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摘要:現(xiàn)代裝備企業(yè)及其產(chǎn)品的競爭力在很大程度上取決于能否以最快的速度向市場提供滿足需求的產(chǎn)品，即是否有先進的設計方法支持科學、高效的研發(fā)過程。針對中國農(nóng)業(yè)裝備研發(fā)整體水平低，以及由于種類繁多和地域差異顯著所導致的專業(yè)知識、結(jié)構(gòu)形式、實踐經(jīng)驗等龐雜，個體設計人員難以全面掌握，無法保證研發(fā)質(zhì)量，嚴重制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展及自主創(chuàng)新能力的問題，闡述并全面梳理了設計方法的發(fā)展歷程，從而探討適合農(nóng)業(yè)裝備的先進設計方法與發(fā)展方向，以支撐《中國制造2025》等國家重大發(fā)展規(guī)劃對農(nóng)業(yè)裝備設定的戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。研究表明，結(jié)合當前科技水平與社會背景，充分利用3D-CAD虛擬現(xiàn)實的優(yōu)勢與計算機技術的發(fā)展成果，基于數(shù)字技術的智能化設計是必然趨勢，代表了先進設計的發(fā)展方向與最高水平。智能化設計以知識重用為特征，以數(shù)字模型資源化為基礎，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）平臺和產(chǎn)品生命周期管理（PLM）平臺為載體，以廣義的計算機輔助設計概念組織并貫通與設計相關的上下游方案論證、數(shù)字樣機（DMU）、工程分析（CAE）、工藝流程（CAPP）等研發(fā)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)各類計算機輔助技術CAX的高度集成，是人工智能（AI）在設計領域的實踐運用。明確了當前先進設計的發(fā)展思路，為裝備智能化設計系統(tǒng)的建立提供了基礎理論與體系架構(gòu)，對充分整合行業(yè)資源、共享成果與專業(yè)知識、提高研發(fā)效率和水平、提升中國農(nóng)業(yè)裝備企業(yè)及其產(chǎn)品的核心競爭力具有理論價值與實踐指導意義。

摘要:為保證播種機適宜的壓實力和穩(wěn)定的播種深度，提高種子出苗品質(zhì)，促進后期生長發(fā)育，針對現(xiàn)有下壓力測量方式靈敏度低、且缺少快速有效精準控制模型的問題，提出一種基于氣囊壓力和仿形四連桿傾角的播種下壓力控制方法。采用一階低通濾波的軸銷傳感器下壓力監(jiān)測方式，設計了氣動式下壓力監(jiān)控系統(tǒng)，包括氣壓驅(qū)動裝置、傾角傳感器、數(shù)據(jù)采集控制卡及上位機控制軟件等，軸銷傳感器和傾角傳感器分別實時測量限深輪對地下壓力和仿形四連桿傾角，并反饋給上位機，經(jīng)過模型計算后控制數(shù)據(jù)采集控制卡發(fā)送信號調(diào)節(jié)氣壓驅(qū)動裝置，保證限深輪對地下壓力在設定范圍內(nèi)。室內(nèi)建模和響應測試結(jié)果表明，在不同氣囊壓力和四連桿傾角設置下，建立的播種下壓力控制模型校正決定系數(shù)為0.9743，均方根誤差為49.41N，試驗驗證模型預測均方根誤差為39.51N，對播種下壓力具有較好的控制準確性；在0.1~0.6MPa壓力設定下，氣囊充氣階躍響應平均超調(diào)量3.83%，平均穩(wěn)態(tài)誤差0.0052MPa，平均調(diào)節(jié)時間0.42s，滿足作業(yè)需求。田間播種深度控制性能試驗結(jié)果表明，在6~10km/h作業(yè)速度范圍內(nèi)，氣動式下壓力控制系統(tǒng)對播種深度具有穩(wěn)定可靠的控制性能，系統(tǒng)播種深度合格率不小于98.91%，特別是在10km/h高速作業(yè)時，播種深度標準差為3.46mm，變異系數(shù)為6.97%，顯著優(yōu)于被動彈簧式下壓力調(diào)節(jié)方式。

摘要:為了提高小區(qū)播種機自動化水平，解決傳統(tǒng)小區(qū)播種機械作業(yè)參數(shù)不易調(diào)節(jié)等問題，設計了一種基于STM32的小麥小區(qū)播種機排種控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由Android終端、STM32主控制系統(tǒng)、存種筒提升控制系統(tǒng)、錐體格盤控制系統(tǒng)以及分種器控制系統(tǒng)等組成，確定存種筒延遲落下時間，分別建立步進電機和直流電機調(diào)速模型，設計人機交互界面進行作業(yè)參數(shù)設置，實現(xiàn)了小區(qū)排種作業(yè)參數(shù)與實際作業(yè)需求的快速匹配。搭建室內(nèi)試驗臺，以錐體格盤轉(zhuǎn)速、分種器轉(zhuǎn)速為試驗因素，以行間均勻性變異系數(shù)為評價指標進行試驗。試驗結(jié)果表明，錐體格盤轉(zhuǎn)速、分種器轉(zhuǎn)速以及兩者之間的交互作用對行間均勻性均有非常顯著的影響；當錐體格盤轉(zhuǎn)速為4r/min、分種器轉(zhuǎn)速為1250r/min時，行間均勻性變異系數(shù)均值為4.53%，行間均勻性較好，且籽粒破碎率較低。該系統(tǒng)實現(xiàn)了小區(qū)排種作業(yè)精確控制，為小區(qū)播種的智能化控制提供了技術支撐。

摘要:為縮短機械式大豆排種器設計周期，降低設計成本，研究了機械式大豆排種器設計重用技術。運用物元模型表示排種器設計知識，構(gòu)建排種器實例物元數(shù)據(jù)庫，并與排種器參數(shù)化模型庫共同組成排種器實例庫；將排種器實例屬性劃分為基本參數(shù)、匹配參數(shù)和評價參數(shù)，通過基本參數(shù)的匹配縮小檢索范圍，利用改進的最近鄰算法計算匹配參數(shù)和評價參數(shù)的相似度，實現(xiàn)相似實例的快速檢索；利用規(guī)則關聯(lián)的方法建立設計需求與排種器參數(shù)化模型主驅(qū)動參數(shù)間變換關系，通過對模型主驅(qū)動參數(shù)的調(diào)整實現(xiàn)實例的修改；采用Visual Basic語言、結(jié)合計算機輔助三維交互應用（Computer aided three-dimensional interactive application，CATIA）軟件實現(xiàn)機械式大豆排種器交互式設計重用，運用工程離散元方法（Engineering discrete element method，EDEM）對重用排種器進行虛擬仿真，根據(jù)仿真分析結(jié)果提出改進意見，并對改進后的排種器進行仿真驗證與臺架試驗。結(jié)果表明，改進后的排種器作業(yè)性能得到了提高，驗證了該設計重用技術的可行性和有效性，可為農(nóng)機裝備的智能化設計研究提供技術借鑒。

摘要:針對目前舀勺式馬鈴薯播種機排種器清種裝置振動頻率不均、振幅調(diào)整不勻，以及清種部件結(jié)構(gòu)不合理，導致種薯重播率高、漏播率高和損傷率高等問題，設計了舀勺式馬鈴薯播種機排種器的清種裝置。通過對清種作業(yè)過程進行運動學和動力學分析，確定了影響清種效果的主要因素，設計了清種裝置的關鍵部件。以偏心距、輸送帶主驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速、種層高度為試驗因素，以重播率、漏播率為試驗指標進行田間試驗，試驗結(jié)果表明：彈性引導式清種部件可有效清除勺間夾帶種薯，振動清種裝置可有效清除勺內(nèi)多余種薯，顯著提升了排種器的工作效率。當偏心距為1.9mm、輸送帶主驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速為40.61r/min、種層高度為33cm時，重播率為3.04%，漏播率為2.01%，指標優(yōu)于國家行業(yè)標準，清種效果提升顯著。

