助分析和设计软件，优选得到一组较优机构参数：两凸轮基圆半径R1=15mm、R2=16mm，关键长度参数l1=15mm，l2=40mm，l3=30mm。研制了样机并采用正交试验设计方法进行了试验，结果表明，当铺盘机构的电机转速为600r/min，以每摞10个秧盘放入秧盘箱中，铺盘小车以速度50mm/s在龙门桁架上移动，距离地面约100mm的高度进行铺盘，总铺盘合格率达到97.16%，铺盘效率为360盘/h。该机构可以作为田间自动铺盘设备，以人工逐摞放盘取代人工逐个铺盘，降低了人工铺盘劳动强度，也可集成在育秧播种线上作为自动供盘装置。

摘要:在长江中下游稻油轮作区，前茬水稻机收后秸秆全量留田，当接茬进行油菜精量联合直播作业时，浮秸易缠绕直播机触土部件，造成机具堵塞、种子落在秸秆上难以出苗等问题。为此，结合油菜覆草种植农艺措施，提出适于油菜直播水稻秸秆覆盖还田的机械化作业方案，设计了一种与油菜精量联合直播机配套的覆秸装置。通过理论分析，确定了覆秸装置关键环节工作部件的结构参数、安装位置与安装角及工作转速范围。控制秸秆喂入量分别为0.9、1.1、1.3kg/s，进行性能测试试验，验证了理论分析确定的各部件工作转速的适宜性和秸秆输送顺畅稳定性，结果表明，当播种覆秸作业机组配套69.9kW拖拉机、前进速度0.7m/s、捡拾装置滚筒转速80r/min、集秸装置螺旋输送器转速270r/min和链式提升装置转速270r/min时，机具作业顺畅，秸秆捡拾率达到90%以上。控制均匀铺放装置转速分别为210、240、270、300、330r/min，当转速为300r/min时，秸秆覆盖均匀率最高，超过92%。田间试验表明，覆秸直播机秸秆通过性能良好，各环节工作部件作业稳定，各项设计指标均满足技术标准要求，设计的覆秸装置与油菜精量联合直播机集成，一次作业可完成水稻浮秸的捡拾、堆集、输送、覆盖以及旋耕整地、开畦沟、施肥、油菜播种等工序，适宜在水稻机收后秸秆未作任何处理的稻茬田作业。

摘要:针对长江中下游农业区开厢沟后旋耕作业地表平整度差、土壤轴向分布不均匀等问题，设计了一种渐变螺旋升角轴向匀土刀辊。分析了旋耕刀轴向运土力学条件，建立了匀土刀辊旋耕刀扰土体积参数方程和旋耕刀渐变螺旋升角排列螺旋线方程，并分析确定了影响匀土刀辊轴向匀土性能的关键因素为刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角。运用离散元法模拟匀土刀辊作业过程，以耕后地表平整度为试验指标，以刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角为试验因素，进行了正交试验，建立地表平整度回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合为：刀辊转速260r/min、旋耕切土节距8.3cm、初始螺旋升角71°，此时仿真地表平整度为17.35mm。在最优参数组合下进行了田间试验，结果表明，匀土刀辊作业后，地表平整度、土壤轴向分布均匀度、耕深稳定性系数、碎土率的均值分别为14.5mm、8.82%、92.34%、81.66%，整体耕整效果优于常用旋耕刀辊。

摘要:针对茶园机械化开沟抛土性能不理想、无专用刀具的问题，设计了适用于茶园开沟的切抛组合式开沟刀。对抛土刀抛土片的抛土过程进行动力学分析，确定其关键参数抛土片宽度为8cm、倾斜角为30°时，可保证抛土刀横向抛土幅宽满足农艺要求。性能试验表明：切抛组合式开沟刀单侧抛土幅宽为22.7cm、抛土均匀性系数为90.3%、覆土厚度为2.1cm、开沟深度稳定性系数为87.8%、沟底浮土厚度为1.2cm，对照组单一开沟刀为13.4cm、84.3%、2.4cm、82.3%、2.5cm，说明切抛组合式开沟刀更符合茶园开沟实际需求，抛土均匀性与开沟稳定性更好，所抛土壤不易落入沟内。功耗分析试验表明，与单一切土刀相比，切抛组合式开沟刀抛土的正后侧区域冲击力减小，抛土上方区域冲击力减小，从而导致其抛土总冲击力减小，因此，该组合式开沟刀提高了开沟抛土质量，同时未明显增大开沟功耗。

摘要:研究农药液滴在植物表面的撞击规律对于提高农药喷雾效率、促进农业病虫害治理具有重要意义。采用CLSVOF（Coupled level set and volume of fluid）方法建立单液滴撞击水平运动液膜的数值模型，通过分析撞击后液体内部的压力分布、速度分布和涡量云图，验证了运动间断、射流形成和射流顶部末端飞溅机制，揭示了非对称水花形成机理。由计算结果可知，液膜流动产生冠状水花主要体现在两侧射流发展行为不一致、冠基厚度不均匀和两侧射流末端飞溅现象不对称，并且受液膜流动惯性的影响，冠基随着液膜流动发生迁移，当无量纲速度U=0.8、无量纲时间T=3.47时，冠基完全迁移至撞击点右侧；颈部压差机制导致射流形成，射流的发展由液滴的径向运动和射流端部的旋涡共同决定，随着液膜流速的增大(0～0.8)，上游的射流沿水平方向快速生长，下游射流则倾向于垂直向上延伸，两侧射流末端运动速度均增大；液滴径向运动速度和铺展速度之间的速度差决定了射流末端飞溅状态，上游液膜流动方向与液滴铺展方向相反，故上游末端飞溅行为比下游显著。

