摘要:为了满足拖拉机各种作业工况下的行驶速度及动力需求，对拖拉机液压机械无级变速箱的控制与交互系统进行了研究。首先，针对自主研发的某新型液压机械无级变速箱，简要阐述了其液压功率分流机构与无级调速原理，明确了被控对象与控制量。而后，对变速箱的无级调速与负载自适应控制进行了研究，一方面，提出了变速箱速比的点位控制方法，将变速箱速比在全程范围内划分为96帧，作出每一帧与变量泵励磁电压、变量泵流量方向电磁阀、离合器电磁阀的动作关联查询表，通过程序指针的顺序移动实现无级调速与段位切换；另一方面，基于发动机功率控制的要求，提出了一种负载自适应速比调整策略，给出了相应的模糊控制表，并分析了该算法在不同段位区间内的性能；而后，阐述了无级调速拖拉机的交互挡杆与变速箱电子控制单元设计；最后，基于所开发的控制系统进行了拖拉机加速和负载自适应调整试验。研究结果表明，点位控制时拖拉机的速比调节过程较为稳定，属于开环控制；负载自适应控制时的变速箱速比完全取决于负载变化，属于反馈控制。研究结果表明，所设计的控制系统可以很好地对拖拉机液压机械无级变速箱实施控制。

摘要:提出了双轮驱动电动拖拉机的总体结构方案，从作业受力和牵引效率2个方面分析了电动拖拉机的牵引性能，并进行了传动部件的匹配分析。在此基础上搭建了电动拖拉机传动试验平台，分别进行了牵引性能、带载启动及运输工况等试验。试验结果表明，所设计的电动拖拉机牵引转矩达到1800N·m，可满足更大耕深作业。带载启动时，驱动转矩从700N·m增至 1600N·m，车速由0增至7km/h，所用时间约为1.1s。运输试验运输货物为1710kg时，速度达到6.5km/h。

摘要:针对农用履带机器人控制系统易受到参数慑动和外部扰动影响的特点，将模糊理论与滑模控制结合起来，提出了基于模糊逻辑的自适应滑模控制，以提高控制精度与稳定性。首先，推演了履带机器人运动学模型，分析了模型的特点。其次，设计了一种含有积分项的滑模面，构建了基于等效控制和切换控制的模糊滑模自适应控制，既保留了滑模控制的快速性和鲁棒性，又很好地抑制了抖振。仿真与实验结果表明，与常规的滑模控制方法相比，该控制不仅对外部扰动及参数摄动具有较强的自适应性和鲁棒性，而且具有动态响应快、跟踪性能好的特点，适用于履带机器人控制系统。

摘要:针对仿形弹性镇压辊粘附土壤和滑移率较大的问题，基于典型土壤动物蚯蚓的体表柔性几何特征，设计了一种适用于仿形弹性镇压辊的减粘防滑结构，其主体是橡胶凸起，同时采用肋条结构对其进行固定。这种结构具有粘附土壤少、滑移率低、镇压力分布均匀、碎土效果好等优点。通过理论计算和运动学分析对减粘防滑结构的运动过程进行研究，得出橡胶凸起的特征方程，以及凸起高度和肋条高度的取值范围。通过三因素三水平正交组合试验得出影响镇压辊粘附土壤量因素的显著性顺序依次为：凸起高度、肋条高度、载荷；影响镇压辊滑移率因素的显著性顺序依次为：肋条高度、凸起高度、载荷；得到减粘防滑结构的最佳参数组合为：载荷450.0N、凸起高度13.9mm、肋条高度15.1mm，并找到各因素对粘附土壤质量和滑移率的影响。田间验证试验和对比试验得到镇压辊的粘附土壤质量为39.2g，滑移率为3.89%，分别比没有减粘防滑结构的镇压辊降低60.1%和54.3%。

摘要:针对保护性耕作条件下与大豆耕播机配套的镇压辊压实土壤不均匀、相关耕播机具纵向尺寸过长的问题，设计了一种仿形弹性镇压辊，采用弹性辐条结构，通过理论分析确定了镇压辊的主要结构参数：直径D=450mm，宽度B=210mm，弹性辐条数量n=12。利用ADAMS软件对镇压辊进行运动仿真，同时进行土槽试验，采用L9(34)正交试验，在土壤干基含水率为20%时，考察了仿形弹性镇压辊的弹簧刚度k、载荷F、作业速度v和土壤坚实度P对其镇压力波动的影响。通过ADAMS运动仿真，找到了各因素的最佳取值范围；通过正交试验，得到了各因素的主次顺序：载荷、弹簧刚度、土壤坚实度、作业速度，最优组合为载荷800N，弹簧刚度5N/mm，土壤坚实度15kPa，作业速度0.5m/s，模拟仿真的结果与试验结果吻合很好。通过对比试验，得到仿形弹性镇压辊在垄台表面有一定倾角的情况下能更好地保证镇压的均匀性。

摘要:根据2自由度机械手拔抛穴盘钵苗的特点和机理，设计了一种2自由度夹子式机械手，简述了其工作对象特征，主要结构组成及控制电路，对关键部件夹秧机构进行了设计，通过Pro/E建模及虚拟装配对秧夹的开闭合过程进行仿真，保证开闭合运动的精度和可靠性。在试验平台上，进行了不同穴盘类型、不同钵土含水率、不同秧夹弹簧拉伸力以及不同穴盘进给模式对机械手拔秧效果影响的试验研究。试验结果表明：穴盘类型和钵土含水率对拔秧成功率有显著影响（P<0.01），采用红色穴盘育秧或保持钵土含水率大于30%可以提高拔秧成功率；夹秧机构上复位弹簧拉伸力在15N和22N间变化对拔秧成功率没有显著影响；采用自动进给穴盘模式不会对拔秧成功率产生显著影响，秧苗自动输送进给机构的性能满足钵苗行输送进给的要求。

摘要:针对农用底盘轮距随农作物行距变化而适应性调整的技术需求，基于现有梯形转向机构、平行四边形机构，研究轮距调整联动转向原理，提出轮距调整和转向独立或同时进行的轮距可调式转向机构方案，确定关键参数和转向误差计算方法。设计了一种轮距可调式农用底盘，参照现有底盘相关参数并结合我国部分农作物行距分布情况，确定前桥轮距可调式转向机构关键参数并以最小轮距为基本轮距优化，分析不同轮距时的转向误差，计算结果表明：轮距调整后转向误差仍能满足农田作业转向要求。

