摘要:生物炭基肥是以生物炭为载体与传统肥料复合而成的新型缓释肥料，其在农业生产及污染防控中的作用得到广泛认可。基于多年研究成果和文献综合分析，阐述了生物炭基肥的研发背景与重要性及生物炭基肥的增效机制，包括: 吸持缓释养分、改善土壤理化性质及作物根系生长的水肥气热环境、改善土壤微生物生长的微环境、提供矿质养分及生物刺激物质等。此外，阐述了生物炭基肥在提升作物产量与品质、肥料高效利用与减施增效及环境污染防控等方面的作用；以及产品在制备（调整生物炭来源和炭-肥混合方式）、成型（确定形状，筛选粘接剂和延展剂）、配方（调整基础肥料组成，调整生物炭、水和粘接剂比例）及改性工艺（添加不同比例的高岭土、膨润土、煤炭腐植酸及其复配物的改性材料）方面的最新进展。根据现有问题及技术需求，指出加强新型产品研制及应用基础研究，加强大尺度应用的农业水土、经济、环境等效应及综合评价指标体系研究，及加快应用技术推广是生物炭基肥增效技术领域未来主要研究方向。

摘要:针对复杂光照条件下视觉导引AGV的路径提取问题，提出一种基于光照色彩模型的自适应图像照度分区阈值分割方法。首先研究光照照度与图像亮度分量的关系，通过统计复杂光照条件下的图像色彩分布建立光照色彩模型。其次根据光照色彩模型将导引路径图像划分为不同照度区域。然后在RGB色彩空间对低照度区域进行图像增强以还原路径色彩信息，在高亮光区域对色度分量Cb与Cr进行差分运算以抑制共模照度干扰，最后对不同照度区域分别进行自适应阈值分割。大量实验结果表明，在光照环境中同时存在高反光和暗阴影的运行路面，该路径提取方法具有较强的复杂光照适应性，可显著降低在高反光和暗阴影区域的欠分割及过分割误差，对导引路径的识别率为98%。

摘要:针对轮式移动机器人给定速度需求的非连续路径跟踪控制问题，将其转换为满足速度约束的轨迹规划和轨迹跟踪控制。首先，针对给定速度需求的路径跟踪问题，以运行时间和能量为优化目标，给定的路径和速度为约束条件，采用五次Bezier样条方法优化得到了满足需求的连续光滑轨迹。其次，利用轮式移动人系统的微分平坦特性，采用微分平坦方法设计前馈控制器；然后，将轮式移动机器人运动学模型在前馈控制的平衡点处进行一阶泰勒展开，得到了线性时变的误差模型，并通过定义新的状态变量，设计了具有Lyapunov稳定性的误差反馈控制器。结合前馈控制和反馈控制得到了二自由度轨迹跟踪控制器。同时将泰勒展开的高阶项考虑为有界的扰动输入，在输入到状态稳定性框架下证明了控制系统的鲁棒稳定性；最后，通过Pioneer 3-dx轮式移动机器人进行了实验验证，实验结果表明，提出的算法能够满足给定速度需求的非连续路径的跟踪控制需求。

摘要:针对柑橘果、叶、枝对象具有球体、片体和细柱体不同的三维几何特征，提出一种识别柑橘果实的深度球截线方法。首先提出了球形果实特征提取的深度球截线方法的基本原理和关键参数，进而分别针对枝上果、叶孤立和贴碰区域提出了孤立果实的特征提取算法和贴碰果实的特征提取算法，得到了复杂枝环境下的深度数据处理与果实识别策略，并综合根据Intel RealSense F200型深度传感器参数、柑橘果实尺寸、近景探测范围、数据预处理与特征提取需要完成了深度球截线方法的参数确定。大量室内试验结果表明，深度球截线方法对孤立果实提取的平均成功率为97.8%，贴碰区域内果实提取的平均成功率为76%，而复杂枝环境的果实提取综合成功率为63.8%。该深度球截线的识别方法仅利用有限的深度数据点，在保证原始数据精度的同时降低了运算量和果实特征提取复杂性，能有效应对果叶遮挡问题，实现对贴碰果叶的有效区分，对柑橘果实具有良好的适应性，为采摘机器人在复杂环境下的果实识别与定位提供了新的技术思路。

摘要:为实现打穴式移栽机高效成型满足农艺要求栽植孔，基于打孔移栽作业的工作特点，融合油菜移栽农艺要求，设计了一种纯滚动式油菜移栽栽植孔成型机。通过分析纯滚动机构运动机理，研究成孔机构的运动参数方程，建立成型栽植孔的参数方程。采用Matlab软件生成栽植孔理论轮廓线，并生成成型栽植孔的外形图，运用CATIA软件进行仿真分析得出成型栽植孔的轮廓曲线图，并将上述图形进行拟合模拟，验证了成孔机构结构参数与运动参数的合理性。试制样机，进行田间试验，试验结果表明：机具以慢2挡工作状态下前进速度为1.80～1.96km/h，作业效率达到0.306～0.333hm2/h，在黏土、壤土和砂土3种土壤中试验，其成孔的平均合格率分别达到了94.4%、93.3%、90.4%，表明研制的成孔机能成型满足设计要求的栽植孔。

摘要:针对传统锄铲式中耕机在粘重土壤作业中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题，对驱动式马铃薯中耕机的关键部件进行了设计，通过对整体结构和工作原理的阐述，对由碎土刀与刀盘组成的耕作部件进行参数设计与运动学分析，并对碎土刀切削土壤过程的剪切应力进行理论分析，运用Matlab确定了影响剪切应力的因素参数范围。以碎土刀刀轴转速、前进速度、耕深、碎土刀折弯角和刃口长度为因素，以碎土率为指标进行了试验台试验，并进行了正交回归方差分析。试验结果表明：在刀轴转速为275r/min、前进速度为0.75m/s、耕深为0.18m、碎土刀折弯角为150°、刃口长度为0.07m时，耕作后土壤碎土率为93.8%。试验确定了碎土刀的最优结构参数，所设计的碎土刀能增强碎土效果，关键部件的设计满足马铃薯中耕作业耕深、碎土要求。该研究基本解决了中耕过程中碎土率低、碎土后土壤粒径较大等问题，作业效果更加明显，为马铃薯中耕机的设计改进与优化提供了理论支撑和技术参考。

摘要:为提高嫁接流程的自动化程度，设计了一种适用于双断根嫁接机的自动搬运及回栽装置，以解决嫁接后嫁接苗依靠人工搬运、回栽作业的问题。阐述了搬运及回栽装置工作原理，并对关键机构进行了仿真和运动学分析。通过嫁接苗贴接夹紧区域统计和嫁接苗搬运试验，确定搬运机构对嫁接苗的最佳夹持位置；当机构夹持嫁接苗夹子下端搬运，搬运成功率可达94%，平均耗时为2.5s/株。通过镇压三因素三水平正交试验，确定嫁接苗镇压效果最优条件；当打孔孔径10mm、打孔深度15mm、镇压块形状为对分锥面镇压时,嫁接苗回栽试验成功率可达92%，平均耗时为4s/株，满足目前全自动嫁接机的嫁接速度要求。试验表明，设计的嫁接苗自动搬运及回栽装置与嫁接机配套使用，可提高嫁接流程的自动化程度。

