摘要:针对现有大豆籽粒筛选机构精度低、豆粒损伤大、不能有效识别霉变、灰斑豆粒等缺点，提出了一种基于TMS320DM6437（DSP）和TMS320DM355（ARM）的嵌入式大豆籽粒视觉分级系统的总体设计方案。阐述了该系统的工作原理、硬件构成、软件系统和分级测试。采集的大豆图像，经背景分割后提取豆粒参数，利用统计学方法对豆粒区域进行边界特征、区域特征提取，确定圆形度和平滑度为最优分级特征。以达芬奇技术处理器TMS320DM6437和TMS320DM355作为核心处理单元，嵌入图像处理算法，实现大豆籽粒的视觉分级。选取4类不同品种大豆各2000粒作为试验样本，对系统进行重复测试，分级筛选精度达到95%。

摘要:为提高皮棉质量和皮棉中异纤的检测精度，提出了一种基于机器视觉的棉花伪异性纤维识别方法。皮棉经过开松装置被制成薄棉层，检测通道两侧的相机对棉层进行拍摄，并将采集到的棉层及异纤和伪异纤图像保存到工控机，通过图像分块及阈值分割等算法，提取伪异纤目标区域，统计获取区域的数个颜色、形状和纹理特征，基于特征数据，分别使用BP神经网络、一对一有向无环图策略线性核函数支持向量机和径向基核函数支持向量机对两大类棉花杂质进行分类识别。实验结果表明，99.15%的伪异纤目标可被准确识别，径向基核函数支持向量机在棉花异纤和伪异纤分类识别中，总分类正确率为95.60%，能够满足在线检测的要求。

摘要:针对序列切片中带有褶皱的蝗虫切片图像，提出基于单元最邻近匹配的方法打开褶皱，首先利用尺度不变特征变换（Scaleinvariant feature transform，SIFT）算法对放大2倍的切片图像提取褶皱切片和参考切片特征点，利用k-d树策略确定初始的匹配对；然后经RANSAC算法剔除误匹配；再分别对褶皱区域和褶皱切片进行单元划分，并用最小二乘法分别求每个褶皱子单元最邻近的切片子单元中匹配点对的空间映射模型；最后利用该空间映射模型求褶皱子单元的对应匹配块，完成褶皱区域的修复。试验表明：采用单元最邻近匹配的方法能够搜索到更多的特征点，建立的空间映射模型也能更好地匹配褶皱区域的图像纹理变化，能较好地完成对褶皱区域的修复,实现带破损切片的精确分割和修复。

摘要:通过对当前脱绒棉种分选实现方法的对比，给出了一种双CCD(Charge-coupled device)检测FPGA(Field-programmable gate array)分选实现的方法。通过图像采集模块、数据传输模块和分选模块的分析与设计，结合仿真分析和测试试验，验证了色选机系统效果。其中，图像采集模块采样彩色线阵CCD对脱绒棉种进行成熟度信息采集、黑白线阵CCD对棉种进行完整度信息采集；数据传输模块完成采集数据的传输任务；分选模块依据成熟度和完整度信息对棉种进行判别分析。试验结果表明，色选机系统能够完成对棉种特征信息的采集、数据传输以及分选判别工作，能够满足色选机设计要求。

摘要:为探究稻谷通风中谷层阻力的变化规律，基于离散元理论，构建了2个品种稻谷颗粒的数值模型，采用CFD-DEM耦合模拟了垂直圆管约束中的稻谷颗粒群在不同风速及谷层深度下通风阻力的变化规律。结果表明：在表观风速一定时，谷层阻力随谷层深度的增加而非线性增加（R2>0.99）；当谷层深度一定时，谷层阻力随表观风速的变化关系可表达为二次多项式形式（R2>0.98）；不同品种的稻谷在相同条件下谷层阻力变化趋势相同，数值不同，长粒型较短粒型谷粒通风阻力小。通过搭建试验装置，对模拟结果进行了试验验证，成对t检验（α=0.01）结果表明差异不显著，数值模拟与试验结果吻合，证明应用CFD-DEM方法数值模拟稻谷通风阻力是可行的，获得的拟合方程可用于谷仓通风阻力计算，指导就仓干燥系统管网设计及风机的选配。

摘要:采用3D-PIV激光流速仪对立式轴流泵喇叭管和进水池内部流动进行了测量，2个典型流量工况下的测量结果表明：设计流量（Q0）工况时，叶轮进口断面流速场呈对称分布，断面轴向流速均匀度达到0.87，无旋涡发生，喇叭管内及泵叶轮进口水流流态良好；大流量（1.2Q0）工况时，叶轮进口断面流速场呈非对称分布，断面轴向流速均匀度仅0.70，流道及喇叭管内有较强的旋涡产生，并进入叶轮诱发振动。分析了旋涡核心区的细部流动结构，导出了旋涡的数字形态，揭示了涡核内水流圆周分速度的分布规律，涡核中心的流速接近为零，圆周分速随涡核半径增加而增大，在半径3~5 mm范围内速度梯度最大，旋涡的强迫涡特征十分明显。提出了基于流量的单元面积加权流速均匀度及相应的计算公式，使过流断面流速均匀度的计算结果更为合理、更加符合实际。

摘要:凌城抽水站各运行工况下的扬程范围变化比较大，在对该泵站轴流泵选型分析时发现，南水北调同台测试中的水力模型能够满足其运行的基本要求，但均有其不合理性：高效区扬程满足设计扬程时，最高扬程缺少安全余量；最高扬程满足时，高效区扬程偏离设计扬程，效率偏低。基于CFD计算对凌城站水力模型进行针对性设计，通过改变叶栅稠密度和翼型安放角，采用多工况优化设计的方法，使得最终设计方案能够满足凌城站的运行要求。然后对水力模型的最终设计方案进行泵段数值模拟研究，数值模拟结果表明该针对性设计的水力模型效率较高，同时兼顾到凌城站最高扬程的要求。最后对针对性设计的水力模型进行泵段试验，试验结果表明基于CFD的轴流泵水力模型的针对性设计是准确的、可靠的，针对凌城站设计的水力模型确实能够更好地满足该泵站的特殊水位要求。同时也说明，对于大型泵站的更新改造，水泵水力模型的针对性设计研究是必要的。

