摘要:嫁接在提高作物抗病能力、生长速度、单位产量，减少施肥、施药等方面具有积极作用，是多类蔬菜大规模生产的重要环节，而自动化嫁接能够有效提高嫁接效率和嫁接苗成活率，正在成为蔬菜商业化生产的刚性需求。本文对中国、日本、荷兰、西班牙、意大利等国蔬菜自动嫁接技术的研究现状和发展动态进行了分析；归纳出5项蔬菜自动化嫁接关键技术：幼苗机械化抓取技术，幼苗自动输送技术，砧、穗木切削技术，砧、穗木接合固定技术，自动嫁接系统控制技术，并逐一进行了阐述；最后对目前本领域的研究特点和发展趋势进行了总结和展望，认为蔬菜嫁接自动化程度将进一步提高，单机嫁接规模将进一步扩大，农艺、人工智能、人因工程等间接因素将为自动嫁接机未来的性能提升带来助力。

摘要:针对目前棚室内机器人作业分析算法智能性不足、准确作业率较低，且一次巡航过程只能进行单一作业，存在使用效率不高的问题，提出了一种搭载在三臂棚室机器人上，基于体感操控作业的决策规划算法，用Kinect采集含操作人员位姿信息的深度图像，结合随机森林统计学习理论和基于高斯核函数的Mean shift算法，确定了代表人体位姿的20个关键骨骼点坐标，在此基础上提出了一种基于模式切换的三臂映射关系，将骨骼点信息映射到机器人工作空间，使人的两只手臂能自如的控制三臂机器人，在一次巡航中完成多种棚室作业；此外，还提出了一种结合骨骼追踪技术和YCbCr颜色空间的手势特征分割方法，实现了用手势控制机器人末端执行器作业。最后，搭建了用于测试体感决策算法的三臂机器人样机，进行了针对该决策算法的精确性试验，根据试验误差数据对肩部关节夹角采用离散化取值识别，解决了肩部关节识别误差，结果表明：测试者被捕捉到的关节处夹角和机器人对应关节夹角的最大映射误差为1.90°，上位机发送夹角值与机器人实际转动的夹角值最大误差为0.80°，在误差允许范围内，同时在该精度下完成一套采摘加喷施作业指令，平均耗时13.34s，且操作者还可通过体感操控训练进一步提高机器人作业性能，表明该算法具有准确性和实用性。

摘要:为准确快速定量诊断黄瓜的病害，科学选择病害管控措施，基于Android技术和图像处理方法设计了可用于自然背景的黄瓜叶部病害定量诊断系统，并进行了试验。对黄瓜叶部彩色图像，首先进行图像预处理和背景剪除，再识别病斑区域，最终计算病斑区域占其所在叶片区域的百分比及根据国家相关标准与其对应的病害等级，计算结果以数值形式显示在诊断结果界面，同时用红色标识出病害区域。系统既适用于白色打印纸等简单背景，也适用于较为复杂的自然背景；所识别的病害叶片图像既可以从摄像头实时获取，也可以从手机存储载入。以50幅黄瓜霜霉病病害叶片为对象对系统进行测试，试验结果表明，系统可以较准确地对黄瓜霜霉病病斑区域进行识别(病斑区域识别综合误分率为6.56%)，并按照国家标准给出病害等级(综合错误分级率为3%)；简单人工背景下系统识别时间为1s，自然背景下系统识别时间约为11s。

摘要:植物种类识别方法主要是根据叶片低维特征进行自动化鉴定。针对低维特征不能全面描述叶片信息，识别准确率低的问题，提出一种基于多特征降维的植物叶片识别方法。首先通过数字图像处理技术对植物叶片彩色样本图像进行预处理，获得去除颜色、虫洞、叶柄和背景的叶片二值图像、灰度图像和纹理图像。然后对二值图像提取几何特征和结构特征，对灰度图像提取Hu不变矩特征、灰度共生矩阵特征、局部二值模式特征和Gabor特征，对纹理图像提取分形维数，共得到2183维特征参数。再采用主成分分析与线性评判分析相结合的方法对叶片多特征进行特征降维，将叶片高维特征数据降到低维空间。降维后的训练样本特征数据使用支持向量机分类器进行训练。试验结果表明：使用训练后的支持向量机分类器对Flavia数据库和ICL数据库的测试叶片样本进行分类识别，平均正确识别率分别为92.52%、89.97%，有效提高了植物叶片识别的正确率。

摘要:湿粘水稻土的深耕松对作业机具设计与作业参数的要求不同于旱作制，为探究水稻土条件下土壤深松扰动过程及其内在相互作用机理，本文结合田间实测土壤物理参数，借助离散元EDEM软件，建立适用于粘性水稻土的深松耕作离散元模型。利用粘性水稻土模型对水稻土的机械深松耕作过程进行离散元模拟仿真，并结合田间试验结果对机具耕作阻力、土壤宏观扰动进行对比验证，进一步从仿真的角度揭示深松土壤扰动的微观过程、土壤失效破碎的微观机理。结果表明，该模型下深松耕作阻力平均误差为6.63%，土壤扰动的起垄宽度平均误差为4.39%，起垄高度平均误差为19.22%；DEM仿真对土壤的微观扰动过程分析进一步论证了宏观试验测试结果及假说的正确，并且能够从土颗粒接触力学层面表达土壤扰动的边界生成、土体内部破碎等过程；结合DEM仿真角度提出的反映土体破碎程度指标——断裂系数，与传统试验的指标参数碎土系数对比两者误差为3.46%，该指标更有利于对土壤破碎过程微观机理的表达。

摘要:农业机械与土壤相互作用仿真时，选用颗粒相互作用参数的准确度将直接影响仿真结果。本文提出一种通过试验与模拟相结合系统地标定沙土颗粒相互作用参数的方法。通过堆积角测试装置、三轴剪切试验仪、图像颗粒分析系统等设备测量计算沙土的堆积角、剪切模量、粒径分布和外观形貌等参数，为颗粒或工厂建模提供参考。使用标准球和非标准球对沙土颗粒的碰撞恢复因数、静摩擦因数、滚动摩擦因数进行标定。研究不同质量和不同标定方法（抽板法和漏斗法）是否对堆积角产生影响。模拟结果表明，选用标准球标定时，碰撞恢复因数是0.15，静摩擦因数是0.8，滚动摩擦因数是0.2，抽板法得到的堆积角是33.99°，相对误差是4.74%；漏斗法得到的堆积角是33.59°，相对误差是3.51%。同时，选用非标准球进行标定时，碰撞恢复因数是0.15，静摩擦因数是0.2，滚动摩擦因数是0.3，抽板法得到的堆积角是32.06°，相对误差是1.20%。由此看出，颗粒外观形貌对颗粒间静摩擦因数影响相对较大。