摘要:根据我国推广日粮饲养技术的需要及日粮混合机自主创新研究少的现状，设计了一种由中空正十棱柱状转筒与其主轴上安装的桨叶组合而成的日粮混合机，实现日粮各组分的混合加工。为探究其混合性能，利用转筒与桨叶组合式日粮混合试验装置，以混合时间、填充率、转筒转速、桨叶回转半径为试验因素，以混合均匀度、净功耗为评价指标，采用二次回归正交旋转组合试验设计方法进行试验研究。运用Design-Expert软件建立并优化分析了试验因素与评价指标之间的回归数学模型，对优化结果进行了试验验证。结果表明：各试验因素对混合均匀度的影响由大到小依次为填充率、转筒转速、混合时间、桨叶回转半径；各试验因素对净功耗的影响由大到小依次为混合时间、转筒转速、填充率、桨叶回转半径；最佳参数组合方案为混合时间3.5min、填充率66%、转筒转速29r/min和桨叶回转半径236mm，对应的混合均匀度为92.98%、净功耗为32.618kJ，比优化前分别降低了5.04%、3.31%。

摘要:为了降低收获过程中的牧草损失，选择最佳的割草压扁机设计参数，对割草压扁机割刀转速和压扁辊转速及其匹配对苜蓿收获质量的影响进行了研究。利用ADAMS软件对割台和植株进行了虚拟样机建模，并利用模型进行了苜蓿植株的切割喂入试验，通过收获过程中割刀与植株平均接触力、压扁辊与植株平均接触力、输送时间等仿真数据，拟合其随割刀转速和压扁辊转速的变化趋势和方程，定义了评判割草机对植株破坏程度的碎草系数并建立了模型。根据碎草系数模型，当割刀转速ng=1875r/min，压扁辊转速ny=749r/min时，割草压扁机对苜蓿植株的破坏最小。利用田间试验对碎草系数与实际碎草率的相关关系进行了验证，两者的决定系数R2=0.95876。通过碎草系数预测的最低碎草率约为8.38%，比原始样机减少了3.97个百分点，由此可使鲜苜蓿增收约0.47t/hm2，比原始样机产量提高了4.53%。

摘要:针对国内缺乏打结器连续打结的性能测试与疲劳试验系统，模拟方捆机捆草作业过程，提出了一种打结器连续打结试验方法与疲劳试验台设计方案。通过设计可模拟草捆回弹特性的拉绳装置使其在水平面按矩形轨迹拉绳，在绳针送绳动作配合下在垂直面形成矩形绳环，使受测试的打结器完成打结。试验台循环实现拉绳-送绳-打结动作，同时测试打结过程中的捆绳张力、主轴转矩和主轴转角。按此方案在Solidworks下建立了试验台机械系统三维模型，并对关键部件进行选型。构建了试验台参数测量与运动控制系统，基于拉绳-送绳-打结动作逻辑设计了试验台控制流程，采用LabVIEW图形化编程语言编写了测试与控制程序。打结器疲劳试验台的运行试验结果表明，该试验台机械系统与测控系统运行可靠，连续打结效率为3个/min，可为打结器研发及短时疲劳寿命考核提供试验平台。

摘要:为了探讨在间断距离影响下断齿式螺旋流道的脱水性能，采用双流体模型对断齿螺旋在20、35、50mm 3种间断距离下的流场进行数值模拟，对比分析了3种结构参数模型下断齿式螺旋脱水装置工作性能、流道内颗粒浓度分布、颗粒速度分布及多孔介质区域内外压差分布情况。研究表明，数值模拟结果能够较为准确地推测断齿式螺旋挤压脱水装置的内部流动特性。50mm间断距离下断齿式螺旋挤压脱水装置工作效率最大下降了7.9%，20mm间断距离下出渣口颗粒体积分数下降3.2%；流道内颗粒体积分数变化分3个阶段，整体呈波浪型递增式趋势，间断长度对腔体内部流态影响较大。间断区对颗粒运动具有一定的缓冲作用，间断距离长短能够控制颗粒在腔体内的滞留时间。多孔介质区域内外侧压差在脱水后期增幅最大，相同工况下间断距离越小压差越大。本次模拟计算下最优间断距离为35mm、出渣口压力为5000Pa、转速为50r/min。该研究可为断齿式螺旋挤压脱水装置的设计提供参考。

摘要:为研究多旋翼植保无人机低空喷施作业过程中，水稻垂直方向雾滴沉积的分布规律，在水稻冠层叶片、中部叶片、底部叶片分别放置了雾滴测试卡，收集植保无人机喷洒过程中的雾滴信息。使用清水代替农药来模拟喷施过程，利用雾滴沉积分析软件iDAS分析雾滴测试卡，得出植保无人机雾滴在水稻垂直方向的分布结果。试验结果表明：植保无人机低空喷雾在水稻垂直方向的雾滴覆盖率存在显著差异，有效喷幅内旋翼下方区域的雾滴覆盖效果最好，而远离旋翼的位置，雾滴覆盖率较差。从水稻垂直方向的不同位置分析，雾滴总体覆盖率为冠层54.86%，中部32.69%，底部24.7%；水稻垂直各位置的粒径分布中，平均粒径范围处于110~140μm之间，粒径大小适合植物病虫的防治。冠层的点密度最大，而水稻中间部位和水稻底部的点密度分布较为相似；水稻中部雾滴扩散比（0.465）优于冠层（0.38）和底部（0.31），整体喷雾的雾滴扩散比与相对粒谱宽度的数值均低于正常值（0.67）。

摘要:绕流叶片的非稳态流动及其尾迹涡结构是诱发水力机械振动的主导因素。以横向布置的一对平板叶栅为研究对象，基于LES计算雷诺数在4.8×104下的三维绕流流场，分析绕流流场涡演化结构、升阻力及压力脉动等特性，以揭示尾迹干涉下平板绕流的流场结构及其激励机制。结果表明：该雷诺数下，单平板绕流平板表面存在错列布置的发卡涡结构，绕流尾迹呈现出高度的三维特性；双平板叶栅绕流状态下，上、下游平板间的间隙流动结构有明显抑制上游平板表面涡结构演化的作用；平板受力在模式H和模式L之间不断切换，且升力波动的幅值随阻力的增大而增大，尾迹干涉下下游平板受力的模式切换频率升高，升力波动幅值也增大；平板表面压力脉动的主要激励源为平板尾涡脱落。尾迹干涉下平板绕流及受力分析，可为水力机械叶片尾迹干涉下的流动主动控制提供参考。