摘要:论述了我国轴流泵系统水力性能研究和技术创新，探讨了轴流泵系统研究发展趋势。阐述了高比转数轴流泵水力模型和应用发展的过程；通过归纳轴流泵系统特点提出按电动机安装位置进行分类，即轴伸式轴流泵系统和贯流式轴流泵系统两类结构形式。分别阐述了不同类型轴流泵系统在泵站工程中的创新应用。从技术发展的角度研判轴流泵系统的发展趋势及应用前景。讨论了传统水泵选型方法的局限性，分析了适用轴流泵系统的水泵选型新方法的合理性。分析基于试验数据的轴流泵变角调节公式及适用性；分析了进水旋涡危害和安全策略，总结了进水池旋涡研究的成果和消防涡措施。针对该领域研究发展中的现实和潜在问题，提出进一步深化研究创新的思路。

摘要:为研究轴流泵对虹吸式出水流道内部流动特性的影响机理，采用CFD（Computational fluid dynamic）方法对虹吸式轴流泵装置进行全流道的数值计算，在考虑了轴流泵与虹吸式出水流道内流相互影响的条件下定性地分析了虹吸式出水流道的流场特征，定量地研究了导叶体出口剩余环量和流量对虹吸式出水流道水力损失的影响，给出了相应的数学关系模型，并将泵装置性能预测结果与模型试验结果进行了对比。结果表明：受导叶体出口剩余环量和流量的双重作用虹吸式出水流道内部流态差异较大，虹吸式出水流道的水力损失主要集中于驼峰断面前的过流通道。各工况时虹吸式出水流道驼峰断面的速度加权平均角的均值为52.34°，不同工况时速度加权平均角变化范围仅在0.1°~2.3°之间。随流量系数的增大，驼峰断面的轴向速度分布均匀度逐渐增大，导叶体出口剩余环量则先减小后增大，在高效工况范围内导叶体出口剩余环量存在最小值。导叶体出口剩余环量通过影响虹吸式出水流道内部流态而对出水流道水力损失产生影响，虹吸式出水流道的水力损失与流量未呈二次方关系。

摘要:采用高频压力传感器对某一轴流泵模型叶轮进口、叶轮出口和导叶出口3个压力测量点，分别在3个转速1450、1200、1000r/min的额定流量工况条件下，进行了系列压力脉动测量试验。试验研究结果表明，不同转速下的压力脉动峰峰值不符合泵相似定律准则；不同转速条件下，叶轮进口处的压力脉动主频均为叶频，但叶轮出口的压力脉动主频随着转速的变化而发生漂移；泵内最大压力脉动峰峰值在泵内的位置也随之改变。通过分析转速变化对不同压力测点处的主频和泵不同位置的振动特性影响，发现试验泵不同位置处的振动以流体诱导的低频信号和转子系统质量不均匀诱导的轴频及其倍频为主要特征信号。从振动与压力脉动的频域来看，在0~2倍轴频范围内变化趋势基本相同，且速度变化对二者有相似的影响。在不同转速条件下，压力脉动的频率以1~4倍轴频为主要频域信号范围，但在不同位置处，振动频域范围仍主要以1倍和2倍的轴频信号为主。

摘要:在离心泵性能数值模拟与试验测试结果基本吻合的基础上，对泵平衡孔直径0~12mm范围内的泵扬程、效率和轴功率进行预测，研究泵设计工况下，不同平衡孔直径时平衡腔内液体压力沿轴向、径向和切向分布规律，以及其对盖板力的影响，并绘制出p-=f(k-)关系曲线。结果表明：同一流量工况时，平衡孔直径增大到一定值后，轴功率明显增大，效率显著降低，但在大于设计流量工况时，扬程与平衡孔直径无关；同一平衡孔直径下，平衡腔压力沿轴向和切向基本保持不变，压力由泵轴至密封环沿径向增大；在平衡腔内小于平衡孔圆心与泵轴中心垂直距离的半径区域，平衡孔直径越小，压力沿径向越趋近于零，而在平衡腔内大于上述半径区域，平衡孔直径越大，压力沿切向越大；比面积k-≥2.645时，平衡腔区域盖板力基本平衡。

摘要:为了提高余热排出泵的效率，采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计，应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟，得到设计工况下的效率，应用径向基神经网络建立效率与轴面投影图的4个几何变量之间的近似模型，最后采用遗传算法对近似模型进行极值寻优，获得最优的轴面投影图几何参数组合。研究结果表明：对比原始泵的数值模拟性能曲线和试验外特性能曲线，两者吻合较好；径向基神经网络能较好地预测泵设计点效率；优化的轴面投影图使得余热排出泵的水力效率提高了6.18个百分点，改善了叶轮内流场特性。因此，叶轮轴面投影图的优化设计方法是可行的。

摘要:双吸离心泵内部的压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一。为了减轻压力脉动，分析了引起双吸离心泵压力脉动的主要原因，研究了不同类型的叶片载荷曲线对双吸离心泵流态的影响，建立了叶片加载方式、叶片出口倾角和叶轮交错角与泵内二次流及压力脉动的关系，提出了能够抑制二次流、降低压力脉动的叶轮交替加载设计方法。在新的设计方法中，叶片载荷曲线具有盖板前加载、轮毂后加载的混合加载模式。基于该方法所生成的双吸叶轮具有轮毂两侧交错布置、叶片出口边正向倾斜、盖板和轮毂包角差小的特点。通过在一大型引黄灌溉泵站的试验表明，该方法可将双吸离心泵压力脉动主频的幅值降低到原来的1/5左右，同时还可改善泵的最优效率和高效区。该方法为大功率双吸离心泵的优化设计和更新改造提供了一种新的技术途径。