摘要:為解決豆類作物窄行密植種植模式下高速精量播種的問題，設計了一種一器雙行氣吸式高速精量排種器，采用單風道單排種盤實現(xiàn)雙行播種作業(yè)。闡述了其基本結(jié)構(gòu)與工作原理，對關鍵參數(shù)進行了理論分析，確定了工作區(qū)域，明確了排種盤的結(jié)構(gòu)形式，建立了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)學模型。以影響排種器工作性能的主要因素吸孔直徑、真空度和機器前進速度為試驗因素，進行了三因素三水平的Box-Behnken旋轉(zhuǎn)正交試驗。試驗結(jié)果表明：吸孔直徑4.5mm、真空度4.5kPa、前進速度10km/h為最優(yōu)組合，在最優(yōu)參數(shù)組合條件下，內(nèi)圈合格率為97.83%，內(nèi)圈漏播率為0.62%，外圈合格率為98.24%，外圈漏播率為0.47%，滿足設計要求。為考察排種器的速度適應性，進行了速度單因素試驗，結(jié)果表明，速度在14km/h以內(nèi)時，內(nèi)、外圈合格率大于93%，內(nèi)、外圈漏播率小于5%，內(nèi)、外圈重播率小于2%。為驗證排種器對不同豆類品種的適應性，選取豌豆、小豆和綠豆為試驗材料，根據(jù)豆類外形尺寸選取不同吸孔尺寸種盤，進行了品種適應性試驗，結(jié)果表明，內(nèi)、外圈合格率大于97%，內(nèi)、外圈漏播率小于1%，內(nèi)、外圈重播率小于3%，均優(yōu)于國家標準要求，具有良好的品種適應性。

摘要:為簡化播種單體結(jié)構(gòu)，適應大豆窄行密植農(nóng)藝對播種機的要求，設計了一種大豆集排帶式排種器。闡述了該排種器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并通過理論分析確定了關鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)。應用三因素五水平二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗方法進行了參數(shù)優(yōu)化試驗，建立了以氣壓、作業(yè)速度、清種振動頻率為試驗因素，以合格指數(shù)、重播指數(shù)、漏播指數(shù)為試驗指標的數(shù)學模型，分析了各因素對合格指數(shù)、重播指數(shù)、漏播指數(shù)的影響規(guī)律。確定最佳參數(shù)組合為：氣壓4.4kPa、作業(yè)速度10.5km/h、清種振動頻率44.6Hz，此時排種器性能指標為：合格指數(shù)90.65%、重播指數(shù)1.97%、漏播指數(shù)7.38%。表明該排種器滿足播種機的技術要求。

摘要:針對現(xiàn)有地表微地貌測量裝置難以兼顧農(nóng)業(yè)耕種作業(yè)后地表微地貌測量的精度和效率、部分測量裝置單次測量覆蓋區(qū)域不能滿足統(tǒng)計要求的問題，設計了一套由激光雷達、直線導軌、便攜式計算機和支架等構(gòu)成的非接觸式地表微地貌測量裝置，開發(fā)了以STM32單片機為核心的步進電機驅(qū)動控制器，并與上位機軟件形成整套采集系統(tǒng)，可實現(xiàn)激光雷達精確定位并快速獲取地表三維坐標。該裝置典型分辨率在激光雷達掃描方向為3.8~10mm，垂直掃描方向可在毫米精度范圍內(nèi)任意設置，測距分辨率為1mm；測量區(qū)域覆蓋面積典型值為6.8m2，垂直掃描方向分辨率為10mm時，單次測量時間低于2.5min。通過分析測量誤差來源，建立了系統(tǒng)誤差補償模型，在15次均值濾波的條件下，該裝置測量最大絕對誤差為2.7mm，最大平均絕對誤差為0.9mm。油菜機械直播后地表微地貌測量試驗結(jié)果表明：利用Matlab生成的地表三維模型可以精確地重構(gòu)原有地表微地貌特征，測量結(jié)果與實際地表高度變化吻合度較高；測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明，固定區(qū)域內(nèi)均方根高度和相關長度測量值需分別在16次和64次的等距采樣下達到穩(wěn)定均值，而畦溝相關評價參數(shù)也需要多組樣本計算才具有統(tǒng)計意義。

摘要:針對耕作部件作業(yè)后土壤表面溝形特征參數(shù)測量困難，以及傳統(tǒng)測量方法存在測量效率、誤差難以兼顧的問題，設計了一種基于激光三角法的耕作土壤溝形測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括便攜式硬件結(jié)構(gòu)和交互式軟件系統(tǒng)，硬件結(jié)構(gòu)主要由X/Y軸電動導軌、激光測距傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、便攜式計算機、水平儀和型材支架組成；基于LabView構(gòu)建的交互式軟件可根據(jù)運動控制器和旋轉(zhuǎn)編碼器信號對X/Y軸電動導軌實現(xiàn)高精度掃描定位，交互式界面實時顯示溝寬、溝深及溝形斷面輪廓曲線，獲取的點云數(shù)據(jù)通過空間插值和曲面擬合算法得到溝形三維數(shù)字化模型。精度測量試驗和田間應用試驗結(jié)果表明：直徑方向測量的平均絕對誤差為0.59mm，厚度方向測量的平均絕對誤差為0.02mm；與圖像檢測法對比，系統(tǒng)測量誤差最大降低2.1%，同時隨著溝形斷面采樣次數(shù)增加測量值趨于穩(wěn)定，測量誤差呈指數(shù)函數(shù)下降；與田間人工測量相比，該系統(tǒng)測量相對誤差最大為5.86%，平均相對誤差為3.37%，能夠滿足農(nóng)田土壤耕后溝形自動化測量的需要。

摘要:針對夾苗式水稻缽苗移栽機構(gòu)取苗易失敗，以及推秧爪推秧不充分影響缽苗直立度等問題，根據(jù)水稻缽苗移栽機構(gòu)的工作要求，提出了一種夾缽式水稻缽苗移栽機構(gòu)?；赩isual Basic 6.0開發(fā)了移栽機構(gòu)輔助分析優(yōu)化軟件，分析了主要參數(shù)對移栽軌跡的影響，通過人機交互方式得到了一組滿足移栽工作要求的機構(gòu)參數(shù)。根據(jù)得到的機構(gòu)參數(shù)，完成移栽機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計，進行了移栽機構(gòu)的虛擬仿真分析，驗證了移栽機構(gòu)理論設計的正確性。設計了水稻缽苗移栽試驗臺并進行了移栽機構(gòu)取苗試驗，移栽機構(gòu)回轉(zhuǎn)速度設定為50r/min時，平均取苗成功率為93.06%，當轉(zhuǎn)速為80r/min時，平均取苗成功率為88.89%，取苗成功率隨著轉(zhuǎn)速的提高而降低。研究表明，該機構(gòu)具有較高的取苗效率和取苗成功率，可應用于水稻缽苗移栽機。

摘要:為了闡明3WQF120-12型單旋翼無人植保機噴施檳榔樹的霧滴沉積效果、地面流失霧滴沉積分布、飄移及可應用性，研究了無人機不同作業(yè)高度對檳榔樹冠層及地面噴施效果的影響。試驗選用誘惑紅染色劑，并配制成質(zhì)量分數(shù)為0.5%的水溶液，代替農(nóng)藥；用銅版紙進行霧滴采集，并利用圖像處理軟件DepositScan分析得出霧滴沉積結(jié)果。結(jié)果表明：作業(yè)高度對檳榔樹各層采樣點的霧滴沉積量沒有顯著性影響，同一高度作業(yè)時，樹冠上層與樹冠下層、樹冠上層與樹果層之間的霧滴沉積量有顯著差異，樹冠上層霧滴沉積水平最高可達53.27%，樹冠下層和樹果層可達樹冠上層的59.19%和27.91%；地面流失采樣點霧滴沉積結(jié)果顯示，不同作業(yè)高度對地面3列采樣點的霧滴沉積量有顯著性影響，最低平均沉積水平約19.9%；飄移區(qū)數(shù)據(jù)顯示，3個作業(yè)高度對飄移帶采樣點的霧滴沉積量沒有顯著性影響，當作業(yè)高度為12.09m時，飄移帶測得的飄移量最大，作業(yè)高度10.40m時飄移量最小。同時測試發(fā)現(xiàn)，飄移距離最遠可達36.35m，因此實際作業(yè)時必須留出足夠的安全距離。