摘要:为了研究射流式离心泵在非设计工况下的内部流动特性，选取JETST-100型射流式离心泵作为研究对象，运用CFX软件提供的RNG k-ε湍流模型，对模型泵内部流动情况进行了三维非定常数值模拟，得到各过流部件内部的速度场和压力场分布等流动信息，比较了在不同运行流量下，射流器进口和喉管处质量流量的变化情况，并将模拟结果与试验进行对比。结果表明：射流器内部压力最高区域在喷嘴进口处，低压区域在喉管附近，喷嘴附近速度最大，抽送液体的进流口速度最小；叶轮中流出的液体大部分回流至射流器进口，随着泵运行流量的减小，回流所占射流器喉管处质量流的比例增加；对叶轮内的流动分析显示，叶片吸力面的速度普遍高于压力面的速度，进一步影响了该型泵的运行效率。

摘要:为了研究离心泵小流量工况不稳定空化特性，通过数值模拟和试验，研究了离心泵小流量工况不同空化程度泵的内流特性及泵进出口压力脉动特性。结果表明：小流量工况下，蜗壳隔舌与叶轮间的动静干涉对离心泵内部不稳定流动具有重要影响，叶轮流道内受空化影响所产生的漩涡与受蜗壳隔舌影响所产生的漩涡的流动方向相反。随着空化的发展，离心泵进口压力脉动的主频由2倍轴频逐渐向低频段迁移，且存在一定的波动；泵进口压力脉动存在于2倍叶频处的峰值，随着空化发展到一定程度而消失；受叶轮与隔舌动静干涉的影响，泵出口压力脉动的主频为叶频，在2倍轴频处存在波动较大的峰值；泵进出口压力脉动的宽频脉动随着空化余量的降低存在明显变化。

摘要:自吸泵的自吸过程属于复杂的气液两相流动过程。通过建立泵自吸性能外特性及自吸过程气液两相流动特性协同测试系统，采用NI虚拟仪器LabVIEW编程平台，实现了对泵自吸过程中的进出口压力、流量、转速的瞬态测试；同时采用高速摄影观测系统对自吸泵叶轮、蜗壳及气液分离室内部的气液两相流动过程进行了可视化观测。结果表明：在流量未上升之前，自吸离心泵的自吸过程一直处于动态的稳定过程。气液分离室进口出现的稳定气液分离面有利于气液分离，有助于气泡的排出。而扩散段出口出现的停滞回旋气泡不利于气泡的及时排出，对自吸性能有不良的影响。在自吸末期，流量、压力均有突变的过程，且气液分离室内小水珠、扩散管处气泡数目急剧增多，随后又急剧下降，体现了明显的瞬态效应。

摘要:为保证喷杆式喷雾机工作过程中，喷杆与冠层之间始终保持近似平行并相距适当距离，以保证施药效果，并避免喷杆倾斜刮伤作物，设计了一套喷杆式喷雾机喷杆高度及平衡在线调控系统。该系统采用超声波测距传感器实时检测喷杆两端的实际对地距离，并根据其与喷杆设定作业高度的差别，控制油缸动作，对喷杆高度及喷杆平衡进行实时调整。给出了喷杆式喷雾机样机的总体结构，介绍了喷杆高度液压调节系统的组成和工作原理，详细阐述了喷杆高度及平衡在线调控系统的软、硬件设计方法，设计了一种对地距离检测信号枝叶遮挡干扰的滤波算法，并对喷杆高度及平衡在线调控系统的调节性能进行了场地和田间试验。场地试验表明，该调控系统可以有效改善阶跃激励路面引起的喷杆高度变化，并可以将喷杆高度变化值控制在±3 cm范围内。田间试验表明，喷杆高度信号滤波程序可以有效滤除分行器下方偶有棉花枝叶的干扰，实现喷杆高度及平衡的在线调控。

摘要:露天煤矿开采损毁大量土地资源，同时引发植被受损、景观结构功能遭到破坏和生物多样性降低等一系列生态环境问题，已成为制约矿区可持续发展乃至区域生态安全的重大隐患。土地复垦是对损毁土地采取整治措施，使其达到可供利用状态的活动，也是生物多样性的恢复过程。因此，露天煤矿土地复垦生物多样性保护与恢复研究对促进矿区经济和生态环境协调发展具有重要意义。简要介绍了生物多样性内涵和研究热点，以及露天煤矿开采复垦过程中生物多样性扰动与恢复特征，重点阐述了露天煤矿生物多样性保护中的多样性调查、监测和评价以及受损评估和预测研究进展。同时，重点论述了露天煤矿土地复垦生物多样性恢复中的土壤生境再造、植被重建以及复垦土地景观结构与生态功能的研究进展。阐释了露天煤矿土地复垦生物多样性保护与恢复的相关法规政策。最后展望了未来露天煤矿土地复垦生物多样性保护与恢复领域的研究重点，以期为推动该领域进一步研究提供思路。

摘要:利用1980—2013年北疆玛纳斯河流域乌兰乌苏农业气象站长期的农气观测实验资料，对3个典型棉花种植时期：裸地沟灌（NF，1980—1993年）、覆膜沟灌（MF，1994—2004年）以及膜下滴灌时期（MD，2005—2013年）的棉花生长和耗水特征进行对比研究。结果表明：在充分灌溉的条件下，棉花籽粒产量主要受温度影响，而蒸散量的变化与灌水量有关。近34年，该站棉花籽棉产量和棉田蒸散量均呈增加趋势，每年籽棉产量的增加率大于蒸散量的增加率，棉田水分利用效率（WUE）和灌溉水利用效率（IWUE）也随之呈增加趋势。MD时期的WUE和IWUE值最大，分别为(0.7±0.1)、(1.0±0.3) kg/m3，在我国和世界其他干旱、半干旱棉花产区均处于较高水平。

