摘要:农作物病虫害的预防与治理对农业生产具有十分重要的作用，病虫害防治工作的前提是准确识别病虫害目标。传统的病虫害识别方法包括人工识别和仪器识别，传统识别方法在识别效率、识别准确性、应用场景等方面已无法满足科学研究和生产的需要。深度学习是机器学习的一个重要分支，能够自动、高效、准确地从大规模数据集中学习到待识别目标的特征，从而替代传统依赖手工提取图像底层特征的识别方法，因此，将结合图像处理的深度学习技术应用于农作物病虫害识别是未来精准农业发展的必然趋势。农作物病虫害识别所涉及的关键技术以农作物病虫害数据为基础展开，通过阐述病虫害数据获取、数据预处理、数据增强、深度学习网络优化、识别结果可视化、识别结果可解释性、预测预报等关键技术的研究现状，归纳与总结了各关键技术应用中存在的问题和面临的挑战，最后指出农作物病虫害识别未来的研究发展方向，即在数据获取方面，构建多源农业数据集和积极打造数据共享资源平台，在数据处理方面，结合迁移学习算法、使用新型数据增强方法，在数据应用方面，积极开展可视化、可解释性和预测预报等工作。

摘要:为解决农业机械（简称农机）多机协同作业前的任务分配问题，提出了基于多变异分组遗传算法的同种农机多机协同作业静态任务分配方法。首先，根据农机合作社实际作业模式，基于农机性能参数和任务参数，综合考虑机群的作业时间、作业油耗和路程代价等因素，建立了多机协同代价函数；根据多机协同作业特点，构建了多变异分组遗传算法，设计了两段式编码、分组交叉算子和多种变异算子，并建立了农机多机协同作业静态任务分配模型；通过仿真试验对比分析了算法的性能，并采用不同的代价权重进行了任务分配仿真试验；最后，采用不同的权重对实际深松作业进行任务分配试验，对本文提出算法进行了验证。结果表明：在不同权重下，基于多变异分组遗传算法的多机协同静态任务分配的机群代价比实际作业代价降低了29.48%~55.00%，选取合理权重的静态任务分配具有较高的分配效率和分配性能，能够满足实际多机协同作业中任务分配的要求。

摘要:为解决气吸式玉米精量排种器清种装置设计不合理而造成漏清、过清，导致排种性能下降的问题，提出采用双侧清种装置进行清种作业的方法，并设计了双侧清种装置。对该装置清种过程进行分析，明确了造成重吸的原因，阐明了清种过程的运动机理，建立了清种过程数学模型，确定了上下侧清种机构关键参数的设计方法。选取第1级清种弧线顶部半径、第2级清种弧线顶部半径和工作转速为主要因素进行了全因素试验，对试验结果进行显著性分析，建立了因素与指标的回归方程，以漏清率和过清率最小为寻优条件，获得较优清种强度下的最佳参数组合为：第1级清种弧线顶部半径80.70mm、第2级清种弧线顶部半径81.42mm，并在最佳参数组合下进行了验证试验。试验表明，在较优清种强度参数组合下，当工作转速为26.67~37.33r/min时，漏清率均不大于1.10%，过清率均不大于1.03%，与理论优化结果基本一致。对比试验表明，工作转速为26.67r/min时，采用双侧清种装置漏清率降低6.70个百分点，过清率基本不变，排种器合格率提高7.04个百分点；工作转速为32.00r/min时，采用双侧清种装置漏清率降低4.63个百分点，过清率基本不变，排种器合格率提高5.07个百分点；工作转速为37.33r/min时，采用双侧清种装置漏清率降低7.41个百分点，过清率降低0.24个百分点，排种器合格率提高7.26个百分点。采用双侧清种装置有效降低了漏清率，在高速情况下对过清率也有所改善。

摘要:为保证气吸式排种器高速作业状态下投种均匀一致，对玉米籽粒中占据比例较高且长、宽、厚变化较大的大扁形种子进行研究；通过理论分析探明，种子的吸附姿态影响投种稳定性，振动加剧导致投种均匀性不一致；采用DEM-CFD耦合仿真的方法分析了影响投种性能的关键因素——种子吸附姿态，发现不同排种盘角速度下平躺姿态为主要吸附姿态，平躺种子比例越高，合格指数越高，侧躺种子和竖直种子共同影响重播指数和漏播指数；分析了影响投种性能的关键因素——投种时机，研究发现，提早投种状态下种子的主要姿态为竖直和侧躺，正常投种状态下平躺种子占绝大部分，延时投种状态下侧躺种子所占比例较高，合格指数与正常投种比例的变化趋势一致，增大种子平躺姿态的比例可有效提高播种质量。进行了风压和角速度匹配试验，结果表明，排种器在较优作业速度8~12km/h范围内、风压在-4.5~-3kPa区间内，合格指数不低于93.4%，漏播指数不高于4.5%，重播指数不大于3.1%，并通过高速摄像慢速回放得出，种子姿态变化情况与仿真结果一致，从而验证了仿真模拟的准确性。

摘要:为使行星轮系移栽机构能够实现复杂空间轨迹、更好地满足水稻宽窄行钵苗移栽的农艺要求，提出一种基于一般空间连续封闭轨迹的不等速行星轮系移栽机构逆向设计方法。首先，将行星轮系移栽机构简化为空间开链三杆二自由度（2R）机构，以3次非均匀B样条曲线拟合的理想轨迹曲线为约束，建立空间开链2R机构运动学模型，分析其末端轨迹形成机理，利用空间几何关系求解机构的杆长和输出轴的相对位置；然后，由输入与输出轴间的相对角位移关系得到轮系机构的总传动比，通过依附不等速齿轮副缩减开链机构自由度，并根据齿轮副组合类型进行传动比分配与非圆齿轮节曲线的设计。在应用实例中，基于空间“8”字形移栽轨迹设计了一种由平面非圆齿轮与圆锥齿轮组合传动的水稻钵苗宽窄行移栽机构，并进行了虚拟样机仿真与物理样机试验，结果表明：仿真轨迹、样机测试轨迹与拟合轨迹基本一致，验证了理论方法的正确性和可行性。