摘要:針對目前變量噴霧未綜合考慮空隙預判及防漏噴的問題，提出了基于空隙預判的果樹冠層體積在線計算方法。該方法利用超聲波傳感器與激光傳感器提前46cm探測，獲取冠層信息點云圖，并剔除空隙及冗余數(shù)據(jù)進行濾波；同時進行曲線分割、空隙預判，沿噴霧機行進方向離散分割冠層，并制定針對空隙的防漏噴決策。試驗表明：采用融合式傳感器陣列及防漏噴策略，防漏噴效果最佳，但存在噴施過量的問題。相比普通融合式傳感器陣列，改進后的融合式傳感器陣列，在連續(xù)型密集果園上、中、下冠層的霧滴沉積個數(shù)分別降低6.95%、3.85%和升高4.40%，沉積量分別降低11.11%、8.33%、3.57%；在紡錘型稀疏果園上、中、下冠層的霧滴沉積個數(shù)分別降低27.08%、30.37%、18.55%，沉積量分別降低64.71%、60.87%、40.38%；在單株型稀疏果園上、中、下冠層的霧滴沉積個數(shù)分別降低18.44%、26.26%、15.54%，沉積量分別降低40%、42.43%、41.46%。

摘要:玉米籽粒收獲機清選裝置大多采用平行安裝的雙層篩面，為使雙層篩的篩分性能最佳，利用偏置曲柄滑塊機構(gòu)設計了一種多自由度雙層不平行振動篩驅(qū)動機構(gòu)，利用矩陣法分析獲得篩面的運動方程。選取雙層篩篩面安裝間距、上篩面安裝傾角、篩面橫向振幅為試驗因素，以玉米籽粒損失率、籽粒含雜率為試驗指標，設計二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗。利用Design-Expert軟件對回歸數(shù)學模型進行多目標優(yōu)化，當下篩面安裝傾角為3.5°時，機構(gòu)最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)組合為:篩面前端安裝間距292.99mm，上篩面安裝傾角3.04°，篩面橫向振幅5.55mm?；趦?yōu)化后的參數(shù)，調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)尺寸進行臺架試驗，玉米脫出物喂入量為5.05kg/s時，篩分后的籽粒損失率、籽粒含雜率均值分別為1.61%、2.17%，滿足玉米收獲機械技術標準。相比傳統(tǒng)雙層平行式平面往復振動篩清選裝置，雙層不平行振動篩的籽粒損失率平均降低了1.59個百分點

摘要:針對傳統(tǒng)油菜聯(lián)合收獲機鏈耙式輸送器輸送距離長、且易引起油菜高粗莖稈堵塞的問題，設計了一種切拋組合式縱軸流脫離裝置，實現(xiàn)油菜的強制喂入、切斷拋送、脫粒分離功能于一體，整機關鍵部件全部采用液壓驅(qū)動，可保證其無級調(diào)速和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。通過對莖稈的運動學與動力學分析，確定了喂入輥、切碎滾筒和脫粒滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)，以夾帶損失率和功耗等為評價指標，開展了切碎滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速和脫粒間隙的正交試驗。正交試驗結(jié)果表明：較優(yōu)參數(shù)組合為切碎滾筒轉(zhuǎn)速450r/min、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速450r/min、脫粒間隙30mm，此時夾帶損失率為0.415%，脫出物短莖稈質(zhì)量分數(shù)為10.43%，切碎滾筒和脫粒滾筒總功耗為4.16kW，排草口莖稈平均長度134.8mm，對應的旋風分離清選系統(tǒng)籽?？倱p失率為6.13%、清潔率為91.97%。田間試驗表明，切拋組合式縱軸流脫離裝置能實現(xiàn)物料由割臺至脫離裝置的均勻連續(xù)輸送和脫粒分離功能，可滿足油菜聯(lián)合收獲機的作業(yè)要求。

摘要:針對玉米籽粒直收過程中清選作業(yè)損失率高、籽粒含雜率高的問題，開展玉米籽粒收獲機清選作業(yè)參數(shù)優(yōu)化試驗，探究整機作業(yè)工況下清選裝置作業(yè)參數(shù)對籽粒損失率和含雜率的影響規(guī)律，得到清選作業(yè)參數(shù)最優(yōu)組合，并進行田間驗證試驗。玉米籽粒收獲機清選作業(yè)參數(shù)較優(yōu)水平區(qū)間為風機轉(zhuǎn)速800~1000r/min，振動頻率6~8Hz，上清選篩篩孔開度15~25mm。清選作業(yè)籽粒含雜率最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合為風機轉(zhuǎn)速1000r/min，振動頻率7Hz，上清選篩篩孔開度20mm；籽粒損失率最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合為風機轉(zhuǎn)速900r/min，振動頻率6Hz，上清選篩篩孔開度20mm；清選作業(yè)綜合指標最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合為風機轉(zhuǎn)速900r/min，振動頻率7Hz，上清選篩篩孔開度20mm。得到玉米籽粒收獲機清選作業(yè)籽粒含雜率、籽粒損失率和綜合指標的回歸模型，田間驗證試驗表明，籽粒含雜率相對誤差為5.56%，籽粒損失率相對誤差為5.10%，綜合指標相對誤差為4.60%，最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合表現(xiàn)良好，且回歸模型可靠。

摘要:為實現(xiàn)收獲機械的設計創(chuàng)新以及整機作業(yè)行為和性能的仿真試驗，以玉米收獲機為例，采用Unity3D虛擬平臺構(gòu)建了收獲機械三維仿真模型。根據(jù)物料流變特性，以虛擬彈簧和虛擬墻構(gòu)建了植株模型，通過建立行為控制模型實現(xiàn)了收獲機械與植株的交互，最終開發(fā)了收獲仿真平臺，應用該平臺進行了驗證試驗和不同條件下的收獲仿真試驗。試驗結(jié)果表明，構(gòu)建的植株模型和虛擬收獲環(huán)境符合收獲機械仿真需求，仿真平臺可進行收獲機械作業(yè)性能的評估。

摘要:為解決小麥機械脫粒過程中脫凈率低的問題，以牛舌舌尖表面絲狀乳突結(jié)構(gòu)為仿生原型，開展了小麥仿生脫粒齒形設計與試驗。對牛舌舌尖表面進行形貌特征觀測，發(fā)現(xiàn)舌尖表面絲狀乳突分布密度大，結(jié)構(gòu)特征明顯，絲狀乳突的輪廓呈圓錐狀，下粗上細，整體相對粗壯，尖部呈半球形，與牛舌表面呈35°~40°夾角，向口腔方向傾斜。構(gòu)建“乳突-物料”接觸工作界面，包括完全分離、初始接觸、乳突插入物料及完全接觸4個過程?；诮z狀乳突結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，構(gòu)建仿生齒形模型，進行單仿生齒形脫粒仿真試驗，得到單仿生齒形脫粒最優(yōu)參數(shù)組合：放大比例為2.5、行進速度為15mm/s、傾角為38°、接觸位置為齒形全高度的0.2倍處、材料為Q345碳鋼。設計了仿生脫粒齒形試驗部件及臺架，進行仿生脫粒齒形正交試驗，并對脫粒過程進行攝像分析。結(jié)果表明，仿生脫粒齒形試驗部件的脫粒性能良好，脫凈率介于97.5%~99.5%之間；最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)組合為：放大比例2.565、傾角39.8°、脫粒間隙9.11mm。