摘要:采用一维垂直积水入渗试验，研究晋陕蒙能源区不同构型土体的水分入渗特性。结果表明：不同构型土体的入渗能力差异明显，表现为风沙土、黄土、砒砂岩的入渗能力依次降低，风沙土和黄土中采用混合添加和分层添加砒砂岩的方式均可以延长入渗时间并能降低入渗速率；在控制较高容重的条件下，含有料姜石和煤矸石的土体入渗能力低；层状结构土体的入渗能力低于均质土壤；采用线性函数可以很好地描述不同构型土体累积入渗量与湿润锋推进距离之间的关系；与Philip入渗模型相比，Kostiakov入渗模型可以更好地拟合不同构型土体的入渗过程。

摘要:针对降水随机性较强、影响因素复杂、单一模型预测精度低的特点，采用集对分析法，研究降水量与气象影响因子的关系。将基于密度参数的径向基函数人工神经网络模型与灰色模型相结合，利用信息熵权重法计算2个单一模型的权重，构建基于信息熵的集合模型(Combing model based on information entropy，IE-CM)，用于三江平原友谊农场的降水量预测。研究结果表明，与单一模型相比，IE-CM模型预测结果的决定系数、平均相对误差及均方根误差较单一模型均有所提高，分别为0.99、10.655%和3.03 mm，预测结果的合格率为83.3%，均满足水文预测要求。

摘要:基于模拟降雨试验和纱网覆盖消除雨滴打击作用的试验方法，研究雨滴打击对黄土坡面细沟侵蚀特征的影响。试验包括3种黄土高原代表性的侵蚀性降雨强度（50、75、100 mm/h）和3个细沟侵蚀发生最常见的坡度（10°、15°和20°）。结果表明，与有雨滴打击试验处理相比，纱网覆盖消除雨滴打击后，坡面径流稳定产流率和含沙量均明显减小；坡面侵蚀量和细沟侵蚀量分别减少28.1%~47.7%和20.2%~38.6%；而细沟侵蚀对坡面侵蚀的贡献率增加。消除雨滴打击后，坡度对细沟侵蚀的影响与有雨滴打击时相同，而降雨强度对细沟侵蚀的影响增加。有、无雨滴打击试验处理的细沟密度和割裂度均随着降雨强度和坡度的增加而增大；而细沟倾斜度的变化较为复杂，所以细沟密度和割裂度可作为描述细沟形态的最佳指标。试验结果还表明，雨滴打击对细沟沟槽形状也有间接影响，即消除雨滴打击后，细沟宽度和深度的变异程度减小，沟槽形状更为规则。同时，有雨滴打击试验处理的细沟宽深比随着坡度和降雨强度的增加而减小，而无雨滴打击试验处理的细沟宽深比随着坡度的增加而减小，随着降雨强度的增加呈微弱的增加趋势。

摘要:为了探明黄土高原半干旱区退耕还林对土壤微量元素（Cu、Zn、Mn、Mo、Fe）含量的影响及其与影响因子间的关系，以甘肃省关川河流域退耕还林地和农地为研究对象，使用有效性评价、通径分析等方法研究土壤微量元素与土壤环境变量间的关系。结果表明：退耕后土壤微量元素含量随土层深度增加而减少，在表层土壤中呈一定的富集现象。退耕地Cu、Mn、Mo的有效性指数高于Zn、Fe，侧柏林地有效性综合指数高于云杉林地。偏相关分析显示，退耕还林区土壤微量元素有效态含量的主要影响因素为土壤有机质、全钾、全氮与土壤含水率；回归分析显示，土壤环境因子可解释38.1%~73.8%有关土壤微量元素含量的变异；通径分析表明，土壤全钾对土壤微量元素的直接作用最大，土壤全氮对微量元素的间接作用最大；决策分析表明，土壤全钾与土壤有机质是退耕还林区微量元素含量的决策变量，而土壤含水率是土壤微量元素的限制变量。

摘要:利用空气压缩机为大棚甜瓜根系供气，采用正交试验设计，研究滴灌带埋深（10、25、40 cm）、加气频率（每天加气1次、每2 d加气1次、每4 d加气1次、不加气）、灌水上限（灌水至田间持水量的70％、80％、90％）对大棚甜瓜种植下土壤酶活性及微生物数量的影响。研究结果表明：①加气灌溉对土壤酶活性、土壤微生物数量均有显著影响。其中对细菌、放线菌数量影响由大到小依次为加气频率、滴灌带埋深和灌水上限；对过氧化氢酶和脲酶活性、真菌数量影响由大到小依次为滴灌带埋深、加气频率和灌水上限。②最适宜的滴灌带埋深为25 cm。③每天加气1次土壤脲酶活性最高，细菌数量也最多；每2 d加气1次土壤过氧化氢酶活性最高，真菌数量最多。④灌水至田间持水量的80％过氧化氢酶活性最高，放线菌数量最多，灌水至田间持水量的90％脲酶活性最高，细菌及真菌数量最多。

摘要:为评价玉米秸秆这一廉价资源的防蚀效果，利用人工模拟降雨试验，研究在黄土高原典型高强度侵蚀性降雨条件下，不同玉米秸秆覆盖方式（沟头缓冲带覆盖、沟内填充覆盖）及其组合对沟蚀发育黄土坡面侵蚀的防治效果。结果表明，对于有细沟和浅沟发育的黄土坡面，不同方式秸秆覆盖可减少坡面侵蚀量8.3%~46.2%，降低径流含沙浓度19.1%~49.6%。其中浅沟沟头覆盖+浅沟侵蚀带沟道全覆盖（H+G）和浅沟沟头覆盖+浅沟侵蚀带主沟道覆盖+细沟沟头覆盖（H+MG+RH）2个处理的防蚀效果最佳，二者分别减少坡面侵蚀量45.0%和46.2%。秸秆覆盖通过改变坡面径流与侵蚀产沙量的关系而非减少径流量来减少坡面侵蚀量。不同方式的秸秆覆盖均可降低径流流速、减弱径流挟沙能力以及径流侵蚀力，进而减少坡面侵蚀量，其中，浅沟沟头秸秆缓冲带覆盖和浅沟沟槽内秸秆填充覆盖均可减小流速42.6%以上。比较2种覆盖方式，沟头缓冲带覆盖较沟内填充覆盖在减少侵蚀方面更有效。因此，在沟蚀发育的黄土坡面上，用玉米秸秆缓冲带覆盖侵蚀活跃的沟头部位可达到最优的防蚀效果。