摘要:离心泵内部的压力脉动是引起机组振动及噪声的主要原因，这一现象在隔舌区尤为严重。对某单吸离心泵在变转速和变流量工况下的性能及隔舌区的压力脉动进行了定量试验研究。试验结果表明：离心泵运行在小流量工况时，其性能随转速工况的变化基本符合离心泵一维设计理论。隔舌区压力脉动测量结果表明：压力脉动以离散分量为主，其整体强度占参考动压的1%左右，且随转速近似以二次函数形式变化。定转速时，随着流量的减小隔舌外侧压力脉动强度变化不明显，但舌尖及内侧压力脉动强度有明显提高，这归因于低频压力脉动的增大。研究结果对泵类系统的减振降噪和安全性改善具有指导意义。

摘要:设计了针对泵腔流道液体泄漏量测量的专用试验装置，采用改变叶轮轴向位置（即改变泵腔轴向间隙）来改变隙径比的方法，在间隙为0.2mm、0.3mm，长度为15mm密封环条件下，对隙径比为0.127、0.101、0.076、0.051、0.025、0.006的泵腔流道的进出口液体压力和液体泄漏量进行了测试及分析，并提出了泵腔流道液体泄漏量计算公式及其速度系数的确定方法。结果表明：不同隙径比的泵腔流道液体泄漏量系数与压力系数的变化很有规律性，其关系曲线几乎是一些斜直线，但隙径比和密封环间隙对其有较大影响；在泵结构不变情况下，只减小泵腔轴向间隙就能有效地减少液体泄漏量，提高泵容积效率，泵腔轴向间隙最佳取值范围为1~5mm。

摘要:再生水灌溉已成为世界范围内缓解水资源供需矛盾的有效手段。再生水中含有一定量的有害物质可能带来农田生态环境的污染风险，不合理再生水灌溉引起的系统安全和环境污染风险成为限制其应用的主要因素。以实现系统稳定、环境持续和调控有效为目标，深入开展相关理论和技术问题研究是保证再生水高效安全灌溉的关键。在系统总结国内外研究成果的基础上，分析了再生水灌溉对灌水器、灌溉系统、农田环境以及农产品等不同尺度介质的影响，阐释了再生水中的养分、盐分、微生物和典型污染物等的行为特征及相互作用机制。提出需要进一步研究再生水灌溉对系统性能影响的微观机制与宏观特征、对环境影响的动力学过程、对养分吸收利用及转化过程的影响以及高效安全调控机制等关键理论和技术，为实现再生水的高效安全灌溉提供参考。

摘要:利用2010和2011年在中国科学院通州农田水循环与现代节水灌溉试验基地获取的冬小麦-夏玉米轮作条件下不同水肥管理时的试验数据，对RZWQM（Root zone water quality model）模型中的土壤水分、氮素和作物模块进行率定和验证, 模型验证结果表明各土层土壤含水率的均方根误差（RMSE）和相对误差（MRE）分别在0.015~0.026cm3/cm3和-6.66%~5.83%之间变化，土壤贮水量模拟值与实测值一致；冬小麦和夏玉米产量、吸氮量的模拟值与实测值的相对误差（RE）小于25%。该结果表明率定和验证后的RZWQM模型能够用来模拟华北地区冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水、氮及作物动态变化。利用率定和验证后的模型分析对比了常规施氮条件下，不同喷灌灌水频率和传统灌溉方式对作物产量和氮素渗漏的影响。结果表明在灌溉总水量相同的条件下，当20cm蒸发皿累积蒸发量为30~70mm时开始灌溉，其作物产量高且氮素渗漏量和损失量小。综合考虑作物产量和环境效应，推荐较优的喷灌灌溉频率为累积蒸发量为30~70mm时开始灌溉。

摘要:为了提高涌泉根灌模式下水肥利用率，减少氮肥流失与深层渗漏，通过涌泉根灌肥液入渗田间试验，研究了不同肥液质量浓度涌泉根灌入渗湿润体及其水氮运移特性，揭示了涌泉根灌土壤入渗量和湿润锋运移距离随肥液质量浓度的变化关系；建立了不同肥液质量浓度涌泉根灌入渗量和湿润锋运移经验模型；分析了入渗湿润深度范围内肥液质量浓度分别对土壤NO-3N和NH+4N含量分布特性的影响。结果表明：肥液质量浓度增大，单位面积累计入渗量随入渗时间增加而增大，并且入渗量和湿润锋运移距离均与入渗时间呈极显著幂函数关系，决定系数分别达到0.98和0.96，均大于临界相关系数rα（0.6055）；入渗再分布阶段，肥液质量浓度41.7g/L能更好地保证枣树根系水分的吸收，而不同肥液质量浓度对土壤氮素转化率影响有所不同，硝态氮转化率基本不明显，而肥液质量浓度为33.3g/L时铵态氮转化率最高。

摘要:为了探明黄土高原半干旱区山地枣林蒸腾和土壤水分间的关系，对山地枣林的土壤水分和枣树茎液流动态进行了连续3年的定位监测，结果表明：土壤含水率时空变异性显著，垂直方向上随着土层深度的增加，变异系数（Cv）逐渐降低。其自上而下可划分为土壤水分变化层（0~2.6m）、土壤水分干层（2.6~6.0m）和土壤水分恢复层（6.0~10.0m）。枣树液流监测的参数在生育期和休眠期间具有显著性差异，根据这一特征可以对枣树生育期进行较为准确的界定。基于液流参数特征确定的生育期与观察树体萌芽、落叶确定的生育期时长基本一致，均约为160d，但基于液流参数确定的生育期较后者约提前5d。土壤水分的增加会使枣树液流（瞬时蒸腾）的谷值出现时间提前，峰值出现时间推后，“午休”时间缩短，旺盛蒸腾时间延长，反之亦然。枣树生育前期蒸腾均呈逐日增加趋势，而生育中后期蒸腾和土壤水分呈极显著的正相关关系。