摘要:针对传统农机产品研发周期长、设计效率低等问题，构建了一套稻麦联合收获机清选装置智能设计与优化系统。该系统由用户需求模块、知识库和推理模块、参数化建模模块以及智能优化模块组成，可以实现清选装置的智能设计与优化。首先，在SQL Server 2012中建立了清选装置设计知识库，研究了清选装置设计的推理流程，系统可以根据用户需求，调用知识库中的相关设计知识，并使用实例和规则相结合的推理方法进行设计推理，从而输出清选装置关键零部件参数；其次，使用Visual Studio编程软件，结合C++及KF（知识融合）两种开发语言对NX进行二次开发，搭建清选装置参数化模型库，参考知识库和推理模块输出的零部件参数进行建模，得到清选装置部件模型；以清选装置入风口风速、上导风板倾角、下导风板倾角、振动筛频率为优化变量，设计清选装置CFD-DEM耦合仿真的正交试验，通过计算试验过程中的清选含杂率和损失率来评估清选效果；最后，基于仿真结果数据，采用PSO-SVR算法建立清选装置优化变量与清选含杂率、损失率的回归模型，使用SPEA2算法实现清选含杂率、损失率的多目标优化，并得到一组损失率最低的Pareto非劣解集，即当清选装置入风口风速为6m/s、振动筛频率为4.5Hz、上导风板倾角为32°、下导风板倾角为18°时，对应的清选装置模型损失率最低，含杂率、损失率分别为1.077%、0.97%。以此为参考，可优化清选装置关键零部件模型设计参数，为稻麦联合收获机清选装置设计提供优化方案。

摘要:针对以联合收获为主的北方马铃薯主产区，马铃薯收获后薯石分离人工捡拾工作量大、清选效率低，且清选洁净率较低等问题，利用薯块和石块密度不同的特点，采用气力悬浮输送技术设计了马铃薯清选机气力悬浮薯石分离装置，并基于该装置研究了不同参数调整条件下的清选特性。利用高速气流悬浮与振动筛的摆动作用，发挥气力悬浮和振动筛分离的双重优势，使薯块与石块在运动过程中实现自动分离。试验表明：当气流速度为35m/s、筛面倾角为18°和曲柄角速度为30rad/s时，马铃薯选出率均值为96.71%，清选洁净率均值为98.34%，各项性能指标均满足马铃薯清选作业要求。

摘要:为深入研究大蒜浮动切根装置的作业机理和作业质量提升技术途径，对大蒜根系浮动切割作业过程中的力学特性进行理论研究，推导了切根作业过程鳞茎碰撞动力学方程，得出鳞茎初始碰撞相对速度是影响碰撞损伤的关键参数；分析了根系滑切原理，建立了刀刃切割阻力力学模型，分析了根系群切割阻力的形成原因；运用高速摄影技术解析了鳞茎碰撞、根系群扰动和断裂等力学行为的产生过程。针对影响切根作业质量的主要因素进行了响应面试验，建立了伤蒜率、切净率预测数学模型，分析了各因素对伤蒜率、切净率的影响，并进行了综合参数优化，得到浮动切根装置较优参数组合为：输送速度1m/s、切刀转速2600r/min、刃口倾斜角33°、螺旋防护栅螺距28mm，试验测定伤蒜率为2.78%，切净率为93.17%，各项作业指标满足大蒜机械化收获切根作业要求。

摘要:为研究对象，建立了锤式垫料抛撒机构作业的理论模型，对锤头回转半径、抛撒转速、物料抛出角、锤头数量和锤头尺寸进行了设计和计算。采用EDEM建立了沙子抛撒仿真模型，并对抛撒转速、抛料切线角、上挡板开启角和上挡板长度等关键因素进行了仿真分析，得出各因素对抛撒幅宽、地面堆积物料平均厚度和抛撒均匀性的影响规律。仿真分析表明，提高抛撒转速、减小抛料切线角、增大上挡板开启角和减小上挡板长度，能够显著增大物料抛撒幅宽和提高抛撒均匀性，并能够降低地面堆积物料平均厚度。选取抛撒转速1200r/min、抛料切线角35°、上挡板开启角70°、上挡板长度180mm和行驶速度4km/h进行仿真分析与现场试验，结果表明，仿真分析与试验结果基本吻合，证实了仿真分析的可靠性。试验测试抛撒幅宽为5.1m，地面堆积物料平均厚度为22mm，抛撒均匀性变异系数为31.96%，满足养殖场的使用要求。

摘要:玉米生物量及水分利用效率是反映作物长势和作物品质的重要指标。为实现农业精准管理，本文以不同水分处理的青贮玉米为研究对象，探讨无人机多光谱遥感平台结合作物生长模型估测青贮玉米生物量及水分利用效率的可行性。首先，将基于高时空分辨率无人机多光谱图像估测的关键作物参数蒸腾系数kt输入到简单的水分效率模型中，来拟合不同水分胁迫处理下玉米水分利用效率WUE和标准化水分利用效率WP*；然后，采用拟合的WUE、WP*估算相同水分和不同水分状况下的玉米生物量，并进行验证；基于高时空分辨的无人机多光谱遥感图像获取了大田尺度上的WUE、WP*和生物量的空间分布图。结果表明，基于无人机多光谱、气象和土壤水分数据计算的实际蒸腾量∑Tc,adj和∑ktkswkst（ksw、kst为环境胁迫因子）与玉米生物量具有极显著（P<0.001）的相关性，不同水分处理下WUE的决定系数R2均不小于0.92，WP*的R2均不小于0.93。在同一水分胁迫下，使用拟合的WUE和WP*对生物量的估测精度几乎相同，玉米V-R4生育期估测精度较高，WUE的RMSE为126g/m2，WP*的RMSE为91.7g/m2，一致性指数d均为0.98，但在R5-R6生育期内精度不高。在不同水分胁迫下，使用WUE和WP*估测生物量时，WUE容易受到水分胁迫影响，精度较低（RMSE为306g/m2，d=0.93），而WP*的精度较高（RMSE为195g/m2，d=0.97）。研究表明，将无人机遥感平台与作物生长模型相结合能够很好地估测大田玉米生物量及水分利用效率。