摘要:为揭示小区尺度乃至微尺度土壤含水率的空间变异性，在杨凌地区猕猴桃果园选取40 m×40 m区域，并在此基础上再以8、2 m为间距进行网格划分，基于经典统计学和地统计学理论，对不同采样密度条件下0~60 cm土层土壤含水率的空间分布特征及其空间变异性进行了研究。结果表明，对于40 m×40 m（L）、8 m×8 m（M）和2 m×2 m（S）3种尺度，0~60 cm深度各土层土壤含水率在水平方向上的变异强度表现为弱变异至中等（偏弱）变异，且随尺度减小和土层深度增加而减小，且所有取样点处0~60 cm深度内土壤含水率在垂直方向上的变异强度表现为弱变异至中等（偏弱）变异。在3种尺度中，土壤含水率存在强烈的空间相关性，表征土壤含水率空间分布形态的半方差函数因尺度不同存在较大差异，L尺度可采用球状和指数模型，M尺度可采用线性模型，S尺度可采用高斯、指数、线性模型。L尺度合理取样数较实际少，而M和S尺度合理取样数较实际多，对于3种尺度，基本表现出0~30 cm土层合理取样数较实际多、30~60 cm土层合理取样数较实际少，表明取样点的合理性分布有待进一步优化。由于地形原因导致当地果园内南北侧土壤含水率空间分布存在较大差异。

摘要:基于北部湾海岸带2000—2013年MOD16蒸散发（ET）数据和植被类型数据，借助于Theil-Sen中值趋势分析、Mann-Kendall检验以及Hurst指数等数理统计方法对海岸带蒸散量的时空变化特征进行定量分析，并在此基础上对蒸散量的未来变化趋势进行预测。结果表明：时间尺度上，2000—2013年北部湾海岸带蒸散量呈波动增加趋势，增速为1.41 mm/a，高于广西桂南地区，海岸东岸蒸散量增速快于全区，而丘陵地区和海岸西岸地区增速慢于全区。季节蒸散量由大到小排序为：夏季(111.88 mm)、秋季(93.45 mm)、春季(85.57 mm)、冬季(47.98 mm)，分别占年内蒸散量的33.01%、27.58%、25.25%和14.16%；空间尺度上，蒸散量自东北—西南中心线呈现海岸带西岸年均蒸散量高于海岸带东岸，东南地带年均蒸散量达到全年最小值的态势，ET_sen趋势度介于-50.93~51.76 mm/a，海岸带蒸散量在空间上呈现出减小的趋势；空间波动性上，海岸带蒸散量的变异系数较大，其值介于0.02~0.39。海岸带中部以及东南部蒸散量处于高波动状态，而海岸带西岸和西北部处于低波动状态，其中合浦县的南流江三角洲蒸散量的波动性最大；未来变化趋势上，海岸带蒸散量Hurst指数的范围为0.25~0.93，平均值为0.68，呈现单峰右偏分布，Hurst指数反持续序列（7.58%）小于持续性序列（92.42%），说明研究区ET未来变化呈持续性减小的趋势。

摘要:采用多维分形克里格插值法（Multifractal Krige，Mkrige）对土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾4种土壤养分进行空间预测，并以普通克里格法为参照对比，从传统统计学参数、积累曲线、多维分形图像、多维分形参数和特异值等方面深入分析Mkrige法空间预测的效果。结果表明：无论何种分形程度的土壤养分，Mkrige法预测值的积累曲线、多维分形参数和多维分形图像都与实测值最接近；Mkrige法较好地保持了原始样本数据的特异值区，真实反映土壤养分空间分布的混沌状态，空间预测效果较优。土壤有效磷、有机质、全氮和速效钾分形程度依次降低；分形程度越高，Mkrige法空间预测效果越优。

摘要:为了研究生物质在水热降解过程中产物的分布及其液体产物特性，首先通过正交试验对生物质水热转化的工艺进行优化，根据不同的目标产物探索最优工艺条件，并对生物质样品的种类、反应温度、停留时间、原料质量和粒径等反应因素的变化规律进行研究，所得重质油产率最佳工艺条件是：采用松木屑为原料，温度250℃，停留时间15 min，原料质量10 g，水质量110 g，生物质粒径80~150目，此时松木屑的干基重质油产率（质量分数）为28.00%。最后结合正交试验结果，选取棉秆为原料，研究单因素反应条件（温度、时间、粒径以及催化剂）下产物产率分布和液体产物特性。结果表明，在无催化剂加入的试验中，温度300℃，停留时间10 min，粒径80~150目下棉秆重质油产率（质量分数）最大为24.14%；当K2CO3作为催化剂，停留时间为20 min时，重质油产率由未添加催化剂时的18.00%提高至29.86%，催化剂的加入在提高油产率的同时，对油的组份也产生了影响，酸类和酮类物质减少，油的pH值提高。

摘要:基于试验和理论分析，研究了回转筒型固态发酵罐内秸秆粉碎料的料床回转周期，建立了数学模型，其计算准确度达95%以上；结合图像分析法和料床回转周期，发现筒内上下料层完全混合时料层所转圈数与筒体转速关系不大，与筒内料体积填充率呈线性关系。由此回归并推导出只需知道筒内料体积填充率和筒体转速，便可预测上下料层完全混合的公式，其计算准确度达90%以上。提出了以上研究成果在工业级发酵罐中应用的方法。

摘要:利用微生物处理技术对经聚丙烯酰胺脱水后的污泥进行不同方式微生物预处理，研究进料总固体（TS)质量分数为3%、发酵温度为35℃时厌氧消化过程中累积产气量与产甲烷含量、pH值、氨氮和化学需氧量（TCOD）等参数的变化趋势，探索真菌宛氏拟青霉不同预处理方式对脱水污泥厌氧消化过程特性的影响。试验结果表明：微生物预处理脱水污泥厌氧消化技术具有较好的可行性。直接添加宛氏拟青霉和添加宛氏拟青霉预处理2 d的污泥进行厌氧消化反应能够有效提高产气量和产甲烷量，加快水解速率，促进污泥中有机物的有效降解，使产甲烷过程顺利进行。直接添加宛氏拟青霉处理的产甲烷效果最优，其净累积产气量和产甲烷量较纯污泥分别提高85.79%和42.76%，且1 kg污泥可产甲烷12.69 L，较纯污泥提高42.74%。