摘要:为研究种子在油麦兼用气送式集排器输种管道中的迁移规律，运用EDEM-CFD耦合仿真方法分析了输种管道直径、长度、横纵管道长度比（k）和接头形式对种子运动特性和气流场的影响；台架试验研究了输种管道结构对排种性能的影响。结果表明：种子在输种管道中受力与速度主要沿管道轴线方向，与气流速度相同，种子迁移的动力主要源自流体阻力。管道出口处种子速度随k增加呈先降后升的趋势，输种管道结构显著影响各行平均排种量和各行排量一致性变异系数。当输种管道直径、长度和k分别为42mm、1.0m和2/3时，管道出口处种子速度、两相流相对速度和压强损失较小，排种性能较优。接头为弯管的输种管道出口处种子速度明显高于接头为折线形管道，两相流相对速度表现为弯管低于折线形接头；弯管半径100mm的输种管道气流场和种子分布均匀，压强损失较小。供种装置转速为10~40r/min时，排种油菜、小麦时各行排量一致性变异系数分别低于4.0%和5.0%，总排量稳定性变异系数和种子破损率分别低于1.0%和0.1%。

摘要:针对旱地和水稻钵苗旋转式移栽机构中的不完全非圆齿轮传动机构存在较大冲击和振动、动力学性能较差问题，采用解析法对不完全非圆齿轮机构的缓冲装置进行改进设计。开展缓冲装置运动学和受力分析，开发基于VB平台的缓冲装置设计与分析软件，设计出缓冲装置结构；通过理论分析研究缓冲装置改进设计后移栽机构的动力学性能，搭建移栽机构动力学试验台，对安装了改进前、后缓冲装置的移栽机构分别进行动力学试验。动力学试验结果表明：移栽机构X、Y方向支座反力的最大幅值分别由改进前的365.5N和48.4N减小为345.2N和42.2N，降低了5.55%和12.81%；同时其方差分别由改进前的4880.3和148.7减小为4516.1和126.1，降低了7.46%和15.20%，且与理论分析结果基本吻合，缓冲装置的改进设计是正确和有效的，移栽机构的动力学性能得到了改善。

摘要:为实现马铃薯大垄双行膜上覆土自然破膜出苗机械化栽培，设计了一种可实现施肥、播种、起垄、覆膜和全膜面覆土一体化作业的全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机。对样机关键部件进行了设计，确定其排肥系统、链勺式排种系统工作参数，同时分析了提土-膜面覆土装置作业过程，得到满足膜顶覆土厚度的必要作业条件。田间试验结果表明，当作业速度为1.8~2.0km/h时，重种指数为4.9%，漏种指数为6.6%，种植深度合格率为95.2%，种薯间距合格指数为90.1%，膜顶覆土厚度合格率为98.8%，各行排肥量一致性变异系数为6.5%，总排肥量稳定性变异系数为5.1%，试验指标均符合国家和行业标准要求，试验结果满足设计和实际作业要求。

摘要:针对现有玉米收获机摘穗装置存在籽粒啃伤、啃落导致损失严重等问题，设计了一种结构简单、摘穗效果好、可靠性高的多棱立辊式摘穗装置。研究了立式激振折断的摘穗机理，分析了多棱立辊式摘穗装置主要结构参数的设计方法；通过正交试验确定了影响摘穗质量的主次因素为棱边数、摘穗辊转速和摘穗辊直径；较优组合为：摘穗辊直径为7cm、棱边数为8、摘穗辊转速为950r/min，在该条件下本摘穗辊的籽粒破损率为0.13%、落地籽粒损失率为0.28%、茎秆折断率为0.53%，满足国家标准要求。在较优组合条件下进行了调整内角Δ大小的验证试验，通过试验可知调整内角Δ为16°时，即最大调整范围的一半时摘穗质量最好。

摘要:为提高D200型秸秆纤维制取机工作效率，实现对农作物秸秆物料的浸泡、清洗及连续稳定的输送，解决人工喂料时劳动强度大、喂料不均匀等问题，设计了与D200型秸秆纤维制取机相配套的原料供给试验装置。在对浸泡装置、搅拌装置和捞取装置间配合关系及工作原理分析的基础上，以单个耙齿为研究对象，分析了耙齿与秸秆的作业过程，建立了捞取量的数学模型，找出了影响捞取量的主要因素。应用L16（45）正交试验方法，以输送带线速度、耙齿齿数、搅拌桨转速为试验因素，以捞取效率及其变异系数为评价指标实施试验。试验结果表明：输送带线速度、耙齿齿数、搅拌桨转速对捞取效率影响极显著（P<0.01）；输送带线速度对捞取效率变异系数影响极显著（P<0.01）。同时利用模糊综合评价方法对试验指标进行综合评价，确定影响综合评价的主次顺序为：输送带线速度、搅拌桨转速、耙齿齿数；最优参数组合为：输送带线速度0.6m/s、搅拌桨转速40r/min、耙齿齿数8根。此时，单位时间内捞取效率为1111.2kg/h，变异系数为0.124，满足生产要求。

摘要:为分析牧草同向异形堆存方式的优势与合理性，进行了苜蓿同向异形制备与堆存理论分析及试验。通过苜蓿同向异形制备试验，分析了抄板高度、抄板数量以及旋转筒转速3个因素对苜蓿同向异形单元单位长度质量和产量的影响。通过分析牧草同向异性堆存的传热传质过程，建立了牧草同向异形堆存的传热传质模型；通过与散草堆存热质传递模型的对比，证明了同向异形堆存的热质传递较快，牧草的同向异形堆存有着能够改善牧草自然通风干燥品质的实际意义。通过苜蓿同向异形堆存试验，测定了堆存过程的温度变化以及腐败变质比例。结果显示：经过同向异形调制整理后的苜蓿，在堆存过程中，牧草的植物活性提高，短期内部的发热较为严重，在经过一段时间之后，苜蓿同向异形堆存的温度下降；苜蓿同向异形堆存比散草堆存的腐败变质减少23.7%~76%。

摘要:在弹齿滚筒式捡拾器试验台上，以紫花苜蓿为捡拾对象，滚筒转速、机器前进速度和牧草含水率为试验因素，功率消耗与捡拾损失率作为性能检测指标，进行了正交试验和弹齿端部加速度试验，旨在探索弹齿滚筒式捡拾器的工作参数、结构参数与牧草收获条件对捡拾性能的影响。试验结果表明：凸轮廓线对捡拾器工作性能有较大影响；滚筒转速和牧草含水率均对捡拾器工作性能影响极显著，机器前进速度对工作性能影响显著；捡拾器工作性能的影响因素主次顺序为滚筒转速、牧草含水率、机器前进速度，最佳性能参数组合为滚筒转速42r/min、机器前进速度4.0km/h、牧草含水率15.1%。弹齿端部加速度频谱分析表明：在滚筒转速、机器前进速度保持一定的情况下，随着牧草含水率的增加，弹齿端部加速度呈上升趋势，捡拾器功率消耗增加，捡拾效率下降。

