摘要:随着光谱传感技术和图像处理与分析软件的日益成熟，无人机多光谱软硬件一体化程度和观测精度及易用性得到极大的发展。无人机多光谱遥感已在农业、林业、资源、生态、环境保护等领域应用日益广泛。本文概述了无人机飞行平台、多光谱传感器等硬件技术的发展，和无人机遥感影像的几何校正、辐射校正图像处理技术及数据处理流程，并对无人机多光谱遥感在植被长势监测、存在问题、精细分类与地物识别、病虫害监测、生物量和产量估算等方面的应用潜力和发展方向进行了系统分析和总结，以期为开展相关领域研究提供参考。建议各行业部门的专业人员与遥感、计算机科学等领域的专家密切合作，制订无人机多光谱遥感技术的相关标准和规范，共同推进并普及无人机多光谱遥感技术。

摘要:现有产业化应用的温室穴盘苗移栽机大都为三坐标龙门架式结构，其体积庞大、惯性大、相对刚度低、移栽速度低、柔性作业能力差，无法满足高速剔苗、高速补苗作业要求。针对这些问题设计了一种并联式三平移移栽机器人，阐述了并联移栽机器人主体结构和为其配套设计的5种末端执行器，并统计了这些末端执行器的质量；在ADAMS中建立刚柔耦合动力学模型，选定一条最长对角线轨迹进行仿真；比较了刚性模型理论轨迹与柔性模型实际轨迹的误差，并分析了因动平台质量变化引起的误差变化情况，发现移栽轨迹末段存在振荡问题；最后通过物理样机进行定位精度试验，样机经误差补偿后，平均误差由7.611mm降低到1.208mm，其中大部分误差为系统误差。运动试验发现，机构运行平均速度为2m/s、加速度峰值为20m/s2时，满足精度要求；但机构在平均速度3m/s、加速度峰值30m/s2时，误差会扩大，需要进一步改善关节径向支撑力。

摘要:为了能够快速、准确地获取花生出苗质量，提出了基于机器视觉的花生出苗质量评价方法。首先通过田间自走机器人获取花生图像信息，然后采用机器视觉的方法获取图像中花生苗的数量、花生苗冠层投影面积以及花生苗中心点坐标位置。将花生缺苗率和花生苗活力指数作为花生出苗质量评价指标，以花生苗数量结合花生苗坐标计算花生缺苗率，以花生苗叶片包络面积计算花生苗活力指数。针对花生图像识别易受环境干扰的问题，提出了鲁棒性强的花生苗提取算子，采用K均值聚类方法对花生苗提取算子进行分类，结合花生苗和土壤自适应分类算法，有效地将花生苗从土壤中提取出来。针对花生苗棵数误判现象，提出了采用图像全局分割和区域分割相结合的方法对图像进行分割，并基于形态学方法剔除田地杂草等噪声。试验结果表明：采用机器视觉识别花生苗数量的平均准确率为95.4%，花生苗株距计算平均误差为5.35mm，验证了所提出的图像自适应分类算法的可行性。基于机器视觉所得花生缺苗率结果与人工测量结果两者之间的相关性为0.991（皮尔逊相关系数），人工评价与基于机器视觉评价具有较高的一致性。

摘要:为解决现有比重瓶法测量谷物体积时操作复杂、工作量大、有毒等问题，进行单粒谷物体积排液法精确测量研究，结合图像处理技术和体积排液原理，提出一种单粒谷物体积排液法。该测量装置主要由标准白光光源、高精度线阵CCD相机、测量容器、谷物专用盛放装置、计算机等构成。该测量方法首先调节标准白光光源，增强图像采集环境，进行体积标定，计算单个像素点代表的实际体积V0约为0.0023mL；其次，使用高精度线阵CCD相机采集体积排液过程中测量容器内的液位图像；最后，运用差值法提取液位变化部分的图像，统计该部分图像所包含像素点个数，结合体积标定结果，计算体积。对同一批谷物分别使用单粒谷物体积排液法和比重瓶法测量每粒谷物体积，得到两组体积数据，单粒谷物体积排液法用时12min，比重瓶法用时124min。对两组数据分别使用格鲁布斯检验(TA、TB)、F检验（FAB）以及t检验（tAB）进行显著性差异检验，并将3种检验值与各自分布表中查得的临界值相比较：(TA、TB)

摘要:蚕虫上蔟多采用纸板方格蔟，但纸板方格蔟在使用过程中会因扭曲变形导致方格分布不规则，而采茧机械对变形的方格蔟进行蚕茧采摘时，会对方格蔟造成损伤。为了提高方格蔟机械采茧的智能化水平，减少采茧设备对方格蔟的损伤，提出一种基于颜色与面积特征的方格蔟蚕茧分割定位算法，实现对方格蔟中蚕茧的分割、中心点定位和位置坐标的视觉测量。首先采用图像空间的Brown畸变模型对方格蔟图像进行畸变矫正，减小径向畸变对视觉测量的影响；对矫正后的图像采用Mean Shift聚类算法进行预分割，消除光照及图像背景对蚕茧分割的影响；然后对阈值分割和形态学处理后的二值化蚕茧图像进行基于面积特征的连通域标定，得到每个蚕茧中心点位置；将连通域标定得到的蚕茧中心点坐标代入图像坐标系与世界坐标系转换方程,得到每个蚕茧在笛卡尔空间的三维坐标，经过视觉测量确定蚕茧在方格蔟中的具体位置，控制蚕茧采摘装置采摘方格蔟中的蚕茧。经过试验，该算法对方格蔟中的蚕茧检测正确率为96.88%，蚕茧坐标最大定位偏差小于6.0mm，满足采茧装置对蚕茧采摘的定位精度要求。

摘要:针对当前大田环境条件下对害虫进行识别研究的不足，以南方蔬菜重大害虫为研究对象，探索了一种在大田环境下使用黄色诱捕板对蔬菜害虫进行监测计数的方法。在经典图像处理算法基础上，根据害虫监测目标的需要，提出了一种基于结构化随机森林的害虫图像分割算法和利用不规则结构的特征提取算法，进一步结合背景去除、干扰目标去除和检测模型计数子算法，集成设计了基于视觉感知的蔬菜害虫计数算法（Vegetable pest counting algorithm based on visual perception，VPCA-VP）。使用了现场环境下拍摄的图像进行实验与分析，共识别出蓟马9351只，烟粉虱202只，实蝇23只。经过与人工计数比对得出，本文基于视觉感知的蔬菜害虫计数算法的平均识别正确率为94.89%。其中，蔬菜害虫蓟马的识别正确率为93.19%，烟粉虱的识别正确率为91%，实蝇的识别正确率达到100%。算法达到了较好的测试性能，可以满足害虫快速计数需求，在农田害虫监测中有一定的应用前景。