摘要:针对农业Agent群协同控制困难、工作效率低的问题，研究了基于改进刺激响应模型的异质农业Agent群任务分配策略。建立基于熟人网与云边协同计算系统的分层混合式Agent群体系架构；将蚁群算法的刺激响应模型应用于传统合同网算法中，通过建立自适应招标策略来限制投标Agent数量、减少系统的通信负担；在考虑农业Agent异质性的基础上建立任务分配的效能模型，通过构建时变系数与时间矩阵，建立基于直接信任度、基于推荐信任度的动态信任度函数与响应阈值设计方法，以优化农业Agent团队的整体效能；利用增量式PID算法与积分分离阈值建立刺激量动态更新函数，减少了Agent团队工作量的超调量、通信量与偏差收敛时的迭代次数。仿真结果表明，在Agent团队规模分别为40个与100个时，改进的合同网算法相比传统合同网算法的整体效能分别提高了41.1%与83.1%；在Agent团队规模为40个时，额外设置3组刺激量更新函数，基于PID算法的刺激量动态更新函数的工作量超调量相比第2组函数、第3组函数分别降低了24.5%、9.5%，在迭代次数方面，相比第1组函数、第3组函数分别降低了84.3%、84.8%；在Agent团队规模分别为20、40、100个时，改进的合同网算法的通信量相比传统合同网算法减少了49.1%、63.7%、72.4%。验证实验表明，由改进的合同网算法进行任务分配的通信量与工作量超调量较传统合同网算法分别减少了70.0%与20.2%，整体效能比传统合同网算法增加了14.1%，且改进的任务分配算法能保证参加工作的Agent群在规定的时限要求内完成对工作区域的100%覆盖。

摘要:针对水稻表型知识图谱中的实体关系抽取问题，根据植物本体论提出了一种对水稻的基因、环境、表型等表型组学实体进行关系分类的方法。首先，获取水稻表型组学数据，并进行标注和分类；随后，提取关系数据集中的词向量、位置向量及句子向量，基于双向转换编码表示模型（BERT）构建水稻表型组学关系抽取模型；最后，将BERT模型与卷积神经网络模型、分段卷积网络模型进行结果比较。结果表明，在3种关系抽取模型中，BERT模型表现更佳，精度达95.11%、F1值为95.85%。

摘要:在长有小灌木等干扰物和机耕道崎岖不平的复杂香蕉园环境中，机器人定位导航方法有时效果不佳、甚至失效，准确测量机器人与香蕉树的最短距离是实现定位与导航的前提和关键，为此提出一种基于拟合滤波的激光和超声波香蕉树测距方法。首先，在各采样时刻由激光和超声波传感器分别测得机器人到香蕉树的距离数据，并相互校验，生成待测香蕉树的一组距离数据；选择二次多项式以最小二乘法对该组距离数据进行拟合，基于拟合的二次多项式和设定阈值对该组距离数据进行滤波，去除其中偏差较大的距离；最后，对滤波后的距离数据中3个最小值求平均值，以此作为机器人到待测香蕉树的最短距离。实验表明，该测距方法在理想环境下对香蕉树的最大测距误差率为1.0%，在有小灌木等干扰物或者道路崎岖不平的环境以及室外自然场景下最大测距误差率为2.0%，相应的最大测距误差为1.0cm，且测距稳定性良好。

摘要:针对在复杂果园背景中难以识别分割单株果树树冠的问题，研究了基于Mask R-CNN 神经网络模型实现单株柑橘树冠识别与分割的方法。通过相机获取柑橘园图像数据，利用Mask R-CNN神经网络实现单株柑橘树冠的识别与分割，根据测试集的预测结果评估模型的性能和可适应性，并分析模型的影响因素。结果表明：参与建模的果园单株树冠识别分割准确率为97%，识别时间为0.26s，基本上可满足果园精准作业过程中的树冠识别要求；未参与建模果园的单株树冠识别分割准确率为89%，说明模型对不同品种、不同环境的果园具有一定的适应性；与SegNet模型相比，本文模型准确率、精确率和召回率均约高5个百分点，说明在非目标树冠较多的复杂果园图像中具有较好的识别分割效果。本研究可为对靶喷药、病虫害防护、长势识别与预估等果园精准作业提供重要依据。

摘要:为准确测量树冠体积，深入研究三维绿量和区域碳循环，针对现有点云数据测量树冠体积方法存在的高估与低估问题，提出了一种顾及点云边界密度、变阈值α-shape边界提取方法，并通过实验分析确定最优线性迭代步长和分层间距，实现了对树冠体积的精确计算。首先，对树冠点云数据进行等间距切片处理；然后，采用改进α-shape算法提取点云切片更为真实、自然的边界多边形；最后，计算切片面积和各层点云间的台体体积，并累加台体体积，获得树冠体积。实验表明：树冠体积计算的准确性与树冠内部枝叶结构和点云密度相关；无论对于高密度还是低密度树冠，采用改进α-shape算法的树冠体积计算结果不仅具有良好的稳定性，而且相较于已有其他方法更为准确，避免了Graham凸包算法的高估问题，与体元累加法相比也更利于树冠总体占用空间的计算。

摘要:针对叶片卷曲度和厚度交互式测量方式费时、费力、误差大，传统图像处理算法普适性不高等问题，以无芒隐子草叶片为研究对象，采用基于Graham 算法的最小外接矩形法实现叶片卷曲度的测量，采用矢量积法和角点检测相结合的凹凸点检测算法实现叶片厚度的测量。首先，通过石蜡制片获取无芒隐子草叶切片，利用显微镜连接计算机获取切片图像；然后，采用红色灰度化方法结合阈值分割将切片图像的目标和背景分离；最后，根据叶片卷曲度和厚度的实际测量方式，采用Graham算法通过求取目标区域的最小外接矩形实现叶片卷曲度的测量，将矢量积法和角点检测相结合检测目标区域的凹凸点，通过凹点与凹点、凸点与凸点匹配实现叶片厚度的测量。选取30幅无芒隐子草叶切片图像为样本进行了试验，结果显示，采用本文提出的红色灰度化方法和分量法、最大值法、平均法、加权平均法对图像进行灰度化处理后，图像信息熵分别为6.4280、6.3612、5.6679、5.9348、6.0526，图像平均梯度分别为0.0785、0.0242、0.0158、0.0093、0.0104，图像对比度分别为0.2641、0.1130、0.0574、0.0703、0.0784，说明本文方法能更好地保持图像的边缘、细节等信息，图像清晰度更高。进行自动阈值分割后，分割的平均误检率为0.75%，平均漏检率为3.49%，平均整体分割精度达到98.14%。在有效分割目标和背景的基础上，对叶片卷曲度和厚度进行测量，并与交互式测量结果进行相比，结果表明，采用本文方法对叶片卷曲度和厚度的测量值与交互式测量值的平均相对误差分别为0.96%和3.69%，测量速度分别提高了约10倍和37倍。

