摘要:农业机械自动导航技术是实施精细农业的基础，可有效减轻农机操作人员的劳动强度，提高作业精度与作业效率。经典的农机自动导航关键技术包括定位测姿、路径规划和运动控制，针对这3项关键技术，分别阐述了基于全球导航卫星系统、惯性导航系统、机器视觉导航系统及多传感器信息融合的农机定位测姿方法，总结归纳了农机自动导航系统中的全局路径与局部路径规划算法，以及农机的运动学模型、导航决策控制方法、转向制动控制系统。随着信息技术的发展，农机智能导航技术受到越来越多的关注，保证作业安全与提高作业效率成为农机智能导航不同于传统自动导航的关键技术。以激光雷达和RGB相机为例综述了农机自主避障技术，并从协同导航模式、通信技术、协同控制、远程监控平台等角度阐明了多农机协同作业的关键技术。最后，结合无人农场和智慧农业对农机智能导航技术未来的发展方向进行了展望。

摘要:为解决航空施药作业时雾滴粒径变量精细控制的难题，采用二次回归正交试验与机器学习相结合的方法建立了二次残差补偿雾滴粒径模型。在以Aerial-E型电动转笼雾化器为控制对象的雾化试验平台上进行了二次回归正交试验，分析了雾滴粒径与风速、施药流速、雾化器转速之间的相关性，建立了雾滴粒径模型；为了提高雾滴粒径模型预测精度，添加补偿因子建立了第1次优化雾滴粒径补偿模型；利用机器学习构建了第2次残差预测模型，将第2次残差预测模型与第1次优化雾滴粒径补偿模型线性叠加，得到了二次残差补偿雾滴粒径模型。为验证二次残差补偿雾滴粒径模型的有效性，进行了模型验证试验与对比试验，试验结果表明，二次残差补偿雾滴粒径模型预测偏差绝对值最大为10.78%，其预测值与测量值的决定系数R2为0.95，比无补偿雾滴粒径模型提高了0.06，比第1次优化雾滴粒径补偿模型提高了0.05。将二次残差补偿雾滴粒径模型进行了等效变形，得到了电动转笼二次残差补偿雾化模型，基于该模型设计了电动转笼雾化系统，并进行了系统应用试验，结果表明，该系统雾滴粒径设定值与测量值的决定系数R2为0.94，雾滴相对分布跨度均小于1.6，实现了在恒定风速、施药流速条件下雾滴粒径的控制。本研究结果可实现航空施药作业时雾滴粒径变量精细控制。

摘要:为研究因风胁迫产生的雾滴飘移对雾滴沉积分布的影响规律，设计了三因素三水平的喷雾飘移沉积试验，测定了不同条件下的雾滴沉积量分布。为更好描述雾滴飘移沉积分布情况，建立了基于正态分布概率密度函数的双峰分布式数学模型，系统地表达了沉积范围与沉积量的关系，分析了各水平因素对双峰分布式中各参数的影响。结果表明，沉积量参数k1与k2变化规律相反，随着喷雾高度、喷雾压力和横风风速的增加，k1减小而k2增大，质量由第1峰值分布向第2峰值分布转移；双峰分布的2个位置参数μ1、μ2具有相同的变化趋势，均随着风速、高度的升高而增大，随喷雾压力的升高而减小，因此增大喷雾压力可以减小中心飘移距离；第1和第2峰值分布的范围（尺度参数σ1、σ2）均随着喷雾高度和风速的增加而增加，沉积量分布更加分散；增大喷雾压力可以有效减少第一峰值的质量分散，但对第2峰值分布无影响。本文探究了不同强度横风作用、喷雾高度和喷雾压力对雾滴飘移沉积分布的影响，可为优化农药喷雾技术和增强雾滴抗飘移能力提供参考。

摘要:设计了一种基于GNSS的智能水田旋耕平地机，将两个GNSS天线分别固定在旋耕平地机两端，以天线高程定位数据与俯仰角数据作为旋耕平地机高程与倾角信息，采用模糊PID控制算法，通过向电液比例换向阀输入驱动电压信号控制调节油缸伸缩，使旋耕平地机绕中间旋转轴转动或沿滑槽上下移动，实现了机具的水平与高度调节。设计了一种蓄能器、液压泵协同工作的液压系统，提出了基于最小二乘法的基准面生成方法。为验证智能水田旋耕平地机的工作性能，在水稻、小麦等不同前茬作物以及砂质土、粘质土、壤土等不同土壤类型条件下，对其进行了水田平整试验。试验结果表明，智能水田旋耕平地机平整效果较好，平整度达到3cm左右。该系统稳定性较好，适应性强，对水田平整度有较大的改善，平整后的水田满足水稻种植的农艺要求。

摘要:针对高速作业条件下芯铧式开沟器阻力过大的问题，基于狗獾犬齿曲面的高效低阻贯穿结构，提出了一种开沟器仿生设计方法。对狗獾犬齿进行三维扫描，获取点云数据，采用Matlab软件拟合了4条狗獾犬齿曲线，设计并加工了4种滑动式开沟装置，并进行了对比试验分析。在作业深度50mm条件下，以开沟装置类型、作业速度为试验因素，以水平方向作业阻力为主要指标，以开沟装置开出沟形的沟深、沟宽、侧垄高和侧垄宽为次要指标，进行了土槽试验。试验结果表明，在同一作业速度下，优化的各滑动式开沟装置的阻力均比标准芯铧式开沟器小。在作业速度为3.6、5.4、7.2km/h的条件下，优化的滑动式开沟装置比标准芯铧式开沟器作业阻力分别降低8.04%、8.15%、8.71%；标准芯铧式开沟器与优化的滑动式开沟装置所开沟形的沟深、沟宽、侧垄高和侧垄宽的变异系数均低于5%。

摘要:针对现有水稻钵苗移栽机移栽行距固定、不能适应南方双季稻区不同行距移栽农艺要求的问题，在歩距式水稻插秧机基础上，设计了一种取苗轨迹简单、实用及性能可靠的变行距钵苗移栽装置。根据钵苗最佳拔取角度与取、投苗位置要求，确定取苗运动轨迹，设计取苗连杆机构，建立运动学模型，并应用Matlab对机构模型进行优化设计；根据取苗连杆机构运动参数与钵苗下落姿态的要求，设计苗夹开合与旋转运动控制凸轮，并进行取苗连杆机构与苗夹机构之间运动同步性的运动仿真分析；为满足钵苗经过输苗筒后下落至水田时刻的一致，以保证移栽时钵苗株距均匀性，对输苗筒的关键结构进行了理论分析及设计；进行不同取苗速度、不同行距的移栽试验，平均取苗成功率达到89.96%，平均倒苗率3.45%，表明该装置具有较好的移栽效果，可应用于水稻钵苗变行距移栽作业。