摘要:针对现有小麦播种机械作业幅宽小、播种不均匀等问题，设计了一种气力集排式小麦排种分配系统，从播种机的定量排种系统、分配系统等方面研究了气力集排式小麦排种分配机理，分析了排种分配系统的稳定性和均匀性。运用Solidworks Flow进行流体动力学（Computational fluid dynamics， CFD）仿真，分析排种分配系统机构参数（输种管、分种外盖）对气室流场的影响，速度流场分布结果表明，排种分配系统具备较理想流场特性的结构参数为：褶皱管波纹长度为16mm，波纹角度为90°，分种外盖圆锥角为120°。对排种分配系统稳定性和均匀性进行台架试验，结果表明，排种器转速在20~40r/min时，总排量稳定性变异系数为1.01%~1.19%，各行排量一致性变异系数为3.20%，种子破碎率为0.23%，试验结果与CFD仿真分析基本一致；样机试验结果表明，总排量稳定性变异系数为1.06%，各行排量一致性变异系数为3.34%，排种均匀性变异系数为27.35%，种子破碎率为0.28%，满足相关标准要求。

摘要:为提高水田深施肥的施肥质量，设计了一种叶片调节式水田侧深施肥装置。应用水田侧深施肥肥量调节装置计算机优化软件V1.0优化求解施肥量调节机构结构参数，通过施肥量调节机构受力分析，确定步进电动机的输出扭矩应大于680N·mm。建立叶片调节式侧深施肥装置仿真模型，应用离散元EDEM软件进行排肥虚拟试验，分析螺旋钢丝和毛刷在工作时受到肥料颗粒的作用力，从而确定肥箱直流电动机和防堵装置直流电动机的输出扭矩应分别大于5345N·mm和8N·mm。通过JPS-12型排种性能检测试验台对槽轮式和叶片调节式水田侧深施肥装置进行施肥性能研究，获得了槽轮式水田侧深施肥装置的槽轮转速和前进速度对施肥稳定性和均匀性影响规律，以及叶片调节式水田侧深施肥装置的开口直径和前进速度对施肥稳定性和均匀性影响规律。对比试验结果表明：叶片调节式水田侧深施肥装置施肥稳定性和施肥均匀性指标满足国家标准要求，在施肥质量上优于槽轮式水田侧深施肥装置，施肥能力满足农艺要求。

摘要:针对机械式排种器高速作业时存在的排种稳定性问题，提出了一种离心锥盘推送式充种方式，分析了影响籽粒在种腔内部充填性能的应力种类与力学规律，建立复合充填应力数学模型，通过理论分析找出提高充填力的有效方式，并借助Matlab与ORIRIN逐步修整数学模型，从而确定关键结构最优参数值。采用离散元仿真软件EDEM虚拟仿真并通过单体台架试验，对有离心推送结构和普通空腔结构的离心锥盘排种器进行对比试验，验证了附加离心推送结构的优越性。试验结果表明，在7～13km/h高速作业区，其平均漏播指数降低了2.52%，同时，利用后处理功能所测得的标记颗粒充填力数值变化规律与预测值变化趋势基本一致，验证了理论模型的可行性，最大限度发挥了种层离心力对预充填籽粒的作用，且进一步扩大了有效充种区域。

摘要:为实现水稻生长周期内区域性实时变量施肥，提高机械化施肥作业效率和肥料利用率，结合水稻施肥农艺特点和近地光谱技术，设计了一种基于传感器的双圆盘离心匀肥罩式水稻地表变量施肥机。对光谱检测装置、决策控制系统、变量执行机构等关键部件进行设计，搭建基于STM32F103核心控制器的反馈系统，结合专家施肥策略响应目标施肥量。以闸口排肥流量A、撒肥圆盘转速B、整机行进速度C为影响因素，颗粒分布变异系数Cv和施肥量相对误差γ为评价指标，设计三因素三水平撒肥性能正交试验。性能试验结果表明：在目标作业幅宽内（24m），影响Cv主次因素为A、B、C，影响γ主次因素为B、A、C，综合选择较优的工作参数因素水平组合为：A2B2C2，即排肥流量300g/s，圆盘转速600r/min，整机行进速度1.2m/s时，Cv=13.82%，γ=9.54%，整机撒肥性能最优。田间试验结果表明：与性能试验相比，Cv误差均值为9.19%，γ误差均值为9.25%。研究结果表明离心式变量施肥机满足撒肥均匀性和施肥量准确性要求，提高了离心式变量施肥机撒肥性能，为圆盘式撒肥机传统的经验式施肥提供了理论基础。

摘要:东北垄作区播种前的根茬处理及深松作业，能够提高播种质量，促进作物生长。针对现有深松灭茬机作业过程中存在动土量大、灭茬效果不理想以及刀辊易缠草堵塞等问题，同时为适应东北寒地保护性耕作技术模式，满足垄体深松灭茬的农艺要求，设计了一种带状深松灭茬机，并对其灭茬部件、深松部件及垄台成形部件结构进行了设计。以机具的作业速度、灭茬深度和灭茬刀正切刃滑切角为试验因素，以灭茬率、灭茬深度稳定性系数为试验指标，对影响整机性能的结构与作业参数进行田间试验。结果表明：机器的作业速度为2.8km/h、灭茬深度为84.9mm、正切刃滑切角为6.5°时，灭茬率为93.26%，灭茬深度稳定性系数为95.25%，灭茬效果好，满足机具作业质量要求。

摘要:为解决西北旱区大面积推广马铃薯大垄双行覆膜栽培模式所造成的田间残膜污染问题，设计了帆布带式马铃薯挖掘-残膜回收联合作业机，实现了马铃薯挖掘收获与残膜回收的一体化作业。通过对样机防缠绕装置、帆布带式送膜装置及浮动卷膜装置关键工作参数进行计算分析，确定影响联合回收机残膜回收率的相关试验因素及其取值范围。依照Box-Behnken试验设计原理，采用四因素三水平响应面分析方法，建立了作业机前进速度、卷膜驱动辊转速、输膜轴转速和输膜板倾角与残膜回收率之间的数学模型，并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明：4个因素对残膜回收率影响的主次顺序为：卷膜驱动辊转速、作业机前进速度、输膜轴转速和输膜板倾角；联合回收机最佳工作参数为：作业机前进速度0.72m/s、卷膜驱动辊转速303r/min、输膜轴转速499r/min、输膜板倾角29°。验证试验表明，联合回收机残膜回收率均值为92.1%，较优化前有明显提升；同时在此工作参数条件下，作业机明薯率为96.6%、伤薯率为2.2%，各项作业指标均达到国家和行业标准要求。

摘要:为探明玉米穗茎兼收割台夹持输送装置参数对作物损失率、割台性能的影响机理，设计了一种玉米穗茎兼收割台。通过对夹持输送装置的工作原理、工作条件及影响因素的分析，确定以夹持输送链夹角、输入轴链轮速度、割刀安装位置及机器作业速度为试验因素，以果穗损失率、植株在x轴及y轴的最大偏移量为试验指标，根据Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理，进行了四因素三水平正交旋转组合田间试验，试验中利用高速摄像系统记录玉米植株姿态，利用ProAnalyst运动分析软件分析玉米植株的最大偏移量，利用Design-Expert软件对试验结果进行响应面分析，得到各因变量与自变量间的数学模型。试验结果表明：4个自变量与果穗损失率、x轴最大偏移量有二次非线性关系，其中割刀安装位置影响最大，夹持输送链夹角的影响最小，4个因素对y轴最大偏移量无显著影响；因素的交互项仅对果穗损失率有显著影响；最优参数组合为：夹持输送链夹角19.96°、输入轴链轮齿数22.09、割刀安装位置22.33mm、机器作业速度1.31m/s，此时果穗损失率为0.4%，x轴最大偏移量为24mm。对最优参数组合圆整后，取夹持输送链夹角为20°，割刀安装位置为22mm，机器作业速度为1.30m/s进行田间验证试验，验证试验表明回归模型有很好的可靠性。优化后的果穗损失率较优化前降低2.4个百分点，低于标准规定的指标值。

