摘要:农机装备正朝着智能化方向发展，智能测控是实现智能农机的核心技术。农机装备智能测控技术以农机装备为载体，包括农机作业相关信息智能感知、精准监控和作业决策与管理等技术。目前，我国农机装备智能测控存在高端装备、核心技术国产化程度低的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备精准监控技术和农机作业智能决策与管理技术等方面对国内外研究现状进行综述。阐述了作物生长信息、土壤信息和农机作业状态信息等智能感知技术的大量成果；阐述了耕深、平整地、土壤消毒、播种、植保和收获领域的农机装备精准监控技术的研究进展；阐述了农机作业智能决策与管理技术在农机作业质量监管、农机调度方面的技术突破；重点阐述了农机装备智能测控技术在土地耕整机、土壤消毒机、播种机、施肥机、植保机、收获机及农机作业管理平台的应用现状，分析了各环节待解决的问题。最后，提出了农机装备智能测控技术未来发展方向：农机装备智能测控系统化技术研究；无人农场农机自主作业关键测控技术研究；田间复杂环境农机核心部件及传感器研发；农机大数据支撑的作业决策模型研究。

摘要:为推进中草药前胡全程机械化生产，解决前胡种植环节无适用播种装置问题，设计一种导种环槽U型孔组合轮式排种器。阐述播种装置及排种器的结构和工作原理，依据前胡种子的外形特征及主要物理力学参数，分析得出排种器关键结构参数及工作参数，构建充种和排种过程中前胡种子颗粒群的力学模型。应用离散元软件EDEM对排种器的排种性能进行仿真优化试验，研究U型孔深度、U型孔宽度和导种环槽倾角对平均播种量和排种均匀性变异系数的影响，采用Box-Behnken响应面优化法进行三因素三水平正交仿真试验，得到U型孔深度为4.65mm、U型孔宽度为13.63mm、导种环槽倾角为47.01°时，平均播种量和排种均匀性变异系数分别为0.199g/s和12.37%。以排种轮转速、种层初始充填高度为试验因素，以行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数为试验指标，进行供种性能两因素五水平二次回归正交旋转组合台架试验。台架优化试验结果表明，排种轮转速为25.69r/min、种层初始充填高度为46.70mm时，行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数分别为18.62%、1.60%、2.96%，排种器工作性能最佳。田间试验表明，作业速度为1.2km/h时，测得行内排种均匀性变异系数、总排量稳定性变异系数、各行排量一致性变异系数分别为22.54%、1.95%、3.66%，排种性能较好。该研究可为扁平不规整外形作物种子排种器设计提供参考。

摘要:现有水稻钵苗育秧播种流水线前端的秧盘分离供应尚未完全自动化，特别是软钵盘的分离。为减少劳动力，降低人工成本，本文采用硬托盘与常规育秧软钵盘组合配套，设计一套水稻钵苗育秧盘的自动分装流水线，包括分离软钵盘的指夹式真空吸盘机构、分离硬托盘的滑块连杆机构及其组合而成的套盘机构，用于实现组合式育秧盘中软钵盘和硬托盘的逐个分离和套盘组装，以满足育秧播种流水线前端的秧盘全自动供应。设计一种柔性抓取的指夹式真空吸盘，吸管采用3D打印方式加工，并通过铰链对称安装，模拟人类手指的抓取动作。采用真空吸附的方式实现软钵盘的柔性抓取，不会对软钵盘表面造成损坏。利用ANSYS有限元分析软件对软钵盘受到真空吸盘吸附提升时的变形程度进行分析，确定8组真空吸盘的合理布局。利用ADAMS动力学仿真软件对分离硬托盘的滑块连杆机构进行运动学分析，确定最佳的升降高度以及连杆的开合角度。设计并搭建样机进行试验，试验结果表明：当分离套盘效率为600盘/h时，分离套盘成功率为93.25%，整机运行稳定，符合设计要求，满足一般水稻工厂化育秧播种流水线的工作要求。

摘要:为解决微型薯生产过程中，从组培苗到网棚生产的流程繁琐、劳动强度大的问题，设计了一种工作一次可取5株组培苗的吸附式末端执行器。该吸附式末端执行器在PLC的控制下，完成组培盒与穴盘之间株距的变化；由真空发生器产生的真空，使吸嘴将组培苗吸附；在吸附式末端执行器移至穴盘上方后，切断真空，并由推苗装置将组培苗放置在穴盘孔中，完成组培苗的移栽过程。分析并确定吸嘴的关键参数后，通过仿真分析和单因素试验选择了效果较好的吸嘴类型。为明确穴盘孔直径d、株距调整速度v1、吹苗正压p1、苗吸附高度h等因素对移栽效果的影响，以移栽成功率为试验指标进行了正交试验。结果表明：苗吸附高度h对移栽成功率有显著性影响，而穴盘孔直径d、株距调整速度v1、吹苗正压p1没有显著性影响；当d=15mm、v1=50mm/s、p1=1000Pa、h=45mm时，组培苗的移栽成功率最高，为87.98%，吸附式末端执行器的移栽效果最好，移栽效率约为2087株/h，满足设计要求。

摘要:针对前期研制的微钻阻力仪存在钻针钻入树木方向偏离直线方向、无法准确获取树木年轮宽度等问题，对微钻阻力仪的机械结构和软件算法进行了改进，提出了改进钻针形状和增加钻针支撑挡片的改进措施，给出了年轮宽度的计算方法。分别使用自制微钻阻力仪、Resistograph 650-s型微钻阻力仪、Lintab 6型高精度树木年轮分析仪测量9个马尾松圆盘的年轮信息，以Lintab 6型树木年轮分析仪测试结果作为真值，分别计算自制微钻阻力仪和Resistograph 650-s型微钻阻力仪的年轮识别错误率和年轮宽度测量精度。结果表明：2个微钻阻力仪的平均年轮宽度的测量精度达85%左右，说明使用微钻阻力法测量树木年轮宽度可行；自制微钻阻力仪的年轮识别错误率比Resistograph 650-s型微钻阻力仪低12.7个百分点，年轮宽度测量精度比Resistograph 650-s型微钻阻力仪高1.47个百分点，说明自制微钻阻力仪机械结构设计合理，年轮识别方法可行。

摘要:水培叶菜培育过程中需要将穴盘中的种苗稀植到栽培槽内，传统人工作业劳动强度大、效率低，为此设计了一种温室叶菜双排移植手变间距稀植移栽部件，可实现穴盘内双排自动取苗和栽培槽变间距植苗作业。设计了一种具有二次夹紧功能的取苗移植手，并进行刚柔耦合仿真试验分析，确定最佳取苗深度为48mm。根据稀植移栽作业工况分析，拟定双排移植手3种稀植取苗策略，优选双排（第1排和第7排）间隔取苗纵向位移最小的运动策略。开展稀植移栽动作时序优化分析，优选交叠动作时序时间点，并进一步开展12种作业时序优化移栽对比试验，试验结果表明移动和横向变间距展开、纵向变间距分离和下降时序并行时动作组合为最优，移栽平均效率为4836株/h，移栽成功率为95.8%。