摘要:以一台带可调式前置导叶轴流泵为研究对象，在闭式试验台上进行了非额定工况的空化性能试验，揭示了前置导叶对轴流泵空化性能及进出口压力脉动的影响。空化性能曲线表明：安装前置导叶后，水力损失增加，扬程下降，但临界汽蚀余量减小，空化性能得到改善；前置导叶由负角度向正角度调节时，虽然扬程逐渐降低，但抗汽蚀性能得到增强。压力脉动分析结果表明：空化初生时，设置前置导叶后进出口压力脉动幅值均增加，且峰值主要出现在叶频及其谐频处，临界空化与空化严重时，进口压力脉动主要集中在低频处，出口则呈现宽频脉动特性；流量降低时，泵内流态紊乱，前置导叶对压力脉动幅值影响较小，且脉动峰值出现位置随前置导叶角度变化而改变。

摘要:选取三江平原典型流域挠力河流域为研究区，以1990、2002和2014年3期Landsat影像、DEM数据和社会经济统计资料等多源数据为基本信息源，结合3S技术，运用FLUS模型定量模拟代表性浓度路径情景系列（RCPs）下耕地动态变化特征。结果表明：24a间挠力河流域的旱地面积变化幅度较小，水田面积持续增加，1990—2002年水田扩张剧烈，2002—2014年扩张速度趋于缓和；3个时点的旱地均沿东北-西南轴方向进行分布，主轴沿顺时针缓慢旋转，空间变化稳定，分布范围逐渐减小。水田沿东北-西南走向分布，1990—2002年其主轴逆时针旋转，后顺时针旋转至45.31°，整体分布较为离散，极化特征不明显；通过对比不同空间分辨率及时间尺度下模拟精度，确定最优模拟空间分辨率为200m，最优模拟时间点为2038年；MESSAGE气候模式下，未来挠力河流域的旱地面积先减少后增加，水田继续维持扩张态势，2029年后面积将以2%速度逐年下降，其分布将更加聚集，主轴沿顺时针旋转，重心逐渐向东北方向进行偏移；AIM气候模式下，气候波动对水田的影响程度大于旱地，旱地面积持续缓慢增加，水田面积在波动中下降，空间分布的极化特征突出。

摘要:以干旱区典型城市磴口县为研究区，利用1995—2015年每隔5年的Landsat TM影像通过遥感解译获取研究区20年的各等级沙漠化空间分布，利用GIS 空间分析和重心迁移模型分析沙漠化景观时空变化趋势。并以2010年沙漠化分类数据为基期年数据，利用Logistic元胞自动机（Cellular automata-Markov，CA-Markov）模型（简称LCM）并引入多智能体系统（Multi-agent system，MAS）模型修正转移规则，预测2015年沙漠化分类情况及其空间分布格局。研究结果表明：磴口县20年间重度及极重度沙漠化面积减小，轻度沙漠化景观面积逐渐增大，其中2015年的非沙漠化景观达到37.09%，各类型沙漠化重心远离磴口县城，呈现良好态势。引入MAS模型的CA-Markov预测模型能够显著提升模型的模拟精度，所预测的2015年数据结果Kappa系数达到0.62，高于CA-Markov模型模拟结果，能较好预测干旱区沙漠化分布情况，为沙漠化监管与治理提供了技术支持。

摘要:为快速获取大范围种植结构复杂区域的作物种植面积，以MODIS数据为数据源，选择归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)、增强植被指数(Enhanced vegetation index, EVI)、宽动态植被指数(Wide dynamic range vegetation index, WDRVI)、地表水分指数(Land surface water index，LSWI)、归一化雪被指数(Normalized difference snow index, NDSI)5种特征，结合同步的实地调查样本点，采用支持向量机算法 (Support vector machines, SVM)提取黑龙江省主要农作物的种植面积。研究表明，在待选特征中NDVI、EVI与LSWI指数组合取得了最高的分类精度，总体分类精度为74.18%，Kappa系数为0.60；支持向量机算法与最大似然算法、随机森林算法相比，分类精度更优。该方法为在大区域中提取农作物种植面积提供了参考价值。

摘要:为了构建能够反映作物长势的综合性指标以及准确估测作物产量，采用粒子滤波算法同化CERES-Wheat模型模拟和基于Landsat数据反演的叶面积指数（Leaf area index，LAI）、地上生物量和0~20cm土壤含水率，获取冬小麦主要生育期以天为尺度的变量同化值，分析不同生育时期的LAI、地上生物量和土壤含水率同化值与实测单产的相关性，并应用熵值的组合预测方法确定不同状态变量影响籽粒产量的权重，进而生成综合性指数，并分析其与实测单产的相关性。结果表明，LAI、地上生物量和土壤含水率同化值和田间实测值间的均方根误差（Root mean square error，RMSE）以及平均相对误差（Mean relative error，MRE）均低于这些变量模拟值和实测值间的RMSE和MRE，说明数据同化方法提高了时间序列LAI、地上生物量和土壤含水率的模拟精度。基于不同状态变量的权重生成的综合性指数与实测单产间的相关性大于单个变量与实测单产间的相关性；基于综合性指数构建小麦单产估测模型，其估产精度（R2=0.78，RMSE为330kg/hm2）分别比基于LAI、地上生物量和土壤含水率建立模型的估产精度显著提高，表明构建的综合性指数充分结合了不同变量在作物估产方面的优势，可用于高精度的冬小麦单产估测。

摘要:在传统极限学习机(ELM)研究的基础上，考虑到传统ELM参数的不确定会导致整体分类精度下降，利用仿生鱼群算法（AF）对ELM的小波核参数和正则化参数进行寻优，并构造参数优化后的小波ELM影像分类模型（AF-ELM）。通过实验比较了该算法与人工神经网路（ANN）、支持向量机（SVM）、极限学习机（ELM）等标准分类器在遥感影像分类上的精度与速度差异，并且与ELM多项式核、RBF核分类算法进行比较分析，验证了AF-ELM在分类速度和精度上的优越性。实验结果表明，AF-ELM分类方法分类速度较快，精度较高，均优于其他分类方法。能较好地应用于遥感影像上各类地物要素的自动提取。

摘要:大范围灌区渠系的制图对于现代节水灌溉技术以及合理配水、安全输水具有重要意义。但目前所获得的灌区遥感影像分辨率不高，渠系提取较难。本文以无人机航空摄影测量获得的数字高程模型（DEM）为基础，根据渠系特征，使用灌区坡度数据，采用改进的霍夫变换方法，实现了对灌区渠系网络的提取。与面向对象、监督分类方法和手绘结果进行对比，该方法提取的渠系连续、提取完整度可达85.61%。误差主要集中在无衬渠系中土壤沉积较多（坡度变化不明显）的位置以及相交渠系处理时保留渠堤位置而造成。该方法根据灌区地形特征，基于高精度高程数据进行渠系提取，是数字地形分析结合图像处理在精细农业中的一次有益探索。