摘要:以北方高寒区典型城市哈尔滨市为研究区域，通过冬季大田试验（试验周期2013—11—01—2014—04—30），设置自然无覆盖、覆盖秸秆厚度5、10、15cm 4个处理，分别测定不同处理下20、40、60、100、140、180cm深度土壤液态含水率以及气象数据，分析季节性冻融期秸秆覆盖对土壤水分变化特征的影响。研究结果表明：秸秆覆盖使0~60cm土层内液态含水率增加或减小的时间拐点发生延迟，随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显，但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显；秸秆覆盖阻碍了冻土融化初期融雪水入渗，使自然无覆盖处理液态含水率在20、40、60cm土壤深度出现短暂的峰值，而在冻土融化末期秸秆覆盖抑制了土壤水蒸发，使各秸秆覆盖处理液态含水率在20、40、60cm土壤深度又高于自然无覆盖。秸秆覆盖可有效平抑冻融期0~60cm土层土壤液态含水率的变化幅度，且随着土壤深度的增加其平抑效果具有减弱趋势；积雪融水和秸秆覆盖的双重作用能够有效增加土壤墒情，但其增墒能力随着土壤深度的增加而降低，不同秸秆覆盖处理对0~60cm土层的平均增墒能力由大到小排序依次为：15、10、5cm。

摘要:为合理评价滴灌工程在运行过程中堵塞滴头对灌水均匀度及作物生长的影响，以克里斯琴森均匀系数为基础，建立了堵塞滴头位置分布均匀性的概念和计算方法，提出了以堵塞滴头位置分布均匀系数和滴头流量均匀系数的算术平均值为指标的灌水均匀度计算方法，并分别对比分析了毛管和灌水小区两个尺度的灌水均匀度计算结果。结果表明：与克里斯琴森均匀系数相同，考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀系数可以合理反映堵塞滴头数量和滴头堵塞程度对灌水均匀度的影响；同时，该评价指标还可以反映堵塞滴头的位置分布和集中程度对灌水均匀度的影响，有效地解决了克里斯琴森均匀系数仅考虑流量差异而无法正确评价集中堵塞滴头对作物供水及生长影响的问题。

摘要:采用SS—1型土壤收缩仪测定崩岗体不同层次原状土壤的收缩特征曲线，研究崩岗土壤收缩特性的空间变异性。结果表明：脱水过程中崩岗土壤的线缩率呈现先增大后稳定的趋势，Logistic 模型可以较好地拟合线缩率与含水率间的关系(R2>0.9911)，红土层与斑纹层的土壤收缩曲线分段现象明显，而砂土层则变化平缓，土壤质地越黏重线缩率越大；崩岗不同层次土壤的收缩特性差异显著，红土层与斑纹层的径向收缩应变大于轴向收缩应变，在干燥过程中易产生张拉裂隙，砂土层则相反，在干燥过程中易发生表面下沉。相关性分析表明，径向收缩应变与砂粒含量有极显著的负相关关系（r=-0.933），而轴向收缩应变受土壤质地影响不明显，体积收缩应变和缩限与黏粒和砂粒分别呈显著正相关（r=0.891）和负相关关系（r=-0.838）,说明崩岗土体收缩过程受土壤质地及土壤基质吸力的综合影响。

摘要:为研究覆膜条件下土壤改良剂对土壤导气率的影响，进行田间对照试验分析。结果表明：施加改良剂对土壤颗粒机械组成没有明显改变，但使土壤容重明显减小、饱和含水率升高、田间持水率升高；覆膜条件有保水保墒作用，但阻碍了土壤空气与外界气体的交换，使土壤导气率降低；改良剂的施加改善了土壤结构和土壤物理性状，促进了土壤孔隙内气体流通，使土壤导气率增大；石膏对导气率的改善效果最显著，聚丙烯酰胺（PAM）次之，旱地龙的改善效果最低；PAM和旱地龙的中、高施量比低施量改善效果更显著，石膏的中、低施量对导气率的改善效果相近，高施量处理下导气率为低施量处理的1.12倍。说明土壤改良剂对土壤导气率有较好的改善效果。

摘要:提出了一种线区域尺度的土壤水分测量方法，设计了基于频域振荡法实时检测植物根区尺度土壤水分信息的传感系统。系统由土壤水分传感器、PVC套管、电动机牵引系统以及控制器组成，控制器控制电动机牵引传感器在套管中往复运动，可以实时获取240cm长度上的土壤体积含水率信息。土壤水分传感器的动态响应时间为32ms，〖稳定性测试结果的标准差为0.0061V，与时域反射（TDR）土壤水分传感器测量结果的相关性决定系数达到0.989，满足区域性土壤水分实时检测的要求。野外试验证明：当传感系统埋设深度为30cm时，与相距10cm平行埋设的BD—Ⅲ型土壤水分传感器（精度为±2%）测量结果的均方误差小于0.5%，能够测量到因降水导致的土壤水分变化，验证了系统的有效性。

摘要:为探明黄土丘陵区土壤粘结力沿浅沟分布的空间差异性及其影响因素，运用线性回归模型和状态空间方程模拟了土壤粘结力在浅沟不同部位的分布。结果表明：沿着浅沟分水线、沟坡和沟底，土壤粘结力呈中等程度变异，主要受海拔高度、粘粒、砂粒含量和容重的影响；粘结力与海拔高度、粘粒、砂粒含量、容重均存在显著的空间自相关性和较好的交互相关关系；状态空间方程对粘结力的空间模拟效果要优于线性回归模型，其中采用单因素粘粒含量的状态空间方程结果最好，纳什效率系数NSE为0.968，可以解释粘结力空间变异的97.2%。

摘要:以苹果树修剪的枝条为原料，分别在300、400、500、600℃条件下热解制备生物质炭，在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上，通过培养试验研究不同温度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响。结果表明，随着热解温度的升高，生物质炭的碳含量、比表面积及碱性官能团的含量增加，O、H及H/C、O/C和酸性官能团、总官能团的含量则降低，生物质炭的芳香族结构加强，稳定性升高。添加生物质炭可以增加土壤呼吸速率、微生物量碳（MBC）及可溶性有机碳（DOC）的含量，且随着添加比例的增加而增加，但随着热解温度的升高而降低。生物质炭的矿化率随着热解温度升高和添加比例增加而降低。利用双库模型揭示了生物质炭对土壤活性碳库、惰性碳库及其分解速率的影响。施用生物质炭后土壤有机碳的半衰期在24.09~44.76a之间，且随生物质炭制备温度升高而增大。考虑到生物质炭制备过程中有机碳的损失，且从提升土壤有机碳含量方面考虑，500℃为制备苹果枝条生物质炭的最佳温度。