摘要:为揭示风沙在集沙仪内部的分离规律，以分流对冲与多级扩容组合式集沙仪风沙分离器为研究模型，通过Fluent数值模拟和微型风洞试验，对风沙分离器内单相流场和气固两相流场进行了分析。在阐释气流降速机理的基础上，进一步分析了气流降速和入口气流中沙尘所占体积分数对风沙分离的影响，并通过分析沙尘的运动规律，阐述了不同粒径沙尘受流场影响的情况。结果表明，气流大幅降速是实现风沙分离的最有效方法，而引起气流速度大幅降低的主要原因是较大值的湍动能场的大范围形成；对于风沙流，当沙尘含量增高时，降速效果变好，风沙分离效果也变好；当沙尘含量进一步增高时，降速及风沙分离效果则变化不大；对于分流对冲与多级扩容组合式集沙仪，当沙尘受强风以下风力影响时，粒径小于0.03241mm的沙尘较易受到流场的诱导，受惯性运动的影响较小，从排气口排出的可能性较大，是影响风沙分离效率和集沙效率的主要粒子。

摘要:轴流泵叶轮内部的压力脉动是影响其运行稳定性和叶片疲劳破坏的重要因素之一,为了研究压力脉动的特征和根源，探索压力脉动的水力优化方法，应用CFD方法模拟轴流泵内部非定常流动，在模型试验结果验证的基础上，计算了叶轮叶片和导叶表面的压力脉动，采用快速傅里叶变换进行信号处理和分析比较。研究结果表明：叶轮叶片表面压力脉动的主频是导叶通过频率，导叶表面压力脉动的主频是叶片通过频率；在小流量工况下，通过调节导叶角度可以显著降低叶轮叶片和导叶表面因动静干涉引起的压力脉动，从而降低疲劳破坏的风险。

摘要:固液两相流算法对双吸离心泵泥沙磨损模拟精度有直接影响。采用改进的固液两相流欧拉算法，考虑了相间阻力和泥沙扩散系数两方面因素，对典型悬移质泥沙粒径条件下的双吸离心泵流场进行了数值计算。研究发现，叶片表面湍流强度在头部和尾部较大，可达6%~10%；叶片头部和尾部的颗粒动态尺度大于中部。由湍流强度和颗粒动态尺度组成的湍动尺度效应，在叶片头部和尾部表现强烈，湍动尺度效应使固液相间阻力增大，更有利于颗粒的扩散，避免了颗粒聚集，对大颗粒的作用强于小颗粒。湍动尺度效应导致叶片表面固相体积分数分布范围减小，大颗粒的变化值大于小颗粒，叶片头部和尾部的改变值大于中部，叶片表面的严重磨损部位为叶片工作面尾部的块状磨损区，这比采用传统算法得到的带状磨损区和偏磨区计算结果，更符合离心泵实际磨损情况，考虑湍动尺度效应后得到的磨损率也有所增大。在此基础上，提出了双吸离心泵叶片水力设计和表面喷涂防护原则，为提高双吸离心泵抵抗泥沙磨损能力奠定了基础。

摘要:为解决管道结构固有振动特性分析中选取高精度流固耦合模型的方法问题，以景电工程中梯级泵站输水管道为研究对象，运用附加质量法和直接耦合法原理，建立不同的流固耦合模型，对其进行固有模态特征提取，并将求解结果与SSI法模态辨识结果对比。结果表明：直接耦合法模型的结果与SSI法辨识结果吻合得较好，最大误差为3.62%，同阶次的计算精度均优于附加质量模型，频率间隔小，弥补了附加质量模型出现的模态缺失现象；直接耦合模型的计算结果在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型，能较好地反映管道结构的固有振动特性，可在复杂管系结构的动力特性分析中应用。

摘要:为分析隔舌间隙对泵自吸性能的影响及其原因，进一步掌握泵的自吸机理，对外混式自吸离心泵在不同隔舌间隙时的自吸过程进行了高速摄影试验，通过图像处理技术研究蜗壳扩散段内气泡的数量、大小及运动轨迹，同时测量自吸完成时间。研究结果表明，自吸过程中扩散段靠近气液分离室左侧区域的气泡呈现小而密的特点，右侧区域的气泡呈现大而疏的特点。直径较小的气泡在蜗壳扩散段出口更容易被排出，较大的气泡在扩散段内振荡、回旋，不利于自吸的完成。当隔舌间隙从1.0mm增加到2.5mm时，经过隔舌进入扩散段的气泡平均直径从1.2mm增加到1.9mm，自吸完成时间从28s上升到113s，即隔舌间隙越小，进入蜗壳扩散段的气泡直径越小，这是减小隔舌间隙自吸时间缩短的微观机理。

摘要:粮食主产区的耕地土壤重金属污染已成为影响粮食安全和人居环境安全的突出问题。高光谱遥感技术为快速高效获取土壤重金属含量提供了新的途径，也为土壤总金属污染的监测和防治提供了技术保障。以河南省粮食主产区新郑市为研究对象，共采集191个耕地土壤样品，利用Rank-KS法划分为144个建模集样本和47个验证集样本；在室内利用ASD FieldSpec 3型地物光谱仪获取土壤高光谱数据，对耕地土壤样品在400～2400nm的光谱反射率与Cr、Cd、Zn、Cu、Pb 5种重金属元素进行相关性分析，筛选出5种重金属均通过P=0.01显著性检验的共用高光谱特征波段作为反演模型的自变量；采用基于OLS的固定影响变系数面板数据模型，对新郑市144个建模集样本的5种土壤重金属面板数据构建高光谱综合反演模型。结果表明：面板数据模型整体显著，拟合优度较高（R2=0.9937，F统计量为1365.94）。模型精度检验Cu的相对分析误差为2.046，Pb的相对分析误差为3.432，都具有较好的预测精度；Cr、Cd、Zn的相对分析误差在1.4~1.8之间，具有一般的定量预测能力。面板数据模型通过一次建模综合反演多种土壤重金属，计算简便、速度快，可以用于新郑市耕地土壤重金属的高光谱快速监测。