摘要:为探究刚柔耦合结构在玉米摘穗中的减损作用及机理，以板式摘穗机构和具有缓冲弹簧的轮式摘穗机构为2种基本结构，以刚性触穗表面和柔性触穗表面为2种基本表面，构建4种摘穗机构作为研究对象，进行摘穗速度下的玉米果穗碰撞试验，分析碰撞参数和籽粒损失情况。结果显示，刚柔耦合结构可有效改变碰撞参数，并降低果穗籽粒损失。缓冲弹簧可缩短果穗的碰撞时间，当轮式摘穗机构触穗表面分别为刚性、柔性材料时，碰撞时间比板式摘穗机构分别缩短62.2%、67.3%，碰撞冲量降低60.6%、76.0%，掉粒质量降低14.4%、25.6%。柔性触穗表面可降低果穗受到的冲击力，在板式和轮式摘穗机构上，柔性触穗表面的果穗碰撞时间比刚性触穗表面分别延长78.4%、53.8%，最大冲击力降低45.1%、55.2%，碰撞冲量降低19.9%、51.2%，掉粒质量降低34.1%、42.8%。本研究可为玉米摘穗割台的减损设计提供理论依据。

摘要:为了研究水稻收获秸秆处理方式对东北稻区秸秆还田效果、耕整地质量、水稻生长和产量的影响，以及进行收益综合评价，本文根据秸秆还田的农艺要求，结合不同秸秆处理机具，设置了3种秸秆处理方式：收获时粉碎抛撒（CK，联合收获机自带粉碎抛撒装置）、收获后秸秆处理1（T1，联合收获机自带粉碎抛撒装置+收获后二次抛撒）、收获后秸秆处理2（T2，联合收获机不带粉碎抛撒装置+收获后粉碎抛撒），进行了秸秆还田对比试验。结果表明，3种秸秆处理方式均能实现秸秆全量还田，能够保证正常的田间机具作业和水稻生长。其中，T2的综合效果最优，能实现较好的秸秆粉碎抛撒效果和秸秆掩埋效果，有较高的水稻地上部生物量及产量。在秸秆粉碎抛撒质量方面，T2与CK、T1相比，其秸秆粉碎平均长度及秸秆粉碎长度合格率均有显著性差异，均优于CK、T1；秸秆抛撒均匀程度显著优于CK，与T1无显著性差异。在后期耕整地质量方面，T2与CK相比，其地表以下和8cm深度以下的植被覆盖率均有显著性差异，均优于CK；T2与T1相比，其地表以下植被覆盖率有显著性差异，8cm深度以下植被覆盖率无显著性差异。在水稻生长及产量方面，T1和T2处理的产量较CK分别提高1.5%和4.4%，且T2与CK达到显著性差异。本研究结果可为东北稻区水稻秸秆处理方式及配套机具的选择提供理论参考。

摘要:针对深施型液肥穴施肥机存在损伤作物、穴口宽度大和喷肥效率低等问题，设计了一种深施型斜置式液肥穴施肥机。基于斜置式扎穴和参数反求求解设计思想，借助人机交互平台，设计关键部件扎穴机构，优化了机构的结构与工作参数，分析了喷肥针进肥接口运动轨迹。根据喷肥针入土、出土喷肥技术特点，运用差动轮系传动和空间凸轮机构的组合传动形式，设计了关键部件液肥分配机构，减少了输肥管路复杂的连接配置，构建了出肥软管接口运动模型，解析了满足于进肥软管接口协同运动机理。进行了深施型斜置式液肥穴施肥机田间性能检测试验，结果表明，该机扎穴性能优越，肥料喷射均匀，对作物的机械损伤小，穴口宽度、作物损伤率、施肥量和施肥深度分别为45.0mm、0.3%、28.5mL/次和102mm，各项指标与前期设计差异较小，且符合农艺要求。

摘要:针对液肥穴施肥机斜置式扎穴机构扎穴时，触土部件-针体所受三向阻力变化规律以及土壤动态行为特性难以直接通过试验获取问题，通过采用Drucker-Prager屈服准则构建穴施土壤有限元模型，运用ADAMS运动学分析模块获得扎穴机构喷肥针扎穴轨迹，利用ANSYS/LS-DYNA显示动力学软件建立喷肥针与土壤互作仿真模型。以Z轴方向针体所受最大压力（均指绝对值）为测量指标，工作参数为影响因素，进行喷肥针单向受力虚拟和台架对比试验。结果表明，压力皆随前进速度和扎穴机构转速的增大先增大后减小，仿真和试验数据接近，变化趋势基本相同。以喷肥针前进速度0.62m/s、扎穴机构转速70r/min及斜置角20°为仿真工作参数，对针体进行三向阻力以及土壤动态行为仿真分析，可知喷肥针在3个方向的阻力先增大后减小。0~0189s内即喷肥针入土过程，针体在X轴方向阻力缓慢上升，说明喷肥针对前进方向土壤扰动较小；针体在Z轴方向上阻力增大较快，说明喷肥针冲击土壤作用较强，土壤受到针尖剪切致使应力主要集中在此方向上，在0.189s阻力达到最大值21.69N；针体在Y轴方向上阻力较小，说明喷肥针挤压土壤作用较弱，在0.189s阻力达到最大值8.56N。0.189~0.214s内即喷肥针原位置自身摆动过程，针体在X轴方向阻力增大趋势变快，说明喷肥针对前进方向土壤产生较大扰动；其他两个方向阻力基本保持不变。0.214~0.350s内即喷肥针出土过程，喷肥针在Z轴和Y轴方向阻力逐渐减小直至变为0；其中在0.214~0.238s内，针体在X轴方向阻力瞬间增大，说明喷肥针对前进方向土壤产生强烈挤压，0.238s达到最大值31.87N。在整个扎穴过程中，穴口形成是喷肥针出土过程自身的摆动姿态与前进方向土壤扰动引起的，因此针体沿X轴方向阻力影响显著，符合实际扎穴规律。

摘要:为提高大蒜收获机对不同种植模式、不同行距大蒜机械化收获的适应性，设计了集扶禾、破土、输送、断秧、集果于一体的大蒜联合收获机，并对其关键功能部件进行了深入研究。将扶禾、起送蒜、破土、齐蒜断秧等大蒜收获所必需的功能集中设置，构建相对独立的收获单元功能模块。用户可根据需要加挂收获单元功能模块，配合输送单元，实现1~n行大蒜联合收获机的自由组合。同时，收获单元功能模块之间间距可在0~300mm或更大范围内无级调整，实现70~420mm之间不同行距大蒜的机械化收获。建立了大蒜拉拔力理论分析模型，在对影响因素研究的基础上，得到了结构参数对拉拔力影响的规律。试验表明，拉拔力随大蒜假茎包角增加而增大；当同步带张紧力超过2800N时，同步带所提供的拉拔力大于松土后大蒜所需拉拔力，可保证大蒜拉拔收获顺利完成。建立了破土力理论分析模型，得到了箭铲入土角、箭铲入土深度、整机前进速度等参数对破土力的影响规律。正交试验结果表明：入土深度、土壤湿度对箭铲破土力影响显著；当土壤湿度为30%、入土深度为80mm时，破土力为520N。样机田间试验结果表明，大蒜联合收获机的各项技术指标均满足设计预期效果，大蒜收净率为98.3%、总损失率为3.5%、生产率为0.14hm2/h。