摘要:新疆棉田残膜污染问题严重，机械回收残膜是目前主要的回收方式。现有残膜回收机普遍采用弹齿或伸缩杆齿式起膜装置，回收过程中容易出现残膜缠绕工作部件、卸膜难等问题，影响起膜和卸膜效果。为此，借鉴现有机型的优点，通过刨膜辊刀起膜、抛膜辊刀抛送原理，设计一种起膜抛送、链齿输送、自动脱膜的抛膜链齿输送式残膜回收机。该机具主要由起膜装置、输送装置、脱膜装置、传动系统和集膜箱等组成。残膜通过抛送起膜，配合链齿输送，实现残膜与土块分离，保证了起膜的可靠性；利用自动脱膜和刮板式脱膜机构完成卸膜，解决了残膜缠绕、卸膜难的问题。田间试验结果表明：当作业速度为4~7km/h时，残膜回收率均值为90.6%，机具作业效率均值为0.84hm2/h，残膜含杂率均值为3.971%，当作业速度较快时，提高了作业效率，但回收率降低，含杂率增大。当作业速度为5km/h时，回收率均值为91.8%，作业效率均值为0.733hm2/h，含杂率均值为2.605%，为较适宜的作业速度。该机具运行可靠，起膜与脱膜效果较好，可用于新疆棉田残膜回收。

摘要:为了解决我国山核桃高空采摘困难、提高采摘效率、降低采摘成本，根据山核桃果实与树枝分离力试验结果，设计了便携式山核桃仿人工高空拍打采摘装置。阐述了采摘机关键部件设计过程，并对采打机构进行了数学建模与计算，应用ADAMS对采打机构进行仿真，确定了拍打机构的机构与工作参数，为采摘机设计提供了依据。山核桃采摘试验结果表明：果实采净率具有显著性影响（P=0.05），果实采净率随拍打频率的增大而增大，频率在13.33Hz时达到最大值，采净率为90.3%；对枝芽损伤较小，但拍打频率越大，对枝芽损伤越明显，建议拍打频率采用10~13.33Hz，此时平均采净率达到85.1%～90.3%，且对枝芽没有破坏性损伤。

摘要:裹包式青贮饲料因塑封膜破损或开包饲喂致使空气（氧气）侵入，激活微生物消耗营养物质产生热量，引起异常温升，最终导致饲料营养成分损失，腐败变质。为此，本文提出了一种基于Clark电极原理的溶解氧传感器，用于原位观测有氧胁迫下青贮裹包饲料内部氧动态与温度变化。在此基础上，构建了基于偏微分-常微分方程系统的有氧胁迫下青贮饲料内部氧动态、温升以及微生物繁殖耦合模型，并检验了模型的适用性。采用CLAAS公司生产的Rollant455型打包机打出的青贮裹包饲料在2个干物质含量（DM-1：39.0%±1.3%和DM-2：31.4%±2.1%）下进行有氧变质过程实验，对比分析实验原位观测值与模型预测值的差异。结果表明：模型预测结果与实验测定结果总体上有较好的一致性，两者差异产生的原因是青贮饲料内部容重（孔隙）分布不均。此外，有氧变质过程产生的水分会改变模型的初始参数（氧气扩散速率降低，比热容提高等），导致模型后期预测精度降低。

摘要:为了研究立式轴流泵装置出水流道内流脉动及流动噪声的变化规律，采用在出水流道布置压力传感器和水听器的试验方法研究分析了轴流泵装置不同转速、不同流量时出水流道的内流脉动及流动噪声的时频特性。结果表明：相同流量比时，各监测点的脉动幅值均方根均随转速的增加而增加。相同转速时，各监测点的脉动幅值均方根均随流量比的增大而减小，不同流量比时各监测点的脉动主频存在差异性；不同转速相同流量比时同一监测点的脉动主频存在差异性；不同转速不同流量比时各监测点的脉动主频以51Hz为主，脉动主频和脉动次主频均未与转频呈整倍数关系，脉动主频和次主频均在200Hz范围内。相同流量比时出水流道内部流动噪声的声压级随转速的增加而增加，转速对最优工况时出水流道流动噪声的声压级影响较明显。相同转速时，出水流道内部的流动噪声随流量的增加呈先减小后增大的趋势。根据出水流道内流脉动幅值分析，应尽量避免低扬程泵装置在小流量工况运行。

摘要:针对农田环境信息监测存在能量有限、节点通信距离各异等特点，设计了一种基于接收信号强度和丢包率的发射功率自适应水稻田监测系统，并搭建了一个长期、稳定且可靠的低功耗无线传感网络。硬件方面，为扩大网络的覆盖范围和提高系统的稳定性，采用频率异构的方式对节点分簇，为不同类型的节点配置不同类型的天线。软件方面，为提高CPU利用率，各类节点程序设计采用基于小型嵌入式实时操作系统FreeRTOS；为降低功耗，采取定时休眠唤醒、传感器掉电控制的工作模式和基于感知数据差的低功耗自适应机制。试验结果表明，在150m通信距离内，系统可以根据当前的通信质量，将节点的发射功率自适应地调整到实现当前通信可靠性所要求（丢包率小于1.3%）的最小发射功率上；对比10dBm固定发射功率，当发射功率自适应算法调整为8、6、3dBm时，节点续航能力分别提升了11.9%、21.4%和33.3%。通讯性能对比表明，本设计节点的通讯性能明显优于其他3种基于不同发射功率自适应算法的节点，从而验证了本系统的可靠性与实用性。

摘要:大区域油菜空间分布的准确提取是油菜估产、食用油保障及农业管理的基础。花期油菜不仅光谱特征发生变化，其黄色花朵与同时期植被在视觉上的差异也相当显著。本文基于2016年油菜盛花期的湖北省GF-1 WFV影像，利用NGVI表征光谱特征，HSV变换后的H、S、V分量表征颜色特征，按NGVI、H、S、V顺序逐级确定油菜和非油菜分离阈值，实现油菜提取；对提取结果首先用混淆矩阵进行精度评定，并与支持向量机方法进行精度对比，然后用农业统计数据对油菜提取面积进行验证。基于本文方法提取的油菜总体精度为94.51%，Kappa系数为0.89，分别比支持向量机方法提高约4个百分点和0.1；与统计面积相比，省级尺度油菜提取面积相对误差为-14.14%，市级、县级尺度决定系数分别为0.837（n=17）、0.738（n=83）。此外，将本文方法应用到GF-2 PMS影像上，其结果与油菜参考图相比，油菜提取面积相对误差为-8.33%，空间一致度为91.67%。本研究方法简单有效，可以为大区域油菜制图提供一种全新、高效的解决方案。