摘要:从耕地的自然条件、利用情况和经济水平出发，结合耕地的空间属性，借助空间自相关性分析方法，提出了科学、合理的耕地保护分区方法。首先运用全局空间自相关的方法，探究高平市耕地质量在空间上整体的分布情况，以便进行下一步更细致的分析；再运用局部空间自相关的方法，以耕地质量指数为变量，探究高平市耕地质量的空间分布规律，最终基于综合质量的分析结果提出耕地保护分区方案。研究结果表明：整体分析显示，高平市耕地的自然条件、利用情况和经济水平皆表现出显著聚集性；局部分析得出，高平市耕地从自然条件、利用情况和经济水平3方面呈现出一定的规律性，HH（高-高）型和LL（低-低）型耕地表现为聚集分布；HL（高-低）型和LH（低-高）型耕地呈零星分布。最终从耕地的3方面分别进行局部分析，并依据3个局部分析结果组合，结合实际，提出耕地保护分区的方法及思路。

摘要:以土壤多样化的陕西省横山县为研究区域，比较了3种基于高光谱数据的土壤有机质含量反演模型，在实验室利用ASD Field Spec FR地物光谱仪对横山县野外采集的土壤样品进行光谱测定，并通过重铬酸钾氧化容量法测定土壤有机质含量。然后对原始光谱反射率的倒数进行微分运算获得其一阶导数光谱，将原始光谱反射率、一阶导数光谱分别与土壤有机质含量进行相关性分析，得到相关性系数r较高的特征波段的一阶导数光谱，直接建立基于一阶导数光谱的多元线性逐步回归分析（MLSR）模型。同时针对这些相关性系数较高的特征波段的一阶导数光谱进行主成分分析(Principal component analysis, PCA)，利用主成分分析得到的结果分别建立BP神经网络反演模型（PCA-BP）和多元线性逐步回归分析模型（PCA-MLSR）。用上述3种方法进行土壤有机质含量反演，并对3种反演结果进行精度验证与比较。实验分析结果表明：在3种模型中，基于主成分分析结果构建的PCA-BP模型在土壤有机质含量反演中决定系数（R2）最高，为0.8930，均方根误差（RMSE）为0.1185%；其次为运用全部主成分PCA分析结果构建的多元线性逐步回归模型，R2为0.7407，RMSE为0.1613%；而采用一阶导数光谱反射率构建的多元线性逐步回归模型中，最佳反演模型R2仅为0.6899，RMSE为0.1710%。由此说明，PCA-BP模型有机质含量反演精度明显高于多元线性逐步回归模型，利用全部主成分进行多元逐步回归，其有机质含量反演精度优于仅用累计方差贡献率大于90%的主成分进行多元逐步回归的精度，可以更好地反演土壤有机质的含量。

摘要:通过农作物种植面积计算农田畜禽承载量，并利用各类畜禽产排污系数估算区域畜禽理论养殖量，分析1994、2003、2013年河北省县域农田畜禽承载量与畜禽实际养殖量的变化态势及其耦合关系。研究表明：农作物播种面积呈现小幅波动态势，总量增加了83663hm2，以氮元素计的畜禽承载能力提高了108.7万头（猪当量）；畜禽实际养殖量先增后减，总量增加了1102万头（猪当量）。在仅考虑农作物种植面积消纳畜禽粪便的情境下，1994—2003年河北省有69个县市属于畜禽超载状态，有94.24%的县市生态持续衰退；2003—2013年农作物畜禽承载状况改善明显，超载的县市有26个，只占全省的18.7%。基于Ward聚类分析方法，将1994—2013年畜禽养殖量与农作物播种面积变化的耦合类型特征划分为9大区，提出了不同调控对策。

摘要:为利用时域测量技术实时、快速、准确地测量土壤水分，设计了一种低成本的基于时域传输（TDT）原理的土壤水分测试仪。仪器的探头采用末端封闭的回路结构，信号在探头上单程传输，通过测量电磁波在土壤介质中的传输时间测量出土壤的介电常数，再通过土壤标定方程得到土壤水分。时域传输仪由高频脉冲信号源、同轴传输线、U型回路结构探头、以TDC-GP2时间间隔测量芯片为核心的传输时间测量电路和以LPC2132 ARM微控制器为核心的控制电路组成。通过标准溶液测试和土壤测试试验，验证了双U型探头的测量结果好于单U型探头，仪器使用双U型探头测量传输时间的均方根误差为43.9ps，测量介电常数的均方根误差为0.791，使用TOPP方程测量砂土土壤含水率的均方根误差为0.029cm3/cm3，测量壤土土壤含水率的均方根误差为0.039cm3/cm3。结果表明设计的时域传输土壤水分测试仪可以准确地测量土壤介电常数和土壤体积含水率。

摘要:为提高高空间分辨率遥感影像（高分影像）中苹果园提取精度，基于QuickBird遥感数据，研究综合光谱特征和纹理特征的苹果园自动提取方法。该方法首先采用最佳指数因子（OIF）获取多光谱波段最佳组合，然后采用不同大小滑动窗口（从3像素×3像素到13像素×13像素）提取全色波段的灰度共生矩阵（GLCM）、分形和空间自相关3种纹理特征并分别与光谱特征组合，最后通过支持向量机（SVM）分类进行苹果园分类识别。研究表明：在分类特征上，与单一光谱或纹理特征相比，光谱特征结合纹理特征能有效提高苹果园提取精度（Fa）和总体分类精度(OA)，其中光谱+GLCM纹理（9像素×9像素）分类精度最高，Fa和OA分别为96.99%和96.16%，比光谱+分形纹理分别提高0.63个百分点和1.56个百分点，比光谱+空间自相关纹理显著提高11.92个百分点和9.20个百分点。在分类方法上，通过对比分析SVM、最大似然和神经网络3种方法的分类结果，探明SVM分类识别苹果园精度最高。最后对苹果园提取结果进行面积统计，结果表明GLCM纹理结合SVM分类的苹果园面积估算与目视解译结果的一致性超过98%。

摘要:以湖南亚热带次生林为研究对象，利用多时相机载激光雷达(Light detection and ranging，LiDAR)和野外调查数据对林窗及幼树进行监测，分析比较林窗对幼树密度分布和树高生长变化的影响。结果表明，林窗大小和位置对幼树密度分布都有显著影响，喜光树种幼树主要集中在小林窗的中心区或大林窗的过渡区，在大林窗中密度最大（647株/hm2），耐荫树种幼树主要集中在林窗的边缘区，在中等林窗中密度最大（941株/hm2）。林窗大小对幼树树高生长有显著影响，喜光树种和耐荫树种幼树分别在大林窗和中等林窗中树高生长量最大（69.3cm/a、57.7cm/a），喜光树种幼树在中心区的树高生长量明显大于其他位置，耐荫树种幼树的树高生长量在位置上的差异不显著。线性混合模型分析显示林窗大小是促进幼树树高生长的最主要因素，幼树树高生长变化在不同林窗中呈聚集性。从幼树密度树高生长情况来看，50~150m2林窗较适合促进亚热带次生林的群落演替。