摘要:针对大豆小区育种清换种作业操作繁琐的问题，本文设计了四杆平移式大豆小区育种排种器。采用平行连杆机构配合可旋转的排种盘完成清换种作业，根据大豆小区育种作业要求对整机关键部件进行了设计，通过理论分析确定了大豆充种下限角度与排种盘转速的关系，以及排种器的排种盘直径、型孔尺寸、型孔数量、毛刷角度等结构参数数值。采用离散元软件进行仿真，模拟了排种器的排种过程，首先分析并验证了排种盘转速与下限角度的关系，进而在此试验基础上分析了种箱厚度对残余种子数的影响，试验结果表明:下限角度随排种盘转速增大逐渐减小，残留种子数随种箱厚度增加先减小后增大，并确定了下限角度119°、种箱厚度11mm为排种器的优化结构参数。在最优参数下的田间试验表明：在理论粒距下排种器顺利清换种，作业结束后种箱内无种子残留，同时在作业速度3.6km/h时粒距平均合格指数87.61%、重播指数6.63%、漏播指数5.75%，均达到优等品标准。

摘要:针对鲜食莲籽剥壳加工困难、损失率高的问题，设计了一种多通道集成式剥壳机构。该机构由多通道仿形凹槽轮、外刃齿板、内外刀盘等结构组成，可实现莲籽单粒排出、姿态调整与环切。仿形凹槽可保护莲籽避免因刀具切割、输送挤压而带来的破损。对剥壳机构工作过程进行理论分析和参数计算，确定了影响剥壳性能的主要结构和工作参数。采用EDEM离散元软件仿真分析了齿形结构、刃齿间距、齿间距、剥壳轮转速对莲籽排出、姿态调整的影响；采用ADAMS虚拟样机软件对莲籽在剥壳机构内的运动轨迹进行了仿真。根据理论计算与仿真结果完成了样机试制，并在样机上开展试验验证。以产自湖北省洪湖市的含水率大于64.2%的太空莲36号鲜莲籽为试验对象，以齿形、刃齿距、齿间距为影响因素，以剥壳率为评价指标，开展了三因素拟水平正交试验，结果表明对剥壳率的影响由大到小依次为齿形、齿间距、刃齿距，最优因素水平组合为向心齿、齿间距5mm、刃齿距82mm，在此条件下，剥壳率为97%。设计的剥壳机构能够满足乳熟期、蜡熟期莲籽剥壳的实际生产需要。

摘要:基于残膜与土壤、秸秆等杂质在密度、悬浮速度、流动特性等方面的差异，提出了一种基于EDEM-Fluent耦合的残膜与杂质悬浮分离方法。阐述了3种残膜与棉花秸秆、土壤混合物悬浮分离速度测定法，即理论计算法、仿真分析法和台架试验测定法，利用3种方法分别测定残膜悬浮分离速度。利用EDEM-Fluent耦合的方法模拟残膜与杂质悬浮分离的过程，〖JP+1〗3种残膜混合物料中土壤和秸秆总质量占比分别为40%（其中土壤占30%）、60%（其中土壤占50%）和80%（其中土壤占70%）时，残膜悬浮速度仿真值为4.77～5.83m/s、4.89～6.46m/s和5.31～7.40m/s；3种残膜混合物悬浮分离速度台架测定试验值为4.67～5.77m/s、4.88～6.37m/s和5.29～7.22m/s。残膜悬浮速度仿真值与台架试验值之间的相对误差为0.77%～4.79%，验证了基于EDEM-Fluent耦合法测定残膜混合物悬浮分离速度的可行性。混合物中杂质改变了残膜的形变量和运动特性，从而影响残膜的悬浮速度和位置；为了使仿真结果更加接近试验数值，残膜悬浮分离速度仿真值的下限值与台架试验的下限值相差较大，所以选取仿真与台架试验结果的下限值计算修正系数，残膜悬浮分离速度修正系数的均值为0.95。通过田间试验可得，实现残膜与杂质分离、残膜回收的最佳风速为5～7m/s，此时残膜含杂率均值为20.47%、回收率均值为83.62%。

摘要:为解决我国天然橡胶割胶工作强度高、技术难度大及割胶工紧缺等问题，本文设计一种仿形进阶式天然橡胶割胶机，通过分析割胶轨迹得到割胶轨迹方程，设计采用丝杠传动实现竖直运动和圆柱齿轮啮合传动实现椭圆运动的复合运动为割胶运动方式。工作时，整机通过可调式捆绑机构固定于橡胶树上；利用Arduino开发板控制电机的动作顺序，采用直流推杆控制割胶机进刀退刀动作，采用减速步进电机完成割胶机复合割胶运动，采用步进电机完成移位动作。为验证该机性能，利用Design-Expert软件设计并进行林间试验。结果表明：当割胶机在减速步进电机转速21r/min、刀具角度25°和拉簧预紧力20N时，割胶质量最佳且耗电量最低，前5min排胶量为6.29mL、平均耗电量为1.07W·h，满足设计要求。

摘要:针对板蓝根收获机作业根土分离率低、根茎伤损率高等问题，设计了组合摆动式板蓝根根土分离装置，阐述了该机整体结构及工作原理。结合板蓝根种植模式及板蓝根收获机的作业要求，通过对筛分过程中组合式筛面根土复合体的动力学分析，确定了影响根土分离效果的主要因素及其取值范围。以根土分离率和根茎伤损率为评价指标，以筛面倾角、曲柄转速、曲柄半径为试验因素，进行二次回归正交旋转组合试验，建立了试验因素与评价指标之间的回归模型，分析了试验因素对评价指标的影响，对组合摆动式板蓝根根土分离装置的结构与工作参数进行优化，结果表明，在筛面倾角为14.94°、曲柄转速为440r/min、曲柄半径为19.95mm时，模型得到的根土分离率为97.19%，根茎伤损率为2.66%。对优化后的数据在相同条件下进行田间验证试验，结果表明，根土分离率为96.09%，根茎伤损率为2.75%，满足板蓝根根土分离要求。在相同条件下进行田间对比试验，结果表明，筛条-筛板组合式筛面根土分离性能优于全筛条式筛面和全筛板式筛面。

摘要:为解决中国麦玉豆主产区在利用秸秆促进作物绿色增产增效、保护耕地的同时，轻简化回收多余秸秆促进其资源化利用等问题，基于原茬地免耕精量播种机侧向清秸覆秸原理，设计了一种秸秆比例回收装置，借助秸秆被免耕播种机播前清理具有的机械能使其沿导流板滑移至机械能耗尽，弹齿“顺势”将其抛送至挤压装置进行回收。应用高速摄像技术探明了秸秆侧向抛撒运动规律，通过理论分析确定了影响装置工作性能的关键结构与作业参数及其取值范围，并采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法，以作业速度、滚筒转速和弹齿偏角为试验因素，以秸秆回收比率和含杂率为评价指标，实施参数组合优化试验，结果表明：在参数组合为作业速度5.4~7.2km/h、滚筒转速95r/min、弹齿偏角49°时，秸秆回收比率大于94%、含杂率小于5%。研究结果为研制原茬地免耕播种秸秆覆盖还田同步比例回收复式作业机提供了理论和技术支持。