摘要:为了实现无损检测生菜叶片中重金属镉的污染程度，以计算机视觉技术为研究手段，结合图像处理方法和特征选择方法，对4个梯度重金属镉胁迫的生菜叶片进行识别。首先利用数码相机获取生菜叶片图像，然后使用Kmeans聚类算法分割图像，对分割出的目标图像提取图像颜色、形状和纹理特征，共获取46个图像特征。为了使模型更简便和减少数据量，利用基于变量组合的变量重要性分析(VIAVC)和竞争性自适应重加权算法(CARS)对图像特征进行降维。采用偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）和随机森林（RF）构建模型，用于生菜镉胁迫程度的识别。结果表明，在7个组合特征模型中，颜色形状纹理融合特征所建立的模型给出了最优结果，测试集分类正确率为92%。用VIAVC和CARS对颜色形状纹理融合特征进行特征选择，发现VIAVC的降维效果优于CARS。使用特征选择的变量建立模型，RF模型的训练集分类正确率和预测集分类正确率均高于PLS-DA，其中，基于VIAVC的RF模型的训练集和预测集分类正确率分别为98.0%和96.0%。可见，基于VIAVC的RF模型在大大降低了特征维数的前提下，能够较好地对不同镉胁迫程度的生菜叶片进行识别。

摘要:为快速、无损检测玉米叶片含水率，根据透射光谱原理设计一款便携式植物叶片水分快速检测仪。检测仪主要由数据采集节点和数据接收节点两部分组成，数据采集节点采用夹持叶室结构，由信号采集、处理和发送模块组成，数据接收节点由信号接收模块和PDA组成。测量时玉米叶片被放入采集节点的夹持叶室，两路LED主动光源（890nm和980nm）发光照射叶片，采用PIN型Si光电传感器在叶片的另一面进行透射光探测，透射光信号经调理电路放大、滤波后，通过ZigBee网络发送至数据接收节点。根据采集的光信号计算透射率（T890和T980）、比值植被指数（RVI）和调整型归一化差异水分指数（MNDWI）等参数，分析了各植被指数与不同叶位含水率之间的相关性，结果显示仪器应用的最佳叶位为完全展开叶片的倒二叶中部，含水率检测范围为70%～80%，且分辨率为0.3%。选取了T890、T980和MNDWI建立了含水率检测模型，其R2C为0.854，R2V为0.849，RMSE为0.0103。

摘要:为了在生猪养殖产生呼吸道疾病的初期，通过监测猪咳嗽声进行疾病预警，提出了基于深度信念网络(DBN)对猪咳嗽声进行识别的方法。以长白猪咳嗽、打喷嚏、吃食、尖叫、哼哼、甩耳朵等声音为研究对象，利用基于多窗谱的心理声学语音增强算法和单参数双门限端点检测对猪声音进行预处理，实现猪声音信号的去噪和有效信号检测。基于时间规整算法提取300维短时能量和720维梅尔频率倒谱系数(MFCC)组合成1020维特征参数，将该组合特征参数作为DBN学习和识别数据集，选定3隐层神经元个数分别为42、17和7，构建网络结构为1020-42-17-7-2的5层深度信念网络猪咳嗽声识别模型。通过5折交叉实验验证，基于DBN的猪咳嗽声识别率和总识别率均达到90%以上，误识别率不超过8.07%，最优组猪咳嗽声识别率达到94.12%，误识别率为7.45%，总识别率达到93.21%。进一步基于主成分分析法(PCA)提取1020维特征参数98.01%主成分得到479维特征参数，通过5折交叉实验验证，猪咳嗽声识别率和总识别率相对降维前均有所提高，误识别率有所降低，最优组猪咳嗽声识别率达到95.80%，误识别率为6.83%，总识别率达到94.29%，实验结果表明所建模型是有效可行的。

摘要:为了克服人工家畜体尺测量耗时、应激大和工作强度大等问题，提出了一种基于单视角点云镜像的猪只体尺测量方法。首先使用单Xtion深度相机采集包含猪体的场景点云图像序列，并人工筛选出包含背部弯曲程度较小猪体的场景点云图像，然后基于随机采样一致性算法和聚类分割算法自动化分割目标猪体并对其进行姿态归一化，检测单视角猪体点云对称面，并利用对称面镜像获取完整猪体，最后利用自主研发的体尺测量软件测量猪只体尺。试验结果表明，利用该方法测量体长的平均相对误差为5.00%，臀宽测量的平均相对误差为7.40%，臀高测量的平均相对误差为5.74%。该方法为猪只体尺测量提供了切实可行的新途径。

摘要:为提高耕地综合生产能力，适应农业现代化发展需求，我国提出了高标准农田建设的重大战略部署。高标准农田的识别是建设前选址和建设后评价的基础。本文以耕地图斑为基本单元，融合遥感影像等多源数据，从本底条件、空间形态、建设水平、生态防护等方面，构建农田综合质量多特性表征体系，采用逼近理想点排序法（TOPSIS）进行初步评价，再以人机交互的方式选取各质量等级农田的真值样本，进一步采用BP神经网络算法修正各特性权值，得到农田综合质量的精确评价结果，实现高标准农田识别。以吉林省大安市为研究区，研究结果表明：基于多特性表征体系的农田综合质量评价方法精度达到96%以上；研究区高标准农田面积广大，主要分布在耕地集中连片、道路通达、生态防护良好、具有农业现代化生产优势的东北部、中北部、西北部边缘和部分南部区域；当地已备案的高标准农田和未备案、有潜力的高质量农田区域均得到有效识别。

摘要:利用2013—2015年土地变更调查新增耕地数据，基于县域和区域两种尺度，运用重心模型、区位基尼系数、地理集中度以及统计分析等方法，分析3年京津冀地区新增耕地时空特征，并从不同来源对新增耕地状况进行深入解析，以期为京津冀后续建设尤其是雄安新区建设提供参考。研究结果表明：从2013—2015年京津冀新增耕地整体看，新增耕地主要集中在中东部平原区、西部山区和北部高原区3大区域；从不同年份分析，京津冀地区新增耕地面积先减后增，重心从京津冀东北方逐渐向西南方偏移，并呈高度聚集态势。新增水浇地是京津冀地区新增耕地的主要地类。新增耕地主要是通过农村土地整治新增耕地的方式而来，大部分来源于草地，生态问题愈发突出。最后，深入分析新增耕地时空变化规律，建议京津冀在未来建设中因地制宜，加大〖JP〗节水力度，注重生态文明建设。