摘要:为提升中国甜菜收获机械的自动化水平和作业性能，依托前期研制的4LT-A型牵引式甜菜联合收获机和4LTSYT-A型甜菜自动对行收获田间模拟试验台，对自动对行系统进行了总体结构和关键部件设计及参数确定。以漏挖率、破损率和反应时间为自动对行性能指标，以复位弹簧预紧力、前进速度、偏离距离、液压流量、供油压力及株距为试验因素进行了单因素台架试验，分析了各因素对各性能指标的影响显著性和影响规律。方差分析和直观分析结果表明，弹簧预紧力、前进速度、偏离距离和液压流量均对各性能指标影响显著，供油压力和株距对各性能指标影响不显著。随弹簧预紧力的增大（53~346N），反应时间增加，漏挖率和破损率先减小后增大，当预紧力为198N时，漏挖率和破损率最低，分别为2.34%、3.77%；随前进速度的增加（0.4~2.0m/s），漏挖率和破损率逐渐增大，反应时间逐渐减小并趋于稳定；液压流量在15~35L/min变化时，漏挖率逐渐减小，反应时间和破损率先减小后增加，当液压流量q=25L/min时，破损率和反应时间最小，分别为3.77%、0.47s；各性能指标随偏离距离的增加而逐渐增加，自动对行系统在偏离距离0~60mm范围内的适应性较好。

摘要:针对目前预切种式宽窄行甘蔗种植机排种系统存在排种不均、合格率低、漏种率高、耗种多、卡种堵塞严重等问题，通过ADAMS进行仿真虚拟试验分析及试验研究，设计了一种由转向导流有序集蔗机构和单辊排种器构成的甘蔗预切种排种系统。通过自行搭建的试验平台,研究了转向导流有序集蔗机构和单辊排种器的集蔗箱弹性控流板结构形式、侧板夹角及排种辊转速等参数对排种性能的影响。研究结果表明：自动转向导流有序集蔗合格率为95.1%；单辊排种器的集蔗箱弹性控流板结构对排种合格率具有极显著影响，侧板夹角和排种辊转速对排种合格率具有显著影响；单辊排种器优化参数组合为：两段圆弧式集蔗箱弹性控流板结构、集蔗箱两侧板夹角为105°、排种辊转速为6r/min（理论排种速度：0.83s/根）。最后进行了优化组合参数的验证试验，结果表明：排种平均合格率为91.0%、平均漏种率为4.5%、平均堵塞率为0.5%，排种均匀性显著提高。

摘要:为探究带分流叶片离心泵内长短叶片尾缘形状对其性能与动静干涉的影响，对长短叶片尾缘压力面与吸力面分别进行不同厚度切削，采用SST-SAS湍流模型对各方案进行非定常数值模拟，结合外特性与PIV试验结果验证其计算准确性，并基于压力脉动、涡量分布分析泵内动静干涉变化。研究结果表明：离心泵长短叶片尾缘压力面切削PSF可有效提高离心泵额定流量点效率，且切削厚度越大，效果越显著，长短叶片尾缘压力面切削PSF还可有效改善额定流量下的离心泵动静干涉效应，减小压力脉动能量损耗，提高离心泵性能，并延长叶片使用寿命，而吸力面切削SSF则会大幅加剧离心泵动静干涉效应。压力脉动与涡量频域分布说明，离心泵叶轮流道内动静干涉主要频率成分为轴频及其倍频，蜗壳流道内动静干涉的主频与次主频分别为fB与0.5fB。对比各方案长短叶片尾缘附近主频涡量得出，短叶片尾缘切削效应较长叶片更为显著。短叶片经过隔舌时涡结构演化程度较长叶片更为剧烈，这一现象导致了长短叶片尾缘附近动静干涉的差异性，由此产生次主频0.5fB。

摘要:为了保证双向轴流泵叶片安放角的可调节性，在叶轮结构设计时，叶片与轮毂之间均会保留一定的间隙，并且该间隙也会随着叶片安装角的调节而发生改变。根据工程经验，叶轮叶根间隙设计不合理会对轴流泵水力性能产生显著影响。为了探究叶根间隙在不同流量下对双向轴流泵正、反运行工况下水力性能的影响，设计了5种叶根径向间隙半径（0、1、3、5、8mm），基于CFX对5种方案在不同运行工况下的水力性能与内部流态进行预测模拟，并将计算结果与试验测量值进行了验证对比。研究结果表明：当叶根径向间隙大于一定数值时，双向轴流泵在正、反运行工况下的扬程与扭矩会出现明显下降。在大流量条件下，泵效率由于叶根径向间隙半径增加而产生的下降幅度较大，正、反运行工况下泵效率最大下降5.72个百分点和3.48个百分点。在研究叶轮流道内部的流场时发现，正、反运行工况下的间隙泄漏量均随着叶根径向间隙半径的增大而上升。对于叶轮出口处的速度分布而言，轮毂附近的轴向速度与绝对速度环量受叶根径向间隙半径影响较为明显，均随着间隙增大而呈现显著的下降趋势。

摘要:为了研究全贯流泵回流间隙对泵水力性能的影响，利用CFD软件对全贯流泵装置进行了数值模拟计算，分析了全贯流泵装置的流动特性和水力性能，并通过模型试验验证了计算数据的可靠性。研究结果显示：回流间隙对全贯流泵的水力性能有较大的影响，且随着电机转子间隙的增大，泵装置在设计工况下的效率和扬程均逐渐降低。当回流间隙为0.65mm时，全贯流泵在设计工况下的扬程为3.05m，效率为82.46%，最高效率为82.66%。当回流间隙为2mm时，全贯流泵在设计工况下的扬程为2.92m，效率为80.85%，最高效率为81.27%，两种回流间隙的泵装置在设计工况下的扬程差值为0.13m，效率差值为1.61个百分点。随着流量的增大，全贯流泵叶轮进出口的压差逐渐减小，间隙回流流量也逐渐减小，间隙回流对叶轮进出口的流态影响也减小。距离轮缘越近，回流对流态的影响越大。随着回流间隙的增大，全贯流泵的间隙流量变大，间隙回流对叶轮进出口的流态影响增大，叶轮的做功能力逐渐变差，全贯流泵的扬程和效率均逐渐下降。

摘要:为探究变化背景下安徽省干湿指数时空分布格局，利用安徽省1957—2016年的逐日气象观测数据，在采用区域修正模式的FAO 56 Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量（ET0）的基础上，通过云模型定量描述近60年安徽省干湿指数（AI）的时空分布特征、均匀性和稳定性。结果表明：安徽省AI、ET0呈现波动下降趋势，倾向率分别为-0.006a-1和-0583mm/a，降水量P呈现1155mm/a的上升趋势，ET0和P的相向趋势造成了AI的逐渐降低，近60年安徽省总体呈现变湿趋势。相较于ET0与AI，P最为离散，稳定性最差。在四季尺度上，以夏季为主导（-0.012a-1）的夏秋冬AI降低为安徽省干湿变化主要特征，AI超熵值由高到低依次为夏季、秋季、春冬季，不确定性逐渐降低；四季ET0变化熵值均低于年均熵值，四季ET0模糊性与随机性较差，冬季ET0具有最大不稳定性；夏冬季节的雨雪增加与春秋季降水量减少是安徽省四季降水格局的主要表现形式，且夏季降水增加趋势显著（2 467mm/a），同时表现出最大的不均匀性和不稳定性。在空间尺度上，AI、ET0和P均呈现皖南至皖北的梯度变化特征，〖JP〗出现非平滑纬度地带性现象，空间上各区域熵与超熵均高于时间序列，空间上AI的分布更为离散、不稳定。