摘要:基于傳統(tǒng)水泵，設計了一種由多組單元泵組插裝而成的二維插裝水泵。單元泵組由兩個單元泵組成，通過兩個單元泵的配合可以消除流量脈動?；谄渲械幕A組件，即兩個單元泵的組合特性展開了研究。通過理論分析與對比，闡述了二維插裝水泵的工作原理，說明了二維插裝水泵的潛在優(yōu)勢，包括結(jié)構(gòu)力平衡、排量大、油水分離、無結(jié)構(gòu)性流量脈動等。同時，針對凸輪與滾子之間的接觸曲面進行了數(shù)學建模與分析。有別于二維取點后補償?shù)玫浇佑|點的方式，接觸曲面的數(shù)學建模方法采取分析滾子與凸輪的空間接觸關系，基于空間關系建立接觸曲面的坐標模型，接觸曲面的數(shù)學模型在精度上優(yōu)于二維取點補償法。通過對活塞運動規(guī)律和兩個單元泵組流量特性的試驗研究，驗證了接觸曲面數(shù)學模型的正確性和二維插裝水泵無結(jié)構(gòu)性流量脈動的優(yōu)點。

摘要:對奶牛發(fā)情的及時監(jiān)測在奶牛養(yǎng)殖中至關重要。針對現(xiàn)有人工監(jiān)測奶牛發(fā)情行為費時費力、計步器接觸式監(jiān)測會產(chǎn)生奶牛應激行為等問題，根據(jù)奶牛發(fā)情的爬跨行為特征，提出一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的奶牛發(fā)情行為識別方法。構(gòu)建的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡通過批量歸一化方法提高網(wǎng)絡訓練速度，以Max-pooling為下采樣，修正線性單元（Rectified linear units，ReLU）為激活函數(shù)，Softmax回歸分類器為輸出層，結(jié)合理論分析和試驗驗證，確定了32×32-20c-2s-50c-2s-200c-2的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和參數(shù)。經(jīng)過對奶?；顒訁^(qū)50頭奶牛6個月的視頻監(jiān)控，篩選了具有發(fā)情行為爬跨特征的視頻150段，隨機選取網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)23000幅和測試數(shù)據(jù)7000幅，對構(gòu)建的網(wǎng)絡進行了訓練和測試。試驗結(jié)果表明：本文方法對奶牛發(fā)情行為識別準確率為98.25%，漏檢率為5.80%，誤識別率為1.75%，平均單幅圖像識別時間為0.257s。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)奶牛發(fā)情爬跨的無接觸實時監(jiān)測，對奶牛發(fā)情行為具有較高的識別率，可顯著提高規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖的管理效率

摘要:針對規(guī)?；i養(yǎng)殖過程中難以及時獲取豬只體溫的問題，設計了基于紅外技術的生豬體溫巡檢系統(tǒng)，以實現(xiàn)對設施豬場生豬體溫的快速監(jiān)測。硬件包括紅外移動采集裝置、系統(tǒng)控制裝置和電源3部分。其中紅外移動采集裝置包括滑軌、移動小車、紅外熱像儀和保護殼；系統(tǒng)控制裝置包括惠普MINI微型計算機、XP2-18R/RT型整體式控制器和DM542型數(shù)字式步進電機驅(qū)動器；電源包括電纜線和電纜滑車。控制系統(tǒng)集成紅外圖像的采集、存儲控制，移動小車的運行控制及與遠程服務器的數(shù)據(jù)通信等功能。在限位欄豬舍安裝該裝備，并進行了28d的測試試驗，試驗表明：系統(tǒng)工作穩(wěn)定，巡檢過程中紅外圖像平均缺失率為1.12%，能有效采集限位欄生豬紅外圖像。試驗選擇耳根區(qū)域作為生豬體溫敏感區(qū)域，通過統(tǒng)計得到豬只耳根區(qū)域周期性巡檢精度在90%以上，能有效監(jiān)測豬只耳根區(qū)域溫度情況。試驗連續(xù)5d對3~6號豬只耳根區(qū)域溫度最大值進行監(jiān)測，并統(tǒng)計其日均值，通過分析驗證了溫度數(shù)值的科學性，可為養(yǎng)殖人員提供有效的監(jiān)測信息，對生豬的健康監(jiān)測和疫情防治具有重要意義。

摘要:針對當前稻飛虱圖像識別研究中自動化程度較低、識別精度不高的問題，提出了一種基于遷移學習和Mask R-CNN的稻飛虱圖像分類方法。首先，根據(jù)稻飛虱的生物特性，采用本團隊自主研發(fā)的野外昆蟲圖像采集裝置，自動獲取稻田稻飛虱及其他昆蟲圖像；采用VIA為數(shù)據(jù)集制作標簽，將數(shù)據(jù)集分為稻飛虱和非稻飛虱兩類，并通過遷移學習在ResNet50框架上訓練數(shù)據(jù)；最后，基于Mask R-CNN分別對稻飛虱、非稻飛虱、存在干擾以及存在黏連和重合的昆蟲圖像進行分類實驗，并與傳統(tǒng)圖像分類算法（SVM、BP神經(jīng)網(wǎng)絡）和Faster R-CNN算法進行對比。實驗結(jié)果表明，在相同樣本條件下，基于遷移學習和Mask R-CNN的稻飛虱圖像分類算法能夠快速、有效識別稻飛虱與非稻飛虱，平均識別精度達到0.923，本研究可為稻飛虱的防治預警提供信息支持。

摘要:針對海量高維菊花圖像相似性計算帶來的挑戰(zhàn)，研究了基于多探測局部位置敏感哈希技術的菊花表型相似性計算方法。針對菊花圖像，采用SIFT技術提取菊花圖像特征，并采用BoVW模型進行建模。由于圖像特征的高維性質(zhì)，海量的菊花表型相似性計算效率不高，為了提高計算效率，提出采用近似相似性技術中的多探測局部位置敏感哈希技術，用此方法構(gòu)建菊花圖像數(shù)據(jù)的哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在菊花相似性查詢方面提高了計算效率，并確保了計算結(jié)果的質(zhì)量。在菊花數(shù)據(jù)集上進行了計算效率和查詢質(zhì)量兩方面的測試，并與典型的方法進行了試驗對比和分析。結(jié)果表明，相比線性式掃描，平均查詢成功概率達到0.90以上，平均加速比為3.3~19.8。本文方法能夠在查詢質(zhì)量和計算效率兩方面通過參數(shù)設置提供靈活的優(yōu)化選擇，并對參數(shù)的選擇提供了參考范圍，可為海量菊花花型相似性計算提供參考。

摘要:為解決自然環(huán)境下作物識別率不高、魯棒性不強等問題，以西蘭花幼苗為研究對象，提出了一種基于Faster R-CNN模型的作物檢測方法。根據(jù)田間環(huán)境特點，采集不同光照強度、不同地面含水率和不同雜草密度下的西蘭花幼苗圖像，以確保樣本多樣性，并通過數(shù)據(jù)增強手段擴大樣本量，制作PASCAL VOC格式數(shù)據(jù)集。針對此數(shù)據(jù)集訓練Faster R-CNN模型，通過設計ResNet101、ResNet50與VGG16網(wǎng)絡的對比試驗，確定ResNet101網(wǎng)絡為最優(yōu)特征提取網(wǎng)絡，其平均精度為90.89%，平均檢測時間249ms。在此基礎上優(yōu)化網(wǎng)絡超參數(shù)，確定Dropout值為0.6時，模型識別效果最佳，其平均精度達到91.73%。結(jié)果表明，本文方法能夠?qū)ψ匀画h(huán)境下的西蘭花幼苗進行有效檢測，可為農(nóng)業(yè)智能除草作業(yè)中的作物識別提供借鑒。