摘要:针对目前农田灌排系统识别研究中遥感影像分辨率不足，难以提取田间毛渠且对无水或少水灌排沟渠识别不足等问题，以内蒙古河套灌区磴口县坝塄村为研究区域，利用固定翼无人机搭载520~920nm多光谱相机进行航拍试验，采用基于面向对象法的特征组合分层分类的提取方法对获取的高分辨率单幅多光谱影像数据进行解译，采用分割阈值为65、合并阈值为90的遥感影像最佳分割参数。利用含水田间毛渠和无水、少水田间毛渠在光谱、几何、空间关系等特征参量中表现出的与其它地物的特异性，建立不同分类层次的规则提取田间毛渠分布信息。提取结果表明，由于水体对近红外波段光谱的强烈吸收，含水毛渠提取效果很好，精度达到97.8%；无水、少水田间毛渠提取精度为75.7%。无人机遥感技术和面向对象法的特征组合分层分类方法为灌区田间渠系识别提供了一种新途径。

摘要:快速而准确地获取和掌握冬小麦在我国西北干旱半干旱地区的种植信息对该区域粮食生产安全及其可持续发展具有重要意义。以陕西省关中地区为研究区域，采用迭代滤波技术重建MODIS NDVI时序序列，结合当地典型地物的NDVI曲线特征和二次差分技术，建立冬小麦像元的识别规则，提取了该地区2014年冬小麦种植信息。结果显示2014年关中地区冬小麦集中分布于渭河两岸的河谷地区以及泾河以东的渭北平原，北部黄土台塬则呈星状散布。总体种植面积8.882×105hm2，与统计资料相比，各地市遥感提取结果的相对误差绝对值在1.08%~9.02%之间，总体误差为3.70%。抽样验证结果显示分类精度为90.28%。该研究为关中地区制订种植计划和相关政策等提供了客观的数据参考，同时也为西北地区的农作物种植监测提供了技术支持。

摘要:以连续3a田间氮肥水平试验为基础，研究基于高光谱估产的可行性，明确最佳光谱监测方式和有效波段，降低光谱分析维数，提高产量估测时效性。2013—2016年分别于湖北省武穴市和沙洋县进行大田试验，通过测试角果期冠层光谱反射率、产量构成因子（单株角果数、每角粒数和千粒质量）和成熟期产量，利用偏最小二乘回归（PLS）分别对油菜原初光谱（RSR）和一阶微分光谱（FDR）与其产量及构成因子间构建定量分析模型并筛选有效波段。结果表明，基于全波段的FDR-PLS模型预测精度显著优于R-PLS，其最佳监测指标是冬油菜产量和角果数，验证集决定系数（R2）分别为0.90和0.91，均方根误差（RMSE）分别为379kg/hm2和66个/株，相对分析误差（RPD）分别为3.11和3.12。基于各波段变量重要性投影（VIP）值，确定冬油菜产量有效波段分别为628、753、882、935、1061、1224nm；角果数有效波段分别为628、758、935、1063、1457、1600nm。此后，再次构建基于上述有效波段的冬油菜产量和角果数监测模型，决定系数分别为0.91和0.87，均方根误差分别为504kg/hm2和82个/株，相对分析误差分别为2.34和2.52，估算精度较为理想。

摘要:针对林区自动对靶施药过程中，当立木生长密集时，获取的点云数据聚类准确率低、效率低的问题，提出优化后的K均值聚类算法，数据获取方式基于2D激光扫描。针对立木点云信息聚类前需对相关数据进行滤波，提出窗口滤波算法，选取产生混合像素点的树干边缘，提取3次连续扫描的混合像素及其近邻点组成滤波窗口，进行最大阈值滤波，结果显示50次试验中仅有2个混合像素点未被滤除，混合噪声的滤除率高。在K均值算法优化方面，针对算法需预先确定聚类数和初始聚类中心的不足，提出利用斜率变化确定聚类数的方法，试验对5个不同距离下5组立木分别进行100次测量，结果显示错误测量次数仅为3次，并可在试验前期通过人工方式去除，算法合理有效；对哈夫曼树法确定立木扫描点聚类中心的性能进行了试验分析，3种不同树干分布类型下分别运用随机抽样法和哈夫曼树法进行K均值聚类，前者平均正确率仅为76.4%，后者则为95.5%；同时分析了Ⅰ型分布下2种算法聚类的迭代次数和耗时，5个不同距离下，随机抽样法的平均迭代次数明显高于哈夫曼树法，平均运行耗时上，哈夫曼树法则高于随机抽样法，前者变化范围为120~220ms，后者为50~85ms，该范围为林区测绘的可接受范围。试验证明，基于斜率变化确定聚类数和基于哈夫曼树法确定聚类中心的K均值算法是林区立木点云聚类的有效算法，可应用于林区的立木检测。

摘要:为了促进农业科技成果交易，加快农业科技成果转化，将WebGIS技术与综合模糊评价模型相结合，设计并开发了基于WebGIS的农业科技成果价值评估系统。系统实现了农业科技成果时空数据的存储与管理、农业科技成果价值评估、价值评估结果时空特征分析以及结果的可视化，为农业科技成果管理部门提供了一个集数据管理与时空分析为一体的工具。研究构建了价值评估三级指标体系，综合考虑技术、效益和市场三方面因素对农业科技成果进行综合价值评估，能够为农业科技成果的转化交易提供参考。

摘要:以全国主要树种的二元材积模型、各省市一元材积表为基础材料，以取样径阶为1cm间隔所生成的2082组胸径（D）、树高（H）、材积（V）数据为基础数据，构建通用二元材积模型与推导形数模型。其中，通用二元材积模型利用SPSS软件进行回归建模，构建形式为山本式的1个全国通用二元材积模型、2个全国通用针/阔叶二元材积模型及6个全国分地区通用二元材积模型。结果表明，各模型的拟合决定系数R2均在0.984以上，选取6种回归模型评价指标进行模型验证，验证结果表明各模型的总相对误差和平均系统误差基本都不超过3%，在特定情况下，可以取代现有规模庞大的分地域树种一/二元立木材积模型库进行材积估算。推导形数模型采用二元材积式之一的斯泊尔式，该公式利用基础数据对形数f进行推导，得到全国六大区域总体/针叶/阔叶16个通用推导形数。结果表明，各模型的决定系数R2在0.983以上，验证结果表明各模型的总相对误差基本都控制在±3%内，总体精度较高。