摘要:以荒漠绿洲区典型县域磴口县为研究区，将复杂网络分析方法中的点格局分析方法、网络骨架的提取算法和空间结构鲁棒性指标根据实际空间生态网络的特点进行改造，对研究区的空间复杂生态网络的结构进行分析。研究结果表明：7种类型的生态源地节点在较小尺度下均呈现聚集的空间分布格局，随着尺度的增大，逐渐呈现随机分布，最后呈现均匀分布，这种分布特征保证了小尺度和大尺度上生态网络的稳定。水网廊道的密度范围为0～1.46，路网廊道的密度范围为0～2.27，改造Kruskal算法识别出的骨架廊道符合实际情况。现状生态网络初始的连接鲁棒性仅为0.73，优化后生态网络的连接鲁棒性达到1。经过生态节点布局优化后的生态网络节点和边的抗打击破坏能力、恢复能力增强。

摘要:通过对Dyna-CLUE模型进行改进，嵌入BRT模型和Patch-dynamics模型，形成BRT_Dyna-CLUE_Patch-dynamics模型。以生态脆弱区典型县域磴口县为研究区，基于2006年磴口县土地利用情况，应用BRT_Dyna-CLUE_Patch-dynamics模型，对磴口县2016年的土地利用状况进行模拟预测，并与目前应用较多的Logistic_CA_Markov模型进行对比验证。结果表明，Logistic_CA_Markov模型模拟结果的Kappa系数为0.7214，BRT_Dyna-CLUE_Patch-dynamics模型模拟结果的Kappa系数为0.7826，2个组合模型的模拟结果精度较高，均与真实解译结果具有高度一致性，但BRT_Dyna-CLUE_Patch-dynamics模型模拟精度更高，结果更优。因此，将BRT_Dyna-CLUE_Patch-dynamics模型应用于当地土地利用变化模拟预测，具有一定可行性，可为当地生态治理以及相关政策的实施提供一定的参考。

摘要:利用棉花秸秆生物炭，以冬小麦为试验对象，采用根系扫描法和Illumina MiSeq高通量测序技术探讨研究农田秸秆还田，施生物炭分别为4.5、9.0、13.5t/hm2后根系形态与内生真菌多样性的影响及其共生机制。试验结果表明，在生物炭施用量为4.5~13.5t/hm2时，在冬小麦成熟期提高初生根的直径和比根长，降低分支密度和生物量；降低次生根分支密度。在门水平，生物炭显著提高根内子囊菌门（Ascomycota）丰度，显著降低接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）和未鉴定杂菌（unidentified fungus）丰度，对球囊菌门影响不显著；在常见目水平，生物炭明显提高格孢菌目（Pleosporales）丰度，显著降低散囊菌目（Eurotiales）和被孢霉目（Mortierellales）丰度。在4.5~9.0t/hm2时，生物炭通过降低初生根内散囊菌目真菌丰度，促进初生根分支密度和生物量的生长；通过提高次生根内格孢菌目真菌丰度，抑制次生根直径和分支密度的生长。经综合比较，9.0t/hm2的生物炭处理对根系形态的优化效果优于其他处理，与对照处理相比，在成熟期，初生根直径和比根长分别提高5.00%、33.57%，分支密度和生物量分别降低67.26%、27.27%；次生根直径和分支密度分别降低13.16%、34.38%。

摘要:为量化分析河套灌区小麦/向日葵间作群体两作物间相互利用水量、盐分运移机理，明确两作物间种间相对竞争能力，采用根系分隔技术进行试验。研究结果表明：小麦/向日葵间作群体生育期内小麦条带利用向日葵侧水量为78.23~94.23m3/hm2，向日葵条带利用小麦侧水量为44.96~57.97m3/hm2，其中根系在土壤空间的交叉叠加效应可以多利用18.56~42.84m3/hm2小麦带土壤水量，20.79~46.63m3/hm2向日葵带土壤水量，降低1.32%~4.64%小麦条带土壤EC均值，2.26%~3.16%向日葵条带土壤EC均值。水分养分互补效应可以多利用15.12~26.40m3/hm2小麦带土壤水量，47.60~57.44m3/hm2向日葵带土壤水量，降低2.98%~4.69%小麦条带土壤EC均值，1.82%~2.44%向日葵条带土壤EC均值。种间相对竞争能力上，间作群体内小麦的竞争能力强于向日葵，限制间作群体根系的交叉叠加及水分养分互补效应有利于提升向日葵的种间相对竞争能力。

摘要:以玉米为研究对象，进行测坑微区试验，研究了地面滴灌条件下调亏灌溉对玉米植株与土壤水分分布、根长、根长密度、根数、产量以及作物水分利用效率的影响。试验于2016年分别设苗期轻度、苗期中度、拔节期轻度、拔节期中度、苗期中度拔节期轻度5个水分亏缺处理，另设全生育期适宜灌水作为对照。结果表明，各调亏处理的玉米冠部最终湿基含水率比对照处理增加-6.03%～4.61%、根部最终湿基含水率比对照处理增加1.30%～8.15%；苗期轻度调亏处理，产量比对照处理降低了7.89%、较对照处理节水8.26%、水分利用效率较对照处理提高0.33%；苗期中度调亏处理，产量比对照处理增加了5.20%、较对照处理节水16.71%、水分利用效率较对照处理提高26.25%；拔节期轻度调亏处理，产量较对照处理增加了1.49%、较对照处理节水14.07%、水分利用效率较对照处理提高18.27%；拔节期中度调亏处理，产量比对照处理降低了23.47%、较对照处理节水28.35%、水分利用效率较对照处理提高6.64%；苗期中度拔节期轻度调亏处理，产量比对照处理降低了28.13%、较对照处理节水38.54%、水分利用效率较对照处理提高16.94%。苗期中度处理与拔节期轻度处理是促进滴灌玉米节水增产的适宜水分亏缺处理，其结果对指导黑龙江西部玉米制定合理的灌溉制度具有实质性意义。

摘要:农田蒸散（ETc）是农业系统能量平衡和水分平衡的关键要素，砂石覆盖条件下ETc的估算对于评价砂石覆盖对农田作物的影响非常重要。为准确估算砂石覆盖条件下冬小麦ETc，在陕西杨凌建立了遮雨棚下的蒸渗仪动态观测系统。利用FAO-56的Penman-Monteith（PM）模型和单、双作物系数法对冬小麦ETc进行估算，并基于两年度不同砂石覆盖量下冬小麦实测ETc数据，对单、双作物系数法进行改进和修正，得到适用于砂石覆盖条件下单、双作物系数与砂石覆盖量的关系。结果表明：①冬小麦不同生长阶段的单作物系数与砂石覆盖量具有很好的线性关系，进一步结合估算的参考作物腾发量（ET0）计算，能很好地模拟两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦ETc。②基于冬小麦实测ETc对双作物系数进行修正，可得到其修正系数A与砂石覆盖量之间的线性关系，进一步结合ET0可准确估算两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦各生长阶段ETc。③不同砂石覆盖量下，双作物系数法比单作物系数法和PM模型估算冬小麦ETc的精度更高。总体上，单、双作物系数法在估算砂石覆盖条件下的冬小麦ETc中仍有一定的适用性，但需经实测数据进行修正。