摘要:通过无人机航空摄影测量，获取高精度DEM，分析提取的坡度、坡长和LS因子，同时通过分辨率的变化，计算并分析了这些参数的变化情况。研究表明：基于无人机获取的DEM能够较好地表达梯田地形特征，梯田地形因子分布特征与地形特征吻合，大值集中于梯田过渡的陡坡处，小值集中于田面。随着分辨率的降低，非梯田区坡度整体呈现衰减趋势，坡长呈现增长趋势，LS先小幅增加，后由于坡度衰减明显，LS呈现衰减趋势，但变化幅度不大；而梯田区随着分辨率的降低，小坡度和超大坡度所占比例均减小，平均坡度降低，但坡长增加显著，因此导致LS增长较显著，在20m分辨率下，LS因子被高估约1/3。梯田通常作为水保措施因子单独来考虑，由于分辨率对地形因子影响较大，因此梯田区的地形因子估算需要考虑分辨率的影响。

摘要:针对活立木内部结构复杂，个体化差异较大，导致雷达波图像难以解析的问题，提出了一种基于振幅比在线估计相对介电常数以及利用希尔伯特积进行层位追踪实现缺陷界面的相对定位，并结合活立木外轮廓点云数据确定其内部缺陷绝对位置和分布表征的方法，以此开发了基于雷达波的活立木内部结构缺陷分析软件。采用基于时域有限差分法的正演模拟、实验室原木试件检测分析、颐和园现场活立木检测等实验验证方法的可行性。结果表明可对检测目标点准确定位，复现树干内部横截面图像，雷达波成像结果与古树复壮时内部实际结构相符。

摘要:采用番茄品种“佳丽14”为试材，采集盆栽番茄声发射信号进行短时傅里叶变换与频谱分析，获取番茄在水分亏缺条件下声发射信号、土壤含水率及光合特征的连续变化规律及相互关系。依据土壤含水率变化将试验过程划分为DAY1、DAY2、DAY3和DAY4共4个阶段。试验结果表明，番茄声发射信号发生频次呈现出规律性，高峰期发生时间为每天10:00—16:00，幅值分布在40~60dB；番茄声发射信号的主频和中心频率分布于250~375kHz，随着土壤含水率的降低，其主频与中心频率无显著变化；DAY1的第1共振峰频率分布在0~125kHz，第2共振峰、第3共振峰位于250~375kHz，DAY2、DAY3和DAY4的第1、第2、第3共振峰均分布在250~375kHz；从共振峰幅值上看，DAY1的排列顺序为第3、第2、第1共振峰；DAY2和DAY4的次序与之相反。番茄叶片净光合速率变化呈现单峰曲线，在中午12:00出现峰值，番茄的胞间CO2浓度呈现先增后减的变化趋势。综合分析番茄声发射信号、土壤含水率和光合特征参数变化可知，番茄灌溉初期与灌水后期的声发射信号共振峰频率、幅值的变化规律不同，其与水分亏缺程度密切相关，与番茄净光合速率、胞间CO2浓度和光合作用具有相关性。通过番茄声发射信号功率谱特征分析可为番茄声发射特性研究提供一种分析方法。

摘要:对植物茎体水分进行实时无损的在线检测成为研究植物水分生理活动的热点之一。本文提出一种基于超声射频回波技术的植物茎体水分实时无损在线检测方法，该系统硬件由超声探头、超声射频发射接收器、数据采集卡和计算机组成；软件由LabVIEW平台开发完成。通过系统获取有机溶液超声回波速度，仿真植物茎体含水率；以杨树截断样品为对象，分析其茎体吸水过程的含水率变化与超声回波速度变化的相关性，平均决定系数为0.98；以活体立木白玉兰为检测对象，完成其茎体超声波日变化检测，最高超声回波速度出现在14:00，最低值出现在22:00。实验表明超声回波速度与植物生理变化特性相符。同时，本文通过茎体样品及活立木的超声检测，验证了该方法可有效反映植物茎体轴向、径向及不同树种的结构差异，为植物茎体水分的检测提供了一种携带茎体结构特性的检测方法。

摘要:为了对饮食文本信息高效分类，建立一种基于word2vec和长短期记忆网络(Long-short term memory，LSTM)的分类模型。针对食物百科和饮食健康文本特点，首先利用word2vec实现包含语义信息的词向量表示，并解决了传统方法导致数据表示稀疏及维度灾难问题，基于K-means++根据语义关系聚类以提高训练数据质量。由word2vec构建文本向量作为LSTM的初始输入，训练LSTM分类模型，自动提取特征，进行饮食宜、忌的文本分类。实验采用48000个文档进行测试，结果显示，分类准确率为98.08%，高于利用tf-idf、bag-of-words等文本数值化表示方法以及基于支持向量机(Support vector machine，SVM)和卷积神经网络(Convolutional neural network，CNN)分类算法结果。实验结果表明，利用该方法能够高质量地对饮食文本自动分类，帮助人们有效地利用健康饮食信息。

摘要:由于生态环境演变及人类活动的影响，云南地区生态环境极度脆弱，土壤侵蚀强度大，侵蚀程度严重。降雨侵蚀力（R）是采用USLE/RUSLE模型进行土壤侵蚀评估的重要参数，但目前针对云南地区R值的计算模型及适宜性方面的研究较少。本研究采用昆明气象站1951—2010年共60a逐日降雨数据，对中国南方地区常用的5种R计算模型在云南地区的适宜性进行分析，筛选出适宜云南地区的R计算模型，并基于均匀分布于云南省的36个国家基本气象站1951—2012年降雨观测数据，分析云南省降雨侵蚀力时空分布与演变特征。研究表明: 在5种降雨侵蚀力计算模型中，模型B具有较好的稳定性，且有效系数（Ef）最大，相对偏差系数（Er）最小，在云南地区有较好的适宜性。云南地区多年平均降雨量为1106.84mm，7个分区多年平均降雨量分布在745.83～1533.33mm之间，不同地区降雨量分布不均匀，季节分布集中在夏季，降雨空间分布呈现出自西南向东北递减的趋势。云南地区多年平均R为2719.31MJ·mm/(hm2·h)，7个分区多年平均R分布在1837.23～3949.12MJ·mm/(hm2·h)之间，季节分布集中在夏季，空间分布也表现出自西南向东北递减的趋势。7个分区降雨侵蚀力趋势系数分布在-0.34～-0.02之间，各分区近60a来降雨侵蚀力均呈现出减小趋势。本研究可为云南水土生态环境建设和土壤侵蚀模型构建提供借鉴和参考。