摘要:作为食品领域的重要研究方向，货架期预测已成为国内外研究的热点问题。在整理和总结现有相关研究文献的基础上，阐述了食品货架期预测的研究机理，梳理了相关研究思路与方法；对当前研究中采用的5种方法（基于化学动力学的方法、基于微生物生长动力学的方法、BP神经网络方法、威布尔危险值分析方法和Q10模型等基于温度的方法）进行了比较分析；对应用于肉类、水产品、果蔬等不同类别食品并取得良好预测效果的品质指标及所采用的模型方法进行了总结和分析。最后分析了食品货架期预测研究的现状，并展望了发展趋势。

摘要:针对微波干燥对脱水蔬菜复水能力和应用品质的影响，研究了在单位质量微波功率为0.6、0.9、1.2 W/g的微波流态化干燥（MFD），及在75℃电热鼓风干燥（AD）条件下干燥姜片的复水特性。试验发现，微波干燥姜片的复水能力要弱于热风干燥。随着水浴温度的升高，各组产品的复水能力增加，复水比之间的差距缩小。经动力机械分析仪（DMA）测定复水姜片的蠕变特性，微波流态化干燥所得姜片在复水后的硬度大，在不同微波功率间的差异不明显。通过扫描电子显微镜（SEM）发现，微波流态化干燥姜片的微观结构变化远大于热风干燥。结合干制品的复水和蠕变过程，分析认为姜片组织结构的变化会影响水分的渗透与吸收。复水能力是脱水蔬菜品质的重要指标，改进后的微波-电热鼓风干燥能在保证工作效率的基础上，改善微波干燥产品的复水能力。

摘要:采用热水浸提、Saveg脱蛋白制备南瓜籽多糖，蒸馏水复溶后采用0～30%、30%～60%、60%～80%乙醇分级沉淀法得到3种多糖PSP-30、PSP-60和PSP-80。通过测定多糖、蛋白含量、单糖组成及利用红外和紫外光谱检测表明：PSP-30、PSP-60和PSP-80均为结合一定量蛋白的多糖，不含糖醛酸；PSP-30、PSP-60由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖6种单糖组成，PSP-80由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、半乳糖5种单糖组成。3种多糖对DPPH自由基均有较高清除作用，其中PSP-60效果最好，当质量浓度2.5 mg/mL时，清除率为61.90%。多糖PSP-60经不同频率超声波处理后，单糖组成的物质的量比和抗氧化活性均有所改变，证实超声波可以造成多糖中单糖的转化和生物活性的改变。

摘要:为研究绿鳍马面鲀鱼皮蛋白体外消化产物的抗氧化作用及相关特征，采用二酶三阶段体外模拟胃、肠消化过程，分析产物的抗氧化作用（还原力、·OH清除率、O-2·清除率、DPPH·清除率）和相关特征（游离氨基酸组成和含量、分子质量分布）。结果表明：绿鳍马面鲀鱼皮中富含29.6%的抗氧化特征氨基酸；底物质量浓度在8 mg/mL时，具有较高的抗氧化活性；抗氧化肽产生于模拟胃肠消化的十二指肠阶段，此时DPPH·清除率为83.29%；该阶段产物中游离氨基酸比原料中多出7种，各种游离氨基酸含量也明显增加；同时，产物中多肽分子量分布集中在200～5 000 Da，其中主要多肽的分子量为2 152 Da和1 352 Da。

摘要:研究并讨论了内水相镁盐与疏水乳化剂PGPR对油包水（W/O）乳液稳定性的影响。制备W/O乳液的油水质量比为3∶2，油相中疏水乳化剂聚甘油蓖麻醇酸酯（PGPR）质量分数为0.5%~2.0%， 水相中MgCl2·6H2O的质量分数为0~12.0%。采用Turbiscan Lab Expert稳定性分析仪分析了W/O乳液贮藏14 d过程中的整体稳定性。结果表明：在14 d贮藏过程中，液滴的聚沉和沉淀会导致乳液失稳。提高疏水乳化剂PGPR和镁盐的浓度可提高W/O乳液的稳定性。对W/O乳液的粒径分布及油水两相界面特性进行分析，发现W/O乳液稳定的机制在于乳液粒径的减小以及油水界面张力的降低。此外，油水两相界面粘弹性也在一定程度上改善了乳液稳定性，油水界面膜粘弹性随着镁盐浓度的增加呈现先上升后下降的趋势。

摘要:为实现温室环境信息高效监测，开发了物联网测控管理系统的通用平台，主要包括基于Android的智能网关以及基于Google Web Toolkit的远程Web服务器，并制定了系统的数据同步通信协议。根据数据采集单元配置信息和预先设定的界面显示风格，智能网关和Web服务器的应用程序能够自适应地生成温室环境监测界面，动态地解析监测传感器数据并实现数据库存储，以Http post网络传输机制实现数据采集单元配置信息、监测传感器数值等数据在二者间的同步。试验结果表明温室物联网系统在实际应用中具有较高的稳定性，有效地避免了由于传感器和数据采集单元节点变更导致Web服务器和智能网关应用程序的二次开发。

摘要:针对农田无线传感器网络节点分布不均、能量约束严格等特点，提出了一种能量高效的簇头选择方法TBCS-EA，在以剩余能量进行簇头选择的基础上根据节点拓扑位置、拓扑密度等进行加权，使距离sink较近的节点与密集区节点大概率成为簇头，提高成簇能量使用效率。针对现有成簇算法频繁进行簇头选举，算法开销大等问题，提出了一种能量逼近式簇头轮换机制，节点连续担任簇头并以某一目标进行能量逼近，在达到逼近目标后进行根据簇内信息指定新簇头，减少簇头选择的次数与协议开销。仿真与实验结果表明，TBCS-EA算法的网络生命周期约为LEACH的2.2倍，CHCS的1.5倍，从节点能量曲线看能耗均衡效果与CHCS相当，明显优于LEACH。结果显示TBCS-EA综合性能较之于现有算法有明显提升。