摘要:为实现机械化移栽、解决三七种苗调姿定向问题，设计了一种振动辅助吸苗气吸式三七种苗定向移栽装置。通过分析种苗的吸附状态受力及种苗在升力作用下产生旋转力矩、实现调姿的过程，阐明了种苗吸附调姿的机理；利用DEM-CFD气固两相流耦合仿真方法对种苗吸附调姿过程进行分析，验证了种苗吸附调姿的可行性，仿真结果表明，当主吸孔与辅助定位吸孔夹角为23°、与调姿转向吸孔夹角为30°时，种苗因受到压力差而产生的升力能使其调姿并定位。为优化移栽装置的工作性能，以主吸孔负压、动吸盘转速和调姿转向吸孔直径为试验因素，以定向合格指数和漏吸指数为试验指标，进行了二次回归正交旋转组合台架试验。试验表明，影响定向合格指数的主次顺序为调姿转向吸孔直径、主吸孔负压、动吸盘转速，当调姿转向吸孔直径为4.5mm、主吸孔负压为1.03～2.11kPa、动吸盘转速为4.67～6.08r/min时，定向移栽装置平均定向合格指数为85.87%、平均漏吸指数为6.33%，可满足三七种苗移栽要求。

摘要:针对砂壤土条件下马铃薯中耕机作业效率低、培土效果不佳等问题，设计了一种犁铧式马铃薯中耕机。阐述了该机整体结构及工作原理，阐明了犁体曲面成形原理，采用水平元线法并结合马铃薯中耕作业要求以及动力学分析确定了影响培土犁作业效果的犁体结构参数及其取值范围。基于EDEM离散元仿真技术，建立了部件-土壤仿真模型，以培土高度、土壤破碎率为试验指标，以导曲线上端切线夹角、初始元线角、元线角差值为试验因素，进行了二次正交旋转回归仿真试验。在仿真试验基础上进行了田间试验，结果表明，所设计的犁铧式马铃薯中耕机碎土率为94.7%、培土高度为8.4cm、作业深度为13.6cm，根深稳定性系数为92.1%，油耗为14.6kg/hm2，明显优于锄铲式马铃薯中耕机的作业效率及作业效果，满足马铃薯中耕机作业要求。

摘要:为进一步优化提升双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机的工作性能，基于实际试验方法与离散元仿真分析对样机主要工作参数进行了单因素试验，以选取的筛箱振动频率、前风道风量调节挡位和后风道风量调节挡位为自变量，以籽粒含杂率和清选损失率为响应值，按照Box-Behnken试验设计原理，采用三因素三水平响应曲面分析方法分别建立了各试验因素与籽粒含杂率、清选损失率之间的数学模型，并对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：选取的3个因素对籽粒含杂率、清选损失率影响的主次顺序均为筛箱振动频率、前风道风量调节挡位、后风道风量调节挡位，作业机最佳工作参数为筛箱振动频率2Hz、前风道风量调节挡位2、后风道风量调节挡位4.5。验证试验表明，籽粒含杂率均值为0.98%、清选损失率均值为2.66%，说明通过优化工作参数可降低胡麻脱粒物料在机械化分离清选过程中的含杂与损失，其作业效果较单一气流分离清选方式有显著改善。

摘要:为了提高棉花打顶机的自动化水平，以高地隙底盘棉花打顶机为载体，利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术，结合机采棉品种棉花种植模式，设计了棉花打顶机自动对行装置。该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成。采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真，探究运动规律，为角度传感器选取提供理论依据；利用角度传感器获取棉株偏行量，建立检测杆转动角度与步进电机步进量和转动方向之间的对应关系，通过控制步进电机的步进量和转动方向实现对偏行棉株的精确打顶；通过人机交互界面对控制系统进行实时监测，以提高驾驶直线度。为避免侧枝干扰，对两侧低侧枝情况控制系统采用位置信息对比方法获取主茎秆位置；对单侧低侧枝情况按原程序执行，田间实测表明该误差可忽略。田间试验表明，与人工对行相比，自动对行平均偏行量减小了8.08cm，同比降低56.62%，无偏行率同比提高275%。

摘要:针对国内制种玉米种穗缺少相应的收获机，而制种玉米收获劳动强度大，现有玉米收获机的果穗损失率、落地籽粒损失率等技术指标不能满足使用要求等问题，设计了对中拉茎切柄、柔性摘穗、快速清种制种玉米种穗收获机。简述了整机结构和工作原理，对关键部件进行了理论分析、设计计算和选型，通过田间试验对该机的可靠性和实用性进行验证。以割台拉茎辊转速、前进速度、排杂风机转速作为试验因素，以果穗损失率和落地籽粒损失率为性能指标，进行了三因素三水平正交试验，通过方差分析获得最优参数组合为前进速度4.83km/h、割台拉茎辊转速788r/min、排杂风机转速1200r/min，此时果穗损失率为1.83%，落地籽粒损失率为1.01%。将对应参数进行试验验证，得到验证试验结果为：果穗损失率1.85%，落地籽粒损失率1.01%。优化结果与验证试验结果基本一致，整机各项性能指标满足使用要求。

摘要:针对谷子机械收获过程中谷码率高、破损率高、未脱净损失率高的问题，设计了一种纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置。该装置采用纵轴流脱粒滚筒，脱粒滚筒上通过安装柔性橡胶辊降低了谷子籽粒破损率，从而实现谷子柔性低损伤脱粒，橡胶圈外表面的波浪形凸起对谷子具有很好的碾搓脱粒性能。柔性凹板筛由空心圆柱旋转筛分单元两两相互交错组成，每组两排空心圆柱旋转筛分单元相互交错配合，形成适合谷子籽粒分离的U形孔，凹板筛支撑装置具有微动性，与柔性凹板筛配合形成柔性微动凹板筛，有利于谷子籽粒分离和降低谷码率。选取喂入量、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素，以谷码率、破损率、未脱净损失率和功耗为指标，进行了三元二次回归正交旋转组合试验，确定了喂入量、滚筒转速和脱粒间隙的最佳参数组合。结果表明：当喂入量1.4kg/s、滚筒转速735r/min和凹板间隙9mm时，谷子籽粒破损率为0.35%，谷码率为1.78%，未脱净损失率为0.64%，功耗为10.6kW。