摘要:为了研究不同咸淡交替灌溉制度对各层土壤盐分含量、夏玉米生长的影响，采用3种矿化度（1、3、5g/L）微咸水和3种不同生育期（壮苗期、拔节期、灌浆期）咸淡交替灌溉方式（“咸淡淡”、“淡咸淡”、“淡淡咸”）开展避雨盆栽试验研究。结果表明，全生育期灌溉淡水处理（CK）各层土壤盐分含量最低，随着灌溉微咸水矿化度增加，各层土壤盐分含量增大，相同矿化度下，同一深度土壤盐分含量由大到小依次为“淡淡咸”、“淡咸淡”、“咸淡淡”。3g/L和5g/L“淡淡咸”处理的土壤含盐量由大到小依次为下层、上层、中层，其他处理由大到小依次为下层、中层、上层。不同生育期灌溉微咸水对夏玉米的株高、叶面积及产量的抑制程度由大到小依次为拔节期、壮苗期、灌浆期，即“淡咸淡”、“咸淡淡”、“淡淡咸”，抑制作用随灌溉微咸水矿化度增加而增大，5g/L“淡咸淡”处理与CK相比减产最多，减产率为34.85%。在滨海地区进行夏玉米种植，应考虑在生育后期灌溉微咸水，同时利用非生育期淡水灌溉降低土壤次生盐碱化的风险。

摘要:利用离心机法，分别测定了初始容重为1.10、1.22、1.31g/cm3，初始含水率为49.34%、43.55%、36.03%、31.93%和25.51%以及砂姜质量分数为0、4%、6%、8%、10%和12%的砂姜黑土样品在不同吸力下的土壤体积含水率及收缩特征。结果表明：在考虑土壤收缩变形的情况下，相比VG模型，Gregory模型可以更好地拟合砂姜黑土的水分特征，砂姜黑土含水率随着土样初始容重及初始含水率增加而增加，随着砂姜含量增加而降低。收缩过程中，在不同初始容重处理下，初始容重增加，土壤的线缩率减小，土壤收缩后容重增加比例下降；且初始容重增加显著提高了土壤结构收缩段孔隙收缩比例，降低了线性收缩段孔隙收缩比例。在不同初始含水率处理下，初始含水率越高，土壤线缩率及收缩后的容重越大；当初始含水率为36.03%时，土壤结构收缩段孔隙收缩比例最高，线性收缩段孔隙收缩比例较低。在不同砂姜含量处理下，砂姜含量的提高减小了线缩率及土壤收缩后的容重，增加了土壤总孔隙比。因此，对于砂姜黑土而言，在一定范围内，提高土壤容重以及降低土壤含水率可以减少土壤收缩；而在砂姜含量较高的情况下，主要应防止由于大孔隙存在而引起的水分流失。

摘要:为了研究我国北方土石山区流域土壤斥水性影响因素及其分布规律，以妫水河流域为例开展了野外调查和室内研究。对流域内9种植被类型共385个土壤样本的滴水穿透时间(Water drop penetration time，WDPT)与土壤有机质含量、pH值、质量分形维数、土壤颗粒比表面积进行统计分析。研究表明：WDPT由大到小依次为有林地、灌木林、疏林地、果园、高覆盖度草地、旱地、中覆盖度草地、低覆盖度草地、滩地。有林地和灌木林为强烈斥水性，疏林地和果园为轻微斥水性，高覆盖度草地无斥水性，旱地、中覆盖度草地、低覆盖度草地和滩地为亲水性；土壤斥水性在流域的空间分布上表现为西北部、东北部和东南部山区斥水性较大，中部盆地斥水性较小；在垂向分布上表现为表层最大、中层次之、深层最小；WDPT与土壤有机质含量呈正相关性，与pH值、质量分形维数、土壤颗粒比表面积呈负相关性；土壤pH值和有机质含量是斥水性的主要影响因素，质量分形维数、土壤颗粒比表面积是次要因素。

摘要:为准确掌握土壤墒情信息，针对农田环境下不同作物根区土壤含水率变化难以实时观测的问题，对土壤剖面水分传感器探头进行了仿真，并通过试验验证，给出了传感器探头设计尺寸的优选方案。在建立传感器探头微量化平面电容二维模型的基础上，分析了传感器探头结构变化对探头微量化平面电容周围电场强度和电容变化的影响，确定了探头结构尺寸的最优组合。当探头铜环电极外径40mm、内径38.4mm、轴向长度20mm、轴向间距15mm时，探头的灵敏性和探测范围最优。试验结果表明，本文研究的土壤剖面水分传感器测量精度为±1.42%，具有很高的稳定性和一致性。所设计的传感器探头可以根据实际测量深度需要任意组合，满足不同作物根区深度的土壤含水率测量需求。

摘要:现有土壤孔隙量化方法主要通过图像处理软件实现孔隙结构的辨识与分析，此类通用的图像处理软件或医学处理软件未考虑土壤内部物质的复杂多变性以及孔隙结构的细小和不规则性，从而导致孔隙分割精度低进而量化误差大，为解决这一问题，本文针对土壤CT图像的特点提出了一种孔隙量化方法。该方法主要包括图像处理和量化分析两部分：选用自适应中值滤波算法去除噪声对孔隙边缘的影响，并采用迭代最佳阈值法与Canny边缘检测算子相结合的方法，准确识别出土壤孔隙结构及轮廓线；运用数学统计方法定量研究土壤孔隙率、孔隙数目、分形维数、成圆率等几何指标，用以揭示孔隙结构的复杂性和不规则性，实现对土壤孔隙的量化分析。最后，以冻融循环作用下的土壤为应用对象验证该方法性能。结果表明，本文方法能精确地定位孔隙轮廓，有效地分割孔隙结构，而且通过多种孔隙几何指标的量化可揭示出冻融循环作用对土壤结构的影响，为孔隙几何特征和空间特征的量化表达奠定了基础。

摘要:为利用我国寒冷地区天然冷资源，在实验室模拟低温环境（Z组：-4℃，S组：-20℃），探索低温冻融及纤维素酶液预处理对水稻秸秆中温厌氧发酵产气特性的影响。结果表明，浸泡温度30℃、浸泡时间4h、液固比15mL/g条件下水稻秸秆持水力最佳。冷冻后解冻液中木糖质量(Z3组:6.5g，S2组：7.2g)大幅增加，半纤维素转化率(Z3组: 24.1%，S2组：26.6%)增幅显著（p<0.05）。经纤维素酶解后其水解液中葡萄糖质量(Z3组: 13.5g，S2组：14.5g)大幅增加，纤维素转化率(Z3组: 30.9%，S2组：33.2%)增幅显著（p<0.05）。对预处理后的原料进行厌氧发酵，累计产气量最高543mL，较CK提升73.5%（S4组），平均甲烷体积分数最高提升160.4%(S2组)，且随着冷冻时间的延长(Z组48h以上，S组24h以上)厌氧发酵周期缩短(共19d)，产气高峰提早到来且峰值较高。过酸化现象得到有效缓解，能够更快地进入到甲烷化阶段。