摘要:受云雨天气和卫星自身回访周期的影响，县域尺度水稻种植面积的提取往往难以获取完整时间序列的高空间分辨率影像，利用单一MODIS数据导致提取精度不高。针对上述问题以河南省优良水稻种植区原阳县为例，采用增强型自适应反射率时空融合模型(Enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model，ESTARFM)，融合中高分辨率的Landsat数据和高时间分辨率的MODIS数据，获取完整时间序列的归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）数据，经过TIMESAT滤波平滑处理后，利用研究区内水稻与其他地物的时序NDVI曲线，设置合理的NDVI阈值，采用决策树分类的方法提取水稻种植面积。结果显示，总体分类精度为92.23%，Kappa系数为0.9043。提取的水稻制图精度为96.73%，用户精度为93.51%，说明ESTARFM模型能很好地融合出高空间分辨率影像，解决数据缺失问题，可为县域尺度水稻种植面积提取提供参考。

摘要:先进地形激光高度计系统（ATLAS）可为全球森林冠层高度测量提供科学数据，利用ATLAS光子云数据可获取森林冠层高度信息。为探究光子云去噪算法在弱光束条件下森林研究区的去噪效果，采用局部距离统计算法、基于密度的聚类(Densitybased spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)算法和基于粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)模型的PSO-DBSCAN算法在弱光束条件下的森林区域进行了光子云去噪试验，研究了算法的去噪精度，并分析研究区不同特性对于去噪效果的影响。结果表明： PSO-DBSCAN算法在弱光束条件下森林区域去噪精度达到了0.95，满足光子云去噪的精度要求，该算法相对局部距离统计算法和DBSCAN算法表现出更好的去噪效果；相对地形坡度和植被覆盖度，太阳高度角会对算法的去噪结果产生更大的影响。

摘要:为了快速重建苹果树冠层结构三维模型，以纺锤体苹果树冠层为研究对象，利用地面三维激光扫描仪获取冠层三维点云，提出了苹果树冠层点-叶模型重建方法。首先，提出了苹果树冠层叶基自动提取方法，可获取苹果树冠层生长期和叶幕稳定期的叶基，与手工提取的叶基对比分析表明，两种方法重合度较高、误差较小，两种方法的平均欧氏距离为1.41mm；其次，提出了基于冠层体素化的叶基提取方法，构建了苹果树冠层点模型，并在叶基上拼接叶片模板，构建出苹果树冠层点-叶模型；最后，利用VegeSTAR光模型计算光截获进行验证分析，与常规数字化仪测得数据相比，本文方法提高了苹果树冠层三维结构重建效率。

摘要:为探究卷积层深度对猕猴桃树干图像特征提取的影响，提出了一种分析所提取特征的可视化方法。首先，对所采集建立的数据集进行正负样本分类，将数据集中的树干与输水管交叉区域作为正样本，其余区域作为负样本，输入LeNet、Alexnet、Vgg-16以及定义的3类浅层模型进行训练；然后，通过提取激活映射图、归一化、双三次插值的可视化方法，获取各个分类模型最后一个卷积层的可视化结果，通过可视化试验对比可知，Alexnet和Vgg-16能够准确提取测试集图像中的树干区域特征,而LeNet与3类浅层模型在提取树干的同时将输水管、地垄等区域特征一并提取；最后，以上述6类网络结构作为特征提取层的图像分类和目标检测模型，对开花期和结果期的数据集进行验证，以不同季节数据集特征变化而引起的精度下降幅度作为评判标准，结果显示，图像分类浅层模型精度下降幅度不小于15.90个百分点、Alexnet与Vgg-16分别下降6.94个百分点和2.08个百分点，目标检测浅层模型精度下降幅度不小于49.77个百分点、Alexnet和Vgg-16分别下降22.53个百分点和20.54个百分点。所有浅层模型因所提取特征的改变，精度有更大幅度的下降。该方法从可视化角度解释深层网络与浅层网络对猕猴桃树干目标特征的提取差异，可为研究网络深度和训练样本的调整提供参考。

摘要:针对背景和杂草干扰下的果树图像冠层提取问题，提出了一种基于M-SP特征加权聚类的冠层分割算法。首先，将采集的原始图像由RGB颜色空间转换到HSI颜色空间，计算果树与背景区域在H、S分量上的马氏距离，构造马氏距离相似度矩阵〖WTHX〗M〖WTBX〗；其次，提取图像像素的垂直位置作为空间特征〖WTHX〗P〖WTBZ〗，在HSI空间内的I分量上，利用最大熵算法提取图像的阴影区域，并进行掩膜处理，将获取的阴影区域作为空间特征的加权区域L，从而构造阴影位置加权的空间特征〖WTHX〗L〖WTBX〗P；最后，对获取的M-LP特征矩阵进行归一化处理，分别进行上背景、下背景、果树冠层、杂草4个类别的Kmeans聚类，最终完成图像分割。为验证算法的有效性，在采集的果树图像上进行了分割试验，结果表明，基于M-LP特征的聚类方法能有效解决重度杂草干扰条件下果树冠层被漏分的问题。采用精确率、召回率和F1值3个评价指标对分割结果进行定量评价，选取不同杂草干扰程度（轻微、中等、较强）和时间段（早晨、中午、傍晚）的果树图像，分别以传统K-means和GMM聚类算法作为对比进行试验，结果表明，相对于未经过特征提取的普通聚类分割方法，本文算法对于不同杂草干扰程度和不同拍摄时间段下的果树冠层分割表现出一定的鲁棒性，平均精确率为87.1%，平均召回率为87.7%，平均F1值为87.1%。分割和验证结果表明，在进行有效图像特征提取的基础上，结合少量标注作为先验知识的无监督分割方法可以准确分割出果树冠层区域。

摘要:为研究夜间环境下采摘机器人的视觉检测技术，实现采摘机器人的夜间作业，提出了一种多尺度卷积神经网络Des-YOLO v3算法，可实现夜间复杂环境下成熟柑橘的识别与检测。借鉴残差网络和密集连接网络，设计了Des-YOLO v3网络结构，实现了网络多层特征的复用和融合，加强了小目标和重叠遮挡果实识别的鲁棒性，显著提高了果实检测精度。柑橘识别试验结果表明， Des-YOLO v3网络的精确率达97.67%、召回率为97.46%、F1值为0.976，分别比YOLO v3网络高6.26个百分点、6.36个百分点和0.063。同时，经过训练的模型在测试集下的平均精度(mAP)为90.75%、检测速度达53f/s，高于YOLO v3_DarkNet53网络的平均精度88.48%，mAP比YOLO v3_DarkNet53网络提高了2.27个百分点，检测速度比YOLO v3_DarkNet53网络提高了11f/s。研究结果表明，本文提出的Des-YOLO v3网络对野外夜间复杂环境下成熟柑橘的识别具有更强的鲁棒性和更高的检测精度，为柑橘采摘机器人的视觉识别提供了技术支持。