摘要:为进一步提高奶牛体况自动评分精度，构建了一种基于点云凸包距离的三维结构特征图，将其作为EfficientNet深度学习网络的输入，可实现奶牛体况自动评分误差在0.25以内识别的准确率提升。首先，对获取的奶牛背部深度图像进行预处理，得到含有主要体况信息从奶牛腰角骨到臀骨区域的点云；其次，对点云进行体素化和凸包化，计算每个外围体素到最近凸包面之间的距离，并投影至X-Y平面上，得到结构特征图；构建EfficientNet网络分类模型，采用鲸鱼优化算法(Whale optimization algorithm, WOA)对其缩放系数进行优化；最后，利用77头奶牛的5119幅深度图像对模型进行训练、验证与测试，数据集比例为5∶3∶2。结果表明，奶牛体况评分（BCS）范围在2.25~4.00内，测试集中EfficientNet模型精准识别的图像达到73.12%，BCS识别误差在0.25和0.50以内的图像占比分别为98.6%和99.31%，平均识别速率为3.441s/f，识别效果优于MobileNet-V2、XceptionNet和LeNet-5等模型。该方法可实现规模化养殖场中奶牛个体体况的无接触评定，具有精度高、适用性强、成本低等特点。

摘要:针对稻米供应链业务主体复杂、信息流转冗长、数据利用率低、监管覆盖性差等问题，构建了区块链驱动的稻米供应链信息监管模型，并进行系统化实现。首先，对稻米供应链信息流转特性进行分析，梳理并提炼供应链各业务环节主体及关键信息；然后，以区块链驱动构建稻米供应链信息监管模型，设计隐私数据分级加密存储模式和定制化业务逻辑监管智能合约；最后，基于Hyperledger Fabric开源框架，构建并实现稻米供应链信息监管原型系统，并以湖南省常德市某粮油企业为例，进行了应用案例实证分析。结果表明，构建的稻米供应链信息监管模型及原型系统能够解决稻米供应链数据隐私加密、安全存储及权限管理等问题，实现供应链信息互联互通和有效监管。本研究可为粮油质量安全监管提供一种可行的应用方法。

摘要:在宜耕性的基础上，为合理提高耕地利用效率、加强生态文明建设和资源可持续利用，以原阳县为例，综合考虑耕地利用效率与宜耕性评价结果，对耕地利用效率进行分区，提出各区域耕地利用效率提升路径。结果表明：从耕地利用效率来看，原阳县耕地利用整体水平不高，其综合效率均值为0.837，纯技术效率和规模效率均有较大的提升空间；从宜耕性评价结果来看，原阳县耕地的适宜宜耕区、基本适宜宜耕区、低适宜宜耕区、流域保护区面积分别占耕地总面积的37.84%、41.36%、19.09%、1.71%，整体宜耕性较强。叠加组合耕地利用效率和宜耕性评价结果，将原阳县耕地利用效率分为保持区、提升区、调整区、保护区。从可持续利用和生态保护角度考虑，结合差异化的整治措施，保持区宜耕性和耕地利用效率均较高，应以维持现有耕地利用效率、延伸耕地的生态和经济价值为重点；提升区宜耕性强、耕地利用效率较低，应通过规模化经营最大限度地提高其有效利用效率；调整区宜耕性差，不宜提升耕地利用效率，应发展生态农业或设施水培农业，在提高耕地经济效益的同时，缓解耕地与生态保护压力；保护区内耕地应逐步退出，充分发挥其湿地功能与生态功能。本研究可为耕地资源的可持续利用提供决策参考。

摘要:基于GIS和遥感技术，构建生态系统评价指标体系和评估模型，对不同水土保持措施下长汀县2005—2016年生态系统服务价值时空变化进行了评估。结果表明：长汀县2005—2016年生态系统服务价值空间上呈现四周高、中间低的分布趋势，4个阶段生态系统服务价值分别为101.08、88.39、109.14、134.11亿元，大气平衡调节价值平均占比35%，水源涵养价值占比15%，土壤保持价值占比21%，营养循环价值占比4%，有机质生产价值占比25%，各项生态系统服务价值呈现先减少后增加的趋势。在不同水土保持措施下，长汀县生态系统服务价值时空变化差异明显，濯田镇、三洲镇、河田镇和策武镇治理效果良好，生态系统服务价值增加显著，但山地植被覆盖有减少趋势。建议在山地丘陵地区实行草灌乔混交治理模式、小穴播草模式和老头松改造模式，并在破碎的崩岗裸露斑块区修建排水沟、挡土墙和沉沙池等水土保持工程设施；在林下套种适宜的植物，加快坡改梯进度，并实行分工合作制；在日常生产建设过程中注重绿化，防止水土流失，严格实施防止水土流失措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的三同时制度。

摘要:农田生态系统碳平衡取决于农作物固定碳量和土壤异养呼吸排放碳量。为揭示水肥用量对农田生态系统碳平衡的综合影响，设置3个灌水水平：高水、中水和低水（W1、W0.85、W0.7夏玉米季分别为90、76.5、63mm，冬小麦季分别为140、119、98mm），4个施氮水平：高氮、中氮、低氮和不施氮（N1、N0.85、N0.7、N0夏玉米季分别为300、255、210、0kg/hm2，冬小麦季分别为210、178.5、147、0kg/hm2），4个施磷水平：高磷、中磷、低磷和不施磷（P1、P0.85、P0.7和P0夏玉米季分别为90、76.5、63、0kg/hm2，冬小麦季分别为150、127.5、105、0kg/hm2）进行了田间试验。结果表明：不同水肥处理下夏玉米/冬小麦农田生态系统表现为碳汇，夏玉米季净生态系统生产力固碳量（CNEP）为6805~7233kg/hm2，冬小麦季CNEP为5842~6434kg/hm2，夏玉米CNEP高于冬小麦。在高、中、低肥水平下，增加灌水量，夏玉米/冬小麦周年净初级生产力固碳量（CNPP）提高2.48%~5.96%，土壤微生物异养呼吸碳释放量（CRm）增加2.15%~15.20%，净生态系统生产力固碳量（CNEP）增加1.16%~6.47%。在高、中、低供水水平下，增加施肥量，夏玉米/冬小麦周年CNPP增加2.95%~3.43%，土壤CRm增加5.23%~18.67%，CNEP增加0.93%~2.79%，CNEP增加比例与供水水平呈负相关。在低水条件下，氮磷肥配施处理夏玉米/冬小麦农田周年CNEP较单施氮、磷肥分别增加4.86%、7.34%，且氮磷肥交互作用显著（P<0.05），水肥供应水平相差15%时对冬小麦农田CNEP有显著的正交互作用。氮磷肥配施、水肥协调供应均有助于促进夏玉米/冬小麦农田生态系统的净碳输入，在节水节肥原则下，夏玉米和冬小麦分别在W0.85N0.85P0.85和W0.7N0.85P0.85水肥供应条件下有利于增加农田CNEP。