摘要:根據(jù)植物表型分析對植物三維重建的需求，針對植物特征點不易提取而影響三維重建的問題，提出了一種基于深度相機的植物三維重建方法。首先，對深度相機進行內(nèi)部參數(shù)標定和深度畸變矯正，以獲取準確的深度信息；然后，固定好相機和轉(zhuǎn)盤的相對位置，精確地計算出在當前深度相機的坐標空間下、轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一個固定角度θ對應的矩陣T；最后，按旋轉(zhuǎn)角θ等間隔轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，獲取一系列點云，并結(jié)合矩陣T實現(xiàn)點云拼接，完成三維重建。通過與使用商業(yè)軟件Skanect的重建結(jié)果進行對比，本文重建方法只需要配準一次，還原度更高，效率更好，魯棒性更強，滿足植物形態(tài)測量需求。

摘要:為研究利用手機圖像預測玉米光響應曲線特征參數(shù)的可行性，通過自主設計的便攜式圖像采集裝置，獲取不同施氮量下滴灌玉米大喇叭口期冠層圖像，提取其冠層圖像特征參數(shù)，計算玉米光響應特征參數(shù)表觀量子效率（α）、最大凈光合速率（Pnmax）、光補償點（LCP）和暗呼吸速率（Rd），找出與光響應特征參數(shù)相關性高的歸一化冠層覆蓋系數(shù)（CC）作為自變量，建立CC與玉米光響應曲線特征參數(shù)間動態(tài)模型，并根據(jù)模型評價指標R2、RMSE和nRMSE篩選出各參數(shù)的最優(yōu)模型。結(jié)果表明，CC與α的最優(yōu)模型為有理函數(shù)模型，與Pnmax最優(yōu)模型為冪函數(shù)模型，與LCP最優(yōu)模型為指數(shù)函數(shù)模型，與Rd以二次多項式模型為最優(yōu)；各反演模型的R2均不小于0.876，RMSE介于0.002~3.673μmol/(m2·s)之間，nRMSE不超過9.071%，且各模型驗證集的R2均不小于0.833，RMSE均不大于5.989μmol/(m2·s)，nRMSE不超過9.659%。將數(shù)字圖像特征參數(shù)與作物光響應曲線特征參數(shù)有機結(jié)合，可為玉米光響應曲線特征參數(shù)的快速獲取提供一定的理論依據(jù)。

摘要:為了提高玉米單產(chǎn)估測精度，以河北省中部平原為研究區(qū)域，以條件植被溫度指數(shù)（VTCI）和上包絡線S-G濾波的葉面積指數(shù)（LAI）為特征變量，通過隨機森林回歸確定玉米主要生育時期VTCI和LAI的權(quán)重，構(gòu)建加權(quán)VTCI和LAI與玉米單產(chǎn)的單變量和雙變量估產(chǎn)模型。結(jié)果表明，基于隨機森林回歸的雙變量估產(chǎn)模型精度最高（R2=0.303）,達極顯著水平（P<0.001）。將隨機森林回歸雙變量估產(chǎn)模型用于研究區(qū)域2012年各縣（區(qū)）玉米單產(chǎn)估測，結(jié)果表明，53個縣（區(qū)）玉米估測單產(chǎn)與實際單產(chǎn)的平均相對誤差為9.85%，均方根誤差為824.77kg/hm2，模型精度較高。基于隨機森林回歸雙變量估產(chǎn)模型逐像素估測研究區(qū)域2010—2018年玉米單產(chǎn)，結(jié)果表明，玉米單產(chǎn)在空間上的分布特征為西部地區(qū)最高、北部和南部次之、東部地區(qū)最低，年際間的分布特征為在波動中呈先減少后增加的趨勢。

摘要:及時獲取農(nóng)田作物根域土壤墑情是實現(xiàn)精準灌溉的基礎和關鍵。以內(nèi)蒙古自治區(qū)達拉特旗昭君鎮(zhèn)試驗站大田玉米為研究對象，利用無人機遙感系統(tǒng)，分別在玉米營養(yǎng)生長期（Vegetative stage，V 期）、生殖期（Reproductive stage，R 期）和成熟期（Maturation stage，M 期）獲得7次玉米冠層多光譜正射影像，并同步采集玉米根域不同深度土壤含水率（Soil moisture content, SMC）；然后，采用灰色關聯(lián)法對提取的多種植被指數(shù)（Vegetation index, VI）進行篩選，選取與土壤含水率敏感的植被指數(shù)；最后，分別采用多元混合線性回歸（Cubist）、反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡（Back propagation neural network, BPNN）和支持向量機回歸（Support vector machine regression, SVR）等機器學習方法，構(gòu)建不同生育期的敏感植被指數(shù)與土壤含水率的關系模型。結(jié)果表明，3種機器學習方法中SVR模型在各生育期的建模與預測精度均最優(yōu)，BPNN模型次之，Cubist模型最差；其中SVR模型在M期效果最優(yōu)，其建模集和驗證集R2分別為0.851和0.875，均方根誤差（Root mean square error, RMSE）均為0.7%，標準均方根誤差（Normalized root mean square error，nRMSE）分別為8.17%和8.32%，R期效果最差，其建模集和驗證集R2分別為0.619和0.517。

摘要:以西北典型半干旱城市包頭市為研究區(qū)，運用復雜網(wǎng)絡的評價指標對包頭市復雜層級網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)與空間魯棒性進行評價，提取了第1、2、3級生態(tài)源地和第1、2、3層生態(tài)廊道，并識別了重要生態(tài)節(jié)點，構(gòu)建了包頭市層級生態(tài)網(wǎng)絡。結(jié)果表明：第1、2、3層生態(tài)源地數(shù)量分別為8、31、123，生態(tài)廊道數(shù)量分別為8、35、151，重要生態(tài)節(jié)點數(shù)量分別為7、28、47。通過拓撲結(jié)構(gòu)與空間魯棒性分析可知：第1層生態(tài)網(wǎng)絡連通度最低，核數(shù)為2，結(jié)構(gòu)簡單但重要性最高，其穩(wěn)定性影響整個層級生態(tài)網(wǎng)絡的穩(wěn)定；第2層生態(tài)網(wǎng)絡由于增加連通性較低的生態(tài)節(jié)點，可增加小尺度的生態(tài)穩(wěn)定性，但對大尺度層級生態(tài)網(wǎng)絡穩(wěn)定性提升沒有明顯作用；第3層生態(tài)網(wǎng)絡核數(shù)為4，生態(tài)網(wǎng)絡連通性最高且結(jié)構(gòu)復雜。在第1、2、3層網(wǎng)絡惡意攻擊比隨機攻擊的破壞性均更強。第2、3層生態(tài)網(wǎng)絡中源地節(jié)點數(shù)量較多，但低等級源地比例高，對增強網(wǎng)絡的抗打擊能力與恢復能力效果不明顯。

摘要:運用地理探測器的方法，以青海省海東市平安區(qū)及其周邊共70個縣級行政單位為研究對象，探測地形、氣象因素不同分層方式對生產(chǎn)潛力指數(shù)的解釋力，并對指定作物生產(chǎn)潛力指數(shù)進行修正。結(jié)果表明：研究區(qū)內(nèi)，顯著影響作物生產(chǎn)潛力指數(shù)的因素為海拔和年均降雨量；研究區(qū)內(nèi)海拔對作物光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)解釋力最高的分層方式為以1100m為基數(shù)、200m為間隔，年均降雨量對作物光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)解釋力最高的分層方式為以0mm為基數(shù)、100mm為間隔；海拔對作物氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)解釋力最高的分層方式為以1100m為基數(shù)、200m為間隔，年均降雨量對作物氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)解釋力最高的分層方式為以25mm為基數(shù)、50mm為間隔。平安區(qū)驗證分層結(jié)果表明，作物光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)與耕地質(zhì)量等級年度更新調(diào)查評價工作中使用的光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)與修正前相比有不同程度降低；氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)與耕地質(zhì)量等級年度更新調(diào)查評價工作中使用的氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)與修正前相比有不同程度升高；按照本文方法對作物生產(chǎn)潛力指數(shù)進行修正后，水澆地的自然等別整體下降，旱地的自然等別整體上升。