摘要:以识别玉米秧苗茎秆为目标，采用云台搭载电荷耦合器件（CCD）相机获得玉米秧苗图像，采用LabelImage插件制作了玉米秧苗的标记与标签。基于深度学习框架TensorFlow搭建了多尺度分层特征的卷积神经网络模型，应用4倍膨胀的单位卷积核，获得了玉米秧苗图像的识别模型，其识别准确率为99.65%。将已知玉米秧苗图像划分为最佳子块，求取了各个子块的最佳二值化阈值。选取6种杂草密度在每天5个时间段进行为期3d的试验，共采集了10800幅图像。试验结果显示，对玉米秧苗茎秆的平均识别准确率为98.93%，且光照条件与田间杂草密度对识别结果没有显著影响（P>0.05）。

摘要:为提高对马铃薯芽眼的识别效果，提出一种基于改进Faster R-CNN的马铃薯芽眼识别方法。对Faster R-CNN中的非极大值抑制(Nonmaximum suppression, NMS)算法进行优化，对与M交并比(Intersection over union, IOU) 大于等于Nt的相邻检测框，利用高斯降权函数对其置信度进行衰减，通过判别参数对衰减后的置信度作进一步判断；在训练过程中加入采用优化NMS算法的在线难例挖掘 (Online hard example mining, OHEM) 技术，对马铃薯芽眼进行识别试验。试验结果表明：改进的模型识别精度为96.32%，召回率为90.85%，F1为93.51%，平均单幅图像的识别时间为0.183s。与原始的Faster R-CNN模型相比，改进的模型在不增加运行时间的前提下，精度、召回率、F1分别提升了4.65、6.76、5.79个百分点。改进Faster R-CNN模型能够实现马铃薯芽眼的有效识别，满足实时处理的要求，可为种薯自动切块中的芽眼识别提供参考。

摘要:针对图像法根系表型检测中因土壤遮挡而导致根系图像断裂的问题，提出一种基于腐蚀生长算法的玉米根系修复方法，并进行了不同活力玉米种子早期根系表型研究。首先，采用长方形扁平结构透明培养容器种植玉米，迫使其根系贴壁生长，可得到清晰的玉米根系图；通过偏振镜和单反相机采集图像，并采用灰度化、二值化、水漫算法等对图像进行预处理，可有效去除因设备反光和土壤色差造成的各类噪声。其次，基于玉米根系的向水性、向地性、连续性等生理特性，提出5条图像修补规则，即端点判定规则、分叉点判定规则、内部连续性规则、片段生长规则、近邻生长规则，在以上规则约束下，通过细化图像得到单像素连接的根系骨干，以各个根段的末端点为起点向中心腐蚀，并为属于不同根段的点集标记不同编号，根据不同根段间的端点导数值和平均导数值等参数，连接根段，实现根系的修补，从而得到完整根系图像。最后，基于所提图像修复算法对不同活力的玉米种子根系图像进行表型研究，发现在相同时间，根系数目、根系宽度、根系长度、根系延展长度与玉米种子活力均呈现明显负相关；以上4个生理参数的增速与种子活力呈现明显正相关。研究表明，本文所提的根系修复算法可用于作物根系高通量表型无损检测。

摘要:为监控柑橘的生长情况，提出了一种通过巡检机器人获取单个柑橘果实完整表面信息的方法。使用LabelMe为标记工具，采用类圆形和类长方形分别对柑橘果实和分段枝干进行标记，再使用Mask R-CNN模型对其进行训练与识别，可从Kinect V2相机拍摄的含有深度信息的图像中提取出柑橘果实及分段枝干的三维信息。根据柑橘果实生长情况及发生病虫害情况，〖JP2〗对柑橘果实表面进行区域化划分，并采取积分制描述其表面信息获取率。通过机械臂末端连接的CCD相机对柑橘果实进行表面信息获取，提出了获取柑橘完整表面信息的3种机械臂拍摄方案。搭建了巡检机器人实验平台，在机器人操作系统(Robot operating system，ROS)下进行了仿真，提出实验室环境下柑橘表面信息的获取流程，并在实验室环境下对巡检机器人获取柑橘完整表面信息进行了实验验证。实验结果表明，柑橘果实的横纵径比越接近1，拍摄所获取的柑橘外表面信息越完整，当采用3个拍摄位姿的拍摄方案时，在保证获取柑橘表面完整率的同时可以获得较高的避障成功率和工作效率，柑橘表面信息获取率可达94.21%，〖JP3〗机械臂平均运动时间为86.57s。本研究为农业巡检机器人获取柑橘表面情况、监控柑橘生长及病虫害信息提供了方法。

摘要:及时检测奶牛发情、适时人工授精、减少空怀奶牛，是奶牛养殖场增加产奶量的关键手段。针对基于运动量和体温等体征的接触式奶牛发情识别方法会造成奶牛应激反应且识别准确率不高的问题，提出了一种非接触式奶牛发情行为自动识别方法。该方法首先使用改进的高斯混合模型实现运动奶牛目标检测，然后基于颜色和纹理信息去除干扰背景，再利用AlexNet深度学习网络训练奶牛行为分类网络模型，识别奶牛爬跨行为，最终实现对奶牛发情行为的自动识别。在供试数据集上的试验结果表明，本文方法对奶牛发情的识别准确率为100%，召回率为88.24%。本文方法可应用于奶牛养殖场的日常发情监测中，为生产管理提供辅助决策。

摘要:为实现无接触、高精度养殖场环境下奶牛个体的有效识别，提出了基于改进YOLO v3深度卷积神经网络的挤奶奶牛个体识别方法。首先，在奶牛进、出挤奶间的通道上方安装摄像机，定时、自动获取奶牛背部视频，并用视频帧分解技术得到牛背部图像；用双边滤波法去除图像噪声，并用像素线性变换法增强图像亮度和对比度，通过人工标注标记奶牛个体编号；为适应复杂环境下的奶牛识别，借鉴Gaussian YOLO v3算法构建了优化锚点框和改进网络结构的YOLO v3识别模型。从89头奶牛的36790幅背部图像中，随机选取22074幅为训练集，其余图像为验证集和测试集。识别结果表明，改进YOLO v3模型的识别准确率为95.91%，召回率为95.32%，mAP为95.16%， IoU为85.28%，平均帧率为32f/s，识别准确率比YOLO v3高0.94个百分点，比Faster R-CNN高1.90个百分点，检测速度是Faster R-CNN的8倍，背部为纯黑色奶牛的F1值比YOLO v3提高了2.75个百分点。本文方法具有成本低、性能优良的特点，可用于养殖场复杂环境下挤奶奶牛个体的实时识别。