摘要:为提高玉米秸秆皮穰分离率、推进秸秆高值化利用进程，采用Abaqus/Explicit动力学显式求解器和中心差分求解法，对异向碾压和异向碾压锤切2种耦合式皮穰分离方法进行模拟分析，确定最佳耦合分离方式为异向碾压锤切耦合作用，进而试制秸秆异向碾压锤切皮穰分离试验台，并确定最佳工作与结构参数。以刀盘转速、碾压揭皮辊转速和刀片滑切角为试验因素，以秸秆皮穰分离率为试验指标，通过三元二次正交回归组合试验对分离试验台进行参数优化，利用Design-Expert进行数据分析，建立因素与指标间数学模型。试验表明：在刀盘转速为449r/min、碾压揭皮辊转速为226r/min、刀片滑切角为46°的最优工作参数组合下，皮穰分离率为88%，分离后的皮穰呈段状，满足实际生产需求。

摘要:机组的压力脉动是表征水轮机稳定性的主要参数之一，但仅基于压力脉动幅值判定水轮机的稳定性存在一定的局限性。采用多通道压力脉动同步采集系统同步采集某高水头混流式水轮机部分负荷下多部位压力脉动数据，然后综合互相关分析和互补集合经验模态分解(CEEMD)方法提取各压力脉动信号的主分量，对各压力脉动信号的主分量数据进行样本熵计算，获得不同测点在运行范围内的样本熵分布规律。结果表明：在部分负荷下，尾水管内部的空腔涡带仍然是影响高水头混流式水轮机稳定性的主要因素；可根据水轮机各部位压力脉动信号主分量的频率信息推断水轮机内部水力不稳定源的类型；关键测点处压力脉动幅值分布规律与样本熵分布规律的对比表明，压力脉动信号主分量的样本熵变化趋势能够反映水轮机内部流动状态的变化趋势。

摘要:为提高复杂环境下奶牛发情行为识别精度和速度，提出了一种基于改进YOLO v3模型的奶牛发情行为识别方法。针对YOLO v3模型原锚点框尺寸不适用于奶牛数据集的问题，对奶牛数据集进行聚类，并对获得的新锚点框尺寸进行优化；针对因数据集中奶牛个体偏大等原因而导致模型识别准确率低的问题，引入DenseBlock结构对YOLO v3模型原特征提取网络进行改进，提高了模型识别性能；将YOLO v3模型原边界框损失函数使用均方差(MSE)作为损失函数度量改为使用FIoU和两框中心距离Dc度量，提出了新的边界框损失函数，使其具有尺度不变性。从96段具有发情爬跨行为的视频片段中各选取50帧图像，根据发情爬跨行为在活动区出现位置的不确定性和活动区光照变化的特点，对图像进行水平翻转、±15°旋转、随机亮度增强（降低）等数据增强操作，用增强后的数据构建训练集和验证集，对改进后的模型进行训练，并依据F1、mAP、准确率P和召回率R指标进行模型优选。在测试集上的试验表明，本文方法模型的识别准确率为99.15%，召回率为97.62%，且处理速度达到31f/s，能够满足复杂养殖环境、全天候条件下奶牛发情行为的准确、实时识别。

摘要:为了对细粒度菌菇进行表型识别，在双线性卷积神经网络细粒度图像识别框架基础上，提出了一种基于迁移学习和双线性Inception-ResNet-v2网络的菌菇识别方法。利用Inception-ResNet-v2网络的特征提取能力，结合双线性汇合操作，提取菌菇图像数据的细粒度特征，采用迁移学习将ImageNet数据集上预训练的模型参数迁移到细粒度菌类表型数据集上。试验表明，在开源数据集和个人数据集上，识别精度分别达到87.15%和93.94%。开发了基于Flask框架的在线菌类表型识别系统，实现了细粒度菌菇表型的在线识别与分析。

摘要:为了解决传统三维点云重建过程中人工调参费时、费力，且精度得不到保障等问题，提出了一种三维点云自动化配准算法，并应用于油麦菜三维重建。使用Kinect相机采集油麦菜不同视角下的点云数据，通过配准实验分析配准参数的变化规律，继而建立了配准评价体系，实现了两片点云的自动化配准，并通过最小化匹配误差积累将多幅点云变换到同一基准坐标系下，实现了油麦菜三维重建。对随机选取的12株油麦菜进行自动化三维重建，结果表明，在两片点云重叠率不低于30%的前提下，本文算法可获得最优参数组合，自动全局配准平均距离误差为0.65cm，平均耗时为44.05s，具有较高的配准精确度和稳定性。本文算法能有效减少配准误差积累、构建较高精度的完整结构，可为其他作物三维重建提供参考。

摘要:针对小麦茎秆截面显微图像分割过程的复杂性，融合ResNet50和Unet网络构建维管束和背景区域的语义分割模型Res-Unet，搭建对小麦茎秆截面、髓腔、厚壁和背景的语义分割模型Mobile-Unet，可实现对小麦茎秆截面尺寸、髓腔尺寸和维管束面积等微观结构参数的检测。针对小麦样本数据集，通过深度学习中迁移学习的共享参数方式，将训练好的ResNet50网络权重应用到茎秆截面切片图像的网络模型上。结果表明，与同类方法相比，相关参数在精度上均有较大提升，全部参数的识别率超过97%，最高可达99.91%，平均每幅图像检测只需21.6s，与已有图像处理方法（110s）相比，处理速度提升了80.36%。模型评估的准确率、召回率、F1值和平均交并比均达到90%。本文方法可用于小麦茎秆微观结构的高通量观察和参数测定，为作物抗倒伏研究奠定了技术基础。