摘要:以廢棄菌棒為主要原料，添加牛糞和草炭，進行堆肥發(fā)酵，取腐熟完成后的2種肥料樣品DNA，采用16SrDNA Ｖ3+V４ 區(qū)和ITS2高通量測序方法，研究不同配方粗制肥料中微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的差異。結(jié)果表明，“牛糞+菌棒”制得的有機肥生物多樣性高于“草炭+菌棒”，且真菌差異大于細菌；“牛糞+菌棒”有機肥相對“草炭+菌棒” 有機肥具有10個優(yōu)勢細菌屬和6個真菌屬，“草炭+菌棒” 有機肥相對“牛糞+菌棒”有機肥具有14個優(yōu)勢細菌屬和4個真菌屬。兩種配方堆肥制得的有機肥微生物群落結(jié)構(gòu)無顯著性差異。研究發(fā)現(xiàn)了多種具有農(nóng)業(yè)價值的功能菌，可為功能性微生物的開發(fā)利用提供科學依據(jù)。此外，也發(fā)現(xiàn)一些潛在危害因子，如黃曲霉和雜色曲霉亞種在“牛糞+菌棒”有機肥中豐度較高，產(chǎn)生的黃曲霉毒素、雜曲霉毒素易造成農(nóng)作物污染。

摘要:為解決目前在連續(xù)降雨條件下尚無有效的觀測技術與手段從時空兩個維度對土壤侵蝕過程進行觀測的問題，設計了一種基于無線組網(wǎng)技術的數(shù)字近景攝影觀測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對連續(xù)降雨條件下不同時間節(jié)點的土壤侵蝕坡面進行數(shù)字影像的瞬時采集、雨滴噪聲去除、點云匹配、三維重建等手段，實現(xiàn)對土壤侵蝕坡面形態(tài)演化過程的動態(tài)監(jiān)測。該系統(tǒng)的測量精度可達到亞毫米級，最小測量誤差為0.0062mm；凹槽尺寸測量值與實測值之間最大相對誤差為-2.9683%。土壤侵蝕坡面觀測實證表明，土壤流失量估算平均相對誤差為-1.73%，單次觀測精度最高可達99.26%，時間觀測分辨率可達到分鐘級別，空間分辨率達到2mm。該系統(tǒng)能夠準確獲取土壤侵蝕坡面形態(tài)變化的精細信息，可為土壤侵蝕過程研究提供新的方法和技術手段。

摘要:為了探究苜蓿對農(nóng)田耗水過程及鹽分變化的影響，以苜蓿農(nóng)田為研究對象，以傳統(tǒng)玉米農(nóng)田為對照，分析傳統(tǒng)玉米農(nóng)田改種苜蓿后滲漏量、地下水補給量、蒸發(fā)量及蒸騰量變化特征；應用穩(wěn)定氫氧同位素定量分析各潛在水源貢獻率，并分析土壤中鹽分變化規(guī)律。結(jié)果表明：改種苜蓿后農(nóng)田總耗水量提高20.17%，蒸發(fā)蒸騰量比平均值降低66.64%，其中，蒸發(fā)量減少6.21%、蒸騰量提高35.80%、土壤貯水變化量減少8.08%、滲漏量減少39.68%、地下水對作物的補給量增加153.45%。生育期內(nèi)苜蓿農(nóng)田與玉米農(nóng)田相比，0~100cm各土層土壤體積含水率變化分為劇烈波動階段和線性下降階段，7月0~60cm土壤體積含水率變化呈“U”形，而玉米農(nóng)田0~60cm土壤體積含水率變化呈“V”形。生育期內(nèi)苜蓿農(nóng)田0~30cm平均土壤水分較玉米農(nóng)田分布均勻。苜蓿農(nóng)田對土壤水、灌溉水、地下水吸收利用無明確偏向性；而玉米農(nóng)田水分利用具有偏向性，各潛在水源中主要利用0~40cm土層土壤水。不同時間取樣0~100cm土層土壤水，苜蓿農(nóng)田不同時期優(yōu)先利用0~40cm中某一土層土壤水，玉米農(nóng)田主要固定利用30~40cm土層土壤水。生育期內(nèi)苜蓿農(nóng)田、玉米農(nóng)田0~100cm土壤平均脫鹽率分別為53.90%、12.43%。苜蓿農(nóng)田、玉米農(nóng)田10~30cm與30~60cm土壤電導率差值絕對值分別在0~0.06mS/cm、0~0.13mS/cm之間，苜蓿農(nóng)田10~60cm土壤電導率較玉米農(nóng)田相對集中且分布均勻。5月苜蓿農(nóng)田10cm以下土層除30~40cm均呈積鹽狀態(tài)，且平均土壤儲鹽變化率較玉米農(nóng)田低；6—8月苜蓿農(nóng)田0~100cm土壤鹽分較玉米農(nóng)田變化幅度大，呈積鹽狀態(tài)；9月苜蓿農(nóng)田不同土層土壤鹽分整體呈脫鹽狀態(tài)，土壤最大儲鹽量變化率為-15.31%，隨深度增加，土壤儲鹽量變化率先增大后趨于穩(wěn)定，而玉米農(nóng)田整體呈積鹽狀態(tài)，80~100cm土壤儲鹽量變化率最大。改種苜蓿增強了地下水利用，降低了蒸發(fā)蒸騰比，抑制了土壤鹽分，改鹽增草（飼）興牧發(fā)展苜蓿種植有利于鹽漬化農(nóng)田的改善。

摘要:為探究施用生物炭對東北黑土區(qū)不同坡度坡耕地土壤肥力和大豆產(chǎn)量影響的持續(xù)性，于2016—2018年在3種典型坡度的坡耕地上開展生物炭持續(xù)效應試驗，分析施加生物炭對土壤團聚體及其穩(wěn)定性、土壤養(yǎng)分指標、大豆產(chǎn)量及其構(gòu)成要素影響的持續(xù)性，并采用改進的灰色理論預測模型對大豆產(chǎn)量進行預測，進而確定生物炭一次性施入后的增產(chǎn)作用年限。結(jié)果表明：施用生物炭使土壤團聚體直徑d<0.25mm的土壤團聚體含量明顯減少、d>0.25mm的土壤大團聚體含量顯著增加；施用生物炭使大于0.25m的水穩(wěn)性團聚體含量比例R0.25、平均質(zhì)量直徑（MWD）和幾何平均直徑（GMD）增加，使土壤不穩(wěn)定團LT粒指數(shù)ELT減小，即土壤團聚體穩(wěn)定性提高，該穩(wěn)定性增強幅度隨坡度增大、施炭后時間延長而減小；施加生物炭使土壤pH值、銨態(tài)氮、速效鉀、有機質(zhì)含量這4個指標顯著增加（P<0.05），最大增長率分別為17.88%、27.23%、20.31%、17.51%，施炭后土壤養(yǎng)分等級有所上升，土壤肥力增強，增強效果與施炭后年限呈負相關，但生物炭對有效磷含量并無明顯影響；施加生物炭后，大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒質(zhì)量、產(chǎn)量均顯著提高（P<0.05），增產(chǎn)率高達26.29%，并且坡度越大、施炭年限越長，各指標增加幅度越小，各因素對大豆產(chǎn)量影響由大到小依次為施炭與否、坡度、施炭后年限；改進的多變量灰色預測模型精度較高，預測單次施用生物炭后大豆增產(chǎn)有效時間為5~6年。研究結(jié)果可為東北黑土區(qū)生物炭應用提供理論依據(jù)。