摘要:为提高木质纤维原料可发酵单糖的酶解转化率，采用液氨过氧化氢联合预处理(H-LAT)玉米芯，研究了温度与过氧化氢用量比对玉米芯固体回收率、化学成分及聚糖酶解转化率的影响，并采用X射线衍射图谱和红外光谱对玉米芯H-LAT预处理前后的纤维结构特性进行了分析。结果表明：H-LAT预处理能有效地去除玉米芯中的木质素并能保留绝大部分碳水化合物；在最优的预处理条件下，添加纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶组成的复合酶系酶解72h，玉米芯糖化率达85.0%，1000g干基玉米芯可获得可发酵单糖593.1g，是未处理的3.53倍；X射线衍射表明，经H-LAT预处理后玉米芯结晶区与无定形区同步下降；红外光谱分析表明，H-LAT预处理能打破纤维素的氢键连接，破坏木质素—碳水化合物复合体内部的酯键连接，同时使残留木质素分子结构受到一定的破环，这些变化有效地降低了玉米芯的抗水解屏障，是酶解率提高的根本原因。

摘要:为探索经木霉培养液预处理的秸秆厌氧消化产气特性，利用实验室自制小型厌氧发酵装置，在中温(30±1)℃条件下，分别对经预处理的稻秸、麦秆和稻麦秆混合物进行批式厌氧发酵试验。结果表明：料液质量分数10%、接种物质量分数20%条件下经木霉培养液预处理过的秸秆产气量有明显提升，稻秸、麦秆、稻麦秆混合物总产气量分别达到14555、15103、17130mL；甲烷含量显著增长，平均甲烷体积分数分别为48.2%、45.4%和47.8%，较对照组提高205.1%、213.1%、214.5%。最高甲烷体积分数分别达60.5%、66.1%和66.8%；原料利用率较大提高，化学需氧量COD日均降解量分别为522.23、542.50、668.72g/d，TS产气率分别达172.84、183.12、205.54mL/g；其中经预处理后的稻麦秆混合物在产气量增加的前提下，大大缩短厌氧发酵时间（DT90：17d）。发酵过程pH值、挥发性脂肪酸（VFA）变化情况均在正常范围。

摘要:以油炸藕片为研究对象，使用荧光探针—尼罗红将油染色，然后应用激光共聚焦显微镜比较真空和常压2种不同油炸方式对藕片微观结构的影响，并比较在相同预处理条件下2种油炸方式的吸油率。结果表明，在ΔT=60℃时，真空吸油率比常压油炸降低了约30%。在微观结构方面，真空油炸能够很好地保存细胞的完整性，破碎细胞较少，阻碍油脂的进入，而常压油炸后细胞破碎严重，吸油率相对较高。在样本表面，真空油炸仅有1/3的细胞被油覆盖，而常压油炸约有2/3的区域被覆盖，尤其是油炸焦皮内部第一层细胞的油分布情况更能反映不同油炸方式微观结构的差异性。在样本内部，真空油炸的油分布在细胞间隙，完整细胞中少油或无油存在，而常压油炸，由于油炸温度高，使得细胞失水快，细胞破碎，油炸后细胞间隙和细胞中充满了油。综上所述，真空油炸能够减少油吸收，并保持油炸样本细胞的完整性，为深入研究油炸食品微观结构的变化，减少油吸收提供理论依据和有效手段。

摘要:研究乳铁蛋白（LF）—多酚（表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、绿原酸（CA）、没食子酸（GA））共价复合物对β-胡萝卜素乳状液稳定性的影响。采用自由基接枝聚合法制备乳铁蛋白—多酚共价复合物并进行高效液相色谱检测。以乳铁蛋白—多酚共价复合物为乳化剂制备β-胡萝卜素乳状液，通过加速分层和量化沉淀、悬浮的方法快速测定乳状液的稳定性；通过光照和不同温度（25℃、37℃和55℃）条件下的贮藏实验，测定乳状液中β-胡萝卜素的化学稳定性。结果表明，乳铁蛋白经多酚修饰后，色谱峰保留时间缩短，亲水性增加。乳铁蛋白与多酚生成的共价复合物可以提高乳状液的稳定性，同时可以抑制水包油乳状液中β-胡萝卜素的降解，提高β-胡萝卜素的化学稳定性。3种共价复合物中，LF—CA共价复合物对β-胡萝卜素乳状液具有最好的稳定效果。

摘要:通过测定蛋白质氧化产物（α-氨基己二酸半醛、γ-谷氨酸半醛、α-氨基己二酸、希夫碱）以及脂质氧化产物（硫代巴比妥酸、己醛）的含量，研究不同部位牦牛肉（腰肌、股四头肌、背最长肌）在冷冻贮藏期间（-18℃，0~140d）蛋白质、脂质氧化规律及其对保水性的影响。结果表明：血红素铁和超氧化物歧化酶在背最长肌冻藏阶段的脂质氧化进程中发挥着重要作用，较低的血红素铁含量以及较高的超氧化物歧化酶是背最长肌脂质氧化程度较低的主要原因。冻藏显著影响腰肌和股四头肌蛋白质的氧化，血红素铁与超氧化物歧化酶、过氧化氢酶共同调控氧化反应的发生：冻藏140d后，血红素铁的促氧化作用使腰肌和股四头肌中的α-氨基己二酸半醛、γ-谷氨酸半醛含量均显著增加（P<0.05），尽管腰肌中的血红素铁显著高于股四头肌（P<0.05），但腰肌中相对较高的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶使腰肌与股四头肌的α-氨基己二酸半醛、γ-谷氨酸半醛含量并无显著性差异；血红素铁含量更高的腰肌容易使其产生更多的α-氨基己二酸，但腰肌中相对较高的超氧化物歧化酶与过氧化氢酶协同作用使腰肌中的α-氨基己二酸含量极显著低于股四头肌（P<0.05）。此外，冻藏引起的蛋白质羰基化反应显著影响牦牛肉的保水性，抗氧化酶活力最低、血红素铁含量相对较高的股四头肌保水性最差，其解冻汁液流失率是背最长肌的3.55倍。