摘要:为解决智能灌溉系统中水泵运行的不稳定问题，基于人群搜索优化算法（Seeker optimization algorithm，SOA）实现了PID（Proportion integration differentiation）参数的自动优化。该优化算法能够有效解决智能灌溉系统水泵控制中的非线性、时变性和滞后性等问题。为验证SOA优化PID控制的实际效果，与PSO（Particle swarm optimization）算法和GA（Genetic algorithms）算法优化的PID控制进行比较。仿真实验结果表明，基于SOA优化的PID控制响应时间短、超调量小，稳态过程没有振荡。因此，适用于智能灌溉系统中的水泵控制。

摘要:为探明河套灌区典型耕地最佳灌水制度和合理地下水埋深，于2017、2018年连续2年进行了田间试验，选取向日葵农田作为研究对象，应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论，利用HYDRUS-2D数值模型对研究区不同灌水量及地下水埋深条件下GSPAC系统中水盐运移规律进行数值模拟，分析了不同灌水量条件下的水盐运移状态。将模拟结果与田间试验实测结果进行对比分析，模型模拟值与实测值较吻合。结果表明，试验区最佳灌水量为82.8~85.5mm，地下水合理调控埋深为160.72cm。研究结果可为干旱区水资源合理利用和水盐调控提供理论依据。

摘要:基于东北地区1951—2018年107个气象站点的气象资料和春玉米观测资料，利用不同作物系数修正公式，对作物系数模型计算的春玉米作物系数进行了验证，并利用空间插值法对全生育期及各生长阶段作物系数年际变化趋势和空间分布特征进行了分析。结果表明：考虑风速、湿度影响的单作物系数法对春玉米生育初期作物系数的模拟效果最好（R2=0.65）。东北地区全生育期春玉米作物系数在0.756~0.815范围内变化，在空间分布上，高值区主要分布在东北地区西部，低值区主要分布于黑龙江省北部的局部地区和辽宁省的东南部。不同生育阶段的作物系数，在生育中期最大，快速生长期次之，生育初期和末期总体较小。近70年东北地区春玉米全生育期作物系数年际变化呈显著下降趋势（R2=0.38），作物系数倾向率达到-0.004/（10a）。在各个生育阶段，作物系数年际变化均呈下降趋势，黑龙江省下降最为明显，吉林省和内蒙古自治区东部次之，辽宁省变化不明显。东北地区绝大部分站点作物系数基本呈下降趋势，呈下降趋势和显著下降趋势的站点占比分别达到92.5%、64.5%。就不同生育阶段而言，快速生长期下降趋势最为明显（呈显著下降趋势站点占比为46.7%）；在生育中期及末期，下降趋势也较为明显（呈显著下降趋势站点占比分别为41.1%和34.6%），在生育初期下降趋势不显著。

摘要:为快速获取土层厚度信息，提出利用土壤机械阻力判别土壤层次结构，设计了一种能够自动记录土壤机械阻力、测量深度、加速度等参数的便携式圆锥仪，在加速度补偿修正非匀速误差的基础上，利用圆锥指数，基于包络检波和Hilbert瞬时振幅特征值聚类算法实现土层结构及土层厚度信息的精细获取。仿真试验和实地测量对比分析结果表明，对于土层物理特性差异明显的土体结构，该方法能有效获取土层厚度信息，相对误差不超过10%，本研究可为耕层厚度的测量提供有效的方法。

摘要:为探究有机肥替代化肥比例对不同程度盐渍化玉米农田土壤供氮特性及水氮利用效率的影响，于2018年进行了田间试验。选取轻度（0.460dS/m）和中度（0.951dS/m）2种盐渍化农田，以纯施氮量240kg/hm2为相同施氮总量进行有机无机肥配施，分别设置5个施肥处理（有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%）和1个空白对照处理，依次记为U1、U3O1、U1O1、U1O3、O1、CK。结果表明，同一处理中度盐渍土氮素矿化量显著低于轻度盐渍土。轻度盐渍土无机肥施入比例越大，土壤矿质氮释放速度越快，有机无机配施能更好地调节玉米生育期氮素的释放。中度盐渍土各处理下，生育前期土壤矿质氮含量无显著差异，增大有机肥施入比例对于提高作物生育后期土壤矿质氮含量的优势明显。同一处理中度盐渍土玉米产量及水氮利用效率较轻度盐渍土显著降低，产量下降幅度达到30.94%~63.90%（P＜0.05）。适当的有机肥施入比例能显著提高作物水氮利用效率，轻度盐渍土表现出随有机肥施入比例增大玉米水氮利用效率呈先升后降的趋势，中度盐渍土表现出随有机肥施入比例增大玉米水氮利用效率逐渐升高的趋势。轻、中度盐渍土分别以U1O1、O1处理水分利用效率最大，分别较U1处理提高11.84%、27.68%（P＜0.05），同时，产量、植株吸氮量、氮收获指数、氮肥当季回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率等指标也较高。综合玉米产量、水氮利用效率及生育期土壤矿质氮变化规律，得到河套灌区玉米适宜的有机无机施肥管理模式为：轻度盐渍土为120kg/hm2有机肥+120kg/hm2化肥，中度盐渍土为240kg/hm2有机肥。

摘要:为探究施用生物炭对黑土区坡耕地土壤水分扩散和溶质弥散的持续效应，于2016—2019年在1.5°、3°、5°的径流小区开展了生物炭持续效应试验，分析了单次施加生物炭对土壤容重、孔隙度、有机质含量、Boltzmann变换参数ξ、非饱和土壤水分扩散率D(θ)、非饱和土壤水动力弥散系数Dsh(θ)的持续作用。结果表明：土壤中单次添加生物炭后的4年内均可显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度、增加土壤中有机质含量，且各指标变化率均随坡度增大、施炭年限延长而减小；坡度、年份、是否施用生物炭3个因素中，对土壤容重、孔隙度、有机质含量影响程度最大的均为是否施用生物炭；施用生物炭增大了ξ，且ξ随坡度增加、施炭后年限延长逐年减小。2016—2019年D(θ)与Dsh(θ)均随土壤含水率的增加而迅速增加。当土壤含水率小于等于042cm3/cm3时，生物炭抑制土壤水分扩散；当土壤含水率大于0.42cm3/cm3时，生物炭促进土壤水分扩散。当土壤含水率小于等于0.36cm3/cm3时，生物炭抑制土壤中NaCl溶液的弥散；当土壤含水率大于0.36cm3/cm3时，生物炭可以促进土壤中NaCl溶液的弥散。试验区θ处于0.20~0.35cm3/cm3，故施用生物炭对水分扩散、NaCl溶液弥散均具有抑制效果，且生物炭对水分扩散和溶液弥散抑制效果均随坡度增加、施炭后年限延长而减弱。