摘要:為研究寒地黑土區(qū)節(jié)水灌溉配施復合微生物有機肥對水稻光合特性及產(chǎn)量的影響，在節(jié)水灌溉條件下設置了4個復合微生物有機肥施用水平：OF20（20kg/hm2）、OF40（40kg/hm2）、 OF60（60kg/hm2）和OF80（80kg/hm2），同時以單施無機肥為對照（CK）處理，研究水稻光合特性及其產(chǎn)量的變化趨勢。結(jié)果表明：隨著復合微生物有機肥施用量的增加，水稻各生育時期的葉片凈光合速率（Pn）、最大光化學量子效率（Fv/Fm）、反應中心的潛在活性（Fv/Fo）以及光化學系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）反應中心激發(fā)能捕獲效率（F′v/F′m）均呈先升、后降的趨勢；在抽穗期和乳熟期，實際光化學量子效率（ΦPSⅡ）和光化學熒光淬滅系數(shù)（qP）均隨復合微生物有機肥施入量的增加先增大、后減小，在OF60處理時達到最大值，且均高于CK處理；氣孔限制值（Ls）隨著復合微生物有機肥施用量的增加，先減小后增大，且低于CK處理；非光化學熒光淬滅系數(shù)（qN）在不同復合微生物有機肥施用量處理下并無顯著差異；施加復合微生物有機肥處理的水稻產(chǎn)量高于CK處理，其中OF60處理產(chǎn)量最高，且米質(zhì)優(yōu)于CK處理。綜合分析，施用60kg/hm2復合微生物有機肥處理效果最佳，研究結(jié)果可為寒地黑土區(qū)節(jié)水灌溉條件下合理配施復合微生物有機肥提供理論依據(jù)和參考。

摘要:在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)布置了2年大田試驗，研究了不同覆膜方式下微咸水滴灌對鹽堿化農(nóng)田土壤水、鹽分布及其土壤斥水性的影響。采用滴水穿透時間（Water drop penetration time, WDPT）法測定土壤斥水性，得到了不同土壤斥水性隨含水率變化的規(guī)律。結(jié)果表明，膜下滴灌鹽堿化農(nóng)田土壤的斥水性在表層土壤與電導率呈正相關，與土壤pH值無顯著相關性。弱堿性微咸水滴灌條件下，單次滴灌降低了滴頭附近土壤的WDPT，但增加了遠離滴頭土體的WDPT；高頻滴灌（灌溉頻率為3d）可顯著降低土壤剖面整體的WDPT。膜下滴灌鹽堿化農(nóng)田土壤的斥水特征曲線均可用Gaussian和Lorentzian模型進行描述。滴灌對土壤斥水性最大時對應的土壤含水率（θm）影響不大（P>0.05），而對斥水性消失時對應的土壤含水率（θc）影響顯著（P<0.05）。Lorentzian模型對鹽堿化農(nóng)田土壤的斥水特征曲線的擬合效果更優(yōu)，通過該曲線可準確得到特定土壤的θm和θc。本研究可為微咸水滴灌及斥水性土壤的合理利用提供理論依據(jù)。

摘要:通過分析不同秸稈覆蓋量以及耕作方式對0~20cm、20~40cm、40~60cm土層土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影響，揭示黑土區(qū)秸稈覆蓋、耕作方式對土壤水分特性的影響機制。結(jié)果表明：土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性與土壤孔隙度密切相關。0~20cm、20~40cm、40~60cm土層的土壤總孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量，在傳統(tǒng)耕作條件下，秸稈覆蓋均高于無覆蓋；在秸稈覆蓋條件下，免耕均高于傳統(tǒng)耕作。免耕秸稈覆蓋處理影響土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性，隨秸稈覆蓋量增加，土壤總孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量逐漸增大，隨土層加深，各處理土壤孔隙度、土壤持水性及土壤供水能力逐漸減小。本研究區(qū)最適宜的秸稈覆蓋與耕作方式為免耕150%秸稈覆蓋處理。

摘要:以硼酸、丙三醇為原料，通過微波酯化法制備了硼酸雙甘酯。以硼酸雙甘酯和丙烯酰氯為原料合成了硼酸甘油丙烯酯，以此作為含硼功能單體，成功制備了以羥丙基甲基纖維素為骨架的硼緩釋型高吸水性樹脂。根據(jù)吸水倍率篩選含硼功能單體最佳添加量，并對產(chǎn)物的吸液倍率、吸液速率、保水性能以及基團結(jié)構(gòu)和表觀形貌進行了表征。由紅外光譜曲線可以看出，試驗成功制備了具有雙鍵結(jié)構(gòu)的硼酸甘油丙烯酯，并通過接枝聚合反應合成了含硼高吸水性樹脂；當含硼功能單體添加量為丙烯酸質(zhì)量的1%時，羥丙基甲基纖維素含硼高吸水性樹脂吸水倍率為344.06g/g、吸鹽倍率為44.71g/g；35℃條件下，該含硼高吸水性樹脂可保水72h；重復使用6次后，該高吸水性樹脂重復吸水率仍可達到60%以上，重復吸鹽率仍可達到40%以上；該高吸水性樹脂具有良好的硼緩釋性，在去離子水中可持續(xù)緩釋10d，緩釋硼總質(zhì)量達182.77μg，在育苗基質(zhì)中可持續(xù)釋放25d，當添加量為育苗基質(zhì)質(zhì)量的0.5%時，混合基質(zhì)淋溶硼量比普通基質(zhì)多0.80μg/g。此外，羥丙基甲基纖維素含硼高吸水性樹脂還具有良好的熱穩(wěn)定性，其表觀形貌特征有利于促進對液體的吸收。

摘要:針對市場上存在以解凍牛肉冒充冷鮮牛肉售賣的問題，研究了利用超聲成像技術對冷鮮與解凍牛肉進行質(zhì)構(gòu)分析與鑒別的可行性。首先，通過超聲成像設備采集冷鮮與解凍牛肉超聲圖像信息，并結(jié)合質(zhì)構(gòu)參數(shù)、微觀結(jié)構(gòu)和部分理化指標分析圖像差異成因。然后，采用灰度共生矩陣法提取圖像紋理特征值，利用主成分分析法進行數(shù)據(jù)降維處理，分別建立線性判別分析（Linear discriminant analysis，LDA）和支持向量機（Support vector machine，SVM）兩種判別模型。結(jié)果表明，兩種判別模型均有較好的分類效果，其中LDA模型更優(yōu)，當主成分數(shù)為5時，模型的訓練集和測試集識別率均達到100%。說明應用超聲成像技術對冷鮮與解凍牛肉進行質(zhì)構(gòu)分析與鑒別是可行的

摘要:為探究降低蛋清致敏性的新方法，在不同的微波條件下處理蛋清蛋白，通過SDS-PAGE（十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰氨凝膠電泳）分析分子量變化、圓二色光譜分析二級結(jié)構(gòu)變化、紫外光譜分析三級結(jié)構(gòu)變化、外源性熒光光譜分析疏水性變化、間接ELISA（酶聯(lián)免疫吸附試驗）分析IgG（免疫球蛋白G）結(jié)合能力的變化，研究微波對蛋清的影響。研究證實，微波處理降低蛋清蛋白的潛在致敏性，其中400W/30s處理后的蛋白顯示出最低的IgG結(jié)合能力，所有條件下處理后的蛋清蛋白的二、三級結(jié)構(gòu)均發(fā)生顯著改變。80W的微波功率下，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)先折疊，該條件下處理30s后，蛋白結(jié)構(gòu)又展開；當微波功率達到640W時，處理時間較長的蛋白分子產(chǎn)生堆疊。蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)變化導致了其抗原性的變化。

摘要:為解決茯苓丁工業(yè)化干燥過程中破碎率高、干燥時間長的問題，將碳纖維紅外干燥技術和真空脈動干燥技術相結(jié)合，設計了基于碳纖維紅外板的真空脈動中試干燥裝置，以驗證該干燥方式實際應用的可行性。該中試干燥裝備由干燥室、真空系統(tǒng)、干燥模塊、控制系統(tǒng)等組成。將實際真空脈動過程劃分為4個階段：抽真空階段、真空保持階段、破空階段、常壓階段?？刂葡到y(tǒng)以觸摸屏為主機，通過MODBUS協(xié)議與各從機進行通訊，組成控制器網(wǎng)絡?；趯Ω稍锸覂?nèi)真空度的監(jiān)測，采用時序控制，實現(xiàn)干燥室內(nèi)“真空-常壓”的連續(xù)轉(zhuǎn)換?？刂葡到y(tǒng)基于干燥溫度的實時監(jiān)測和反饋，實現(xiàn)對碳纖維紅外板加熱的有效調(diào)控。以12mm×12mm×12mm的茯苓丁為試驗原料進行了中試試驗驗證。結(jié)果表明：該中試干燥裝備設計方案可行，控制方案可靠，可有效實現(xiàn)茯苓丁的干燥。真空保持時間、常壓保持時間分別為5、4min時，干燥時間最短，約為480min。真空脈動紅外干燥后茯苓丁一級品占比83.63%，相比目前的連續(xù)式熱風干燥，破碎率明顯降低