摘要:采用压缩模式研究了离子价态、离子浓度、基体总质量分数、低酰基结冷胶/酪蛋白酸钠（LA/SC）配比对低酰基结冷胶/酪蛋白酸钠复合凝胶凝胶特性的影响。研究结果表明，离子价态和离子浓度对LA/SC复合凝胶凝胶强度影响显著，复合凝胶的断裂应变随着离子浓度的升高而降低，基体总质量分数和LA/SC配比对复合凝胶断裂应变基本无影响。复合凝胶的断裂应力和杨氏模量随着基体总质量分数和LA/SC配比的增大而升高。在确定的基体总质量分数和LA/SC配比下，断裂应力和杨氏模量则随着离子浓度的升高先增大后降低。相对于一价离子（Na+）而言，二价离子（Mg2+）形成的凝胶强度更高，且用量更少。复合凝胶的保水性随着离子浓度的升高而降低。基体质量分数越高，低酰基结冷胶含量越高，复合凝胶的保水性越好。

摘要:烤羊排是我国传统肉制品，但目前市场上尚未开发出适用于羊排烤制的自动控温程序，阻碍了烤制羊排的工业化生产。由于烤制属于非稳态加热过程，明确烤制温度与物料中心温度的关系是建立自动控温程序的基础。然而羊排形状不规则、肉质不均一，造成烤制过程中的中心温度难以预测。以法式小切羊排（横截面积（11±4）cm2）为原料，针对商业化烤制羊排所普遍采用的低温（120℃）及高温（220℃）烤制条件，以升温曲线为基础，进行非线性数据回归，建立烤制羊排中心温度预测模型，并进行羊排品质评价与模型的验证。结果表明：所建模型能够准确预测120℃和220℃烤制温度时，不同羊排大小与烤制时间条件下羊排的中心温度，预测值与实测值的平均相对误差及均方根误差均低于6%，为进一步开发羊排烤制自动控温程序及设备提供了依据。

摘要:采用电子舌技术结合主成分分析，以蔗糖为参比物，对5种不同组成的甜菊糖样品（RA95、RA97、RA99、RA/RB(90/10)、RA/RD(90/7)），进行了甜味特性评价研究，将评价结果与感官评价结果进行了对比。甜菊糖溶液质量浓度0.2～0.8g/L时，等同甜度的蔗糖溶液质量溶度为0.03～0.09g/mL，相对蔗糖甜度倍数为90～220，在口腔内的甜味持续时间为10～60s，质量浓度1.2g/L的5种甜菊糖溶液均呈现出明显苦味。电子舌可以准确识别5种不同类型甜菊糖样品，判别指数为100。在主成分分析得分图的PC1和PC2轴上，电子舌能够识别不同质量浓度的蔗糖和甜菊糖溶液，电子舌对相同质量浓度的甜菊糖溶液甜味强度识别结果从大到小依次为RA/RD(90/7)、RA95、RA/RB(90/10)和RA99、RA97、RA95，识别结果与感官评价结果一致。通过计算主成分得分图上的组间距离，电子舌判定3种RA系列甜菊糖与蔗糖的相似度最高的为RA99，其次为RA97和RA95。结果表明，电子舌技术在代替人工感官进行甜味评价方面有很好的应用前景。

摘要:提出了一种基于流形学习算法的柑橘叶片氮含量光谱快速检测方法。分别在萌芽期、稳果期、壮果促梢期和采果期，使用ASD FieldSpec 3光谱仪采集了柑橘叶片的反射光谱，并同步采用凯式定氮法测定叶片的氮含量。首先采用正交试验确定各个生长期小波去噪的最佳参数组合，然后分别采用主成分分析、多维尺度变换、局部线性嵌入、等距映射和拉普拉斯特征映射5种流形学习算法对原始光谱和经小波去噪后的光谱数据进行特征提取，将特征数据导入支持向量机回归建立柑橘叶片氮含量预测模型，4个生长期的最佳验证集模型决定系数依次为0.9014、0.9344、0.8954和0.8779。试验结果表明，这5种流形学习算法都能有效地用于柑橘叶片氮含量预测，为柑橘叶片氮含量快速无损检测、生长态势监测和变量施肥提供了理论依据。

摘要:研究了一种快速、精确、无损检测桑叶农药残留的方法。以不含农药残留的桑叶、含有敌敌畏残留的桑叶、含有毒死蜱残留的桑叶、含有乙酰甲胺磷残留的桑叶、含有乐果残留的桑叶和含有辛硫磷残留的桑叶为实验对象，利用高光谱成像仪获取390~1050nm范围内的桑叶高光谱图像。利用ENVI软件确定叶片的感兴趣区域，并采用连续投影算法（SPA）优选出10个特征波长（452.51、469.88、517.28、539.85、578.92、643.72、727.24、758.34、785.67、819.67nm）。利用基于径向基内核（RBF）的支持向量机（SVM）和10折交叉验证的方法建立桑叶农残检测模型，并讨论了3种参数寻优算法（网格搜索、遗传算法和粒子群算法）对模型性能的影响，发现采用网格搜索的SVM模型的性能最优，其交叉验证正确率为63.89%，预测正确率为78.33%。为了进一步提升模型的分类性能，将自适应提升算法（Adaboost）引入到SVM建模方法，基于特征波长下的光谱数据，对桑叶是否含有农药残留及农药残留品种进行分类建模。结果表明，Ada—SVM模型的预测准确率达到97.78%，较传统SVM模型的准确率提高了19.45个百分点。可见，利用高光谱图像技术结合Ada—SVM算法能够较准确地鉴别桑叶农药残留。

摘要:提出了一种基于多特征的杂草逆向定位方法。以田间作物作为研究对象，将多目标杂草定位问题转换为单目标的作物定位问题。采用作物叶片HU不变矩与形状特征的识别准确定位出每一株作物，然后基于颜色特征将作物区域以外的绿色植物均认定为杂草。设计了一款小型杂草定位装置，并应用在宽幅喷药机上。田间试验结果表明，在喷药机工作速度为5km/h时，该系统对于大豆田间杂草识别的准确率为90%以上，较好地解决了杂草定位与精细喷洒农药问题。