摘要:为探讨黑土区不同氮肥施加对稻米品质及变异性影响，在节水灌溉条件下以0、60、85、110、135、160kg/hm2氮肥处理的典型黑土区水稻生长基质为例，采用水稻成熟期蛋白质含量、直链淀粉含量、垩白度3个主要品质指标田间系统采样数据为研究对象，运用地统计学原理探讨了水稻3个品质指标的变异性，并建立了半变异函数模型。结果表明：不同施氮量不仅能够促进稻米品质的改善，而且可以改变田间区域内稻米品质的变异性，除垩白度和不施氮肥处理的蛋白质含量属中等变异外，其他处理下的水稻3个品质指标均属于弱变异。3个指标中直链淀粉含量正相关范围最大，大于蛋白质含量和垩白度正相关范围，表明黑土区不同氮肥管理对直链淀粉含量变异结构影响最大。同时随着施氮量的增加，土壤中硝态氮和铵态氮呈先增加后减小的变化趋势，不同施氮量土壤硝态氮和铵态氮含量的变化与稻米品质变异强度的顺序恰好相反，由大到小为WS0、WS60、WS85、WS160、WS135、WS110，通过相关性分析得出硝态氮对稻米品质变异性起主导作用，表明不同氮肥的施加可以通过改变土壤中硝态氮和铵态氮的含量进而对稻米品质变异性有一定的影响。综合来看最佳氮肥施用量为110kg/hm2，水稻3个品质指标及其生长基质均具有较好的区域化特征和空间结构。同时引入地统计学理论不仅弥补了经典统计分析的不足，而且可为水肥—土壤—作物系统信息进行空间结构和定量化研究提供理论依据。

摘要:土壤孔隙的拓扑结构决定了土壤水分保持和传导能力，对土壤生态过程与功能具有重要影响，但现有土壤孔隙辨识方法存在孔隙边界判别不准确和运行效率较低的问题。为解决这一问题，提出一种基于土壤CT图像灰度-梯度特征的改进模糊C均值(GFFCM)孔隙辨识方法。该方法利用拉普拉斯算子建立灰度-梯度二维特征矩阵，并结合土壤相关先验知识分区构造初始隶属度矩阵和确定聚类数目；然后，基于初始条件实现土壤结构的模糊划分；最后，运用孔隙辨识准则对模糊聚类结果进行优化，完成土壤孔隙结构的精准辨识。以非饱和土壤CT图像为应用对象验证孔隙辨识方法的性能，通过与传统FCM法、快速FCM法（FFCM）的比较，表明GFFCM法有效克服了传统FCM法在隶属度矩阵和聚类数目初始化的不足，解决了初始值制约辨识精确度的问题，在保证孔隙辨识精度的前提下具有较高的执行效率。

摘要:冻融作用一直是寒区渠道破坏的主要诱因，为探究冻融作用对饱和粉质粘土物理力学性质的影响规律，在低温环境模拟试验箱内，对饱和土进行0～11次冻融后，结合室内土工试验，并用灰色关联度对其各项性质间交互影响效应进行分析。结果表明：随冻融循环次数的增加，饱和土黏聚力以单指数函数形式逐渐降低，内摩擦角逐渐升高。冻融作用对黏聚力的影响在初次冻融后衰减明显；损伤比系数Kφ、KC与冻融循环次数关系可分别用对数函数和指数函数描述；导热系数、平均干密度与冻融循环次数呈负相关关系，而平均孔隙率、渗透系数与冻融循环次数呈正相关关系；与冻融作用相比，平均孔隙率对黏聚力、导热系数、平均干密度和渗透系数的变化影响相对较大；对于单个试样而言，物理性质对力学性质的改变影响由大到小为：平均孔隙率、平均干密度、渗透系数、导热系数。

摘要:土壤机械组成作为一种成分数据，为满足其空间插值的定额、非负、线性无偏和最优要求，通常需要对其进行转换。本文以宁夏银北地区土壤机械组成数据为例，引进了球坐标转换方法，利用经球坐标转换、对称对数比转换和非对称对数比转换后的数据进行普通克里格插值，分析了球坐标转换方法对土壤机械组成数据转换的可行性与科学性，并比较了不同转换方法对土壤机械组成空间预测效果的影响。结果表明：球坐标转换方法能满足土壤机械组成空间插值要求，对于研究区砂粒、粉粒的空间插值精度较对称对数比转换和非对称对数比转换方法高，而对于黏粒，其插值精度却逊于对称对数比转换和非对称对数比转换方法。本研究为土壤机械组成空间插值提供了一种易于理解、计算量小、不需要考虑零值、又能保证一定插值精度的转换方法。

摘要:过滤器内部的水沙运动复杂且多变，初始状态下沙粒分布的不均导致滤芯产生局部堵塞，改变了水流流态并进一步影响后续沙粒运动和分布。本文以CFD-DEM（Computational fluid dynamics, CFD；Discrete element method，DEM)耦合模拟Y型网式过滤器内部流场变化与沙粒运动及分布，直观地反映了滤芯对水流的流动阻力特性与对沙粒运动分布影响。结果表明，过滤器内部存在明显的回流区、旋涡区及滞流区，导致各过滤面流速不均，出口一侧流速大，进口一侧流速小，两者相差39%；随着时间的变化，过滤器内流场变化明显，沙粒堆积依次出现在出口侧下端面、出口侧上端面、进口侧下端面、进口侧上端面上，最终布满整个滤芯；在滤芯的4个过滤面中，出口侧上端面流速大而沙粒堆积最少，进口侧上端面流速小而沙粒堆积最多，由此可见出口侧上端面具有更好的过滤性能，可适当提高该处过水面积，以提高过滤器过滤效率。

摘要:利用秸秆厌氧发酵技术进行挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids, VFAs）生产，是一种极具前景的秸秆新型高值化利用方向。研究了水热、稀酸、稀碱等预处理方式在中温35℃、高温55℃、超高温70℃等发酵产酸温度条件下的产酸率及过程参数。结果表明，不同预处理条件对挥发性脂肪酸转化率影响从大到小为Ca(OH)2、HCl、水热预处理，碱性发酵较酸性发酵更有利于厌氧产挥发性脂肪酸进行。Ca(OH)2能够有效地溶解木质素，35℃时Ca(OH)2的木质素去除率为63.27%，远高于相同温度的水热处理组的12.45%和HCl处理组的12.40%。中温条件下秸秆挥发性脂肪酸产率最高，虽然35℃时因为温度较低使得秸秆降解率不高，但因该温度下被降解的秸秆转化为挥发性脂肪酸的效率高，从而获得了最高的产酸率，各预处理组单位降解底物产酸率在35℃和70℃分别为0.79~1.20g/g和0.24~0.51g/g。最佳的碱处理组35℃的挥发性脂肪酸底物挥发分转化率为0.25g/g，而70℃时仅为0.09g/g。研究结果为稻秸厌氧强化产挥发性脂肪酸的预处理和温度等选择提供了一定的理论依据。