摘要:采用輻照技術預處理豆渣后提取可溶性膳食纖維（SDF），分別通過掃描電鏡、X衍射技術、紅外光譜技術表征輻照技術對其微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度和基本結(jié)構(gòu)的影響；通過測定SDF提取率、持水力、膨脹力、陽離子交換能力、結(jié)合水力、α-葡萄糖苷酶活性和抗氧化性，探究輻照技術對其理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：與未經(jīng)輻照的豆渣SDF相比，其微觀結(jié)構(gòu)更加細膩蓬松，結(jié)晶度提高了3.78個百分點；理化性質(zhì)明顯改善，提取率提高了1.79個百分點，膨脹力增大了1.12mL/g，結(jié)合水力增大了0.28g/g，持水力提高了0.52g/g，抗氧化能力提高了1.23mmol/g，陽離子交換能力和α-葡萄糖苷酶活性也顯著提高。輻照在改變豆渣SDF結(jié)構(gòu)的基礎上，進而影響其理化性質(zhì)。本試驗可為研究輻照對豆渣SDF作用機理和豆渣儲藏技術提供前期的理論基礎。

摘要:為保證拖拉機在丘陵山地的安全作業(yè)，并提高作業(yè)效率及乘坐舒適性，設計了基于雙閉環(huán)PID算法的丘陵山地拖拉機姿態(tài)主動調(diào)整系統(tǒng)。首先，根據(jù)丘陵山地特定作業(yè)需求設計了姿態(tài)主動調(diào)整系統(tǒng)，包括姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)、液壓驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；然后，建立了系統(tǒng)動力學模型，通過數(shù)值分析驗證了該自動調(diào)平控制算法的有效性；最后，在山東五征集團生產(chǎn)的拖拉機上安裝此系統(tǒng)，并進行了實驗驗證。結(jié)果表明：所設計的姿態(tài)主動調(diào)整系統(tǒng)在±10°的坡地上調(diào)平時間為7.5s，最大調(diào)平誤差小于0.5°，左右擺動機構(gòu)擺角絕對值的差在±1°以內(nèi)，能有效滿足丘陵山地作業(yè)需求。同時，該拖拉機在高低起伏較大的坡地上以1擋速度（1.98km/h）行駛時，車身傾斜角可控制在±3°范圍內(nèi)，左右擺動機構(gòu)擺角絕對值差在±5°范圍內(nèi)。所設計的姿態(tài)主動調(diào)整系統(tǒng)能適應惡劣作業(yè)環(huán)境的作業(yè)需求。

摘要:針對車輛主動懸架的免模型振動控制問題，提出了結(jié)合飽和超螺旋算法的實際輸出反饋控制策略。在控制設計中，考慮測量噪聲和未知動態(tài)的影響，采用高階滑模觀測器估計系統(tǒng)的集中不確定性以及狀態(tài)變量。為了保證二階滑模有限時間可達、且控制信號連續(xù)，采用一個新的飽和超螺旋算法設計系統(tǒng)控制器。該方法無需精確的反饋線性化，僅需測量一個狀態(tài)變量，減小了控制實施成本及復雜性。通過調(diào)節(jié)控制增益可保證系統(tǒng)狀態(tài)的漸近穩(wěn)定性和有界性。通過硬件回路實驗驗證了控制策略的有效性，仿真和實驗結(jié)果表明，該方法相對于傳統(tǒng)的比例積分（PD）及線性二次調(diào)節(jié)器（LQR）控制具有更好的減振效果，控制輸出抖振較小。頻響結(jié)果顯示，被動控制的加速度增益峰值為44.7dB，LQR控制的加速度增益峰值為29.4dB，而所提控制方法的加速度增益峰值僅為13.5dB，舒適性得到較大的改善。

摘要:設計了一種非線性雙端固支梯形梁壓電俘能器，用于收集環(huán)境中的振動能量，并將振動能轉(zhuǎn)換為電能，為微小型電子元器件供能。自然環(huán)境中振動源的振動頻率大多在100Hz以下，該俘能器采用引入非接觸磁力的方法，降低其諧振頻率、拓寬俘能頻帶并提高輸出性能。在理論分析的基礎上，建立了Matlab/Simulink仿真模型并進行試驗測試，對比分析了線性及非線性雙端固支梯形梁壓電俘能器的諧振頻率、帶寬及輸出性能，同時研究了輸出性能在3個參數(shù)（固定磁鐵與質(zhì)量塊磁鐵間距d、外接負載電阻R、外界激勵加速度a）變化時的響應。仿真與試驗結(jié)果表明，引入的非接觸磁力使壓電俘能器諧振頻率降低了9Hz，俘能帶寬拓寬了20%，輸出功率提高了7.5%。

摘要:設計了一種可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)運動且便于模塊化裝配的3T1R并聯(lián)機構(gòu)。首先，提出一種僅含轉(zhuǎn)動副的二維移動放縮單元，模塊化組合與擴展后，構(gòu)造得到一種平面二維移動放縮機構(gòu)，將平面二維移動放縮機構(gòu)作為支鏈，設計得到一種新型3T1R并聯(lián)機構(gòu)；其次，對該3T1R機構(gòu)進行拓撲結(jié)構(gòu)分析，在保證機構(gòu)基本功能(方位特征集和自由度)不變的情況下對其進行降耦設計，得到耦合度為1的機構(gòu)；最后，基于序單開鏈法對降耦機構(gòu)進行位置分析，同時，基于導出的機構(gòu)位置反解公式，分析機構(gòu)的工作空間和轉(zhuǎn)動能力，并繪制轉(zhuǎn)動能力圖譜，根據(jù)轉(zhuǎn)動能力圖譜篩選出機構(gòu)可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)運動的工作空間范圍，為該型機構(gòu)的設計和實際工程應用提供理論依據(jù)。

摘要:針對磁流變閥通過改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)提高壓降而導致閥體積增大、內(nèi)部通道易阻塞的問題，在不改變普通單線圈徑向流磁流變閥內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)及外觀尺寸的基礎上，對單線圈徑向流磁流變閥壓降與壓降可調(diào)系數(shù)進行了多目標優(yōu)化，設計了一種帶有隔磁套筒的單線圈徑向流磁流變閥，并闡述了其工作原理，基于Bingham模型推導了其壓降數(shù)學模型。采用有限元法建立了磁流變閥二維仿真模型，觀察徑向圓盤阻尼間隙處磁感應強度分布規(guī)律，建立約束條件，分析了磁流變閥關鍵部件尺寸對剪切屈服應力與壓降等相關性能的影響。運用ANSYS零階和一階優(yōu)化工具對磁流變閥進行幾何尺寸參數(shù)優(yōu)化，并對優(yōu)化前后磁流變閥有效阻尼間隙處的平均磁感應強度，以及進出口壓降進行仿真對比分析。在磁流變閥動態(tài)性能測試平臺上，對優(yōu)化前后磁流變閥壓降性能進行實驗測試對比，實驗結(jié)果表明，當勵磁電流為1.8A時，優(yōu)化前磁流變閥壓降為1.84MPa，優(yōu)化后磁流變閥壓降為2.58MPa，增加了40.22%；優(yōu)化前磁流變閥壓降可調(diào)系數(shù)為7.94，優(yōu)化后壓降可調(diào)系數(shù)為10.07，增加了26.83%；不同負載對磁流變閥壓降效果影響不大。