摘要:以MODIS地表辐射率数据对内蒙古自治区锡林郭勒草地进行研究，分析了2001—2013年生长季（4—10月份）草甸草原、典型草原、沙地草原和荒漠草原4种草地类型植被覆盖度（fv）的时空变化特征，用变异系数(Cv)衡量各类草原fv的变化程度，并结合气象和放牧数据分析气候变化和人类活动（放牧）对草地fv的影响。结果表明，在不同年份各类型草原fv均表现为由东向西递减的规律，同类型草原年际间fv呈不显著波动变化。研究区多年fv的Cv结果表明有78.66%地区属脆弱和很脆弱水平，其中典型草原和沙地草原属脆弱级别，而荒漠草原属很脆弱级别，只有草甸草原属稳定级别。降水量对fv的影响较大，呈显著正相关关系；而温度对fv的影响较小，呈不显著负相关关系；牲畜养殖数量对fv影响较大，锡林郭勒盟草原的适宜综合牲畜养殖数量为39只/km2（以标准羊计）。

摘要:以目前广泛应用的SWAT模型为例，利用对比研究方法，以欧根河流域作为典型研究区域，采用Penman-Monteith模型、Priestley-Taylor模型、Hargreaves模型、Shuttleworth-Wallace模型及修正的20cm蒸发皿观测数据计算潜在蒸散量（PET）。研究不同PET驱动的SWAT模型对模拟结果的影响，研究结果表明：SWAT模型以子流域为尺度对PET计算结果进行插值的方式较粗略，不能较好反映PET的空间分布情况，在大面积森林覆盖的不同子流域，月平均PET值随不同子流域内森林物种的种类和分布不同数值变化较小，并非在考虑地形影响下SWAT模型模拟的日径流量结果均好，在未考虑地形影响下Penman-Monteith模型与考虑地形影响下的Hargreaves模型、Shuttleworth-Wallace模型模拟结果较好，其中Penman-Monteith模型拟合的效果最好，率定期与验证期的Ens值分别为0.651、0.686，说明Penman-Monteith模型更适合用于高寒森林地区的潜在蒸散量计算。

摘要:通过大田滴灌施肥试验，研究不同水肥供应对滴灌施肥马铃薯生长、产量及水肥利用效率的影响。大田试验设置3个灌水水平W1（60%ETc）、W2（80%ETc）和W3（100%ETc）以及3个施肥水平（以氮、磷、钾施肥量计）F1（100-40-150kg/hm2）、F2（175-60-225kg/hm2）和F3（250-80-300kg/hm2），共9个处理，分析马铃薯的生长和产量等指标对不同灌水量和不同氮、磷、钾施用量的响应规律。结果表明，灌水量和施肥量均对马铃薯的株高、叶面积指数、干物质量、产量、水分利用效率（WUE）、肥料偏生产力（PFP）、不同块茎质量和经济效益有显著影响。马铃薯生长量、产量和肥料偏生产力均随着灌水量的增加而增加，高水（W3）处理更有利于马铃薯的生长，但W3处理水分利用效率明显低于W1和W2处理，W1处理的平均水分利用效率比W2 和W3处理高5.83%和13.05%；生长量和产量随着施肥量的增加先增大后减小，最大产量在高水中肥（W3F2）处理获得，为59394.98kg/hm2，且F2水分利用效率明显大于F1和F3处理。通过线性拟合得出在一定范围内株高、叶面积指数和干物质量对马铃薯产量的增加具有正相关性。综合分析可知，适宜的灌水量和氮、磷、钾施用量不仅能维持马铃薯较好的生长特性，还能获得较大的产量和经济效益。从产量和节水节肥的角度考虑，W3F2处理（100%ETc，175-60-225kg/hm2）可作为基于本试验条件下较适宜的水肥组合。

摘要:通过番茄滴灌试验，研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明：毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p＜0.05)，对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p＞0.05)；毛管埋深为20cm时，番茄植株生长速度较快，果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下，毛管埋深为20cm可显著减小C级（番茄直径D＜6.5cm）果实比例29.2%，分别提高A级（D≥7.5cm）与B级（6.5cm≤D＜7.5cm）果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势，毛管埋深为20cm时，番茄产量最高，达到66.44t/hm2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p＜0.01)，可通过不同毛管埋深与灌水下限组合，显著降低番茄灌水量，提高产量和水分利用效率。综合考虑，毛管埋深20cm，灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。

摘要:在总结国内外学者农业节水分区先进经验的基础上，结合北京市农业生态节水发展实际，充分考虑自然条件、水资源状况、工程管理和社会经济状况等，构建涵盖干旱指数、地下水超采、土壤类型、节水灌溉率、农民人均收入在内的北京市农业节水分区指标体系，分析各指标空间分布规律，界定各指标的分级标准，并划定相应分区。采用层次分析法（AHP）对各指标分级赋值，利用ArcGIS软件中的叠加分析功能将图层按权重叠加，对分区重分类并相应赋值，将各影响因素的分值和权重相乘并求和得到最终的评分结果，按照评分结果将北京市划分为农业节水优先发展区、农业节水适宜发展区和农业节水鼓励发展区，根据分区结果提出相应工程节水及农艺节水措施。

摘要:采用PTV技术，观测三角函数、三角、台阶、矩形波形动态水压模式下迷宫流道内颗粒物的运动情况，分析不同动态水压模式下迷宫流道内单个颗粒物运动轨迹、运动速度及流体流场，揭示动态水压抗堵塞机理。结果表明：相对于三角、台阶及矩形波形动态水压模式，三角函数波形动态水压模式下颗粒物滞留滞止区内的时间最短，颗粒物的沉积概率最小，水流对颗粒物的输移能力最大；三角函数波形动态水压模式下流道内产生的水流波动效应不断冲击流道滞止区内存在的低速漩涡，加剧了滞止区水流紊动，进入滞止区的颗粒物随水流不断运动，并对滞留甚至沉积在滞止区内的颗粒物发生强烈冲击，使得颗粒物离底悬浮，返回主流区，并迅速通过流道，增大了水流对颗粒物的输移能力，增强了流道的抗堵塞性能。

摘要:选取西南喀斯特地区4个气象站点（都安、河池、百色和融安）5a（2008—2012年）的逐日气象数据，包括日最高气温Tmax、日最低气温Tmin、相对湿度RH、日照时数n和风速u2这5个气象因子的不同组合作为输入，并以FAO 56 Penman-Monteith法（FAO P-M）的计算结果作为标准值，建立基于随机森林（Random forest, RF）算法和基因表达式编程（Gene expression programming, GEP）算法的ET0模型，并将模拟结果与传统Hargreaves模型的计算结果进行比较。结果表明，不同气象因子组合下建立的RF模型均能较好地反映气象因子与ET0之间的非线性关系。随着气象因子的增加，RF模型模拟的精度随之提高。在仅有气温数据时，RF模型仍具有足够的精度（R2为0.875，RMSE为0.546mm/d），与传统Hargreaves模型相比R2平均增加了1.98%， RMSE平均减小了22.88%，因此在仅有气温数据时可用RF模型代替Hargreaves模型。RF算法对气象因子的重要性评估表明，在该区域对ET0最重要的气象因子依次为Tmax、n、Tmin、Ra、RH和u2。相同气象因子输入下，RF模型精度高于GEP模型。