摘要:在自行设计的生物质固定床热解装置上，进行了150~850℃温度范围内，每隔100℃的桉树芯材木屑的固定床热解实验，并进行固态产物的热物性参数测试。结果表明：随着温度的升高，桉树芯材热解炭的固态产率逐渐减小，低位热值逐渐增大，450℃热解炭的热值比木屑原料提高了95.53%；堆积密度先减小后增大，体积能量密度持续增大，750℃热解炭的体积能量密度比原料增大了63.21%；热解炭的比热容和导热系数与热解炭内部的含水率、骨架结构，即孔道开度和密度有密切的关系。随着热解温度的升高，热解炭的比热容呈U字型趋势先减小而后增大，导热系数先轻微减小后以指数形式大幅增大，得到比热容和导热系数随温度的变化曲线方程，拟合度分别为0.9320和0.9953。

摘要:对厌氧消化产酸纤维（挥发性脂肪酸生产废渣）进行了酶解糖化和沼气发酵实验研究，探索了乙酸氨水两步预处理对木质纤维素降解、葡萄糖浓度、木糖浓度和沼气产率的影响。结果表明：乙酸氨水两步预处理进一步降解了厌氧消化产酸中的半纤维素和木质素，而且纤维素回收率较高，为77.47%~81.44%，其中4%乙酸处理和10%氨水处理实验组的纤维素质量分数达到56.82%，半纤维素质量分数仅为7.94%；在上述预处理条件下，酶解糖化效率最高，葡萄糖质量浓度达到47.46g/L，葡萄糖得率为67.73%；同时在此乙酸氨水两步预处理条件下的沼气产率明显优于单独乙酸和单独氨水预处理，获得的最高沼气产率为414mL/g，有效提高了厌氧消化产酸纤维的产气效率。

摘要:针对单品种淡水活鱼数量估计问题，以鲫鱼和鳊鱼为研究对象，采用不同数量淡水鱼的被动水声信号作为样本，通过4~6层小波包分解算法，对比分析了样本的若干特征提取方案，明确了鲫鱼水声信号特征的提取方案为短时平均过零率+6层小波包分解频段能量，而鳊鱼只需提取6层小波包分解频段能量作为其信号特征。根据不同样本集划分方法比较结果，确定了鲫鱼样本集划分方法为Rank-SPXY(m=10)，鳊鱼为Rank-SPXY(m=5)。利用竞争自适应重加权采样，筛选出样本的关键特征，并使用多元线性回归和偏最小二乘回归建立了若干淡水活鱼的数量估计模型，结果表明：多元线性回归模型的性能较好，鲫鱼和鳊鱼数量估计模型的复相关系数分别为0.835和0.893，相对分析误差分别为1.79和2.01。

摘要:为了实现对循环水养殖系统中多台框架式转鼓式微滤机的控制，方便对系统进行管理和维护，节约生产成本，在分析框架式转鼓式微滤机工作原理和控制要求的基础上进行控制系统的硬件和软件设计，运用STEP 7 MicroWIN SP9 V4.0软件编写了10台转鼓式微滤机的3种运行模式控制程序，PLC在线监控和调试的结果表明：微滤机在手动模式、自动模式和定时模式下均可以正常工作；在水产养殖环境中，使用多模式软逻辑控制系统来控制多台转鼓式微滤机减速电动机和反冲洗泵的运行和停止，相比于易发生故障、检修不便的硬逻辑控制系统具有稳定性好、自动化程度高、成本低等优势，能够更好地应对系统出现故障的情况。研究结果可为转鼓式微滤机控制系统的完善和水产养殖系统装备自动化集成提供参考。

摘要:淀粉食品在加工、运输及储藏过程中会逐渐出现回生，其回生程度是影响淀粉食品品质的重要因素。利用近红外和中红外光谱技术快速、无损检测淀粉回生度。首先采集了储存不同时间淀粉的近红外和中红外光谱，分别利用近红外、中红外以及两者融合的光谱数据结合化学计量学方法（偏最小二乘法（PLS、iPLS、biPLS、siPLS））建立淀粉回生度检测模型。结果显示，近红外和中红外融合光谱技术的biPLS检测模型最佳，校正集和预测集相关系数分别为0.9655和0.9313。研究结果表明，红外光谱技术可以快速、无损检测玉米淀粉回生度，保障了富含淀粉食品的质量与安全。

摘要:基于近红外光谱法，优化光纤探头检测距离并通过检测距离调节系统和多点同时检测，设计了猪肉水分在线检测分级系统。首先，为确定光纤探头与生鲜猪肉样品表面间的最佳检测距离，在13个不同检测距离下（5~29mm）采集了54个样品的光谱，采用多元散射校正方法对原始光谱进行预处理，分别建立了第1波段（349~1435nm）、第2波段（1037~1761nm）和双波段结合3种情况的含水率偏最小二乘回归模型，分析了不同检测距离和不同波段的模型，确认19mm为在线检测分级装备的最佳检测距离。然后，通过检测距离实时调节系统动态固定最佳检测距离，设计了双波段多点同时检测系统，采集45个猪肉样品在静态条件和在线条件下的光谱，通过比较分析，两种情况下预测结果相近，从而证实了所设计的在线系统能够预测猪肉水分，并且双波段融合建模效果优于单波段，预测结果为：校正集相关系数和校正均方根误差分别为0.906和0.598，验证集相关系数和预测均方根误差分别为0.836和0.402。最后，利用独立的21个猪肉样品验证猪肉预测分级模型精度及稳定性，结果判断正确率为90.48%，表明可见近红外光谱法结合多点检测能有效地在线检测猪肉水分并分级。

摘要:为研究牛肉宰后成熟过程中凋亡诱导因子（AIF）介导细胞凋亡及溶酶体组织蛋白酶参与AIF活化机制，选取6头西门塔尔杂交牛进行屠宰，取其背最长肌于4℃条件下成熟，在不同成熟时间点（0、6、12、24、72、120、168h）进行活性氧（ROS）相对含量、溶酶体膜稳定性、组织蛋白酶活性、线粒体膜通透性、AIF表达及细胞核形态的测定。结果表明，宰后成熟过程中，牛肉ROS相对含量呈先降低后升高的趋势(P<0.05)；溶酶体膜稳定性逐渐降低(P<0.05)；组织蛋白酶B、D和L的活性逐渐升高(P<0.05)；线粒体膜通透性增大(P<0.05)；AIF在线粒体中的表达量于宰后12h显著升高，在之后的成熟时间降低(P<0.05)，AIF在细胞核中的表达呈上升的趋势(P<0.05)，与线粒体中的下降趋势相一致；细胞核体积逐渐增大、部分核溶解，并伴随细胞间隙变大的现象。表明牛肉在宰后成熟过程中生成ROS，ROS的累积导致溶酶体膜稳定性失衡，使组织蛋白酶被释放，作用于线粒体，之后线粒体膜通透性发生变化，释放AIF，活化的AIF进入细胞核内诱导凋亡发生。

摘要:利用太赫兹衰减全反射技术，结合距离匹配算法，对不同品种花生进行快速分类鉴别。实验随机采集花育36号、鲁花1号和鲁花9号共3个花生品种、总计60个花生样本在0.3~3.6THz的太赫兹衰减全反射光谱，随后对其吸收系数进行一阶导数及归一化预处理，并建立花生品种的距离匹配快速鉴别模型。距离匹配模型结果显示：3个类别的总体识别准确率可达93.3%，仅有1个样本预测错误。研究结果表明，利用太赫兹衰减全反射技术实现花生品种快速鉴别具有一定的可行性，具有操作简单且快速高效等特点。