摘要:合理的果树冠层结构有利于获取充足的光照，对提升果实产量及品质具有重要意义。为了揭示果树冠层光照分布规律，以自由纺锤形苹果树为研究对象，以目标图像的颜色变化与光照强弱存在相关性为理论依据，首先利用Trimble TX5型地面三维激光扫描仪以“顶视法”获取叶幕稳定期苹果树冠层三维点云，按照实际苹果树冠层划分方法，提取三维点云空间不同区域的颜色特征，针对自然环境下苹果树冠层颜色特征具有复杂性和模糊性，不能采用精确、定量的符号对其进行描述的不足，构建以颜色特征为输入、相对光照强度为输出的模糊神经网络，以此作为苹果树冠层光照分布预测模型。试验结果表明：提出的基于三维点云颜色特征的光照分布计算方法具有较好的可行性，预测精度为80.57%，能够为科学合理的苹果树修剪和整形提供技术支撑。

摘要:在一台6缸重型柴油机上，进行了进气预混甲醇/柴油双燃料（PMDDF）燃烧、结合氧化催化转换器（DOC）和微粒氧化催化转换器（POC）实现国Ⅳ排放标准的研究。同时还对进气预混甲醇对发动机燃烧过程以及燃油经济性的影响进行了研究。结果表明：在发动机动力性保持不变的情况下，按照排放法规的检测方法，采用PMDDF模式，仅使用DOC+POC可以使原机的排放从国Ⅲ提升到国Ⅳ水平，且综合当量燃油消耗率相比原机基本不变。研究中还发现，随着甲醇替代率的增加，PMDDF模式的着火滞燃期延长，燃烧持续期缩短。在大负荷时，PMDDF模式的当量比油耗低于原机，而小负荷时略高于原机。

摘要:在定容弹内，采用纹影和激光Mie散射技术研究了外开式压电晶体汽油喷油器使用汽油、正丁醇和乙醇时的喷雾特性。结果表明，外开式喷油器喷油形成的空心圆锥状喷雾结构由线状油束组成。喷油背压对喷雾的宏观形态影响较大。随着喷油背压的升高，喷雾中油线间隙减小并最终消失，同时喷雾贯穿度与面积均大幅减小，但喷雾锥角基本不随背压、燃料种类和时间的变化而变化。此外，随着背压的升高，喷雾横向贯穿度的减小程度大于轴向贯穿度，但是横向贯穿度始终大于轴向贯穿度。粘度较大的乙醇和正丁醇的轴向贯穿度大于汽油。横向贯穿度与喷油产生的涡流有关。涡流尺度越大，则横向贯穿度也越大。

摘要:提出柴油机SCR系统尿素分解效率的理论计算方法。试验研究了柴油机SCR系统尿素分解效率、NOx转化效率以及NH3泄漏量的关系，分析了空速、氨氮比、SCR温度对三者的影响。结果表明，NOx的转化效率与尿素分解效率的变化趋势基本相同；在催化剂活性温度范围内，尿素水溶液最终分解出NH3的效率都在90%以上；随空速的增大，尿素分解效率先增大再减小；氨氮比为1时，NOx的转化效率较高，但是NH3的泄漏量超出限值；氨氮比对尿素分解效率几乎没有影响；排气温度上升时，尿素分解效率增大。空速和SCR温度是影响尿素分解效率的最大因素。提出的计算方法能够呈现尿素分解效率的变化趋势，为提高SCR系统工作效率提供了依据。

摘要:以捷达1.6L汽车内燃机为试验母体，将黄缘真龙虱体表的减阻、耐磨凹坑结构应用于内燃机主要摩擦副活塞裙部上，并进行优化设计。首先，根据龙虱体表凹坑排布的形状和结构尺寸确定仿生孔径和间距范围，通过相对速度减阻率选定最优仿生孔径。其次，根据标准活塞裙部热—结构耦合分析应力排布情况，设计变孔径、变行间距排布的仿生孔，并制定正交试验方案。对仿生活塞模型进行有限元热—结构耦合分析，选取3个典型目标变量作为试验指标，进行优化设计得出主次因素和最优组合。最后，选取标准活塞、最优性能仿生活塞、最优组合活塞，进行内燃机耐久性台架试验。通过检测各个气缸活塞运行至上止点时其顶部温度、气体压力变化率、活塞磨损量、磨损后活塞裙部表面粗糙度验证了仿生活塞减阻、耐磨的优越性。

摘要:为了对履带式混合动力推土机在全工况下的经济性进行仿真分析，对ADVISOR进行二次开发，在Matlab/Simulink环境下建立直驶和转向动力学模型、履带行走机构模型、油泵模型和分动箱模型等，进而构建了混合动力推土机及其对照机的整机仿真模型。分别对两对照机进行实机试验，并对比仿真与试验中的关键运行参数以验证模型精度。结果表明，所建立模型在全工况下具有较高的仿真精度。利用该模型进行的全工况经济性仿真分析显示，混合动力推土机在直行推土和转向中均具有显著的节能效果，采用发动机—发电机组最优效率曲线控制时节能得到进一步提升。

摘要:为提高直驱式AMT换挡品质的稳定性，针对2自由度电磁执行器的特性引入逆系统控制方法。阐述了执行器的结构及工作原理，通过建模分析了执行器参数耦合现象，执行器静态特性测试表明其输出特性具有非线性的特点。引入逆系统方法并分析系统的可逆性，建立执行器的伪线性系统并根据线性系统理论设计状态反馈控制器。扩张状态观测器的引入提高了系统在摩擦阻力时变条件下的输出特性稳定性。仿真与试验结果表明，基于逆系统方法的换挡控制受参数变化影响小，位移控制精度较高，执行器输出特性较为稳定，基于逆系统方法的直驱式AMT换挡性能较为突出，有利于提升AMT竞争力。