摘要:立式离心泵是大型灌溉和长距离调水工程的核心动力装备，单机配套功率能够达到40MW级。为了降低立式离心泵的运行能耗，以效率指标为优化目标，基于BP（反向传播）神经网络模型与多岛遗传算法对其多个过流部件进行优化设计。考虑到各过流部件的匹配性，采用Plackett-Burman试验设计从导叶与蜗壳的10个设计参数中筛选出优化设计变量。运用最优拉丁超立方采样方法设计了106组方案，并搭建了立式离心泵自动数值模拟优化平台。基于BP神经网络模型构建了优化设计变量和优化目标之间的高精度非线性关系，最终通过多岛遗传算法得到导叶与蜗壳的最优参数组合。研究结果表明，运用SST k-ω湍流模型能够准确地预测立式离心泵的性能参数；BP神经网络是映射泵设计参数和性能参数间内在联系的有效方法；优化后模型设计工况下效率达到90.21%，较原始模型提高了3.61个百分点；优化后的导叶与蜗壳对立式离心泵设计工况和小流量工况下的性能影响更为显著；优化后导叶与其他过流部件匹配性提高，导叶与蜗壳内部流动特性得到明显改善。

摘要:双吸离心泵广泛应用于黄河沿岸的泵站中，其主要部件叶轮普遍存在磨损问题。叶轮是高速旋转的部件，存在动静干涉作用，导致叶轮内的磨损特性是非定常的。采用欧拉-欧拉方法对双吸离心泵进行固液两相流非定常计算，分析了不同工况下，叶轮壁面上的磨损率、冲击角、固相体积分数和速度的非定常特性。结果表明，叶轮表面磨损率、冲击角、固相体积分数和速度均具有周期性，等于叶轮旋转周期；定常计算的磨损率远小于非定常结果，定常计算不能准确预测磨损率。磨损最大部位为叶片头部和尾部。冲击角对磨损损失具有增强或减弱的作用，冲击角脉动曲线与磨损率脉动曲线相似。固相体积分数对磨损脉动特性影响较小，对磨损率有所影响。固相速度对磨损率影响显著。

摘要:快速、准确地获取作物种植面积信息是长势监测、产量估算、病虫害监测和预警的基础。针对我国江南区域多云雾的特点,以Sentinel-1/2为数据源，综合采用光学遥感影像和合成孔径雷达（Synthetic aperture radar，SAR）影像等多源数据，针对研究区作物早春覆膜的特点，构建地膜植被指数（SAR plastic-film vegetation index，SPVI）；利用时序光谱和植被指数特征，研究基于XGBoost算法的作物识别方法。以安徽省宣城市宣州区为研究区，开展实例验证研究。在作物生育期内，云雾影响较大，光学遥感覆盖稀疏区域以Sentinel-2影像为主，获取时序指数数据集，增加4期Sentinel-1雷达影像，用以补充云雾时期（5—7月）光学影像的缺失。以本文设计的方法，得到作物识别总体精度为84.87%，优于随机森林的83.93%，主要作物烟草制图精度88.69%，用户精度95.51%。仅使用生育期Sentinel-2影像的作物识别总体精度79.01%，主要作物烟草制图精度82.30%，用户精度93.49%。研究结果表明，本文构建的基于XGBoost算法多源遥感作物识别方法可满足多云多雾地区作物识别应用要求。

摘要:为及时掌握种植空间信息，保护和利用灯盏花，针对灯盏花垄间边界模糊，精细标记训练数据集获取困难问题，提出一种基于结合RGB波段最大差异法和弱监督语义分割的无人机遥感灯盏花种植信息提取方法。首先，对灯盏花进行边框级标记，制作弱标记数据集，减少标记时间成本；然后采用轻量级U-Net网络对弱标记数据集进行弱监督语义分割，实现灯盏花粗提取；最后，采用RGB波段最大差异法去除粗提取结果中的非灯盏花，实现灯盏花种植区精细提取。实验结果表明，提出方法在选取的3个灯盏花场景中交并比（Intersection-over-union, IoU）分别为90.55%、90.74%、86.63%，精度均高于面向对象分类法和最大似然法，并通过消融实验验证了方法的有效性。

摘要:为探索高分一号卫星（GF-1）估算农作物光合有效辐射吸收比率（Fraction of absorbed photosynthetically active radiation，FPAR）的潜力，以田间小区与大田夏玉米为对象，基于GF-1卫星的16m空间分辨率宽视场（Wide field view，WFV）传感器光谱响应函数对地面实测冠层高光谱反射率进行重采样，获取GF-1 WFV的模拟反射率，构建宽波段植被指数，利用与FPAR极显著相关且具有较高相关系数的植被指数，建立不同生育期夏玉米FPAR的一元与多元逐步回归模型，筛选FPAR估算的最适模型，并在此基础上实现县域尺度不同生育期的FPAR动态估算。结果表明：模拟宽波段光谱反射率与GF-1 WFV光谱反射率间的相关系数|R|为0.967~0.985，决定系数R2为0.935~0.969；基于模拟反射率构建3波段植被指数与FPAR的相关性优于2波段植被指数，增强型植被指数（EVI）、土壤调节植被指数（MTVI2）、可见光大气阻抗植被指数（VARI）、综合植被指数（TCARI/OSAVI）等3波段植被指数与FPAR均呈极显著相关性（P<0.01），且|R|为0.813~0.925；基于优选3波段植被指数估算FPAR的多元逐步回归模型效果优于一元回归模型，估算模型决定系数R2为0.762~0.843，验证模型决定系数R2为0.839~0.880，相对误差RE为7.037%~9.571%，说明多元逐步回归模型能更好地估算FPAR；以优选模型对区域尺度的FPAR进行空间分布及动态估算，并以实测值进行验证，估算值与实测值间决定系数R2为0.819~0.856，相对误差RE为8.41%~13.37%，说明基于GF-1 WFV估算区域夏玉米FPAR与实际空间分布及动态变化规律一致，为基于GF-1 WFV高分辨率遥感数据估算区域玉米FPAR及生产潜力提供了科学依据。

摘要:为提高葡萄种植区遥感识别精度，基于高分二号卫星遥感影像，对U-Net网络进行改进：从空间和通道维度自适应校准特征映射，以增强有意义的特征，抑制不相关的特征，提升地物边缘分割精度；减少下采样次数，使用混合扩张卷积代替常规卷积操作，以增大卷积核感受野，降低图像分辨率的损失，提高对不同尺寸地物的识别能力。实验结果表明，本文模型在测试集上的像素准确率、平均交并比和频权交并比分别为96.56%、93.11%、93.35%，比FCN-8s网络分别提高了5.17、9.57、9.17个百分点，比U-Net网络提高了2.39、4.59、4.39个百分点。此外，本文通过消融实验和特征可视化证明了注意力模块和混合扩张卷积在精度提升上的可行性。本文模型结构简单、参数量少，能够识别不同面积的葡萄种植区，边缘分割效果良好。