摘要:针对目前秸秆覆盖率自动识别准确率低的问题，提出了一种秸秆图像畸变校正与Otsu算法阈值分割相结合的图像处理算法，并采用该方法计算田间秸秆覆盖率。首先，通过单目摄像头采集免耕播种机的作业环境信息，采用改进的AdaBoost算法对目前工作环境是否为免耕地进行自动判断；其次，对现场采集的秸秆覆盖图像进行预处理，通过彩色空间距离化、图像增强等方式提高图像中秸秆的可识别特征；然后，建立逆向映射模型并结合最邻近插值的方法解决图像畸变问题；最后，裁剪出用于秸秆识别的图像部分，通过Otsu算法进行阈值分割、计算秸秆覆盖率。通过实验对AdaBoost算法分类与秸秆覆盖率的检测效果进行验证，结果表明，运用AdaBoost算法能有效识别免耕播种机的工作环境，采用本文图像处理算法计算田间秸秆覆盖率，与实际测量误差在5％以内。

摘要:为实现快速、无损、实时监测不同覆膜处理下春玉米的叶面积指数（Leaf area index，LAI），研究覆膜因子对LAI及冠层反射率的影响，借助高光谱遥感技术获取了各生育期春玉米的冠层反射率，在对光谱数据进行预处理后，经相关性分析提取各覆膜处理LAI的敏感单波段、敏感植被指数和特征指数，据此构建了全生育期各覆膜处理下LAI的高光谱估算模型。结果表明，覆膜对LAI的影响主要在抽雄期之前，相同施肥水平下覆膜与无覆膜处理之间LAI的差异随生育期的推进呈先减小、后增大的趋势，其中苗期差异最大，覆膜比无覆膜处理LAI增加78%以上；各覆膜处理冠层反射率之间的差异由大到小为生育中期、生育末期、生育初期，覆膜主要影响玉米对绿光和红光的吸收。基于3个指标构建各覆膜处理下LAI的估算模型，以特征指数为因变量建立的模型对LAI的反演结果精度较高，其拟合和验证决定系数R2均在0.8以上，均方根误差RMSE为0.45~0.65cm2/cm2，剩余预测偏差RPD均大于2，由于覆膜的影响，无覆膜处理LAI反演精度高于覆膜处理。以特征指数NI(722,731)为自变量建立的所有处理的混合LAI估算模型表现了反演的优越性，能降低覆膜对LAI反演的影响。

摘要:以基于无人机多光谱影像提取的夏玉米植被指数作为特征变量，利用皮尔森相关系数结合随机森林反向验证权重的方法进行特征选择，去除冗余特征。以随机森林、梯度提升树、支持向量机和岭回归作为初级学习器，以岭回归作为次级学习器，建立基于Stacking集成学习的夏玉米覆盖度估测模型，并通过5折交叉验证进一步提升模型泛化能力，采用随机搜索和网格搜索结合的方法对模型超参数进行优化，使用4种回归指标进行模型精度评价，并利用次年数据验证其鲁棒性。结果表明，与单一模型以及决策树、Xgboost、Adaboost、Bagging集成框架相比，Stacking集成学习模型具有更高的精度和更强的鲁棒性，R2为0.9509，比单一模型平均提升0.0369，比其他集成模型平均提升0.0417；Stacking集成学习模型RMSE、MAE和MAPE分别为0.0432、0.0330和5.01%，各指标分别比单一模型平均降低0.0138、0.0130和2.14个百分点，分别比其他集成模型平均降低0.0185、0.0126和2.15个百分点。本研究为夏玉米覆盖度估测提供了新的方法。

摘要:为了揭示电磁波信号在农田土壤中的传输特性、科学部署传感器节点，以关中地区农田土壤为研究对象，采用模块化设计思想，将传感器、无线数传、处理器和能量供应等模块集于一体，设计了无线地下传感器网络（Wireless underground sensor networks，WUSN）节点和汇聚节点。采用单因素试验方法，分析了土壤含水率、WUSN节点埋深、节点间水平距离对WUSN节点信号传输的影响，建立了接收信号强度和误码率预测模型。结果表明，当WUSN节点信号在地下垂直方向上传输时，土壤含水率增加2.5个百分点，接收信号强度降低4~6dBm，通信误码率增加3~5个百分点；WUSN节点埋深增加5cm，接收信号强度降低3~5dBm，通信误码率增加3~4.5个百分点。当WUSN节点信号在地下水平方向上传输时，土壤含水率增加2.5个百分点，接收信号强度降低5~7dBm，通信误码率增加4~5个百分点；节点间水平距离在10~90cm范围内，节点间水平距离增加10cm，接收信号强度降低6~8dBm，通信误码率增加6.5~8个百分点；节点间水平距离在90~190cm范围内，节点间水平距离增加10cm，接收信号强度降低约1dBm，通信误码率增加1~1.5个百分点WUSN节点信号在垂直、水平两种传输方向上误码率和接收信号强度预测模型拟合优度R2最高为0.982，均方根误差RMSE为1.7%，拟合优度R2最低为0.942，均方根误差RMSE为5.136dBm。WUSN节点信号在土壤中传输受到土壤含水率、WUSN节点埋深和节点间水平距离的严重影响。

摘要:快速、准确、无损估测马尾松林叶面积指数对精准林业管理具有重要意义。以小型低空无人机为平台，搭载RedEdge多光谱传感器，获取福建省西部马尾松林多光谱影像，运用重采样的方式获取并计算不同空间分辨率（0.08、0.1、0.2、0.5、1、2、5m）下的植被指数，结合地面实测LAI数据，分析其与植被指数的相关性，进而采用线性模型（LR）、多元逐步回归模型（MSR）、随机森林模型（RF）、支持向量机模型（SVM）和人工神经网络模型（BP）构建不同空间分辨率下的马尾松林LAI估测模型，以决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）、相对分析误差（RPD）和总体精度（TA）来评价估测模型精度，从而确定最佳空间分辨率和最佳模型。结果表明，不同空间分辨率下LAI与植被指数均呈极显著相关（p<0.01）；多变量模型（MSR、RF、SVM、BP）的调整R2平均值高于LR模型；随着空间分辨率的增加，不同模型的R2整体上呈先增大后减小的趋势；当空间分辨率为0.5m时，利用植被指数建立的RF模型为马尾松林LAI的最佳估测模型，RF模型的调整R2为0.766，模型估测的R2、RMSE、RPD和TA分别为0.554、0.421、1.523和81.95%。本研究可为无人机多光谱遥感反演森林LAI表型参数的空间分辨率和模型选择提供理论参考。