摘要:为阐明微观地理尺度下耕地种植结构空间分异及其影响因素，以黑龙江省典型产粮大县为研究区，以1km2地理网格为研究单元，运用分区统计法、空间自相关分析法及地理探测器法分析水稻、玉米和大豆3种主要作物种植结构的空间分异特征，揭示区域耕地种植结构空间分异的影响机理。结果表明：研究区耕地种植结构以单一大豆型、单一玉米型和玉米-大豆型为主要类型，以单一水稻型和大豆-玉米-水稻型为次要类型；不同作物种植结构的空间集聚性特征存在一定差异，水稻以HH型为主，玉米和大豆以HH型和LL型为主；地形条件是水稻种植结构空间分异的主导因素，玉米和大豆种植结构空间分异主要受气候条件和土壤条件影响，自然条件是耕地种植结构空间分异的关键性影响要素；研究区耕地种植结构空间分异是多因子交互作用的结果，双因子交互作用的影响均比单一因子影响程度大，市场区位和交通区位与其他因子的交互作用对玉米种植结构空间分异的影响最大，灌溉潜力与其他因子交互作用对水稻种植结构空间分异的影响最大，但因子交互作用对大豆种植结构空间分异影响程度的提升不明显。本研究有利于理解不同粮食作物种植结构空间分异的形成机理，可为耕地种植结构优化调整提供科学依据。

摘要:针对高温低湿的极端干旱气候易造成南疆枣树盛花期出现“焦花”及坐果率低、光合速率下降等问题，在枣园冠层布设弥雾系统，在枣树盛花期以弥雾时间和弥雾次数为变量设置3个处理（M1为每天弥雾3次，每次20min；M2为每天弥雾2次，每次20min；M3为每天弥雾2次，每次40min），CK为对照，不弥雾，通过田间试验研究不同处理对枣树落花率、坐果率和光合速率的影响以及红枣产量品质的提升效果。结果表明，相较于对照，弥雾处理能有效增加冠层湿度、降低温度，冠层空气湿度最大可提升158.7%，冠层温度最大可降低38.9%；弥雾处理下的土壤含水率普遍较高，M3处理下土壤含水率最高，相较于CK，土壤含水率提升8.44%；冠层环境的改变会影响枣树的叶片光合速率以及CO2固定量，弥雾处理下的枣树叶片CO2固定量均大于对照处理，有利于作物自身发育和促进果实生长；在弥雾期间M1、M2处理的落花率分别比CK低18.39%、15.09%。弥雾处理能调控冠层微环境，可有效提升枣树叶片的光合速率，促进开花坐果，提升红枣品质，每天弥雾3次、每次20min是获得红枣高产优质的最佳处理。

摘要:针对黄土高原植被恢复后水文要素变化和水文要素之间关系不明确的问题，以黄土高原中部半湿润型气候的延河流域为研究对象，利用通用陆面模型CLM5.0，模拟1980—2018年土地覆盖变化对流域关键水文要素和水文要素之间关系的影响。结果表明：延河流域耕地面积从1980年的3277km2减少到2018年的2400km2，减少了26.76%，而林地和草地面积分别增加了244km2和528km2。土地覆盖变化导致延河流域年径流量和年径流系数明显减小，减幅分别为12.34%和11.46%。土地覆盖变化导致延河流域多年平均月径流量和多年平均月径流系数明显减小，其对丰水季径流量影响较小，对枯水季径流量影响较大，并使年内径流分配趋于集中化。本研究可为黄土高原水资源开发利用及科学管理提供参考。

摘要:以玉米秸秆为原料，采用不同质量分数（10%和30%）的硝酸溶液在水热炭化前、后对样品进行改性处理，结合理化结构表征以及等温吸附模型、吸附动力学模型的拟合结果，探究了硝酸改性秸秆水热炭对铅离子的吸附机制。结果表明，经硝酸改性处理的秸秆水热炭均会形成丰富的含氧基团，水热炭化前，经HNO3改性的秸秆炭（10%N-JG和30%N-JG）呈现粗糙多孔的表面形貌和发达的中孔结构，并形成了三维无序的大尺寸微晶结构；水热炭化后，经HNO3改性的秸秆炭（JG-10%N和JG-30%N）产生了大量分布均匀、尺寸相近的微孔，并形成了三维有序的小尺寸微晶结构。通过对比发现，10%N-JG和30%N-JG对铅离子吸附效果最优，分别在3.5h和3h达到吸附平衡，理论最大吸附量可达247.51mg/g和280.09mg/g。10%N-JG和30%N-JG均符合准一级、准二级动力学模型以及Freundlich等温吸附模型，说明物理扩散和化学吸附在铅离子吸附过程中的作用同等重要。研究发现，秸秆水热炭主要依靠含氧官能团的化学吸附作用脱除水中的铅离子，其发达的中孔结构更有利于铅离子进入颗粒内部，增大了内部孔道上含氧基团对铅离子的捕捉机率，从而保证了水热炭对铅离子的高效吸附。