摘要:陆地总初级生产力（GPP）是全球碳循环和全球变化研究的关键参数，基于遥感方式是目前陆地生态系统GPP估算的主流方法。为了准确估算全球和区域尺度的陆地GPP，本文通过分析叶绿素荧光与光合作用关系的理论，在GPP-SIF经验线性估算模型的基础上，引入影响植被光合能力和影响冠层SIF发射的因素，构建了适用于未出现严重长期外界胁迫的基于近红外荧光的GPP估算理论模型。结合GOME-2 SIF产品、FLUXNET2015数据集中实测GPP和MODIS相关产品，在不同类型植被进行了验证分析。结果表明：该模型在所有植被类型上的估算精度较经验线性估算模型都有很大的提高，同时本文模型能较好地体现出不同植被类型GPP的季节性变化特征，在全球尺度上的应用也取得了较好的效果。

摘要:叶绿素荧光参数Fv/Fm在植物逆境胁迫研究中具有重要意义，当前获取方法需要对植物进行暗适应处理，难以实现实时测量。为实现Fv/Fm的实时获取，本文以4种水分胁迫水平下的辣椒为研究对象，基于高光谱成像及特征波段筛选方法对Fv/Fm进行预测。采用中值滤波对Fv/Fm图像去噪，并基于二维坐标变换实现高光谱图像与叶绿素荧光图像的匹配。对比标准正态变换(SNV)、多元散射校正(MSC)和Savitzky-Golay卷积平滑(SG)3种光谱预处理算法，并基于连续投影(SPA)算法筛选特征波长。基于效果最优的SG预处理算法，分别以偏最小二乘回归(PLSR)、分析误差反向传播(BP)神经网络、径向基函数(RBF)神经网络对比建模精度，其中BP算法建立的模型精度相对较高，其测试集决定系数为0.918、均方根误差为0.011。研究表明，SG-SPA-BP的建模方法在实现预测精度的同时降低了模型复杂度，为基于高光谱图像对Fv/Fm图像的实时准确预测提供了方法。

摘要:以乌兰布和沙漠东北缘磴口县为研究区，针对县域生态空间网络的粒度效应开展研究。结果表明，空间粒度的变化对生态空间网络的空间结构、拓扑结构以及生态源地的面积与空间分布均具有明显的影响，而生态阻力的粒度效应并不明显。随着空间粒度的不断增大，生态源地的面积产生了明显的波动并且变得越发破碎；生态空间网络长度经历了从增加到减少的变化，其空间分布由最初的不断密集再到逐渐稀疏；生态空间网络的各项拓扑结构指数变化较为明显，随着空间粒度的不断升高，网络的度分布愈发集中，同配性、层次性、模块化增强，网络的不均匀性不断提升，连接性不断降低，总体向更加不稳定的方向变化。

摘要:为探究拟发射国产星载激光雷达卫星波形数据在森林结构参数估测方面应用潜力，首先需对其回波波形进行模拟仿真。针对地形无规律起伏和林层结构复杂这一问题，本文采用有限元原理实现了随机地形与林分三维信息的模拟仿真；针对激光脉冲传输过程中能量衰减的问题，引入了激光雷达辐射传输模型；为验证本文所建回波仿真系统有效性，利用与国产星载激光雷达回波波形相近的ICESat-GLAS实测波形数据对GLAS仿真波形数据进行验证。研究结果为：发射波仿真波形与实测波形相关系数为0.96；地形坡度分别为0°~10°、10°~20°、20°~30°和30°以上时回波仿真波形与实测波形相关系数均值分别为0.90、0.88、0.85和0.81；郁闭度分别为0~0.2、0.2~0.4、0.4~0.6、0.6~0.8和0.8~1.0时回波仿真波形与实测波形相关系数均值分别为0.81、0.80、0.84、0.88和0.90；针叶林、阔叶林和混交林回波仿真波形与实测波形相关系数均值分别为0.85、0.86和0.89。研究结果表明：本文所建回波仿真系统可用于国产星载激光雷达回波仿真。回波仿真所得国产星载激光雷达仿真波形，可为森林结构参数估测研究提供数据支撑。

摘要:科学划分村庄整治类型并制定合理的优化策略，是实现大城市村镇体系合理布局和乡村空间高效利用的重要措施。本文基于POI、土地利用现状数据等多源数据，综合运用适宜性评价、引力模型等方法，构建了基于布局适宜性-规划约束-村庄等级（简称适宜性-规划-等级）的村庄整治类型划分方案，并以密云区为例进行实证分析。结果表明：在经济发展、生活便利和环境宜居等多因素综合作用下，密云区村庄布局适宜性呈现由西南向东北衰减的特征。借助引力模型，将研究区332个村庄划分为57个中心村、103个次中心村和172个一般村。基于适宜性-规划-等级的村庄整治内涵，将密云区村庄确定为城镇集建、特色提升、整治完善Ⅰ、整治完善Ⅱ和整体搬迁5种整治类型。整体搬迁类村庄未来的整治方向为可复垦型，其他村庄均为可盘活型。结合村庄布局适宜性评价、等级划分、土地利用形态和整治潜力，着眼于减量规划思路，因地制宜地提出5类村庄的整治策略。研究成果可为区域村庄用地布局优化和减量发展以及全域土地综合整治等提供参考。

摘要:针对现有电容式土壤含水率传感器对电导率敏感等问题，从电阻电容串联阶跃响应原理出发，采用峰值检测技术，设计高低频（100、50MHz）激励下的数字型土壤含水率传感器，并提供一种融合高低频响应信号分析土壤等效相对介电常数的反函数模型。试验结果表明，传感器的高低频响应稳定时间在338~464ms，建议传感器高低频切换间隔大于500ms。在非导电液体介质中标定结果表明，高低工作频率下各自输出信号与液体相对介电常数符合指数模型，决定系数R2大于0.98。在0~1000μS/cm范围内的溶液试剂中，基于反函数模型的高低频数据融合处理，电导率引起的测量相对介电常数的最大误差为1.775，对应最大引用误差2.16%。土壤实测表明，单频率传感器输出信号易受土壤电导率的影响，其引起的信号误差可大于100mV，对应的体积含水率误差大于10%；而双频输出信号经反函数模型的数据融合处理后，结合Topp模型，电导率对传感器的影响最大误差为3.2%。

摘要:针对木本植物越冬期茎干冻结信息难以原位、在线监测的问题，本研究依据茎干冻结过程中水-冰比例变化与茎干阻抗的关系，研制茎干体积含冰量的原位、在线检测传感器。驻波测量频率及电路仿真结果表明，采用100MHz信号激励源，电路能够有效表征茎干阻抗中电抗分量的变化；植物冻结过程中的阻抗变化分析表明，基于茎干阻抗变化表征体积含冰量的变化是可行的；探头电磁空间分布仿真结果表明，传感器有效测量区域为0～10cm；静动态特性分析表明，传感器测量范围为0～100%，分辨率为0.05%，测量精度为±1.76%，稳定性良好，动态响应时间为0.172s，功耗为0.25W；室内外实验表明，传感器可以有效追踪茎干内体积含冰量的动态变化及受冻害胁迫程度，反映植物越冬期水-冰转化的日周期生理特征，可为植物含冰量监测和不同纬度下人工林的抚育提供技术支撑。