摘要:开展国土空间转型研究对综合评估国土空间变化、探求人类活动与国土空间变化系统的耦合规律具有重要意义。以山东省为研究区，基于多期土地利用遥感监测数据，对该省国土三生空间进行分类评价，运用地学信息图谱论并结合转型理念，分析并揭示了1980—2018年国土空间时空转型特征。结果表明：山东省国土以农业生产空间为主，城镇生活空间扩张幅度显著高于农村生活空间，水域生态空间和工矿生产空间面积波动变化，其他生态空间面积持续性下降；不同时间段表现出不同的国土空间转型特点，2000—2018年比1980—2000年转型更为强烈。1980—2000年以农业生产空间转型至生活空间、生态空间转型至生产空间为主，2000—2018年则主要为生活空间与生产空间、生产空间与生态空间的交互转型；1980—2000年涨势图谱主要为工矿生产空间、农业生产空间和城镇生活空间，2000—2018年新增国土总面积为1980—2000年的3.42倍，其中农村和城镇生活空间分别增长至4.29倍和2.65倍；城镇生活空间落势图谱面积均偏低，而农村生活空间萎缩面积持续增长、生态空间迅速萎缩。

摘要:针对早期干旱胁迫与盐胁迫在植物处于逆境时难以区分的问题，提出一种基于光诱导植物电信号的干旱胁迫与盐胁迫辨识方法。使用光/暗循环刺激获取了小麦幼苗在正常状态以及等渗干旱胁迫与盐胁迫下的植物叶表面电位，并利用一对一分类策略的支持向量机（One-versus-one support vector machine，OVOSVM）对获取的植物电信号样本进行分类。三折交叉验证结果显示：对正常状态与干旱胁迫下小麦幼苗叶表面电位进行二分类，分类准确率达到100%；对正常状态与盐胁迫下小麦幼苗叶表面电位进行二分类，准确率为94.44%；进行三分类时准确率达到96.30%；对等渗干旱胁迫与盐胁迫下获取的小麦叶表面电位进行二分类，分类准确率为100%。研究表明，植物电信号作为一种辨识逆境胁迫的方法，可对等渗条件下早期干旱胁迫与盐胁迫进行准确区分。

摘要:为了解决“中国农技推广APP”问答社区中水稻提问数据快速自动分类的问题，提出一种基于Attention_DenseCNN的水稻文本分类方法。根据水稻文本具备的特征，采用Word2vec方法对文本数据进行处理与分析，并结合农业分词词典对文本数据进行向量化处理，采用Word2vec方法能够有效地解决文本的高维性和稀疏性问题。对卷积神经网络（CNN）上下游卷积块之间建立一条稠密的链接，并结合注意力机制（Attention），使文本中的关键词特征得以充分体现，使文本分类模型具有更好的文本特征提取精度，从而提高了分类精确率。试验表明：基于Attention_DenseCNN的水稻问句分类模型可以提高文本特征的利用率、减少特征丢失，能够快速、准确地对水稻问句文本进行自动分类，其分类精确率及F1值分别为95.6%和94.9%，与其他7种神经网络问句分类方法相比，分类效果明显提升。

摘要:在食品安全法规问答系统中，食品安全法规问题的单标签文本分类不能完全概括问题所包含的有效信息，为了改进单标签文本分类效果，根据问题所涉及食品安全角度和层次的不同，提出一种基于BERT-LEAM（Bidirectional encoder representational from transformers-label embedding attentive model）的多标签文本分类方法。采用多角度、分层次的多标签标注方法将单个问题文本赋予多个标签，并引入BERT预训练语言模型表示上下文特征信息， 通过Attention机制学习标签与文本的依赖关系，进行Word embedding的聚合，将标签应用到文本分类过程中。实验表明，在粗粒度多标签数据集上的分类效果明显优于细粒度多标签数据集上的分类效果，BERT进行文本特征表示的方法优于Word2Vec方法，采用BERT-LEAM模型的分类方法在粗粒度多标签数据集与细粒度多标签数据集的F1-W值分别为93.35%和79.81%，其分类效果优于其他分类模型。

摘要:为揭示地下水与微咸水灌溉条件下灌水量对土壤CO2、N2O排放和春玉米生长的影响，设置2种灌溉水含盐量（1.1、5.0g/L）和3种灌水量（210、255、300mm），于2019年4—9月在内蒙古自治区河套灌区进行了春玉米田间试验。结果表明，不同灌水量下，微咸水（含盐量5.0g/L）灌溉比地下水（含盐量1.1g/L）灌溉土壤N2O累积排放量提高了19.86%~44.21%，但利用微咸水灌溉并不会影响土壤CO2累积排放量与全球增温潜势。在相同的灌溉水盐分条件下，灌水量为300mm时土壤CO2、N2O累积排放量和全球增温潜势均最大，灌水量为210mm和255mm时并不会对土壤CO2、N2O的累积排放量和全球增温潜势产生显著影响。相关性分析表明，土壤含水率和无机氮含量是影响土壤CO2、N2O排放的重要因素，灌溉水盐分通过促进土壤的硝化作用促进土壤N2O排放。在微咸水灌溉条件下，春玉米产量较地下水灌溉减少了30.88%~37.32%。随着灌水量的增大，春玉米产量呈增加趋势，但255mm和300mm灌水量条件下的春玉米产量差异不显著。在地下水与微咸水灌溉条件下，灌水量为255mm时，土壤盐分累积较小，春玉米产量较高，土壤CO2、N2O累积排放量和全球增温潜势相对较小，是灌区适宜采用的灌溉定额。