摘要:马铃薯茎叶是一种丰富的木质纤维素生物质资源，但其高结晶度、稳定的刚性结构使其不易水解酸化，微生物在短时间内难以直接高效利用。研究了离子液体和助溶剂对马铃薯茎叶进行预处理后其木质纤维素结构组分变化及厌氧消化产沼气的变化。结果表明，预处理后的马铃薯茎叶木质素质量分数降低31.8%～43.9%，离子液体脱除马铃薯茎叶木质素能力由高到低依次为[C2mim]Ac、[C2mim]Ac/DMSO、[C4mim]Cl/DMSO、DMSO、[C4mim]Cl。离子液体中阴离子可与纤维素羟基上的氢质子形成氢键作用，降低其结晶度，长链分子断裂成短链分子，使厌氧消化的启动滞后期较未处理马铃薯茎叶提前9d，累积产沼气量提高3.2%～76.3%，最高产甲烷体积分数提高14.3%～25.1%。各处理组累积产沼气量和最高产甲烷体积分数分别为：T5（7.21L，69.2%）、T4（5.12L，64.5%）、T2（5.07L，65.7%）、T3（4.35L，64.3%）、T1（4.22L，63.2%）。经无机盐-离子液体双水相体系回收DMSO、[C2mim]Ac和[C4mim]Cl，回收率分别为95.1%、91.8%和89.6%。

摘要:从实验和模拟两方面，利用虚拟球元法改进传统的计算流体力学耦合离散单元法(DEM-CFD)，对流化床内的柱形生物质和石英砂的流动传热过程进行了研究。建立了混合流动与传热的实验系统，并进行了模拟和分析，结果表明：双组分颗粒混合指数(MI)经过迅速增加、缓慢增加以及稳定期3个阶段。随着表观气速的增加，颗粒混合指数升高，一定范围内的高气速有利于柱形生物质和石英砂的混合。加热后的柱形生物质和石英砂的初始温度为120℃，流化空气为常温25℃。流化过程中，柱形生物质颗粒温度普遍大于石英砂的温度。当表观气速比较小时，双组分颗粒的混合受到限制，流化床内不同高度的颗粒平均温度差较大；表观气速较大时，流化床颗粒平均温度差不明显。虚拟球元解决了传统DEM-CFD计算模型不适用于大尺寸柱形颗粒系统的问题。对比红外热图像和模拟结果，实验值和模拟结果比较接近，改进的DEM-CFD方法可以较好地模拟柱形生物质和石英砂的流动传热。

摘要:针对当前生物质燃烧炉灶热效率低、火力强度达不到要求、供风不充足燃烧不完全、功能单一等问题，依据集中供餐炊事对清洁生物质颗粒燃料炉灶的需求，研制了一种以层燃为燃烧方式，集炒菜、蒸饭、烧水、供热等功能于一体的生物质颗粒直燃炉灶。运行性能试验结果表明：该炉灶的炊事热效率为42.9%，综合热效率达70.7%，炊事强度为14.1kW，烟气排放指标低于国家标准，生物质颗粒燃烧较为充分，可为以生物质颗粒为燃料的集中供餐炊事炉灶的设计与应用提供科学参考。

摘要:为了有效处理含水率较高且体积庞大的有机污泥，实现与低温热解工艺相结合，进一步完善污泥处理与利用知识体系，研究了干燥温度与升温速率对污泥干燥过程中的质量、失重率、含水率、热量的影响。同时研究了不同温度下污泥的干燥速率和含水率的变化规律，并建立了污泥干燥的数学模型。实验结果表明：从不同干燥特性曲线可以看出，污泥的干燥特性符合理论的3个阶段，预热时间极短，恒速阶段持续时间也不长，最后的减速阶段时间最长。干燥终温为240℃时污泥干化时间最短，速率最快。二次模型的预测值与实测值决定系数为0.9924，均方根误差和残差平方和分别为0.035和0.032，与其他数学模型相比，二次模型对污泥干燥过程的拟合优度最高。

摘要:为了在非人为干扰条件下，可实时监测预警蛋鸡生产环境和生产过程，保障动物福利，本文基于可被远程调用的分布式对象的3Tiers物联网软件体系结构,将传感器技术和云技术结合在一起，设计了蛋鸡舍设施养殖数字化智能监测系统。3Tiers物联网软件架构考虑了大量的异构数据集成和对传感器设备的监测、远程交互性能的需求，满足了本研究中对规模化蛋鸡生产过程的研究要求。系统实现了规模化蛋鸡舍的实时生产环境参数采集和视频监控、生产资料管理、生产过程管理、基础信息管理、统计管理、预警设置管理、系统管理和推送管理功能。考虑到温热环境对蛋鸡健康福利和生产性能有着重要的影响，利用系统中的大量环境数据，对中国农业大学上庄实验站大鸡舍内的小气候环境舒适度进行评价，并结合产蛋率、死淘率和耗料，在黄山养殖场对环境舒适度评价进行了验证。通过对上庄鸡舍24h周期内和2016年11月—2017年4月的环境情况进行分析，结果表明实验蛋鸡舍内的小气候环境温湿指数始终小于70，蛋鸡群始终处于舒适区；而通过对养殖场鸡舍2016年7—10月份的环境数据和生产数据进行分析，验证了当蛋鸡处于舒适区时，产蛋率提升，死淘率下降，耗料更接近标准。

摘要:针对人工光照法在生物疫苗毒株（胚蛋）成活性检测中，存在劳动强度大、效率低、准确性差的缺点，提出了一种仿生胚蛋成活性图像无损检测方法。针对以往研究中胚蛋图像上下灰度不一、胚蛋蛋壳质量不一等因素影响胚蛋血脉提取的问题，提出了一种基于最小类内指数方差的自适应阈值图像处理方法。通过对去噪后的胚蛋图像进行图像边缘检测及数学形态学处理，准确构建了成活胚蛋主血脉二值形态，通过计算胚蛋内主血脉二值面积百分比判定胚蛋成活性。对胚蛋图像进行识别实验，结果表明，该系统识别一枚胚蛋用时0.093s，胚蛋活性判定准确率为100%，可满足灭活疫苗、冻干疫苗生产的活性准确率要求。