摘要:CO2浓度是植物光合作用的主要原料之一，确定植株生长阶段的最适CO2浓度需求量，对日光温室内CO2浓度调控具有重要意义。以开花期番茄植株为研究对象，将定植后的番茄分为4个CO2浓度梯度处理组，其中，C1、C2、C3处理组CO2增施摩尔比分别为（700±50）、（1 000±50）、（1 300±50） μmol/mol， CK处理组为温室内自然状态下CO2摩尔比（约450 μmol/mol）。实验利用无线传感器网络节点实时监测温室环境因子，包括空气温湿度、光照强度和CO2浓度；利用LI-6400XT型便携式光合速率仪进行光合日动态和环境因子交互影响实验测定。光合日动态组间差异性研究表明，对开花期番茄增施1 000~1 300 μmol/mol的CO2时，可使番茄单叶净光合速率提高约37.13%~40.42%。以环境因子为输入参数，建立基于BP神经网络的光合速率预测模型，用于不同CO2浓度梯度下的光合日动态预测。结果表明，模型训练集和测试集的相关系数分别为0.98和0.93，预测精度较高；C1、C2、C3和CK处理组的日动态预测相关系数分别为0.96、0.94、0.78和0.96，与实测结果吻合度较高且相对误差较小，因此该模型可以为可变环境下的番茄光合日变化动态预测提供依据。

摘要:为了分析采用空气动力学粒径谱仪实时测量畜禽养殖场空气颗粒污染物的可行性及效果，首先使用APS和MOUDI在实验室对玻璃球粉末和植物油滴进行同步测量与对比分析，然后在畜禽养殖场实时地对下风向空气颗粒污染物进行测量。结果表明：在实验室中，APS测得的2种玻璃球粉末和植物油滴的结果较准确；通过线性回归证明这2种仪器测得的玻璃球粉末和植物油滴的累积质量浓度具有一定相关性，R2都大于0.9，表明拟合度较好。在使用APS实时测量畜禽养殖场的空气颗粒污染物时，APS能够较好地反映空气颗粒污染物的变化情况，能基于其实时测量的颗粒物几何平均直径、数量浓度和质量浓度等指标从多个角度对空气颗粒污染物进行分析。

摘要:在2012—2014年连续实施夏玉米磷素营养监测定位试验，在4种不同施磷量和2个夏玉米品种处理下，分别测定了拔节期、大喇叭口期、吐丝期和灌浆期玉米叶片光谱反射率及其对应叶片的全磷含量。选取了9个代表性光谱波段及其组合，利用前2年归一化光谱数据分品种与叶片全磷含量分别进行回归拟合。在各生育时期，每个品种选择决定系数和F值最高的4个模型，并利用第3年测定的光谱和全磷含量数据分别对两个品种进行均方根误差和相对误差的验证，选择均方根误差和相对误差较小的拟合模型。结果表明，在拔节期、大喇叭口期和灌浆期，玉米叶片全磷含量最佳的拟合光谱参量分别为波段（830+880）、（830+940）、（880+1 100） nm的归一化指数。

摘要:现有的基于神经网络的光合速率模型仅考虑环境因素，且收敛速度慢。在考虑温度、CO2浓度、光照强度、相对湿度等环境因子的基础上，加入生理因子叶绿素含量，建立融合叶绿素含量的黄瓜幼苗光合速率预测模型。首先利用多因子嵌套试验获得黄瓜幼苗光合速率测试数据825组，然后采用LM训练法进行模型训练，并分析加入叶绿素含量对模型训练结果的影响，最后建立黄瓜幼苗光合速率预测模型并对其采用异校验方式进行验证。试验结果表明，在考虑叶绿素影响的条件下，其训练效果与模型拟合度均优于只考虑环境因子的训练模型，加入叶绿素含量作为输入的LM训练法可有效越过局部平坦区，具有明显的优越性，满足误差小于0.000 1的训练要求，模型预测值与实测值间的决定系数为0.987，误差小于4.68%。

摘要:以盆栽107号杨树为研究对象，在验证杨树叶片的SPAD值可作为衡量其叶绿素含量指标的基础上，基于最佳指数-相关系数法（OIFC），提取了杨树叶绿素特征波段（中心波长350、715、1 150 nm），建立了以该组合波段原始光谱数据为自变量的杨树叶片叶绿素含量估算模型；利用相关系数法，提取了杨树叶绿素归一化植被指数的计算波段（中心波长705、953 nm）与一阶光谱导数的叶绿素特征波段（中心波长647、691、721 nm），且分别建立了基于归一化植被指数、叶面叶绿素指数、一阶光谱导数为自变量的杨树叶片叶绿素含量估算模型；比较分析所建立的模型精度，筛选出杨树叶片的叶绿素含量最优估算模型。结果表明：化学法测得杨树叶片叶绿素含量与其对应的SPAD值之间具有显著的幂函数关系，R2可达0.902 3。利用OIFC法提取的叶绿素最佳三波段组合的高光谱数据为自变量，与叶片叶绿素含量构建的模型预测值与实测值具有显著的线性关系，决定系数为0.944 5；相比其他模型，该模型的精度最高且均方根误差最小。可见，基于OIFC法构建的杨树叶绿素高光谱模型具有较高的精度，是估算杨树叶片叶绿素含量的最优模型。