摘要:小麦籽粒检测在千粒质量计算及作物育种方面有着重要应用，重度粘连籽粒的有效检测是其关键。本研究设计了一种YOLO v5-MDC的轻量型网络用于重度粘连小麦籽粒检测。该网络在YOLO v5s检测网络的基础上，用混合深度可分离卷积(Mixed depthwise convolutional, MDC)模块进行改进，同时将MDC模块与压缩激励(Squeeze and excitation, SE)模块相结合，以达到在基本不损失模型精度的前提下减少模型参数的目的。YOLO v5-MDC网络将YOLO v5s特征提取网络骨干部分的卷积、归一化、激活函数(Convolution, Batch normal, Hardswish, CBH)模块替换为MDC模块，减少了模型的参数，经过500次迭代训练，模型的精确率P为93.15%，召回率R为99.96%，平均精度均值(mAP)为99.46%。根据模型在测试集上的检测效果，本研究探究了训练次数、不同光源与不同拍摄距离对模型检测结果的影响，统计结果表明，在绿色光源下模型检测精确率最高，为98.00%，在5cm拍摄高度下图像的检测精确率最高，为98.60%。同时本研究在50次迭代下与YOLO v5s、RetinaNet、YOLO v4网络模型的检测效果进行了对比，结果表明，YOLO v5-MDC的mAP为99.40%，比YOLO v5s模型降低了0.06个百分点，但模型所占存储空间最小，仅为13.4MB，比YOLO v5s模型减少了0.6MB，对于单幅图像的最大检测时间为0.08s，平均检测时间为0.03s。综上，本研究所设计模型能有效实现重度粘连小麦籽粒的检测，同时模型检测效率高，所占存储小，可为小麦籽粒检测嵌入式设备研发提供技术支持。

摘要:针对单步多框检测器(Single shot multibox detector，SSD)网络模型参数多、小目标检测效果差、作物与杂草检测精度低等问题，提出一种基于多尺度融合模块和特征增强的杂草检测方法。首先将轻量网络MobileNet作为SSD模型的特征提取网络，并设计了一种多尺度融合模块，将浅层特征图先通过通道注意力机制增强图像中的关键信息，再将特征图经过不同膨胀系数的扩张卷积扩大感受野，最后将两条分支进行特征融合，对于检测小目标的浅层特征图，在包含较多小目标细节信息的同时，还包含丰富的语义信息。在此基础上对输出的6个特征图经过通道注意力机制进行特征增强。实验结果表明，本文提出的基于多尺度融合模块和特征增强的杂草检测模型，在自然环境下甜菜与杂草图像数据集中，平均检测精度可达88.84%，较标准SSD模型提高了3.23个百分点，参数量减少57.09%，检测速度提高88.44%，同时模型对小目标作物与杂草以及叶片交叠情况的检测能力均有提高。

摘要:针对蚕茧加工过程中人工目测下茧效率低的问题，采用机器视觉的检测方法代替人工检测下茧。首先，根据图像采集系统成像的景深为线阵扫描相机选择合适的拍摄距离，并通过采样频率的计算进一步配置图像采集系统的参数；然后，用采集得到的线阵图像合成面阵图像构建下茧检测数据集；最后，以YOLO v4目标检测模型为基础模型设计出下茧实时检测模型(Inferior cocoons net，ICNet)。该模型通过K-means算法对下茧检测数据集聚类分析来预置候选框参数提升模型精度；采用模型深度调控的方法进行模型压缩，以降低模型权重所占储存空间，提升模型速度；设计轻量级卷积模块构建轻量级特征提取网络进一步提升模型的速度。实验结果表明，本文设计的ICNet下茧实时检测模型较原YOLO v4基础模型平均检测精度提升1.87个百分点，达到95.55%，模型权重所占储存空间压缩40.82%，降为145.00MB，平均检测速度提升91.65%，达到49.37帧/s。

摘要:围产期母猪母性行为直接影响仔猪的成活率，母猪姿态是其母性行为和筑巢行为的重要表现。针对目前对围产期母猪姿态转换主要依靠人工巡检，费时耗力且主观性强等问题，采集了24头母猪的视频数据并对数据进行预处理，利用EfficientDet网络对产床内母猪图像进行深层次特征提取，实现了母猪站、坐、胸卧、侧卧姿态及其侧卧方向（乳房面向仔猪保温箱、乳房背对仔猪保温箱）的准确识别。结果表明：该模型识别平均精度均值（mAP）达93.97%，对图像的检测速度达26.2f/s，对视频的检测速度达10.66f/s。通过对母猪产前及产后24h的姿态进行分析，母猪产前表现出显著的筑巢行为，姿态转换频率显著提高(P<0.001)；母猪产后侧卧时间显著增加，母猪侧卧时长与仔猪窝均质量呈正相关关系；根据母猪侧卧方向的偏好性进行分组比较，母猪偏向于将乳房面向保温箱侧卧的小组，仔猪断奶成活率更高。

摘要:针对传统V-SLAM算法是在假设场景刚性不变的条件下进行建图，导致无法实现动态环境建图，以及传统算法无法克服因环境特征不明显或机器人被“绑架劫持”而导致场景跟丢的问题，提出一种在动态环境下同步定位与多地图构建(DE-SLAMM)算法。该算法首先引入一种多地图构建思想，当跟踪失败时会自适应生成一个新的局部地图，并在回环时将该地图与之前地图融合，解决算法跟丢后无法建图的问题。其次，结合深度学习和多视图几何技术实现对环境中的动态物体进行实时检测，并利用多帧融合技术对动态对象遮挡的部分进行背景修复，有效解决动态环境下跟踪建图问题。最后将该算法应用于实际场景进行测试，结果表明，相比经典的V-SLAM算法(ORB-SLAM2、ORBSLAMM和DynaSLAM)，当发生跟踪丢失时，本文算法在很短时间内快速重建地图并实现继续跟踪和新地图融合，而ORB-SLAM2和DynaSLAM跟丢后进入重定位模式，无法继续建图；ORBSLAMM跟丢后虽然可以继续建图，但其建立的地图不能实现多地图融合，无法构建整体地图；进一步通过动态环境测试实验发现，只有本文算法可实现所有动态目标(先验和移动目标)的实时检测及背景修复，DynaSLAM只能实现先验目标检测，而其它两种算法无法实现动态环境下目标检测和建图。

摘要:针对大田蔬菜对靶施药过程中靶标难以精准识别定位的问题，以甘蓝为研究对象，进行基于深度学习的靶标在线识别方法与模型研究。对比3种当前性能较优的目标检测模型Faster R-CNN、SSD和YOLO v5s，选择YOLO v5s作为田间甘蓝识别迁移学习模型，提出一种MobileNet v3s主干特征提取网络与深度可分离卷积融合的YOLO-mdw大田甘蓝目标识别方法，实现复杂环境下的大田甘蓝实时识别；提出一种基于卡尔曼滤波和匈牙利算法的甘蓝目标定位方法，并将模型部署于NVIDIA Xavier NX开发板上。试验结果表明，YOLO-mdw识别模型在晴天、多云、阴雨天气条件下识别准确率分别为93.14%、94.75%和94.23%，图像处理时间为54.09ms，相对于YOLO v5s模型用时缩短26.98%；速度不大于0.6m/s时，识别准确率达94%，平均定位误差为4.13cm，平均甘蓝直径识别误差为1.42cm。该靶标识别系统能在大田复杂环境下对甘蓝进行实时识别定位，为对靶施药提供技术支持。