摘要:为了研究秸秆多级连续冷辊压成型方法的可行性，设计并试制了样机，采用正交试验方法，以玉米秸秆含水率、秸秆破碎方式、破碎长度、喂料方式为试验因素，以成型块回弹率、密度、坚实度为试验指标，进行了四因素三水平正交试验研究，研究试验因素对试验指标的影响。试验表明，交叉铆固的喂料方式最能限制成型块的回弹；成型块密度主要受破碎方式的影响，受破碎长度的影响较小；成型块坚实度主要受破碎方式的影响，受含水率的影响较小。通过综合分析确定该成型机的较优成型参数为：秸秆含水率20%，破碎方式为揉搓破碎，破碎长度80mm，喂料方式为交叉铆固。在较优成型参数下进行试验，测试秸秆多级辊压成型机的性能指标，结果表明，该成型机生产的玉米秸秆成型块的回弹率为7.26%，成型密度为363.28kg/m3，坚实度为90.23%。本研究可为生物质常温致密成型技术及其设备的研发提供参考。

摘要:为降低北方地区连栋温室冬季生产能耗、提高温室保温性能，设计了大斜面外保温连栋玻璃温室，即寿光型智能玻璃温室。该温室采用大天沟设计，安装了外保温被及传动机构，因此形成了较宽的遮阴带，影响了栽培区的太阳辐射及温室透光率。为分析天沟尺寸对室内光环境的影响，构建了连栋温室天沟对温室栽培区内不同位置辐射强度影响的动态模型，并基于该模型对室内光环境进行了均匀性与敏感性分析。结果表明：天沟结构对栽培区内日累积辐射平均值的影响程度从大到小依次为天沟间距、天沟宽度、天沟垂直厚度和天沟高度；寿光型智能玻璃温室的天沟设计为相邻两天沟间距12.00m、天沟水平宽度1.60m、垂直厚度0.86m、天沟下沿离地面高度6.30m，可以保证栽培区内最佳的光照均匀性。不同情景下的模型模拟结果表明，为确保栽培区内光照均匀性，在栽培区内辐射强度变异系数最小的情况下，山东省寿光地区温室天沟高度、天沟垂直厚度之和与天沟间距、天沟宽度之和的比值在0.49～0.54之间。本研究可为寿光型智能玻璃温室在不同地区的设计应用提供理论依据。

摘要:根据设施蔬菜病虫害绿色防控需求，设计了一款多功能植保机，并配套设计了信息管理系统。该机主要包括臭氧发生、电路控制、高速风机、诱虫灯、环境数据采集等功能模块，各模块由STM32F103微处理器进行控制。采用高压放电法制取臭氧，通过配备的风机及气流导向板将臭氧扩散至整个设施空间，实现病菌、害虫卵、幼虫的消杀；利用诱虫灯将害虫成虫吸引至设备底部，通过风机产生的吸力将其吸入设备内并杀灭。基于物联网体系架构设计的信息管理系统可实现多功能植保机的远程控制和植保数据的智能管理。应用多功能植保机进行了温室黄瓜白粉病和烟粉虱的防治试验，结果表明，使用该设备后，在黄瓜全生长期可将黄瓜白粉病的病情指数控制在5.9，对黄瓜烟粉虱的防治效果可达89.5%。

摘要:为了准确识别大米精度等级，结合超列技术（Hyper column technology，HCT）、最大相关-最小冗余（Max-relevance and min-redundancy，MRMR）特征选择算法和极限学习机（Extreme learning machine，ELM），提出了基于改进VGG16卷积神经网络的大米分级检测方法。首先，使用机器学习中的OneHot格式进行编码，对数据进行归一化；然后采用VGG16卷积神经网络结合HCT技术作为特征提取器，从而保证从不同的深层结构中提取出局部鉴别特征，共提取5248个大米特征信息；采用MRMR特征选择算法剔除大量冗余的大米图像特征，筛选出最有效的500个特征；最后，利用ELM技术进行大米加工精度分级。将5848个样本图像按6∶3∶1的比例随机分为训练集、测试集与验证集，对模型进行训练与测试，结果表明，基于改进VGG16卷积神经网络的大米加工精度分级模型对1755个测试集大米样本分类的总体准确率达到97.32%，对大米加工精度的分级预测速度在85t/h以上，基本满足大米生产线的分级要求。

摘要:为了快速准确地检测油茶籽含油率、解决传统检测手段费时费力等问题，提出了一种基于高光谱成像技术的油茶籽含油率检测方法。应用光谱集Ⅰ（400~1000nm）和光谱集Ⅱ（900~1700nm）两组高光谱成像系统采集油茶籽的漫反射高光谱图像，并结合化学计量学方法建立油茶籽含油率的回归预测模型。结果显示，在不经预处理的情况下，两组光谱集数据建立的偏最小二乘回归模型精度最高：光谱集Ⅰ的预测集决定系数R2p为0.681，均方根误差（RMSEP）为2.89%；光谱集Ⅱ的R2p为0.740，RMSEP为2.92%。通过对比7种不同的变量选择方法发现，两组光谱集采用遗传算法筛选特征波长后建立的PLSR模型精度最高：光谱集Ⅰ的R2p为0.694，RMSEP为2.82%；光谱集Ⅱ的R2p为0.779，RMSEP为2.54%。通过对比光谱集Ⅰ和光谱集Ⅱ的建模效果发现，使用光谱集Ⅱ建立的PLSR模型的性能更好，因此900~1700nm波段比400~1000nm波段更适用于油茶籽含油率的检测，进一步验证了利用高光谱成像技术实现油茶籽含油率预测值分布可视化的可行性。

摘要:针对以空气源热泵为热源系统的低温循环谷物干燥机存在的一体化控制程度不足问题，设计了一种热泵式低温循环谷物干燥机控制系统。为实现低温循环谷物干燥机和热泵系统的一体化控制，利用可编程逻辑控制器（PLC）技术进行硬件电路设计和软件设计，系统实现了谷物干燥过程的自动和手动等多模式控制，并支持干燥参数的人工调节和设置、谷物含水率及干燥温度的实时监控等功能。试验表明，干燥机在不同模式下均工作正常；所开发的逻辑控制系统具有自动化程度高、稳定性好、安全性高等优势。稻谷干燥试验表明，在不同环境温度下，热泵热风温度平均误差为0.95℃，标准差为0.93℃，系统具有较好的控制精度与稳定性，粮食温度稳定在33℃左右，满足低温循环式谷物干燥机的作业要求。