摘要:基于像元二分模型，利用2000—2012年的MODIS植被指数资料分析了延安市退耕还林过程中植被覆盖度的变化及影响因子。研究结果表明，2000—2012年延安市植被覆盖度呈极显著增长趋势，由43.4%增加到66.8%，增幅达53.9%。延安市各区县的植被覆盖度在波动中均呈现增长趋势，增幅较大的为子长县、延川县和延长县，分别为212.8%、134.2%和127.8%，增幅较小的为黄龙县和黄陵县，分别为28.9%和29.2%。植被覆盖状况总体呈现稳定的改善状态，改善极显著和显著的县区面积占研究区总面积的74.04%，改善不明显的县区面积占研究区总面积的23.91%，退化显著和极显著的县区面积仅占研究区总面积的2.05%。研究区高覆盖度植被和中覆盖度植被面积增加，低覆盖度植被面积减少，退耕初期由大到小表现为：低覆盖度植被面积、高覆盖度植被面积、中覆盖度植被面积，退耕后期由大到小分别为：高覆盖度植被面积、中覆盖度植被面积、低覆盖度植被面积，表明该区域植被覆盖度结构转好。植被覆盖度变化受6—8月份的降水量影响不大，相关性较低，但和累计退耕还林面积有较强的正相关性。说明退耕还林工程的实施增加了地面植被覆盖度，改善了植被覆盖的结构，植物应对环境变化的能力越来越强，降水量的年际变化对植被覆盖度造成的影响越来越小。

摘要:受数据和方法所限，对作物品种适宜种植区进行划分时，往往不考虑不同品种间的表现差异，且环境单元的尺度较粗，导致品种定位不准而经常引发种植事故。为提高作物品种定位准备程度，以玉米品种为研究对象，以县域为基本决策单元，以黄淮海夏播玉米区为研究区，进行玉米品种适宜性精细区划的探索性研究。通过对区试数据和调查数据的分析，筛选对产量有显著影响、发生频率高、与环境因素相关性强的因子，确定积温、种植密度、倒伏、大斑病、空秆5因子的玉米品种精细区划指标体系；建立了玉米品种各指标及综合指标适宜度的定量化表达方法；利用面状要素属性空间一体化聚类方法进行玉米品种适宜性精细区划。同时以玉米品种秀青73-1为例，计算了该品种的单指标和综合指标适宜度，分析了其在黄淮海地区的适宜性精细分区结果。在县域精细尺度下，兼顾不同种植环境和品种间差异，同时考虑空间邻接关系，研究作物品种种植适宜性精细区划方法，有助于“因地制宜”准确选用品种，充分发挥新品种的增产增收效果。

摘要:设计了一种同时采集土壤含水率、电导率及温度的多参数复合测试系统，对基于驻波率原理的土壤含水率测量方法、基于电流电压“四端法”的土壤电导率测量方法和基于“铂电阻”的土壤温度测量方法做了较为深入的研究。以北京地区土壤为测试样本，土壤含水率、温度及电导率传感器的输出与对应的测量值线性拟合相关性分别为0.998 3、0.999 8、0.999 1，动态响应时间依次为土壤含水率460 ms、温度13 s、电导率2.28 s，稳定性测试结果的标准差分别为土壤含水率0.011 5、温度0.001 4、电导率0.010 3，系统稳态及动态性能均满足土壤多参数的测量要求。对土壤多参数复合测试系统的抗干扰性能进行了分析与论证，得出在采用分时供电的前提下，多参数复合测试系统的干扰主要存在于土壤含水率与土壤温度之间，即土壤温度探针作为介质异物会造成土壤含水率测量值的升高，这是一个系统误差，可在数据处理中进行统一补偿。选用得到普遍认可的土壤含水率传感器、土壤温度传感器、土壤电导率传感器与本研究的土壤多参数复合测试系统进行性能对比研究表明：本系统满足土壤含水率、温度和电导率实时在线测量的要求，可以为精细农林业提供一种高精度的便携式土壤多参数检测工具。

摘要:设计了一种土壤电导率在线实时检测系统，给出了交流“四端法”测量土壤电导率的全套设计方案，完成了信号源、交流恒流源、探针结构、传感器信号调理电路以及采集系统的设计，与直流“四端法”土壤电导率传感器相比，交流“四端法”测量土壤电导率方法具有更佳的检测性能。通过与国外同类产品对比研究，本测试系统性能达到了国外同类产品水平，具有更高的性价比。以北京地区土壤为测试样本，本系统检测量程：0~1 520 μS/cm，检测误差：-2.2%~2.4%，动态响应时间：544 ms，测量带宽：1 MHz，满足土壤电导率实时在线测量的要求。

摘要:ESP液压系统是保证汽车行驶安全性的重要执行机构，根据ESP液压系统的结构原理，在Matlab/Simulink环境下建立其实时仿真模型。采用实车测试环境下记录的试验数据作为参考数据，基于遗传算法对ESP液压系统模型的未知特征参数进行辨识。对比运行于实时仿真机的ESP液压系统模型输出的制动轮缸压力与实车测试环境下的记录值，结果表明用辨识数据参数化的ESP液压系统模型具有较高的符合度，可满足构建ESP系统硬件在环仿真测试环境的需求。

摘要:在分析当前三维手绘系统问题的基础上，通过对数位笔压感信息的分析，提出了一种基于数位笔压力感应的三维手绘曲线生成方法，据此开发了基于数位笔压力感应的汽车三维手绘系统原型，并在汽车三维手绘造型AutoSketch系统中进行了集成应用测试。测试结果表明，所开发的原型系统能够很好地融合到AutoSketch系统中，并且操作命令识别效率高、计算时间短。

摘要:提出了基于模拟退火（SA）修正的改进型粒子群算法（SA-PSO）的转阀参数优化方法。建立了整车动力学模型、转向系统模型、高速“路感”模型和转阀能耗模型，并对模型进行了验证；给出了低速转向轻便性、高速转向“路感”和能耗的量化指标；提出了以轻便性、“路感”和能耗量化指标的平方和根最小值为目标函数，以各参数取值范围为约束条件的最优化问题；构建了基于模拟退火修正的改进型粒子群优化算法（SA-PSO）的自适应度函数，运用改进型粒子群算法获得了转阀参数的全局最优解；SA-PSO与PSO的优化结果对比表明，SA-PSO的全局收敛性强、收敛速度快；通过优化参数与另外两组参数双纽线、高速中间位置小转角转向、转阀能耗仿真验证了优化方法的有效性和优化结果的正确性，最后分别进行了转阀参数优化前、后的双纽线、高速中间位置小转角转向、转阀能耗试验，结果表明，优化后的转阀使转向轻便性、高速转向“路感”和节能性均得到改善。