摘要:针对农业机器人在果园定位和导航中，环境背景复杂、光照强度变化大等问题，本文提出了一种基于RGB-D相机并利用颜色、深度、宽度和平行边特征的树干快速识别方法。首先，使用RealSense深度相机获取果园的彩色图像和深度数据；然后，将彩色图像转换为HSV颜色空间，再对HSV颜色空间中的S分量进行超像素分割，并将颜色特征和深度特征相近的相邻超像素块进行合并；随后，对深度图像进行树干宽度特征检测，对宽度置信率大于阈值的物体看作是待处理物体；最后，对待处理的物体进行平行边特征检测，在待处理物体边缘区域选择感兴趣区域窗口（ROI）进行边缘检测，搜索可能的树干边缘直边，当物体边缘的置信率RB大于设定的阈值TLB时，则识别为树干。通过对树干的多特征提取，有效提高了在不同环境下树干识别准确率。利用移动机器人平台在果园环境进行试验测试，以检验在强光照、正常光照和弱光照条件下树干识别算法的性能。试验结果表明，本文的树干识别算法在强光照、正常光照和弱光照条件下，树干识别的准确率分别为92.38%、91.35%和89.86%，每帧图像平均耗时分别为0.54、0.66、0.76s，能够稳定且快速地实现果园环境下树干识别作业。

摘要:为快速估测并直观显示植物叶绿素含量的冠层分布，以苗期的簸箕柳作为研究对象，构建了一套多视角表型信息采集平台，通过目标检测算法YOLO v5检测识别出植物分枝区域并提取不同色彩空间下的主枝部分分层色彩因子，对比多种模型回归方法，将多组色彩因子组合与手持式叶绿素含量测定仪测得的SPAD进行反演建模，得到拟合度最高的色彩因子组合回归模型；将该模型应用于整株苗木图像来表征SPAD的冠层分布，实现叶绿素含量在整株植物分布上的可视化。结果表明：通过对比多种回归算法下不同色彩因子组合模型与SPAD指数的相关性，发现在RGB空间下由色彩因子R、G、B、G/R、G/B构建的对数项岭回归算法拟合模型效果最佳，其拟合度最高（R2为0.73），且误差最小（RMSE为2.16）。本文通过采集多视角图像，基于YOLO v5目标检测模型识别出植物主枝冠层区域，得到叶绿素含量冠层分布的最佳估测模型并进行可视化，可实现植物苗期生长的监测与植物长势的快速评判，为氮胁迫早期诊断和氮肥科学施加提供技术指导。

摘要:针对目前冷链储运环境状态仅通过当前环境监测数据进行判断，未能对环境变化趋势做出预判，无法很好地满足冷链储运环境性能评估的需求，提出了一种基于K中心点算法（K-medoids）和长短时记忆网络（LSTM）相结合的冷藏车厢温湿度多步预测方法。将冷藏车厢内历史温湿度数据、采集节点分布特征按照时间序列作为输入，采用K-medoids对其进行数据融合，然后将融合后的数据按照时间序列输入LSTM网络进行温湿度预测。将该预测方法应用于舟山兴业集团的冷藏车内进行温湿度预测验证。试验结果表明：该预测方法对于冷藏车厢内温度预测的均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差分别为0.3438℃、0.2730℃、1.51%；对于冷藏车厢内相对湿度均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差分别为2.5619%、1.9956%、3.53%，相比于BP神经网络等其他浅层模型，该模型具有较好的预测精度和泛化能力，能够满足冷链储运环境预测的实际需求，可为冷链运输环境精细化管理和调控提供策略支持。

摘要:为探寻适宜冬小麦的咸水灌溉方法，针对拔节期、抽穗期和灌浆期开展了不同咸淡轮灌方式（淡淡淡（A0）、咸淡淡（A1）、淡咸淡（A2）、淡淡咸（A3），咸水矿化度为10dS/m）及单次灌水量（40mm（I1）、60mm（I2）、80mm（I3）、100mm（I4））的田间试验，利用AquaCrop模型对咸淡轮灌下土壤水盐和冬小麦生长生产进行校验，并通过情景模拟优化了咸淡轮灌方案。结果表明：AquaCrop模型可以较好地模拟咸淡轮灌下土壤水盐状况及冬小麦生物量和籽粒产量，率定时土壤含水率、土壤含盐量、冠层覆盖度、累积蒸发蒸腾量、生物量和籽粒产量的均方根误差（RMSE）分别为1.06%~2.09%、0.03~0.27dS/m、4.2%~11.0%、14.95~52.17mm、0.57~0.86t/hm2和0.28t/hm2，验证时最终生物量和籽粒产量的RMSE分别为0.51t/hm2和0.33t/hm2，且各指标决定系数（R2）均大于0.70，一致性指数（d）均大于0.75。利用校准后的模型模拟64种咸淡轮灌情景下的籽粒产量，对咸淡轮灌方案进行优化：咸水含盐量为2~14dS/m时，抽穗期或灌浆期灌1次咸水获得95%和90%最大产量所需单次灌水量范围分别为79.3~93.1mm和66.1~79.9mm、79.6~90.8mm和67.0~78.1mm，抽穗期和灌浆期均灌咸水则需单次灌水量为80.4~102.6mm和67.3~89.5mm。

摘要:为探讨煤基生物有机肥对滴灌条件下马铃薯产量和土壤理化特性及氮循环相关功能微生物丰度的影响，揭示煤基生物有机肥对作物产量和土壤氮循环的作用机制，在施用相同化肥基础上，分别增施0、1500、3000、4500kg/hm2（CF、BF1、BF2、BF3处理）煤基生物有机肥开展田间试验。结果表明：与CF相比，增施煤基生物有机肥显著增加了植株和块茎干物质积累量，显著提高块茎总产量5.30%~9.49%，且随增施量的增加而增加；显著降低了土壤pH值，增加了有机碳含量。随有机肥增施量的增加，土壤细菌和真菌丰度呈现减少趋势，但均高于CF。增施煤基生物有机肥显著提高了亚硝酸盐还原酶基因（nirS）丰度，对固氮酶基因（nifH）和氨氧化细菌（AOB）的氨单加氧酶基因（amoA）丰度提高不显著。土壤有机碳是驱动nirS型反硝化菌丰度的重要环境因子。适宜增施煤基生物有机肥可以调控土壤细菌和真菌占比，调节土壤氮循环过程，与其他功能基因相比，nirS基因丰度变化对煤基生物有机肥的添加更为敏感。增施煤基生物有机肥有助于提升马铃薯田生产力，以增施4500kg/hm2煤基生物有机肥最佳。