摘要:针对目前对虾预处理的定向环节仍依靠人工操作、缺少对虾定向设备等问题，以去头南美白对虾为研究对象，对虾体的外形结构特征和虾体头尾定向机理进行分析，并结合对虾外形参数设计了对虾定向输送装置。选取中型和大型两种规格的对虾，以对辊间隙、输送推板运动速度和定向辊转速为试验因素，以定向成功率为指标，进行了单因素试验和正交试验，研究了各试验因素对定向效果的影响规律，并优化了试验装置的主要参数。结果表明，试验装置的最优参数组合为：输送推板运动速度40mm/s、定向辊转速90r/min、中型虾对应的对辊间隙10mm、大型虾对应的对辊间隙13mm，在最优参数组合下中型虾和大型虾的定向成功率分别为97.3%、94.7%。

摘要:为了完善猕猴桃品质无损检测的途径，并为猕猴桃青霉病无损检测提供新方法，以红阳猕猴桃为实验材料，注射15μL菌体浓度为1×106CFU/mL的扩展青霉孢子悬浮液，对照组果实注射等体积的无菌水，对贮藏期内两组猕猴桃的品质、生理指标以及100Hz~3.98MHz频率范围内的相关电学参数进行测定，通过主成分分析和相关性分析筛选出特征频率和敏感电参数，建立了数学模型。结果表明：无菌水对照组和青霉侵染组果实的特征频率分别为3956.5kHz和251Hz，敏感电参数分别为等效串联电阻Rs和等效串联电容Cs，其中，无菌水对照组中β-1,3-葡聚糖酶（GLU）活性与Rs有较高的相关性，而青霉侵染组中可滴定酸（TA）含量与Cs呈极显著相关（P<0.01），并分别建立了GLU活性与Rs、TA质量分数与Cs之间的数学回归方程。电学参数可以较好地反映猕猴桃品质，通过测定电学参数即可计算出GLU活性或TA含量，从而判断果实是否被青霉菌侵染。

摘要:以冻结牦牛肉背最长肌为试验对象，探究不同解冻方式对牦牛肉蛋白质氧化、功能特性及新鲜度的影响。结果表明，空气解冻方式牦牛肉肌原纤维蛋白（MP）总羰基含量最高，其质量摩尔浓度为9.80nmol/mg，表面疏水性指数最高，为48.53μg，总巯基含量最低，其质量摩尔浓度为41.73nmol/mg，Ca2+-ATPase活性最低，为0.245U/mg；空气解冻与其他解冻方式之间均存在显著差异（p＜0.05），说明空气解冻后肌肉蛋白质氧化程度最严重，其他解冻方式导致的蛋白质氧化程度由轻到重顺序依次为冷藏解冻、静水解冻、微波解冻、室温解冻。空气解冻牦牛肉的全蛋白溶解度为109.28mg/g、MP溶解度为69.16mg/g、乳化活性指数为31.51m2/g，均显著低于其他解冻方式（p＜0.05），说明空气解冻对肌肉蛋白质溶解和乳化能力最为不利。冷藏解冻牦牛肉脂质过氧化程度最低，微波解冻牦牛肉挥发性盐基氮（TVB-N）含量和菌落总数最低。同时，解冻牦牛肉蛋白质氧化和脂质氧化之间存在极显著相关性，蛋白溶解度与蛋白乳化能力之间也存在极显著相关性（p＜0.01）。研究表明，空气解冻方式对牦牛肉品质最为不利，其次是室温解冻，而冷藏解冻、微波解冻和静水解冻可在不同层面有效延缓肌肉品质的下降过程，在一定程度上维持解冻肉的品质。

摘要:为探究宰后不同部位牛肉在成熟过程中的水分变化及其产生原因，以成熟1、2、3、5、7d的冷却牛背最长肌、半膜肌和腰大肌作为研究对象，通过测定贮藏损失率、弛豫峰面积和比例、肌节长度和肌纤维直径，从贮藏损失、横向弛豫特性和肌肉结构特性3方面阐述了3种部位冷却牛肉在成熟过程中保水性、水分分布及细胞组织学的变化。结果表明，在成熟过程中，3种部位冷却牛肉的贮藏损失均呈现显著升高的趋势，腰大肌的保水性显著高于背最长肌和半膜肌（P<0.05）；3种部位牛肉的各弛豫峰面积均显著降低（P<0.05），且各部位的结合水比例和不易流动水比例间的差异性不大（P>0.05）；半膜肌的肌细胞排列松散，且肌节长度短，腰大肌具有较长的肌节和较小的肌纤维直径。不同部位肌细胞结构的差异导致不同部位牛肉呈现出不同的保水性。

摘要:针对传统拖拉机坡地行驶及作业时稳定性差、安全性不高、操纵复杂等问题，设计了一种遥控全向调平山地履带拖拉机（简称山地拖拉机）。首先，在分析山地拖拉机调平原理的基础上，提出基于平行四杆机构的车身横向调平方案和基于双车架机构的纵向调平方案；其次，对山地拖拉机的全向调平装置、行走系、基于静液压驱动装置（HST）的无级调速传动系统、多功能液压系统、坡地适应液压悬挂装置等关键部件进行设计和相应的匹配选型；最后，对山地拖拉机进行了整机性能试验。试验表明，拖拉机在0°~15°的横向坡地和0°~10°的纵向坡地可以实现车身横、纵向的调平，有效提高了拖拉机坡地行驶和作业的稳定性；拖拉机可实现0~8km/h的无级调速，满足平地行驶、爬坡、等高线作业等多种工况的速度要求；可遥控实现山地拖拉机行车、制动、转向、全向（横向和纵向）调平、农具升降及姿态调整等动作，极大地提高了操纵的便捷性；山地拖拉机的接地比压为0.025MPa，在松软路面和沼泽地均具有良好的通过性；山地拖拉机的转向机动性能良好，最小转弯半径为1728mm，可适应丘陵山地相对狭小的坡地作业环境；山地拖拉机的平地偏驶率为5.5%，在15°坡地车身调平后的偏驶率为5.75%，小于车身未调平时偏驶率8.62%，均满足相应国家标准（≤6%）要求；液压悬挂装置的最大提升力为8.2kN，满足基本的作业需求；坡地旋耕的耕深稳定性满足国家标准（≥85%）要求。