摘要:为提高甘薯产量、品质以及水氮利用效率，设置3个灌水水平：不灌水（P1）、滴灌湿润比30%（P2）、滴灌湿润比60%（P3），3个施氮水平：90kg/hm2（N1）、180kg/hm2（N2）、270kg/hm2（N3），共9个处理进行田间试验，探索不同水氮组合下甘薯生长指标、产量以及营养成分对水肥的响应。研究分析不同水肥处理下甘薯蔓长、茎粗、干物质积累量、块茎分级、产量、块茎可溶性糖含量、块茎淀粉含量、块茎总类胡萝卜素含量以及块茎粗蛋白含量等指标的变化。结果表明：在相同滴灌湿润比处理下，N3处理地上干物质量大于N2、N1处理（N1P2除外）。在定植后157d，N1、N3施氮量处理下的P3处理地上干物质量最高，N2施氮量处理下则是P2处理地上干物质量最高。在生育期后期、不灌水（P1）条件下，N3处理地下干物质量最高；在P2、P3处理下，则N2处理最高。在相同滴灌湿润比处理下，随着施氮量的增加，甘薯产量、单株结薯数、大薯块个数（质量）以及可溶性糖含量均先增加、后减小，甘薯块茎粗蛋白含量先略有减小、而后增加，总类胡萝卜素含量减少。而在相同施氮量、不同滴灌湿润比处理间各指标均无显著性差异。N2P3（中氮高水）处理甘薯产量、可溶性糖含量表现最优，N3P2（高氮中水）处理甘薯块茎粗蛋白含量最高，N1P1（低氮不灌水）处理甘薯块茎总类胡萝卜素含量最高。综合考虑甘薯的产量、氮肥偏生产力与品质，经回归分析表明，在本试验条件下甘薯较为适宜的滴灌湿润比为60%，氮肥用量为180.25kg/hm2。

摘要:为探究节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征，建立能准确反映水稻蒸腾与棵间土壤蒸发分摊关系的计算公式，采用自制的微型蒸渗仪系统观测2015年和2016年水稻生育期稻田蒸散量（ETCML）和蒸发量（E），分析了典型天气和各生育期ETCML、E和蒸腾量（T）的日/稻季变化特征及E与T的比例变化。结果表明：晴天ETCML、T和E变化趋势相同，但E易受生长阶段与环境的影响；阴天ETCML和T呈多峰变化；雨天测量值有明显误差，微型蒸渗仪会因降雨、灌水、强风、水汽凝结、边界效应、水稻生长等因素而影响数据的可靠性。节水灌溉稻田T决定了ETCML的大小和变化规律，E仅在初期呈倒“U”形。ETCML和T逐日变化随净辐射（Rn）先增后减，在分蘖中后期达到峰值，存在明显的物候特征。蒸发量与蒸散量的比值(E/ETCML)由水稻生长初期的0.95逐渐减小，全生育期平均为0.37。 E/ETCML可用其与水稻移栽时间和叶面积指数(LAI)的对数关系进行描述，决定系数均大于0.88。研究蒸发蒸腾比例特征对田间水分管理及指导灌溉具有重要意义，可为双源蒸散模型的改进与拟合提供重要的数据支撑。

摘要:为研究不同草田轮作模式下宁夏银北地区典型盐碱地细菌群落组成特征，并确定影响细菌群落分布的环境因子，利用IlluminaHiSeq高通量测序技术，分析和比较了苜蓿连作、苜蓿休闲、苜蓿轮作油葵、苜蓿轮作饲料玉米、苜蓿轮作甜高粱5种典型旱作模式背景下的土壤细菌群落多样性，同时分析了土壤环境因子与细菌群落结构的关系。结果表明：变形菌门、放线菌门和酸杆菌门为5种草田轮作模式下土壤细菌群落的优势种类；变形菌门占总量的34.49%，变形菌门的相对丰度在苜蓿轮作油葵模式土壤中显著高于其他模式（P<0.05）；放线菌门占总量的17.02%，放线菌门的相对丰度在苜蓿休闲、苜蓿轮作饲料玉米模式土壤中最高；酸杆菌门占总量的10.96%，酸杆菌门的相对丰度在苜蓿轮作甜高粱模式土壤中最高。在属水平，节杆菌属(Arthrobacter)为优势菌属。土壤细菌多样性以苜蓿休闲模式最高，苜蓿轮作甜高粱模式最低。土壤全盐含量、pH值、碱化度、碱性磷酸酶活性在苜蓿轮作油葵模式中最低，速效磷、速效钾含量在苜蓿休闲模式土壤中最低。宁夏银北地区不同草田轮作模式下盐碱化土壤细菌群落组成特征存在差异，土壤速效钾含量、pH值、过氧化氢酶活性对此差异起主导作用。采用苜蓿轮作农作物模式可以提高宁夏银北地区盐碱化土壤养分含量及酶活性，并有效改善细菌群落的多样性，其中苜蓿轮作油葵模式细菌群落多样性显著高于其他模式，碱性磷酸酶活性和pH值是影响细菌群落结构组成和多样性最显著的环境因子。

摘要:针对基于数值天气预报（Numerical weather prediction，NWP）对参考作物蒸散量（Reference crop evapotranspiration，ET0）进行预报通常需要数据偏差校正的问题，基于LightGBM机器学习方法和我国西北地区9个气象站点数据提出一种对第二代全球集合预报系统（Global ensemble forecast system，GEFSv2）预报气象因子进行偏差校正的方法（M3）。该方法使用太阳辐射、最高和最低气温、相对湿度和风速集合分别对每个气象因子进行重预报，再计算ET0。使用等距离累积分布函数（EDCDFm，M1）和单气象因子输入的LightGBM法（M2）对模型精度进行评估。结果表明，GEFSv2的预报因子与相应的观测气象因子之间存在不匹配问题，其不匹配程度因气象因子不同而不同，太阳辐射的匹配度较高，相对湿度的匹配度较低。M3模型有助于缓解数据不匹配问题。M1、M2和M3方法在9站点预报ET0的平均均方根误差（RMSE）分别介于0.66~0.93mm/d、0.57~0.83mm/d和0.53~0.79mm/d，平均绝对误差（MAE）分别介于0.44~0.61mm/d、0.38~0.56mm/d和0.35~0.53mm/d，决定系数（R2）分别介于0.82~0.91、0.84~0.93和0.86~0.94。3种方法均在夏季误差最大，1~16d平均RMSE分别为1.21、1.18、1.04mm/d。各预报因子中太阳辐射对ET0预报误差影响最大，其后依次是风速、最高气温、相对湿度和最低气温。在后处理过程中，NWP的最高气温预报值对其他因子预报精度的贡献最大、对相对湿度预报精度的贡献最小。建议在进行NWP偏差校正时，应考虑数据不匹配问题，通过多因子校正来弥补预报精度的不足。