摘要:研究了Petri网的柔性制造加工系统中的死锁避免问题。为了保证死锁避免和资源最大允许利用，提出了基于广义互斥约束的Petri网最优监控器的设计方法，探寻以线性不等式的形式表示的初步约束集，通过可达性分析和初步约束集建立可达树得出合法标识集和死锁标识集，对分离出的标识建立混合整数线性规划模型，运用分支定界法得到补充监控库所的广义互斥约束模型作为最优监控器。最后，以某柔性制造系统为例，建立了Petri网模型，结合零件加工过程中资源的占用和释放，对柔性制造系统进行控制器设计，设计的控制器拥有更严格的约束和更简化的模型，对死锁标识的避免是充分的，验证了该算法的有效性。

摘要:为了实现激光直接沉积（LDMD）对破损叶片的再制造，提出了一种利用设计特征重建叶型曲线(CSC)的方法,并提取缺陷3D模型。首先，规划了叶片再制造系统结构；接着，基于叶型曲线设计特征，对前缘(LE)、后缘(TE)、吸力边(SS)和压力边(PS)在叶型点云中的位置进行识别，然后利用圆弧曲线以背离度和拟合误差作为2个阈值，实现对前缘和后缘的拟合，同时实现叶型点云的分割；再利用6次多项式曲线，在保证与前后缘曲线相切的约束条件下，用最小二乘法实现对吸力边和压力边的拟合，从而得到完整的叶型曲线；接着放样叶型曲线得到完好的目标模型，并采用布尔减运算提取了缺陷3D模型；最后，给出了一个叶片再制造应用实例，证明了方法的可行。

摘要:针对目前圆弧插补与椭圆弧插补在适用范围、计算效率与精度方面的问题，通过引入微分模型表达空间圆弧与椭圆弧，提出了基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补方法，能实现空间任意圆弧与椭圆弧的插补。在空间圆弧插补中能实现零径向误差与零速度波动。在空间椭圆弧插补中能实现零径向误差与较低的速度波动。同时，该方法的插补过程统一了圆弧和椭圆弧的正逆插补，无需象限判断，因此插补流程简单高效。另外，该方法采用的插补点递推公式能转换为一系列简单的四则运算，因此插补计算效率高。仿真对比分析表明了该方法相对于目前的方法具有很大的优越性。最后，在自主开发的数控平台上实现了该方法并完成了试件的加工。

摘要:针对Ahut-Delta并联机构，提出了一种基于改进混沌粒子群算法的尺度综合方法。首先提出一种改进混沌粒子群算法，即采用混沌立方映射初始化种群，并根据迭代状态指数性调整惯性权重因子，同时进行早熟判断和混沌扰动，迭代获得最优粒子。其次将Ahut-Delta并联机构优化参数转变为粒子维度决策变量，雅可比矩阵的全域均值条件数和全域波动量构建的全域综合性能评价指标在其几何条件约束、传动角约束条件下转换为改进混沌粒子群算法的适应度函数。最终通过改进混沌粒子群算法优化搜索，优化出适应度函数值最小的最优粒子，从而获得Ahut-Delta并联机构在全域运动性能最佳的尺度参数。仿真分析结果表明，所提尺度综合方法具有正确性和有效性。

摘要:在粉末冶金零件成形生产中，压坯产品的质量取决于粉末成形工艺的完成度，这依赖于成形液压机的运动控制性能。然而控制粉末成形液压机运动的电液系统是一种具有参数不确定性的非线性系统，且整个运动控制系统在粉末致密化加压成形过程中还受到了负载压制力的强非线性干扰。针对以上难题，研究中建立了负载压制力的非线性模型，将其与电液系统的动力学模型相结合，基于此包含负载动力学的控制设计模型利用自适应鲁棒控制理论设计了粉末成形液压机的压制运动控制器。理论上，该控制器保证了鲁棒瞬态性能和稳态跟踪精度。实验结果表明，所设计的电液控制器可以实现对铁基粉末成形圆柱体压坯单向变速压制工艺压制运动曲线的精确跟踪控制，并表现出良好的控制性能。

摘要:以农用机械或者采矿装备等移动装备为研究对象，采用捷联惯导对移动装备位姿进行检测，基于运动载体振动建立了捷联惯导误差补偿模型。首先，对运动载体的角振动和线振动进行等效处理，推导了基于三子样和四子样的捷联惯导圆锥误差以及划船误差补偿模型；其次，搭建捷联惯导定位平台并在农用机械上进行实验研究；实验结果表明三子样和四子样补偿算法能够提高未补偿算法下的捷联惯导定位精度，且四子样补偿算法下的圆锥误差和划船误差较三子样补偿算法分别提高了29.8%和28.3%。

摘要:选用三柱塞泵，建立有机朗肯循环（ORC）实验平台。选用涡旋式膨胀机作为热功转换设备，采用三氟二氯乙烷（R123）作为工质，在140℃热源下开展实验，考察工质泵在不同工况下的运行性能。研究结果表明，三柱塞泵实际运行效率为22%~30%，是已有文献报道水平的1.5~4.3倍。工质泵等熵效率和机械效率分别为60%~69%和37%~45%。工质泵运行参数偏离额定参数是导致机械效率偏低的主要原因。工质泵发生气蚀会导致其等熵效率减小，同时还会造成工质流量下降。对于本实验台，防止气蚀发生的工质泵入口临界过冷度为21℃。

摘要:依据最大功率传输理论以及燃料电池电气的特性，提出了一种适用于燃料电池的最大功率跟踪控制方法。该方法通过实时在线检测燃料电池工作点处的输出电压与电流并计算燃料电池的内阻和理想状态下欧姆极化区的开路电压，求解出最大功率点对应的电流型变换器的参考电流。通过控制变换器使燃料电池能够较为稳定地工作在燃料电池欧姆极化区的最大功率输出点处。当外界环境发生变化时，通过电流型扰动观察法完成对燃料电池的最大功率点跟踪。所提算法具有功率自校正功能，以减小算法本身对燃料电池功率输出的扰动。仿真结果表明：当负载或者工作环境发生变化时，该算法可以有效地跟踪燃料电池的最大功率点。