摘要:以聚酯（PET）有光切片和含有机助剂的母料为主要原料，经过结晶干燥、熔融挤出铸片、纵横向拉伸等工艺，研发了具有高保温、高透光、高强度、耐老化的可降解并循环再生聚酯（Degradable recyclable polyester,DRP）农用薄膜，简称DRP薄膜。使用分光光度计、万能试验机和热重分析仪等仪器，采用对比分析法对该DRP薄膜的透射性、保温性、抗拉性能、抗撕裂性能、热稳定性以及耐老化性能进行了表征研究。结果显示，DRP薄膜在光合有效辐射波段透过率为90.73%；在中波紫外、中红外波段透过率分别为0.74%、14.56%，表明DRP薄膜有很强的阻隔中波紫外线能力以及优异的夜间保温能力。将覆盖于温室上自然老化约1 年的DRP薄膜与初始DRP薄膜的光学性能进行对比，结果表明，自然老化的DRP薄膜在光合有效辐射波段透过率降低3个百分点，5~25μm波段红外阻隔能力降低4.34个百分点，说明自然老化的DRP薄膜仍然具有较好的透光率和很强的红外阻隔能力。DRP薄膜纵向拉伸强度可达103.21MPa，可以满足正常使用要求。DRP薄膜纵向裤形撕裂强度为244.17kN/m，是PET膜的19.49倍。在升温到600℃的过程中，DRP薄膜发生了3次较为明显的失重现象，首次失重温度为250℃±5℃，可见其热稳定性较好。研究表明，DRP温室透光覆盖材料在透光、保温、力学性能和耐老化方面都具有突出的优势。

摘要:现有光合预测模型主要考虑环境因子对植物光合作用的影响，模型只能对生理状况相似的叶片进行光合速率预测，本文面向不同生长状态叶片光合速率预测模型的建模需求，提出融合叶片暗荧光参数Fv/Fm的多环境因子光合速率预测模型构建方法。试验以不同生长状态的茄子叶片为样本，在获取暗荧光参数的同时，分别测量不同温度、CO2浓度和光照强度下的光合速率，构建建模样本集。在此基础上，利用遗传支持向量机算法，建立了光合速率统一预测模型，其训练集决定系数为0.8895，均方根误差为3.2679μmol/(m2·s)。采用异校验方式进行模型验证，结果表明，融合荧光参数后模型精度显著提高，光合速率预测值与实测值拟合斜率为0.9046，截距为0.3641，〖JP〗说明引入Fv/Fm后，模型可实现对不同生理状态叶片光合速率的精准预测。

摘要:以降低气雾培生菜叶片硝酸盐含量并提高产量为目标，针对生菜与樱桃萝卜间作气雾培，采用三因素三水平正交试验对间作气雾栽培管理模式进行优化。选取间作比、营养液浓度分阶段管理、采收前补光处理时间作为试验因素，由前期单因素试验结果，设计三水平正交试验。结果表明，最优栽培管理模式的因素水平组合为：生菜与樱桃萝卜间作比为2（植株数量比），采用前期供应0.5倍标准浓度的营养液、中期供应标准浓度营养液、后期供应0.5倍标准浓度营养液，采收前补光处理48h。验证试验表明，该组合栽培管理模式下生菜栽培效果优异，具有高产、优质、可显著降低生菜叶片硝酸盐含量等优点，为低硝酸盐优质叶菜无土栽培研究提供了理论基础和方法。

摘要:为解决规模化猪舍废气排放造成的环境污染问题，设计了一种猪舍废气复合净化系统。该系统采用化学法与水洗法相结合，通过PLC（可编程逻辑控制器）控制系统实时采集净化系统内的pH值、电导率、液位和压差等动态环境数据，智能控制洗涤泵启停和电磁阀通断，自动完成供水、加酸、喷淋和排废4个工作环节。同时，控制系统采用MCGS触摸屏与PLC建立通讯，通过创建人机交互界面实现系统环境数据监测、运行状态流动显示、按需配置系统参数和报警信息输出等多种功能，实现了系统操作的人性化和过程的可视化。系统可根据实际应用中对净化效率和运行成本的要求，实现多种控制模式，均有效抑制了猪舍废气排放。试验结果表明，系统对主要污染成分氨气的平均去除率可达到85%，整体运行可靠、控制简单，经济成本量化清晰。该系统在江西某种猪场实施应用，成效显著，可为畜禽养殖环境废气净化处理的工程应用提供参考。

摘要:传统的牛粪好氧堆肥作为育苗基质利用，其育苗效果差，加入调理剂是改善育苗效果的重要手段。为研究木醋液对牛粪好氧堆肥物料理化特性及育苗效果的影响，以牛粪、小麦秸秆为原料，木醋液添加量为0、1%、3%、5%，在自主设计的小试堆肥反应器中进行好氧堆肥试验。选取黄瓜为指示植物，使用堆肥腐熟料进行育苗试验。结果表明：随着木醋液添加量的升高，堆肥物料的含水率、总氮含量、总磷含量、K+含量及有机质降解率呈现上升趋势，pH值、电导率呈现下降趋势；低浓度（添加量1%）木醋液可促进纤维素、半纤维素的降解，发芽指数最高，为79.17%，且1%木醋液处理组的壮苗指数最高，为0.0449g，显著高于其他3组（P＜0.05）。

摘要:采用浸渍法制备了Fe-Ce/白云石催化剂，运用SEM和XRD检测对催化剂进行了表征，在自行搭建的固定床气化炉试验台上进行高温水蒸气催化气化试验，研究了助剂含量、气化温度等因素对松木棒水蒸气气化特性的影响，以及催化剂使用次数对气体组分和催化剂积碳沉积的影响。试验结果表明，助剂Fe和Ce能够很好地负载于白云石上，助剂负载量为8%Fe-2%Ce的催化剂气化效果较好。用该催化剂进行不同温度的松木棒水蒸气气化试验，温度从750℃升高至950℃，产气率、产氢率分别由750℃的1.05m3/kg和31.67g/kg提高到900℃的1.56m3/kg和65.39g/kg，与无催化剂的气化试验相比，900℃的产气率、产氢率分别增加了0.15m3/kg和16.27g/kg，氢气体积分数由39.02%升高至46.95%。在800℃时对催化剂进行重复利用3次气化试验，氢气体积分数由第1次的40.34%降低至第2次的38.97%和第3次的34.95%，积碳量由第1次的21.55mg/g升至第3次的31.61mg/g，催化活性降低。

摘要:目前，真空预冷装置体积大、能耗高，且捕水器捕水量不能适应水蒸气蒸发量等，针对上述问题，设计了一台基于盐水蓄冷的小型枸杞真空预冷装置。根据技术要求建立了枸杞真空预冷数学模型，对枸杞表面传质边界层进行了理论分析，对真空泵、真空预冷冷负荷、盐水蓄冷系统以及计算机检测系统的关键部件参数进行了设计计算，并试制出一台小型蓄冷式带柄鲜枸杞真空预冷装置。试验结果表明：该真空预冷装置能够在879s内将8.714kg带柄鲜枸杞的中心温度降至保鲜温度4.0℃，在补水率4.50%情况下鲜枸杞失水率为5.29%；该装置捕水器设计捕水率为75.00%，实际捕水率为79.32%；试验期间盐水箱中盐水温度从-20.1℃升高至-9.8℃，盐水所蓄冷量保证了真空预冷过程的顺利完成，通过调节盐水泵、改变盐水循环速度实现了捕水器捕水量与水蒸气蒸发量的平衡，满足设计要求。