摘要:针对现有的山核桃破壳机多采用点、线等单一的加载接触形式进行破壳，使得工作过程中山核桃受力大小分布不均，从而导致低破壳率、高果仁损伤率的现象，设计了多种不同加载接触形式的锤头类型，以山核桃破壳后破壳率、果仁损伤率、露仁率、裂纹分布为评价指标，通过试验探究了不同加载接触形式下的破壳效果。通过有限元分析探究了不同窝眼个数的锤头对破壳过程中裂纹分布和扩展的影响，并以锤头结构参数和加载方向为试验因素进行了正交试验，确定了最佳锤头结构参数组合。试验结果表明，凹槽式锤头结构能够降低加载方向因素对破壳效果影响的显著性；凹槽中附加的窝眼能够使破壳后的果壳产生大量局部裂纹点，并沿窝眼棱线扩展产生裂纹，具有裂纹引导作用；窝眼个数增加，山核桃破壳后的裂纹数增加且裂纹分布均匀、范围广，有效提高了山核桃的破壳质量；当凹槽直径为28mm，窝眼个数为7时，破壳效果最理想，破壳率、一露仁率、二露仁率、果仁损伤率的均值分别为98.88%、37.05%、57.24%、5.71%。

摘要:针对现有马铃薯清选分选机的薯土分离效果差、伤薯率较高、工作效率低等问题，设计了一种拨辊推送式马铃薯清选分选机。对该机器的工作机理进行了阐述，确定了清选装置、分选装置的结构参数，分析了马铃薯在清选分选过程中的力学特性。选取机组的转速、上料量、机组提升角度作为试验因素，伤薯率、分选清洁率为试验性能指标进行正交试验，并对试验结果进行显著性分析。结果表明，各因素对伤薯率影响的主次因素顺序为：机组提升角度、机组转速和上料量；对分选清洁率的影响主次因素顺序为：上料量、机组转速和机组提升角度。按照以马铃薯的伤薯率较低，兼顾分选清洁率较高的原则，确定较优组合，即机组转速为145r/min，上料量为20t/h，机组提升角度为12°，并对该参数组合进行了验证试验，结果表明，在该条件下机器伤薯率为0.773%，分选清洁率为95.42%，符合基本作业要求。

摘要:采用静态称量法测量30、40、50℃时豌豆种子的吸附等温线，对实验数据进行非线性拟合，并通过对净等量吸附热、微分熵、焓熵补偿、扩张压力、净积分焓和净积分熵等热力学性质参数的研究，分析种子吸附特性和进一步揭示吸附机理，为选择和优化种子干燥和贮藏条件提供理论依据。实验结果表明，温度恒定时，平衡含水率随水分活度升高而升高，吸附等温线属于类型Ⅱ且GAB模型拟合效果最佳(R2=0.9989,误差平方和为4.52×10-5)；净等量吸附热和微分熵随着平衡含水率升高而降低的规律符合焓熵补偿理论，该理论反映出吸附过程是非自发反应，属于焓驱动，而当干基含水率达到25%时，净等量吸附热值接近纯水的汽化潜热(43.30kJ/mol)；种子吸附过程的扩张压力随水分活度升高而升高，随温度升高而降低，当扩张压力一定时，净积分焓和净积分熵随着平衡含水率升高而降低，净积分熵达到最小值后逐渐升高，此最小值在30、40、50℃温度条件下分别为-137.79、-140.29、-137.74J/(mol·K)，对应的水分活度和平衡含水率分别为0.017、0.045、0.062和2.7%、2.5%、2.4%，这些条件可作为豌豆种子贮藏的最稳定条件。

摘要:大豆水酶法残渣可作为膳食纤维的来源。以大豆水酶法残渣为原料，对其中的膳食纤维进行羧甲基化修饰，在单因素试验的基础上，通过Box-Behnken响应面试验设计建立了碱化温度、氯乙酸添加量、醚化时间和醚化温度对羧甲基取代度的模型。研究结果表明，各参数对羧甲基取代度的影响程度依次为醚化时间、氯乙酸添加量、碱化温度、醚化温度。通过对试验结果的二次回归分析得到的最佳制备工艺为碱化温度25℃、氯乙酸添加量为膳食纤维质量的1.05倍、醚化温度70℃、醚化时间3.8h，在此最优条件下制备的水酶法膳食纤维羧甲基取代度为0.4305，其持水率、持油率和膨胀率分别较修饰前提升了89.61%、20.63%和114.32%。红外光谱结果表明，制备的大豆水酶法膳食纤维发生了羧甲基取代反应。

摘要:通过优化菲洛嗪法测定葡萄酒中总铁的检测条件，以及探讨Fe3+共存时菲洛嗪用量对Fe2+测定的影响，建立一种简易可靠、能够直接测定葡萄酒中总铁和Fe2+的方法。结果显示：改良菲洛嗪法测定葡萄酒中的总铁，在0.25～2.00mg/L质量浓度范围内线性关系良好，检测限为0.0115mg/L，加标回收率为94.31%～104.34%，变异系数范围为0.95%～2.43%；然而，共存的Fe3+会影响对葡萄酒中Fe2+的测定，适合的显色剂用量是菲洛嗪与总铁摩尔比为7，在此条件下，Fe2+质量浓度的拟合准确度为101.98%～113.50%。利用该法测定葡萄酒样品的结果表明，葡萄酒中以Fe2+为主，其在红葡萄酒中的百分比相对较高。总之，改进的方法简单易行、准确可靠，能够满足葡萄酒中铁价态的快速定量测定，适于在葡萄酒生产中推广应用。

摘要:为研究带鱼鱼糜制品冷藏过程中腥味变化的规律，以鱼丸为研究对象，在不同温度0、3、6、9、12℃下监测鱼丸腥味活性值变化，采用零级反应方程拟合腥味活性值变化曲线，拟合系数均大于0.9。根据Arrhenius方程确定了变化速率K与温度T的关系，建立腥味活性值变化预测模型F=2.332×1013e-8190/Tt+5.035。贮藏期间F的实测值与预测值相对误差在15%以内，证明该模型能够较准确地预测鱼丸腥味活性值的变化。

摘要:针对无人驾驶车辆的轨迹跟踪问题，在分析车辆运动学模型的基础上，设计了一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制方法。首先，将车辆运动学模型进行线性化处理，得到车辆运动学线性跟踪误差模型，该模型可以用来预测车辆的未来行为。其次，利用此跟踪误差模型作为预测模型，应用线性模型预测控制方法，通过优化得到使性能指标最小的控制序列，将控制序列的第一步作用于系统。最后，建立了3种典型的道路试验曲线，并且在基于实时多体动力学软件Vortex搭建的虚拟仿真平台中对轨迹跟踪控制器进行了仿真。仿真结果表明，该控制器可以保证无人驾驶车辆快速且稳定地跟踪参考轨迹，距离偏差和方位偏差都在合理的范围内，且实时性可以达到要求。