摘要:评估了3种冲洗流速（0.25、0.50、0.75m/s）和5种冲洗频率（2d冲洗1次、4d冲洗1次、7d冲洗1次、10d冲洗1次和无冲洗对照组）对内嵌式齿形迷宫流道灌水器抗堵塞性能的影响，利用激光粒度仪对水源泥沙、滴头排出泥沙、滴头内滞留泥沙进行级配对比和粒径分析，并对不同冲洗处理下灌水器的相对流量和灌水均匀度进行拟合。结果表明：冲洗处理对齿形迷宫流道灌水器抗堵塞性能有显著影响，12种冲洗处理提高了内嵌式齿形迷宫流道灌水器的输沙能力，使滴头使用年限平均提高了39.58%；在冲洗作用下，泥沙凝聚沉降的机会降低，流道内小颗粒泥沙及时排出，没有形成体积较大的团聚体，滴头堵塞形成缓慢，灌水均匀度和流量系数下降缓慢；冲洗处理能有效减少毛管内泥沙堆积，降低大颗粒泥沙进入迷宫流道的机率，从而提高了齿形迷宫流道灌水器的抗堵塞性能。

摘要:根据海河平原20个气象站1955—2019年逐日降水量计算了年尺度和季尺度的标准化降水指数(SPI)，对各尺度不同等级的干旱频率及其时空特征进行分析；以年尺度SPI为样本，采用正态云发生器算法和多步还原逆向云变换算法构建云模型，分析了干旱的随机性和稳定性。结果表明，海河平原区干旱频率主要分布区间为[0.28,0.31]，呈现轻旱高频、重旱低频的特点；春旱发生频率最高，冬旱频率最小，夏季地区间及年际间差异最大。年际间SPI云模型的3个特征参数均呈减小趋势，其中熵呈显著减小趋势，且超熵与熵呈显著正相关，即SPI分布的随机性和不均匀性变化趋势一致；空间上各站点超熵和熵则呈极显著负相关，随机性和不均匀性呈相反趋势；云特征的年际差异大于站点间差异，即云模型能够更好地反映区域年际间SPI在空间上的随机性和稳定性。海河平原整体上有趋于干旱的趋势，各站点SPI的随机性显著减小，且变化趋于稳定。

摘要:为提高生物质热解气的提质转化效率，以聚乙烯塑料热解气为间接加氢原料，利用低温等离子体(Nonthermal plasma, NTP)协同Ru、Ti及Sn改性HZSM-5，间接加氢生物质热解气制备烃类燃料，探讨了金属改性对反应中活性自由基、有机相产率、理化特性与化学组成以及催化剂结焦率的影响。结果表明，在NTP条件下，Ru和Ti改性可以活化热解气，形成更多同尺度活性自由基，有利于混合热解气的有效整合，其中，Ti改性使有机相产率和高位热值分别达到58.73%和38.73MJ/kg；Ru、Ti和Sn改性使有机相中芳香烃相对含量显著升高，升幅分别为109.15%、208.55%和52.52%，Ru和Ti改性导致产物有效氢碳比降低；Ru、Ti和Sn改性催化剂的结焦率从12.88%分别降至9.44%、4.95%和10.91%，Ti改性催化剂具有较高的稳定性。研究表明，在NTP作用下，Ti改性HZSM-5对混合热解气具有较高的提质转化效率，且催化稳定性较高。

摘要:针对猪舍废气净化系统的填料结构，提出同时考虑结构机械性能与净化空间需求进行填料结构设计。将填料结构视为一种周期性结构，基于逆向均匀化方法和参数化水平集方法相结合的多目标拓扑优化方法，对周期性结构的单胞拓扑结构进行优化。以填料结构的最大等效体积模量和最大等效渗透率为优化目标，以等效孔隙率为约束条件，通过Hashin-Shtrikman属性边界得到等效体积模量及等效渗透率的极值，运用帕累托优化法求得满足多目标条件的帕累托最优解。根据帕累托最优解设计了不同孔隙率的填料结构构型，并通过试验验证填料结构设计方法的可行性与正确性。试验表明，填料结构前后端压力差与填料结构孔隙率成反比，与前端风速成正比；当填料结构孔隙率分别为80%、85%和90%时，稳定后平均除氨效率分别为66%、62%和58%。本研究可为猪场废气净化系统填料结构设计提供参考，可根据不同猪舍对风阻与净化效率的实际要求选择填料结构。

摘要:针对日光温室冬季反季节生产中冠层温度时空分布不均的问题，以典型西北日光温室为研究对象,建立了40通道PT100温度场监测系统，对冬季番茄冠层全天候动态温度数据进行采集，在此基础上，采用克里金插值算法进行冠层温度场建模，通过差分进化算法获取温度极值点，分析了不同天气条件下冠层特征温度的时空变化规律。结果表明，晴天、多云天、阴（雨）天插值验证的R2均大于0.94，平均均方根误差分别为1.34、0.95、0.40℃，该算法更适用于阴（雨）天及夜间低温冠层温度场的插值；在不同天气条件下，温室冠层温度全天整体上呈现西高东低、内高外低的趋势，阴（雨）天温室内温度整体变化规律趋于一致，晴天、多云天气揭被后，受外界光辐射等因素影响室内温度分布差异性较大，晴天夜间温度的下降程度大于阴（雨）天；冠层极值点分布结果表明，在不同天气条件下，极值特征点在日光温室中分布区域基本相同，冠层最高温点主要位于温室中部[22.0m，2.5m]附近，最低温点主要位于温室东部外膜[4.0m，5.48m]附近。日光温室冠层极值特征点的获取为温室栽培、温度灾害监测与传感器部署等研究提供了理论基础。