摘要:土壤盐渍化问题已成为制约新疆地区农业发展的主要因素，近年来生物炭在改良土壤方面发挥了极大优势。为研究不同生物炭施用量对土壤理化性质以及盐分分布的影响，于2018—2020年在新疆地区开展生物炭改良盐碱土试验，种植作物为棉花-甜菜间作，模式为当地传统“一膜两管四行”栽培模式。2018年试验设置4个生物炭水平，分别为0、10、50、100t/hm2。2019年增加设置25t/hm2。综合分析2018年和2019年的试验结果，2020年生物炭施用量调整为0、10、25、30t/hm2。生物炭混合深度为30cm。在作物的不同生育期对各个处理不同剖面深度取土测定电导率、pH值和有机质含量，分析不同生物炭施用量对土壤pH值、有机质和盐分的影响。结果表明，添加生物炭显著降低生育初期和生育末期0~30cm土层的pH值，且降低幅度与生物炭施用量成正比。生物炭对30~40cm土层的pH值有降低作用，但效果不显著。因生物炭自身有机质丰富，生物炭施用10~100t/hm2可增加土壤有机质含量31.8%~135.8%。土壤含盐量在垂直方向上，表现出浅层大、深层小的一致性规律；在水平方向上，膜间土壤含盐量大于滴头附近的土壤含盐量。与对照处理相比，生物炭处理增加了0~10cm、0~40cm和0~100cm 深度的加权平面含盐量，3年分别增加13.9%~79.2%、6.6%~133.6%和4.7%~103.5%。施用生物炭后可促进盐分淋洗，当施用量为10、25t/hm2时，脱盐率为14.7%~22.3%，较其他生物炭处理高。综合考虑盐分淋洗和生物炭施用的经济成本，生物炭适宜用量推荐为10t/hm2。

摘要:以江苏省永久耕地为例，基于2001—2019年中分辨率成像光谱仪（Moderate resolution imaging spectroradiometer，MODIS）遥感影像，开展耕地生产力隐性退化遥感监测和影响因素分析。BFAST（Breaks for additive seasonal and trend）算法用于建模历史时期耕地生产力变化的预期行为，并以此为基准判断监测时期耕地生产力是否存在隐性退化风险。基于地理探测器，从3个准则层的8项指标变量对耕地生产力隐性退化进行了主导影响因素探测和因子交互分析。研究结果表明：江苏省存在生产力隐性退化的耕地比例为21.9%，具有显著的空间差异。西北地区的徐州市、宿迁市的耕地生产力隐性退化比例最高，分别为47.2%和43.4%，且表现出聚集性。东南地区的苏州市、无锡市和南通市的耕地生产力隐性退化比例较低，均不足10%。因子探测分析表明外流人口数量、种植业从业人员数量和农业机械化总动力3项指标对江苏省耕地生产力隐性退化的解释力最强。多因子交互耦合后，人口因素与生产条件解释力增强最为显著。耕地生产力隐性退化的地域分异类型划分为生产条件约束型、产出效益约束型和人口因素约束型。农业机械化总动力、农业产值和外流人口数量分别为3种约束类型的首要因素。从地域空间来看，人口因素约束型地区在江苏省占比最大，主要集中于苏北地区。对于不同约束类型区域分别提出加强高标准农田建设、实施惠农政策、减缓劳动力析出等相应的政策建议。

摘要:为探讨河套灌区在农田排水过程中对盐渍化土壤的改良效果和环境污染的影响，于2019—2020年在河套灌区乌拉特灌域暗管排水综合试验区选择典型支渠灌溉控制区，针对作物各灌溉时期的水文过程、污染物的转化、迁移和汇集过程开展了系统试验。结果表明：利用DRAINMOD模型能较好地模拟农田排水量，模拟值与实测值相对误差（RE）为4.12%~13.44%、相关系数（R）为0.80~0.92、效率系数（NS）为0.82~0.90，均在误差范围内。利用马斯京根法对斗沟和支沟排水过程进行了演算，并在此基础上对NH+4、NO-3、还原性物质、盐分的迁移、转化和汇集过程进行了分析，排水过程和NH+4、NO-3、还原性物质、盐分浓度模拟结果与实测值较为一致，表明该方法能够在宏观上描述灌区不同排水组成所形成的环境污染过程。试验区主要污染物排放总量由大到小依次为还原性物质、NO-3、NH+4，分别为349.47~363.10kg、80.56~87.79kg、6.79~7.18kg。经过2年灌溉淋洗后，土壤脱盐率在土体中自上而下降低。暗管排水试验区0~20cm土壤脱盐率为67.56%，较20~40cm和40~100cm分别高5.12、16.84个百分点；明沟排水试验区0~20cm土壤脱盐率为34.54%，较20~40cm和40~100cm分别高12.90、15.58个百分点。淋洗之后土壤盐分由表聚型向均匀型变化，暗管排水和明沟排水在2020秋浇之后土壤电导率（EC）分别在2.20~2.63dS/m、0.61~0.65dS/m之间。试验区中度盐渍化土壤和盐土类型面积均有所下降，中度盐渍化土壤面积下降2.94个百分点，盐土面积下降29.42个百分点，非盐渍化土壤、轻度和中度盐渍化土壤分别增加2.94、8.83、20.59个百分点。盐土对试验区土壤脱盐率贡献最大，为126.78%。

摘要:酶解工艺参数不仅会影响畜禽骨蛋白的酶解效率，而且会改变骨胶原肽产物的肽分子量分布、氨基酸组成和微结构性能，从而影响其高值高效化利用。以制备均一性低分子量骨胶原肽为目的，以牛骨粉为研究对象，以水解度为主要评价指标，考察碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶和风味蛋白酶对牛骨粉的酶解效果，探究双酶分步酶解工艺、脂肪酶预处理的单独与组合应用对酶解效果的提升作用，选定最优的低分子量骨胶原肽制备工艺；结合酶解过程中各项指标的变化、产物表征分析和Person相关系数法分析不同复合酶解工艺对产物特性的影响及作用机制。研究发现：经脂肪酶预处理-碱性蛋白酶-复合蛋白酶酶解工艺制备的骨胶原肽产物具有最佳的理化性质，优化的工艺参数为：底物质量浓度为0.09g/mL、初始pH值7.5的牛骨粉溶液加入碱性脂肪酶（加酶量0.08%）在40℃下反应4h，再加入碱性蛋白酶（加酶量0.36U/g）在60℃下反应5h后，最后加入复合蛋白酶（加酶量0.36U/g）在55℃下反应5h，此时，水解度可达16.12%，总游离氨基酸含量可达171.571mg/g，其Mw、Mw/Mn和Mz/Mw分别为883Da、9.73和7.91。然而，经脂肪酶预处理-碱性蛋白酶-风味蛋白酶酶解工艺处理后，其水解度和总游离氨基酸含量达到更高，分别为19.02%、257.760mg/g，且在骨胶原肽产物的理化性质差异不大的情况下，成本投入更少。

摘要:为研究超声联合酶处理对大豆分离蛋白（SPI）结构和对谷氨酰胺转氨酶（TG）交联的SPI凝胶性能的影响，采用内源性荧光光谱、傅里叶红外变换光谱解析超声联合酶处理对SPI结构的影响，并以粒径、游离巯基含量、表面疏水性、凝胶强度、持水性及微观结构为指标，探究SPI结构改变与功能特性之间的关系。红外及荧光光谱表明，与未经处理SPI和经单一改性处理的SPI相比，超声联合酶处理使蛋白α螺旋和β转角相对含量降低，β折叠和无规则卷曲相对含量上升，蛋白结构伸展，促使游离巯基和疏水基团暴露，提高了SPI游离巯基含量和表面疏水性。与未处理SPI相比，经超声联合酶处理的SPI凝胶效果最佳，形成了均匀致密的凝胶网络，其凝胶强度和持水率分别提升了(278.04±18.81)%和(89.51±2.78)%，超声联合酶处理可以改善SPI结构以及TG交联的SPI凝胶特性。