摘要:针对拖拉机斜坡直线行驶工况，基于拖拉机比例模型和3D打印技术，建立了模型拖拉机轮胎-地面载荷实验测试系统。以斜坡上侧车轮-地面载荷为主要参考量，提出了针对拖拉机前、后轮的侧向稳定评价指标（拖拉机前、后轮的斜坡上侧车轮载荷分配系数）。采用田口实验设计方法，选择前后轮轮胎类型、前配重质量、前后轮距和机具位置6个影响因素作为控制因子，以E级和F级随机路面作为噪声因子，设计了6因子混合水平的田口实验方案，并对实验结果进行信噪比和均值的方差分析。实验结果表明，对拖拉机斜坡上侧前、后轮侧向稳定性影响最大的控制因子分别是前配重质量和后轮距；得出基于前、后轮侧向稳定性评价指标的拖拉机最优配置，为拖拉机的稳定性优化设计提供了一定参考，也为拖拉机防侧翻预警控制提供了理论基础。

摘要:基于流体体积(VOF)模型和动态重叠网格技术对针阀关闭过程的喷油嘴内流场进行了瞬态模拟，分析发现在断油过程中，喷油嘴压力室和喷孔入口两个位置都会发生空化现象，与试验现象一致。计算得到的最大空化体积与倒流气体体积基本相等，说明空化溃灭是造成外部气体倒流的主要原因。压力室内的空化溃灭是引起倒流气体进一步流入压力室的必要条件。进一步从理论推导出新的变量——空化数，用以评估针阀关闭过程喷嘴内空化的程度，得出背压增大，断油过程的空化程度减弱，使倒流的气体体积减少，较好地解释了背压对气体倒流的影响规律。

摘要:基于具有对称性和对偶性的正十二面体，设计了一种以三、四、五边形为耦合节点的二十面体单移动可展机构。首先，在正十二面体的十个面上添加一种顶点，通过增加顶点种类以增加耦合节点种类，从而得到具有三、四、五边形结构的节点构件。根据构件连接情况设计四类替换构件，将替换构件用转动副(R副)依次连接，构造耦合机构基础模型。其次，基于螺旋理论应用分流法计算其自由度。最后，进行主动输入选取分析及构建耦合机构的三维模型，设置方向相反的驱动条件分别进行仿真运动，应用Matlab得到动平台和节点构件的位置变化曲线，仿真结果与理论分析结果相统一，表明提出的机构具有伸缩运动特性。

摘要:根据基于方位特征(POC)的并联机构设计理论与方法，提出了一种结构简单、能实现三平移一转动的并联机构，拓扑结构分析后发现其耦合度k较大(k=2)，其位置正解及动力学计算较复杂；为此，设计了结构降耦后的新机型，证明其耦合度k=1，其位置正解易用一维搜索法求出，并给出了基于序单开链法的该机构位置正解求解的一维搜索法及其数值解；同时，基于导出的机构位置反解公式，分析了动平台的工作空间及其转动能力，探讨了该机构发生3种奇异位形的条件。

摘要:针对3-P(4S)并联平台，首先对其进行了位置反解，提出了由BP神经网络和拟Newton法相结合的混合数值法，并以此对机构进行了位置正解，求解精度可达到10－8数量级，求解时间在20ms内。然后通过对位置解求导可得到机构动平台和分支杆件的速度和加速度。根据运动学分析的结果，应用牛顿欧拉方法构建该机构的动力学模型，并对机构的数值算例进行了动力学仿真验证。最后综合考虑机构的动力学性能、刚度性能和速度性能，分别推导了其评价指标，并应用改进的加权求和法对该机构进行多目标的尺寸优化。通过多目标的尺寸优化，该机构的动力学性能和速度性能提升了2倍，刚度性能提升了3倍。

摘要:针对仿人机器人视觉目标跟踪任务需求，设计了一种高精度、灵巧型仿人机器人头部系统，构建了视觉感知模块与3自由度机械臂运动机构。利用虚拟连杆方法对仿人机器人头部进行运动学建模，将目标跟踪问题转换为机械臂的运动学逆解问题，通过计算机构可操作度与条件数，显示机器人头部对目标跟踪任务具有良好的运动学灵活性。在此基础上，基于梯度投影法建立了目标跟踪运动学逆解与规避关节极限位置的同步优化算式，并针对视觉测量系统带宽较窄、容易造成较大跟踪误差的问题，提出了在两次视觉测量间隔内用轨迹预测的方法获得目标位置的估计值，以提高跟踪精度。仿真与实验结果表明，在测量盲区内采用轨迹预测方法，可将跟踪精度提高约80%，实现高精度目标跟踪。所提出的仿人机器人头部及控制方法，对动态目标具有良好的跟踪性能。

摘要:为了进一步提高数控机床多体运动学误差模型的精度，提出了基于张量理论的机床误差补偿模型。首先面向数控系统列表插值补偿方式，提出了应用张量理论设定基础阶、扩展阶和误差阶来建立机床误差张量模型。然后，提出了采用设定机床信息、建立张量模型及设定检测参数3个流程实施误差补偿，并通过多元回归分析提出了采用4阶多项式拟合机床空间误差。最后，以某重型车铣复合机床实验为例，提出了分轴步进对角线法下的张量误差模型，采用球杆仪进行了圆度误差检测实验，结果表明该方法能够有效地提高机床精度，比多体运动学误差模型的补偿效果更优。

摘要:基于Kinect动态手势识别达到实时控制机械臂末端位姿的效果。位置控制信息的获取采用Kinect计算手部4个关节点在控制中的位置变动，数据噪声在控制中易引起机械臂误动作和运动振动等问题，为了避免噪声对实时控制的不利影响，采用卡尔曼滤波跟踪降噪。姿势控制信息通过采集手部点云经滤波处理后应用最小二乘拟合的方式获取掌心所在平面,运用迭代器降噪处理。系统通过对手部位置和姿势信息的整合、手势到机械臂空间坐标映射及运动学求解来实时控制机械臂末端位姿。实验结果证明，手势控制系统满足控制要求,简单、易于操作，机械臂实时响应速度快、运动准确。

摘要:从师法自然出发，以静态接触角高达140°的箬叶下表面为仿生对象，使用2种模板法制备具有箬叶下表面微纳复合结构的聚合物仿生表面。采用扫描电镜观测聚合物仿生表面的微观形貌，借助接触角测量仪分析仿生表面的润湿性能。以箬叶下表面为模板，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）二次复形方法获得仿箬叶下表面，仅实现微乳突结构的部分复形，而大多数纳米片层结构缺失，其静态接触角与PDMS本征接触角相比只提高了7°左右。采用电铸与注射成型相结合的方法获得的仿箬叶聚丙烯（PP）表面，可基本实现微纳复合结构的复形，其静态接触角与PP本征接触角相比提高了50°以上，进一步采用低表面能的氟硅烷修饰注射成型仿箬叶PP表面，其静态接触角与PP本征接触角相比提高了70°左右，达到了133°±2°。但2种模板法成型的仿生聚合物表面均未能较好保留箬叶的动态润湿性能。实验结果表明，通过电铸-注射法构筑仿箬叶表面的微纳复合结构、在粗糙表面上修饰低表面能物质的双重途径可用于实现仿生疏水表面高效低成本的制备。