摘要:随着畜禽养殖业生产规模化、集约化不断提高，养殖场氨气排放控制日益受到关注。养殖场氨气不经处理直接排放到大气中，一方面与SO2和NOx结合生成大气二次颗粒物，降低大气能见度。另一方面铵的沉降还可造成土壤酸化及水体富营养化等环境问题。针对上述问题，根据生物法原理，设计了基于PLC控制的养殖场氨气生物氧化装置，实现了pH值控制、风机的启停控制、生物反应器中各环境参数的实时测量、环境参数曲线的实时显示和监测数据的自动存储等功能。设计后在北京某猪场进行了中试装置的示范搭建，运行结果表明：该装置对氨气去除率达到90%，具有运行稳定可靠、运行成本低等特点。

摘要:在ARM平台上，设计了基于压缩感知的采集算法，极大地减少了数据存储量，提高了传输效率。分别选择离散傅里叶变换基（DFT）、离散余弦变换基（DCT）作为稀疏基，测试了该算法在2种基底下的工作性能。通过实验仿真分析，在相同稀疏度条件下，DCT具有更小的稀疏化误差，但是DFT具有更好的去噪效果、更低的观测维度和更高的数据压缩比；随着稀疏度的增大，两者的稀疏化误差减小，观测维度升高，数据压缩比降低。与此同时，还在ARM平台上测试了基于DFT压缩采集系统的压缩比和功耗，与常规植物微环境及生理参数监测系统相比，该系统的压缩比达到4.24，并能够节省13.62%的功耗。综上所述，基于压缩感知的植物微环境及生理参数采集方法由于数据压缩比高，在节省数据存储空间和降低数据传输量的同时，达到了降低系统功耗的目的，间接增强了系统的续航能力。

摘要:设计了一套基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统，包括主控节点、监测节点及补施节点，通过ZigBee协议实现节点间信息交互。监测节点实时获取设施内多点二氧化碳浓度、温度、光照数据；主控节点根据作物各阶段最适生长环境，结合温度与光照阈值，动态计算二氧化碳浓度目标值与实时值之间的差值作为调控参数，采用反馈控制实现二氧化碳动态调控；为改善以往设施二氧化碳补施不均的普遍现象，设施中气体扩散管道采取双M型布置方式，设计开孔大小不同的二氧化碳扩散孔，由补施节点配合对流装置控制各小区域的二氧化碳排放量，达到均匀和定量补施的目的。实地布置和试验表明基于无线传感网的设施环境二氧化碳调控系统可实现稳定可靠运行，以设施番茄为研究对象，在面积36.66m2日光温室内补施目标值与实时值的相对误差小于3.5%，在面积27.74m2玻璃温室内验证监测节点间二氧化碳浓度变异系数小于2.93%，证明本系统可实现二氧化碳精准及均匀补充。

摘要:采用高温水平管式炉热解制取含有机结合态钠和无机态钠的木质素半焦，利用扫描电镜/能谱分析仪（SEM/EDS）和热重分析仪（TG）对半焦的形貌、元素分布及气化特性进行研究，借助热重红外联用技术（TG-FTIR）考察2种状态钠对木质素半焦气化反应性影响机理。结果表明，随着制焦温度由400℃增加到800℃，结合态钠木质素半焦表面出现大量鼓泡，半焦表面钠元素相对含量由5.36%增加到15.72%，半焦的CO2和水蒸气气化碳转化率分别增加30%和20%；无机态钠催化木质素实验结果与结合态钠木质素相反。反应温度低于600℃时，结合态钠与木质素半焦反应主要为—CO2Na与半焦反应；反应温度600~800℃范围内，主要为—CO2Na和—CONa与半焦反应；当温度高于800℃时，主要为—CONa与半焦反应。

摘要:鲜切果蔬由于切割等操作，表面遭到破坏，极易受到微生物的侵染，引起品质劣变。为了延长鲜切果蔬的货架期，通过单因素实验探究微酸性电解水的有效氯浓度、用量，超高压处理的压力、保压时间等对鲜切胡萝卜的杀菌效果，从而得到二者结合处理的工艺条件：微酸性电解水有效氯质量浓度为30mg/L，用量200mL；超高压压力范围为100~400MPa，保压时间5min，总处理时间为15min。实验以鲜切胡萝卜、鲜切苹果为研究对象，采用脑心浸液琼脂培养基和结晶紫中性红胆盐琼脂培养基对大肠杆菌进行检测，以微酸性电解水替代高压过程中无菌水的方式，探究超高压与微酸性电解水结合的杀菌效果，结果表明结合处理能提高其杀菌效率，但在低压下，增强效果并不显著，400MPa增强效果最为显著。超高压400MPa与微酸性电解水结合处理时，鲜切胡萝卜在2种培养基中均没有检出大肠杆菌，而鲜切苹果在脑心浸液琼脂培养基中仍有少量大肠杆菌检出。同时对比BHIA和VRBA的实验结果发现：微酸性电解水有明显的致死效应；而超高压处理则同时存在亚致死和致死效应。

摘要:糙米发芽前的吸水过程是导致籽粒裂纹的根本原因，制约着发芽糙米品质和口感。为降低发芽前糙米裂纹增率，探究了完整吸湿区间内各含水率水平糙米的最优吸湿速率。将糙米初始含水率至发芽含水率的完整区间分为若干子区间，在各区间内以不同加湿速率加湿至该区间目标含水率。探究各区间内裂纹增率的变化规律，建立裂纹增率与加湿速率变化规律的数学模型，以低裂纹增率为目标确定最优加湿速率。在此基础上，得出完整区间内以低裂纹增率及高效率为目标的加湿速率数学模型并试验验证。与前期分段加湿工艺相比，本优化工艺可降低发芽前糙米和发芽糙米裂纹增率（41.48±0.15)%和(43.67±0.26)%，糙米发芽率和γ氨基丁酸含量增加(6.92±0.25)%和(25.03±0.18)%，为高品质发芽糙米的生产方法提供参考。