摘要:为明确缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）对宰后成熟初期牛肉糖酵解能力的影响机制，以牛背最长肌为研究材料，分别在宰后不同成熟时间（0、6、12、24、48h）分析了对照组和HIF-1α抑制剂3(5′羟甲基2′呋喃基)1苯甲基唑（YC-1）处理组中HIF-1α细胞聚集和核转位水平、HIF-1α和糖原运载体-1（GLUT-1）表达水平、糖酵解限速酶活力、糖酵解水平以及pH值的变化情况。结果表明，宰后成熟初期HIF-1α在对照组细胞中聚集并向细胞核转移，HIF-1α表达水平在0~6h迅速升高1.20倍（P<0.05），并在6~48h显著高于YC-1处理组（P<0.05）。伴随着HIF-1稳定积累，对照组GLUT-1表达水平在0~6h内显著升高1.91倍（P<0.05），己糖激酶（HK）和磷酸果糖激酶（PFK）活力分别在0~6h和0~12h显著升高至197.43U/g和27.33U/g（P<0.05）。糖酵解水平方面，对照组糖原消耗和乳酸积累速率均显著高于YC-1处理组（P<0.05），糖酵解潜力在0~12h显著升高1.10倍（P<0.05），并在6~24h内显著高于YC-1处理组（P<0.05）。同时，对照组pH值在0~12h显著降低至极限pH值（pHu值）（P<0.05），比YC-1处理组提前了12h。综上可知，HIF-1α通过诱导GLUT-1表达和糖酵解限速酶活力升高，在提升宰后初期牛肉糖酵解能力方面发挥重要作用。

摘要:孕酮是由黄体分泌的一种类固醇激素，食品中存在的孕酮对人体内分泌等健康产生严重影响。因此，探索简单、快速、灵敏的孕酮检测技术及方法很有必要。基于孕酮的特异性适配体（Apt）功能化的Au@Fe3O4纳米粒子构建磁弛豫传感器，在优化各种实验条件的基础上，对传感器的灵敏度、特异性进行评估，并对牛奶中孕酮检测的可行性进行分析。当孕酮适配体与Au@Fe3O4纳米粒子的体积比为3且孵育1.5h时，有利于Apt-Au@Fe3O4纳米探针的构建。磁弛豫检测过程中的优化条件如下：NaCl浓度为0.02mol/L，Apt-Au@Fe3O4纳米粒子稀释400倍，反应15min。在此条件下，水体系中单组份横向弛豫时间的变化量与孕酮浓度间呈良好的线性关系，线性区间为1~40nmol/L，检测限为4.97nmol/L，且具有良好的特异性。该方法可实现对牛奶样品中孕酮的检测，对牛奶中孕酮的线性检测区间为20~100nmol/L，检测限为13.60nmol/L，加标回收率为99.21%~103.45%，相对标准偏差不大于9.02%。

摘要:针对双电机驱动电动拖拉机的多工况作业需求，提出了一种电动拖拉机双向耦合装置结构基本方案。在对行星齿轮机构传动理论研究的基础上，对提出的方案进行拓扑设计，推导各个方案的转速转矩关系式，通过分析其传动特性，优选出最终方案。对优选出的方案进行动力匹配、参数计算及参数化建模，得到双向耦合装置的三维模型。基于ADAMS搭建耦合装置的虚拟样机模型，对其进行运动学仿真分析，并试制样机进行装机试验。基于ANSYS Workbench建立耦合装置的有限元模型，通过模态分析，求得其前10阶振型以及相应的振型图。仿真和试验结果表明：设计的电动拖拉机双向耦合装置可实现功率的双向耦合流动，且响应速度快、动力传递平稳、无较大冲击；双向耦合装置的1阶固有频率为1905.5Hz，高于电动机激振频率带1020～1380Hz，可避免产生共振，满足电动拖拉机多工况作业需求。

摘要:针对RRT*-Connect算法在机械臂运动规划过程中存在效率低、精度差等问题，本文提出一种基于自适应步长的启发式RRT*-Connect机械臂运动规划算法。引入目标偏向策略进行椭球子集约束采样，使采样点能够更快地收敛到最优值。在扩展节点时，设计一种自适应步长策略以减少算法的迭代次数，并有效缩短规划路径的长度。当搜索树中总节点数大于预设阈值时，通过搜索树优化剪枝方法对搜索树进行剪枝，删除无效的采样点，进一步降低运行时间。为了验证本文算法的优势，在多种规划场景下分别与RRT*、RRT*-Connect、IRRT*算法进行了Matlab仿真对比。仿真结果表明，本文算法在规划过程中收敛速度更快，精度和效率更高。为了验证本文算法的实用性，构造了不同障碍物实验场景，在Sawyer机械臂实验平台进行实验验证。实验结果表明，本文算法在不同障碍环境下具有较强的适应能力。

摘要:为缩短复杂液压产品的研发周期和提高系列化产品的开发效率，提出一种基于多核CPU的复杂液压产品快速并行优化方法。该方法利用粒子群算法寻求产品设计参数的优化和性能指标的约束，将每个仿真程序视作粒子群个体。采用两级加速策略，即CVODE求解器加速和多核CPU加速。以非对称轴向柱塞泵三角槽优化设计为研究对象，通过物理样机试验对CVODE求解器加速方法的准确性进行验证，结果显示，试验与仿真结果吻合度较高。利用粒子群算法对三角槽主要参数进行优化以降低泵输出流量脉动。对比三角槽结构优化前后的流量脉动率，结果显示，在不增加柱塞腔压力的条件下，非对称轴向柱塞泵三角槽优化后的流量脉动相比优化前降低了36%。该方法可脱离专业仿真软件平台，能够独立运行于Windows操作系统，解决液压动态仿真对专业软件依赖的问题，且多进程比多线程编程更容易实现。在8核CPU工作站仿真条件下，与SimulationX平台仿真方法相比，该多核CPU并行方法的仿真效率提高10倍以上，与双核计算机并行运行效率相比提高近5倍。

摘要:提出一种二维活塞式动态流量计，其计量单元二维活塞具有两个运动自由度，包括直线往复运动和转动。因此该流量计兼顾无负载动态缸测量流量的高动态特性和转子式流量计连续测量流量的能力。阐述该流量计的机械结构和工作原理，通过建立动力学方程和流量连续性方程获得对应的数学模型来研究流量计的动态特性。设计样机并搭建动态性能测试试验台进行试验研究。试验结果表明，二维活塞式动态流量计有较好的动态特性，当被测正弦流量振荡频率达5Hz，二维活塞式流量计测得流量的频率仍与无负载动态缸测得的基本一致，两者相位差接近于零。流量计输出信号的幅值衰减较为严重，原因为流量计样机内存在空气所致。