摘要:结合旋量指数积形式（POE）和凯恩方程的优点，提出了一种具有明显几何意义的高效动力学建模方法，并以此为基础提出机器人系统的快速非奇异终端滑模控制算法。凯恩方程中的偏速度选择为基于旋量理论描述的合适的物体雅可比矩阵，并以此定义其他动力学模型参数表达方式，且在“钱江一号”串联机器人上进行建模实例验证。基于该动力学模型，为了改善传统滑模控制的有限时间收敛特性，保证全局控制非奇异性，提出了一种快速全局非奇异终端滑模控制，通过构造带状态高次项的滑模面函数，得到全局非奇异控制，并保证系统从任意状态到达滑模面的时间和在滑模上到达平衡点的时间均为有限且快速收敛，通过李雅普诺夫函数证明了其稳定性，并结合对比实验，验证了该方法在机器人系统中的鲁棒性和有效性。

摘要:为实现水下机器人的矢量推进，提出了一种2自由度解耦球面并联机构。基于螺旋理论计算了机构的自由度，分析了机构的运动学，获取了机构的运动学正逆解。利用一阶运动影响系数法推导出了机构的雅可比矩阵，并在旋量形式的牛顿—欧拉方程基础上，运用船舶水动力学的螺旋桨推进理论，建立了机构的动力学方程，并给出了相应的数值算例。

摘要:提出了一种基于低偏心率椭圆齿轮转子适用于高压下微小流量计量的双向椭圆齿轮流量计结构，阐述了该种流量计的工作原理，给出了低偏心率椭圆齿轮转子的节曲线及齿廓方程，并设计了样机进行实验研究。实验表明，在31.5MPa以下，0.05~3L/min流量范围内的计量精度可达±0.5%，在0.03~3L/min流量范围内的计量精度可达±1%，具有耐高压、结构简单、精度高、脉动小、可双向计量等优点。

摘要:针对D型二元颗粒物料在转筒内的分离问题，以粘土颗粒和木制颗粒组成的物料为对象，采用离散单元法模拟了滚落运动模式下物料在转筒内的运动与分离过程。通过颗粒接触数定义物料混合指数，并结合Hong的渗流与凝聚竞争理论定量分析了物料的径向分离。结果表明：滚落运动模式下物料在转筒截面上分为平流层与活动层两部分，颗粒之间的分离运动发生在活动层；颗粒密度差异引起凝聚作用，使木制颗粒向转筒内壁分散而粘土颗粒向中心聚集，物料形成“月亮模式”分离形态；通过配置2种颗粒的半径可引入渗流机理，当渗流作用与凝聚作用相互平衡时，可避免物料发生径向分离；渗流机理的引入不受转筒尺寸的影响。

摘要:提出了一种快速辨识数控机床主轴温升特性的方法，该方法通过基于支持向量机回归的非线性预测技术，利用短时间实际采集主轴的温升数据，预测长达数小时的主轴温升曲线，并辨识出主轴的稳态温度、热平衡时间等温升特性参数。该方法可大大缩短数控机床主轴热平衡试验的时间。试验研究表明基于支持向量机回归的非线性预测方法快速辨识的主轴温升特性与热平衡试验结果相吻合，验证了本文方法的有效性与可行性。

摘要:提出一种针对2D电液比例方向阀的双向压扭联轴器的设计方案，用球型滚轮传递运动，将楔形件的直线运动转换为阀芯的旋转运动，同时放大输出转矩和2D阀芯的扭转角度。建立了压—扭联轴器的动力学方程，用相平面法研究了其颤振补偿间隙特性，采用颤振补偿技术降低压扭联轴器的滞环，达到消除间隙的效果。在建立数学模型和制作样机的基础上，对楔形件直线运动与阀杆旋转角度之间的关系进行了仿真和实验，仿真分析与实验结果基本吻合, 实验结果表明：采用颤振补偿技术可有效降低因间隙产生的滞环；颤振幅值为间隙量50%时，滞环约为3.7%，颤振幅值大于间隙量时，滞环小于2%。

摘要:为进一步提高轴向柱塞泵功率密度，首先结合前人工作针对功率密度给出量化计算公式，并对其中最重要的2个因素进行了研究。分析表明，影响因素1单位体积的每转排量主要由斜盘倾角与柱塞分布圆半径决定，并提出采用柱塞包覆滑靴形式提高该因素值，计算表明其柱塞泵功率密度可提高60%；影响因素2最高转速主要受自吸性能影响，且普通柱塞泵自吸性能受缸体腰型槽粘性阻力与强制漩涡阻力影响，并随着转速提高而下降，对此提出一种双向倾斜式腰型槽缸体，其仿真证明该结构具有离心甩油作用，其最高转速最高可提高45.4%。最后针对大排量双联泵功率密度下降问题提出了一种对称X型高功率密度轴向柱塞泵结构，

摘要:基于VOF方法并考虑界面张力影响与界面重构，分别建立不同喷射流率下的非相溶两相流界面追踪模型，追踪液—液分散雾化过程中油—水两相界面变化，模拟了射流破碎和液滴形成、生长与破碎等微观特征，分析了准则数对射流破碎与液滴形成的影响机理。结果表明：所建立的界面追踪模型能模拟不同喷射流率下液—液分散雾化形成液滴过程，但高喷射速率时捕捉流场中小尺度涡破碎过程的能力仍有不足；在不同的液滴形成模式下，射流液体的破碎均具有随机性，并随喷射流率的增大而增强，射流破碎依靠两相界面的波动和失稳形成体积较小的液滴；Re、Ca和Bo准则数对滴流和层流射流时形成的液滴与射流表面及其破碎处的形状的影响比较大，而对于湍动射流而言，则主要影响射流破碎程度和形成液滴的粒径。

摘要:采用超声脉冲反射法对厚截面复合材料局域孔隙缺陷进行检测，提取超声背散射信号进行分析。结果表明，在材料近表面区域可能产生共振结构噪声，孔隙会导致结构噪声频率降低、幅值减小；在远表面区域的背散射信号恢复正常状态，孔隙则会导致较小幅值回波的出现。在此基础上提出了基于背散射信号处理的局域孔隙识别方法。对近表面信号使用改进S变换生成时频系数矩阵，再计算信号主频极小值及增益来识别孔隙。对远表面信号则先进行小波变换模极大值去噪，再使用改进S变换生成时频系数矩阵，最后计算信号主频极大值及增益来识别孔隙。对厚截面复合材料平板和曲面试块的实验表明，使用该信号处理方法可以有效识别厚截面复合材料局域孔隙缺陷。