摘要:根据基于方位特征（POC）方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法，设计了一种能实现一平移两转动（1T2R）的并联机构，分析了该机构的方位特征（POC）、自由度（DOF）及耦合度（κ）等主要拓扑特性。由于该机构仅含1个耦合度κ=1的子运动链（SKC），得不到符号式位置正解，为此对其进行拓扑降耦设计，得到了零耦合度（κ=0）、具有符号式位置正解、但POC/DOF保持不变的1T2R并联机构，并推导出其符号式位置正解和位置反解，基于雅可比矩阵对机构的奇异性进行了分析，基于符号式位置正解对机构的工作空间进行了计算分析。基于符号式位置正解的工作空间计算方法具有无需预估工作空间范围、计算量少、工作空间边界计算精确等优点。

摘要:全驱动并联机构可以通过增加约束支链或关节实现机构驱动冗余。为了研究约束支链与关节对冗余驱动并联机构动力学性能的优化问题，分析对比了冗余驱动并联机构6P-US+UPU与非冗余驱动并联机构6P-US机构的动力学特性，研究了约束支链对冗余驱动并联机构动力学性能的优化机理。基于虚功原理建立了6P-US机构和6P-US+UPU机构的动力学模型，提出具有明确物理意义的冗余驱动并联机构动力学性能指标，分析了约束分支对机构动力学性能的影响，并结合数值算例对两种机构动力学性能进行了对比分析。结果显示，支链约束提高了机构动力学性能，而支链质量会降低机构动力学性能。

摘要:为提高弧面凸轮廓面加工精度、减小加工过程中刀具误差对凸轮廓面法向误差的影响，分析了弧面凸轮结构特点和现有加工方式存在的问题，提出单侧面加工多重包络原理，并进行了实例仿真计算。利用空间啮合原理和旋转变换矩阵，根据多重包络原理推导出凸轮实际廓面方程，研究了多重包络原理的刀位补偿和刀位控制方法。仿真计算和分析表明，利用单侧面加工多重包络原理可显著减小凸轮廓面法向误差、提高凸轮加工精度。

摘要:针对三角网格曲面五轴数控加工中普遍使用的截平面法加工行距较窄、加工效率较低的问题，提出一种可变行距的宽行加工刀具路径生成方法。首先，以三角网格数据重构为基础，提出一种基于KdTree网格区域划分的求交算法，实现了网格数据点的快速获取；然后，分析环形刀及三角网格曲面的几何特性，在无曲率干涉条件下提出通过改变侧倾角并优化前倾角使刀具有效切削半径最大化的方法，获得以加工行距最大化为优化目标的最佳刀具倾角组合；最后，结合三角网格曲面的特性建立一种环形刀刀具离散模型，并提出了相应的干涉检测与修正方法。仿真实验表明，在相同加工条件下，本文加工行距优化方法较现有方法明显增大了加工行距、提高了加工效率，而且所提出的刀具干涉与修正处理方法能有效避免局部刀底干涉及全局刀杆干涉现象的发生。

摘要:为了提高数控机床热误差模型的精度与泛化性，提出了基于注意力机制的长短时记忆卷积神经网络(Long short term memory convolutional neural network based on attention mechanism, AM-CNN-LSTM)热误差模型。利用卷积神经网络提取高维数据空间状态特征的能力和长短时记忆网络提取长时间序列状态特征的能力，构建具有2个支路的热误差模型，分别提取特征后输入到注意力机制中进行特征重要性重构，建立原始数据与热误差的特征映射，最后通过全连接层进行热误差预测。采用G460L型数控机床进行实验数据采集，将不同季节采集到的温度数据和热误差作为模型输入，采用循环学习率与正则化优化方法对模型进行训练。与LSTM、ConvLSTM和CNN-LSTM热误差模型对比，结果表明，AM-CNN-LSTM模型对特征还原能力最强，残差波动范围最小，其残差范围较最大值下降62.09%，模型预测精度在2.4μm以内。

摘要:为了提高磁致伸缩位移传感器的稳定性和测量准确性，降低反射波信号对输出电压有效信号的影响，对反射波电压产生原因及影响因素进行了研究。从阻尼与波导丝之间的弹性压力及其产生的摩擦力对应力波传播影响的角度，构建了阻尼作用下磁致伸缩位移传感器反射波电压模型，计算了磁致伸缩位移传感器的反射波电压幅值，利用搭建的实验平台，通过实验获得不同阻尼参数作用下的反射波电压幅值变化。结果表明，计算结果与实验结果的变化趋势基本一致，阻尼对反射波电压幅值有很大影响。基于反射波电压模型，确定了阻尼长度和邵氏硬度最佳取值范围分别为5~10mm、50~75，在直径为10mm、长度为10mm和邵氏硬度为50的最优阻尼作用下，反射波电压幅值从75mV降低至4mV，此时反射波电压幅值远小于有效信号，从而大大降低了对输出电压有效信号造成的影响。本研究可为磁致伸缩位移传感器阻尼选择提供理论依据。

摘要:在湍流条件下管内几何参数变化会引发非定常脉动,其中大尺度脉动会影响超声波流量计的测量。本文采用数值模拟计算和实验的方法对超声波流量计内非定常脉动流动进行研究。为了限制声波反射路径附近的湍流脉动，设计了一种降湍栅条。采用分离涡（Detached eddy simulation，DES）模型进行数值计算，并通过激光多普勒测速（Laser Doppler velocimetry，LDV）进行实验验证。基于模拟和实验数据,对引入降湍栅条的优化设计和无优化U型基表设计进行了对比。结果表明，从平均流场角度,引入直径1mm降湍栅条对流场整体结构影响不大；从漩涡强度角度,降湍优化设计具有平顺水流的作用,抑制了反射路径附近的漩涡强度,在L＝10~50mm区域,比无优化设计的漩涡强度显著下降；从脉动尺度角度，降湍栅条抑制了湍流向大尺度的自由发展，在反射路径后半段，湍流尺度约降低50%。