摘要:针对旁热式辐射与对流粮食干燥机的干燥特点，建立了一种粮食干燥机干燥过程的BP神经网络预测模型。该模型采用了3层神经网络结构（8-10-1），模型输入为粮食干燥机的8个变量，模型输出为出口粮食水分比或干燥速率。通过编写Matlab建模程序，基于实际干燥实验的样本数据训练与测试网络，实现了红外辐射与对流联合干燥的动力学模型，并给出了相应的模型数学表达式，模型预测的出口水分比与干燥速率的R2分别为0.9989和0.9980，均方根误差分别为0.009和0.0041，预测结果与实际测量数据拟合较好；另外，结合实验干燥条件对模型干燥性能的预测结果进行了分析与总结，并依据同样方法建立了顺逆流粮食干燥过程的出口粮食水分比预测模型，对比了2种干燥方式的干燥性能。仿真预测表明用BP神经网络方法建模简单，具有自适应性、灵活性和自学习性等特点，相比于其他粮食干燥的经验数学模型，能综合考虑多种影响因素，可为红外辐射与对流联合干燥过程提供一种新的建模方法。

摘要:为满足乘用车驻车制动系统人机优化设计需要，设计了基于转毂试验台的驻车制动动力学性能测试系统并进行性能评价方法研究。首先，建立了在转毂试验台上进行等效驻坡度的测试模型。其次，构建了以美国NI嵌入式控制器cRIO及其C模块为核心的测试系统，对手柄力传感器和角位移传感器进行选型，设计了安装夹具以满足车上通用性安装要求。基于LabVIEW对数据采集器和上位机进行编程，实时可靠地实现数据采集、处理、通讯和人机交互等功能。再次，进行了测试方法研究，综合考虑了弹性元件回弹、制动毂或盘的表面状态、加工工艺等影响因素，引入概率统计方法对驻车制动性能进行评价。最后，进行了系统的实车试验，结果表明设计的测试系统能够可靠工作，满足既定要求。研究表明提出的基于转毂试验台的乘用车驻车制动性能测试与评价方法是有效可行的。

摘要:提出了一种内置平行双线圈的磁流变阻尼器。推导了径向流和环形流磁流变阻尼器的压降数学模型。比较了具有串联双线圈的常规磁流变阻尼器和所提出的磁流变阻尼器的阻尼性能。分别对提出的磁流变阻尼器和常规磁流变阻尼器进行了电磁分析，从而验证所提出的磁流变阻尼器的原理并获得其磁路的磁特性。利用数值模拟分析比较了2种磁流变阻尼器的阻尼性能，分析结果表明内置平行双线圈的磁流变阻尼器具有更好的阻尼性能。依据所提出的磁流变阻尼器的结构原理制作了原型样机，通过实验验证了其阻尼性能的优越性。实验结果显示所提出的磁流变阻尼器的最大阻尼力约是常规磁流变阻尼器的1.86倍，等效阻尼约为常规磁流变等效阻尼的2倍。

摘要:针对无人驾驶铰接式运输车辆无人驾驶智能控制问题，提出了一种强化学习自适应PID路径跟踪控制算法。首先推导了铰接车的运动学模型，根据该模型建立实际行驶路径与参考路径偏差的模型，以PID控制算法为基础，设计了基于强化学习的自适应PID路径跟踪控制器，该控制器以横向位置偏差、航向角偏差、曲率偏差为输入，以转角控制量为输出，通过强化学习算法对PID参数进行在线自适应整定。最后在实车道路试验中验证了控制器的路径跟踪质量并与传统PID控制结果进行了对比。结果表明，相比于传统PID控制器，强化学习自适应PID控制器能够有效减小超调和震荡，实现精确跟踪参考路径，可以较好地实现系统动态性能和稳态误差性能的优化。

摘要:基于介电型电活性聚合物（DEAP）变形时的电容变化原理，设计并实现一种传感单元，其内框可在平面内移动，用于检测平面位移。建立该传感单元的几何模型，得出其电容变化和内框位移的关系。采用差动测量法测量敏感单元电容变化，建立了面对面敏感单元的电容差值和内框平移量的关系。利用该传感单元设计了一个二自由度角度传感器用来测量关节转角，同样采用差动测量法建立了电容差值和转角的关系。实验测得其沿X轴和Y轴平移灵敏度为-57.2pF/mm和-58.0pF/mm，绕X轴和Y轴旋转灵敏度为-139.4pF/(°)和141.6pF/(°)。测试结果与分析结果较为吻合，验证了DEAP应用于位移传感器和角度传感器的可行性。

摘要:为了解决有限长度且含有噪声时的单元精度时间序列相空间重构中的信息丢失问题，提出了基于多元混沌时间序列的数控机床运动精度预测方法。首先，引入多元相空间技术，将多个精度特征量时间序列映射到高维相空间，建立多元精度状态空间。然后采用主成分分析法，对高维相空间实现降维，去除冗余。最后，构建一种小波神经网络模型，将重构信息输入到预测模型中训练，实现对数控机床运动精度的预测。实验表明，该方法能够很好地分析数控机床运动精度变化规律，比单元混沌时间序列方法有更好的预测效果，且适应性和实用性更强。

摘要:考虑当前制造业智能化发展趋势以及数控机床在现代制造工程领域所发挥的关键作用，提出了一种集质量功能展开（QFD）、模糊线性回归和0-1目标规划优点于一体的数控机床多目标优选法。在研究智能制造对数控机床特定要求的基础上，运用QFD考察智能制造需求与数控机床性能之间的因果关系，采用质量屋将智能制造的需求有机地融入数控机床选型中。基于模糊线性回归法确定智能制造需求与数控机床性能在质量屋中的相互关联程度，运用层次分析法计算智能制造需求指标的权重系数，并采用0-1目标规划法在众多候选数控机床中做出最佳选择。以某智能制造平台搭建过程中的数控机床多目标决策问题作为应用案例，从5台候选数控机床中挑选出综合性能最好的1台。研究表明，所提出的面向智能制造的数控机床多目标优选法具有较高的工程实用性。

摘要:针对磁瓦表面裂纹缺陷图像背景不均匀、对比度低和存在纹理干扰等特点,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(Nonsubsampled Shearlet transform, NSST)的裂纹检测方法。首先对原始图像进行多尺度、多方向NSST分解,得到一个低频子带和多个高频子带,然后利用各向异性扩散和改进的γ增强方法对高频子带进行滤波和增强;同时利用二维高斯函数对低频子带进行卷积操作来构造高斯多尺度空间,估计出图像的主要背景,并通过背景差法得到均匀的低频目标图像。最后通过重构NSST系数得到去噪和增强后的均匀目标图像,利用自适应阈值分割和区域连通法提取裂纹缺陷。实验结果表明,所提方法检测准确率达92.5%,优于基于形态学滤波方法、基于Curvelet变换方法和基于Shearlet变换方法等现有磁瓦表面裂纹检测方法。