摘要:以青羊参叶为原料，研究了其有效凝乳成分的提取方法，并在乳饼加工过程中进行了验证。结果表明，青羊参凝乳剂的最佳提取温度为4℃，最佳提取的液料比为20mL/g，最佳提取溶液为10mmol/L柠檬酸-磷酸缓冲液；与传统直接添加青羊参叶浸泡液的方法相比，使用青羊参凝乳剂制成的乳饼蛋白质回收率、脂肪回收率和乳饼得率均显著提升（P<0.05）；质构和微观结构显示，使用青羊参凝乳剂制作的乳饼具有更适宜的硬度和较高的粘着度，凝胶网络结构分布均匀。

摘要:为提高发酵豆芽乳中的γ氨基丁酸含量，以植物乳杆菌S-35为发酵剂，以发酵过程中γ氨基丁酸质量浓度为试验指标，在单因素试验基础上，利用中心组合试验设计和响应面分析法研究了植物乳杆菌S-35接种量、发酵温度、发酵时间对发酵豆乳中γ氨基丁酸质量浓度的影响，并建立了乳酸菌发酵模型。响应面优化试验结果表明豆芽乳发酵的最佳工艺条件为：接种量为3.5%、发酵温度为34.5℃、发酵时间为27h。在此条件下γ氨基丁酸质量浓度为1.61g/L，植物乳杆菌S-35活菌数可达1.60×109CFU/mL。在4℃下进行7d的储藏试验，结果表明发酵豆芽乳在保质期内凝乳状态、发酵参数保持在可接受的范围内。

摘要:针对目前已有智能车辆轨迹跟踪控制存在跟踪精度低、鲁棒性弱等问题，结合滑模控制响应迅速、抗干扰能力强的优点，提出一种基于趋近律的滑模控制方法。提出的趋近律通过特殊幂次函数和反双曲正弦函数的组合，提高了系统状态的趋近速度并且平滑和限制了抖振现象，可实现控制车辆平顺快速跟踪参考轨迹。在Simulink软件上搭建了车辆运动学模型并进行轨迹跟踪仿真实验，通过与双幂次趋近律滑模控制进行对比验证了控制效果。仿真实验结果表明，相对于双幂次趋近律滑模控制，提出的趋近律滑模控制的车辆能更快地跟踪到参考轨迹，横向和纵向误差收敛速度明显增快，航向角抖振现象减弱，系统具有更快的趋近速度，并且抖振现象被削弱。

摘要:氧化催化器（DOC）出口温度控制是实现颗粒捕集器（DPF）主动再生控制热管理的关键。本文结合DOC系统的实际特征对系统进行分析，研究DOC传热及化学反应特性，建立了DOC一阶加延迟的载体出口温度响应模型，并利用载体试验数据进行了模型参数校核，同时建立了热响应特征模型时间常数及延迟时间常数与排气流量的关系。依据系统模型特征，研究了基于内模控制架构的PID控制策略，采用Pade二阶非对称近似方法对系统响应延迟部分进行处理，利用经典PID控制器与内模PID控制器等效方法建立了PID参数求解方程，分析了滤波器参数的设置方法。该控制策略通过台架试验，选取连续变化工况进行测试，DOC出口温度在排气流量及入口温度均大幅变化的情况下，可以确保出口温度控制在(575±20)℃范围内。

摘要:针对目前3D打印加工耗时长、生产效率低的特点，提出一种熔融沉积式3D打印路径优化算法。针对部分零件切片轮廓封闭曲线多的情况，提出一种基于蚁群算法的轮廓路径规划方法，合理规划各轮廓的打印顺序。采用平行扫描对切片截面进行填充，分析扫描线角度对打印效率和打印质量的影响，确定最优扫描线角度，将填充区域进行区域划分，提出了一种基于四点法的区域合并算法，并采用临近法对合并区域打印次序进行优化。运用该算法进行零件打印实验，与传统的平行扫描法比较，3组零件的单层轮廓路径长度分别缩短了19.5%、12.5%、10.7%，打印时间缩短了12.6%、11.6%、8.9%，打印零件的尺寸精度和表面质量均有所提高，结果表明，该算法健壮有效并且打印效率更高。

摘要:为了更好地实现设计领域三维CAD模型多粒度、精细化、智能化的设计重用需求，提出了一种基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法。首先，通过提取以B-rep表示的三维CAD模型几何与拓扑信息，构建三维CAD模型的属性邻接图；然后以此为描述载体，利用具有局部重用价值的典型结构和三维CAD模型属性邻接图之间顶点和边的属性映射关系建立关联图及其关联图矩阵；最后，基于一种启发式算法——模拟退火算法完成关联图中最大团的检测以实现三维CAD模型中典型结构的挖掘，并进行相似性评价，同时以蚁群算法和遗传算法为比较对象，在通用模型库和农业机械装备模型库完成了算法的验证。实验结果表明，该方法能较好地实现三维CAD模型典型结构的挖掘和相似性评价，可以有效地支持设计领域的三维模型特征级和局部结构级设计信息的重用。

摘要:大型重载并联稳定接货平台对于海上集装箱货物的安全转运发挥着重要的作用。根据需求设计了一个具有3个变形剪叉分支的并联稳定接货平台，该变形剪叉分支具有行程放大的功能，其由1个含子闭环的运动链URRRU (U和2个SPS驱动单元构成，当分支中的2个驱动单元同步驱动时，变形剪叉分支与RPS运动链等效。在非惯性系下，首先基于矢量法分析了并联稳定接货机构上平台的伴随位移、速度和加速度，相应求得该机构的位置解；然后基于螺旋理论建立了该机构的运动学和动力学解析模型；最后通过数值算例验证了所建运动学和动力学模型的正确性，为此机构的后续结构优化和控制奠定了理论基础。

摘要:为提高具有高通过性的步行轮平顺性，基于鸵鸟足运动姿态与跖趾关节储能减振机理，运用工程仿生学原理与技术，设计了一种仿生自适应低振动步行轮。有限元数值模拟结果表明，轮上载荷30N，角速度10（°）/s情况下，相比于传统步行轮，仿生步行轮轮心波动范围在软路面和硬路面分别降低了85.71%和93.33%。采用轻载荷月壤/车轮土槽测试系统验证了仿生步行轮的减振性能。当滑转率小于40%时，仿生步行轮的挂钩牵引力均大于传统步行轮；当滑转率大于40%，且仅在角速度为20（°）/s时，仿生步行轮的挂钩牵引力才小于传统步行轮，表明仿生步行轮在松软地面具有较好的牵引通过性。同时，相比于传统步行轮，当角速度为30（°）/s时，仿生步行轮在软路面和硬路面的加速度分别减少了6.3%和15.8%，振幅分别减小了14.6%和9.6%。在保证松软地面优越牵引通过性能前提下，仿生步行轮比传统步行轮的轮心波动更小，振动明显降低，有效解决了步行轮多边形效应引起的振动问题。