摘要:为探索热风对苦瓜片微波干燥特性、湿热特性与表观形态的影响，利用微波-热风振动流化床干燥机，研究了新鲜苦瓜片在不同微波-热风组合方式下的干燥动力学特性、热像变化、水分状态分布、色泽以及微观结构的变化。试验结果表明：热风对微波振动流化床干燥有显著影响，微波0.6W/g、微波0.6W/g+热风60℃+风速3m/s、微波0.6W/g+热风70℃+风速6m/s比单独热风70℃+风速3m/s的干燥时间分别缩短56.4%、70.5%和75.6%。在表观形态上，单独热风干燥的脱水苦瓜片与新鲜苦瓜片色泽最为接近，两组微波-热风组合干燥所得样品色泽优于单独微波干燥。在湿热特性上，微波-热风组合干燥后期物料温度均匀性显著优于单独微波干燥，4种干燥方式下NMR波谱下的水分信号逐渐降低，且主峰向左移，水分的活跃程度降低，MRI信号显示，热风能改善微波干燥过程中水分分布均匀性。扫描电镜观测表明，单独热风干燥对保持脱水苦瓜片细胞完整性效果最明显，微波-热风组合干燥的细胞完整性显著优于单独微波干燥。微波-热风组合振动流化床干燥工艺在保证被干物料品质前提下还极大提高了物料干燥效率，缩短了干燥时间。

摘要:应用太赫兹时域光谱技术结合移动窗口相关系数法筛选与种子老化密切相关的太赫兹特征波段。选取3个不同品种的玉米种子，并制备人工老化0、1、2、3、4d的实验样本，采用衰减全反射(Attenuated total reflection, ATR)附件采集从样本分离得到的种胚和胚乳粉末的太赫兹吸光度谱（0.2~80cm-1），应用移动窗口相关系数法（窗口宽度为10，阈值为0.3）筛选样本种胚和胚乳特征谱区。结果表明，不同品种样本筛选得到的老化特征谱区差异显著，说明种子老化进程受品种影响较大；在相同的老化阶段，不同品种样本的特征谱区也存在部分共同区间，且主要集中在60~80cm-1，说明老化进程中有些成分的变化相近；种胚和胚乳在相同老化阶段筛选的特征谱区不同，说明两者在老化进程中生理变化存在差异。本研究表明太赫兹时域光谱结合化学计量学方法可用于快速表征并探测玉米种子老化的动态变化过程。

摘要:为了提供一种操作简单、成本低廉且便于现场检测的生鲜牛乳蛋白质含量检测仪器，基于农业物料的电学特性设计了扫频范围为1~100MHz的牛乳蛋白质含量检测仪。该检测仪的硬件系统由STM32单片机、扫频信号源模块、检测模块、信号处理模块和输入输出模块组成。基于MDK 5.0环境，利用C语言开发了检测仪的软件，主要实现系统初始化、频率扫描、数据采集、串口发送、按键处理和结果显示等功能。以生鲜牛乳为研究对象，分析了蛋白质含量与1~100MHz范围内199个采样点的输入、输出信号的幅值，以及输入与输出信号相位差之间的关系，基于采集的信号建立了牛乳蛋白质含量的偏最小二乘模型，该模型决定系数为0.835。对仪器检测精度进行了测试，本检测仪蛋白质含量绝对测量误差范围为-0.11~0.12g/(100g)，平均绝对测量误差为0.01g/(100g)，检测时间小于2min，可以快速、有效地检测生鲜牛乳中的蛋白质含量。

摘要:分析了交错轴摩擦轮机构传动的基本原理，解析了交错轴摩擦轮机构特例——轮地交错轴摩擦轮传动动力学参数的理论关系和设计计算方法，建立了摩擦轮轴向移动方向的判定方法，并利用ADAMS对不同加载条件下轮地交错轴摩擦轮传动关系模型进行了仿真；在此基础上，应用轮地交错轴摩擦轮传动原理分析了基于Mecanum轮的全方位移动小车的运动关系。研究表明，轮地交错轴摩擦轮传动动力学参数的理论设计计算方法准确，传动有效时，摩擦轮与地接触点的静摩擦力与轮轴线的夹角取决于所加载的载荷，接触点静摩擦力与所加载荷能自适应平衡，摩擦轮轮心的移动速度和沿轮轴向移动速度及支撑轴驱动速度之间的关系不受外载的影响，摩擦轮轮心速度和其沿支撑轴的移动速度与其支撑轴的移动速度之间构成直角三角形关系，摩擦轮的两个速度分别是支撑轴移动速度的余弦和正弦；Mecanum轮的腰鼓形辊子与地面形成的传动关系属于交错轴摩擦轮传动，运用轮地交错轴摩擦轮传动的运动关系理论分析Mecanum轮全方位移动小车的运动可行。

摘要:针对纯电动拖拉机能量利用率低、续航里程不足的问题，提出了基于超级电容和蓄电池复合的纯电动拖拉机动力电源系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求，对动力电源系统进行了拓扑结构选型和参数匹配，并以动力电源能耗最低为优化目标，应用动态规划对纯电动拖拉机的动力电源系统进行能量控制策略优化，对动态规划结果以及工况特点进行分析，总结出基于规则的动力电源能量控制策略，利用Matlab/Simulink建模对控制策略进行仿真。结果表明基于动态规划的控制策略能量消耗比基于规则的控制策略能量消耗减少了18%，证明了基于动态规划的能量控制策略在节能降耗方面的有效性。

摘要:为进一步改善差速泵性能，提出一种自由节曲线非圆齿轮驱动的四叶片差速泵，建立自由节曲线非圆齿轮驱动差速泵性能计算模型，编写差速泵性能计算软件，分析不同控制点下的差速泵排量、流量和脉动率等性能指标。结果表明，相比最优傅里叶节曲线，自由节曲线具有更好的局部优化能力，可有效提升非圆齿轮不根切最大模数和差速泵排量，降低差速泵脉动率，更有利于提高差速泵综合性能。试验表明，在相同泵尺寸及管路环境下，相比最优傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵，自由节曲线非圆齿轮驱动的差速泵排量增加6.6%，不根切最大模数增加18.7%，有效提升了非圆齿轮承载能力，差速泵单泵脉动率降低8.3%，说明自由节曲线非圆齿轮更有利于提升差速泵性能。

摘要:矿用电铲作业过程中，大质量的工作装置在提升和推压电机驱动下切入物料实现挖掘，在其卸料后下降时，工作装置的重力反驱提升电机发电，发出的电能通过制动电阻以热能形式消耗掉，造成能量浪费。本文提出液电混合驱动电铲提升系统，与提升电机同轴设置液压泵/马达，液压泵/马达的进出油口分别与蓄能器和油箱连接，通过蓄能器的预充压力平衡工作装置的重力。工作装置下降时，液压泵/马达将油箱中的低压油泵入蓄能器中，存储工作装置的重力势能；工作装置提升时，蓄能器释放高压油，液压泵/马达与提升电机共同驱动提升机构，达到降低电机装机功率和能耗的目的。分析了液电混合驱动的电铲提升机构驱动方案及其工作原理，搭建了原理性试验台，对液电混合提升驱动方案进行了验证，进一步建立了电铲整机机电液联合仿真模型，对液电混合电铲提升系统进行仿真分析。结果表明，本文方案可降低提升电机装机功率、峰值功率和能耗，适用于电动机驱动的重型提升装备。