摘要:冷鲜羊肉的消费量近年呈现持续增长趋势，保障其质量安全至关重要。全质构分析法（TPA）是冷鲜羊肉质量安全检测的重要方法，但在实际检测过程中获取的部分TPA指标数据存在较大误差。通过解析冷鲜羊肉的TPA质构检测过程，提出了一种基于数据可视化的冷鲜羊肉TPA指标数据提取优化方法。首先对实际检测力度数据进行滑动平均滤波处理，在数据可视化方法基础上，分别进行TPA曲线对应各特征节点的具体定位，构建TPA指标数据提取优化模型，设计了自主检测系统，并进行了试验检测。结果表明，基于优化方法设计组装的冷鲜羊肉TPA质构检测系统比TA-XT PLUS型质构仪表现出数据稳定的优势，其中粘性指标数据平均测量误差下降12.4个百分点，获得的TPA指标数据与样品菌落总数指标对数值表现出较高的相关性，其相关系数绝对值均大于0.8，能够较好地反映试验期间冷鲜羊肉样品的质地特性变化。

摘要:研究了维生素C对(NH4)4Ce(SO4)4-NaBrO3-丙二酸化学振荡系统振荡的影响规律。以奶粉与纯水空白样为检测样本，将检测样本加入反应池后进行数据采集，当振荡曲线平稳进行到8min时，分别加入不同质量的维生素C，考察维生素C添加量对相应振荡图谱直观信息与特征参数的影响。结果表明：当每克奶粉中维生素C添加量大于0.0015g时，奶粉与纯水空白样的直观图谱及部分特征参数均变化较为明显，尤其当维生素C添加量大于0.0106g时，奶粉振荡图谱的特征参数干扰后的最大振幅基本不变，振荡状态基本停止。随着不同添加量维生素C的加入，空白样品化学振荡图谱存在一定的差异，当维生素C添加量大于0.0203g时，干扰后的最大振幅基本达到平稳状态，而干扰后的峰谷电位则随着维生素C添加量的逐渐增加而降低，当维生素C添加量大于等于0.0254g时，干扰后的峰谷电位基本不再发生变化。本研究可为奶粉样本中维生素C含量的定性与定量检测分析提供理论依据。

摘要:为解决现有马铃薯通风储藏库加湿系统选型参数标准模糊和加湿方式无法随库内环境参数变化进行自动调节等问题，设计了一套马铃薯通风储藏库自动加湿系统。在现有马铃薯储藏库基础上，考虑马铃薯生理特性，该加湿系统选择PLC S7-200为主控制器，并运用控制变量法进行试验设计，采用Origin数据分析软件对各影响因素与入口风速和相对湿度之间的关系进行单因素试验分析，研究加湿帘厚度、加湿泵功率和风机风速对储藏库加湿效果的影响。硬件选型试验表明，该储藏库的最佳参数组合为湿帘厚度45cm、加湿泵功率70W、风机风速16m/s，当风速达到16m/s时能够达到完全穿透效果。加湿系统应用试验证明，系统能够正常工作，并且将库内相对湿度维持在95%左右，储藏后马铃薯平均失重率为3.70%，满足马铃薯储藏的加湿需求，且系统可根据库内环境参数的变化进行相应调整，使马铃薯保持较充足的水分和较低的失重率，从而保证储藏库内环境适合马铃薯储藏。

摘要:为探究数据集中分类数量的平衡性对开心果品质检测的影响，将开心果图像与深度学习网络相结合，提出一种数据自动平衡的检测方法。根据行业标准将开心果数据集分为开口、闭口和缺陷3类，在此基础上再分为未经数据平衡和经过数据平衡2个数据集，分别使用AlexNet、GoogLeNet、ResNet50、SqueezeNet、ShuffleNet和Xception 6种网络对2类数据集进行分类测试。结果表明，经过数据平衡的数据集网络准确率均得到了提高，6种网络平均测试准确率由96.75%提高到99.26%，SqueezeNet网络的测试集准确率提升最明显，由93.76%提高到99.02%，ResNet50网络的测试准确率最高，为99.96%。本文方法可用于开心果品质视觉检测。

摘要:针对核桃内部品质不易检测、市场上带壳核桃中劣质核桃比例较高的问题，阐述了根据比重判断核桃内部品质的原理，提出核桃无损检测与分选方案。将摄像工具所采集的核桃图像进行处理、拟合，并估算核桃体积；由称量平台获取核桃质量并换算成重量；根据核桃的比重使不同核桃落入不同容器中，或根据核桃冲击力与核桃体积的比值，即比重等效参数对核桃进行检测与分选。在核桃下落到平面时，核桃中分面与平面的夹角相对稳定在60°左右，利用这一特点设置正面、侧面图像采集工具，可较准确地获取核桃的轮廓，从而提高分选精度。该方法可间接检测核桃内部品质，对核桃壳仁、工作环境、操作人员均无不良影响。

摘要:针对传统计算机视觉技术在苹果外部品质分级中准确率较低、鲁棒性较差等问题，提出了基于深度学习的苹果外观分级方法（多卷积神经网络融合DXNet模型）。首先，在延安市超市、果园等场所实地拍摄不同外观等级的苹果图像15000幅，并进行人工标记，建立了外部品质信息覆盖度广、样本量大的苹果图像数据库；然后，在对比分析经典卷积网络模型的基础上，采用模型融合的方式对经典模型进行优化改进，抽取经典模型卷积部分进行融合，作为特征提取器，共享全连接层用作分类器，并采用批归一化和正则化技术防止模型过拟合。试验评估采用15000幅图像进行训练、4500幅图像进行测试，结果表明，DXNet模型的分级准确率高于经典模型，分级准确率达到97.84%，验证了本文方法用于苹果外部品质分级的有效性。

摘要:三角履带底盘具有高地隙、接地压力小、机动性好等优点，多体动力学分析是研究履带底盘运动特性的重要方法。以高地隙三角履带底盘为研究对象，建立了履带底盘各组件和车体总成的拓扑结构模型，分析了各部分之间的约束和运动关系；采用运动学和动力学手段分析了履带底盘行驶和爬坡的运动过程，构建了承重轮与履带接触模型、履带张紧力模型和履带-软地面接触模型；建立了高地隙三角履带底盘的三维模型，采用谐波叠加法构建了B级路面（水泥硬质路面）和E级路面（农田软质路面）的路谱，并进行了模型仿真与测试验证。结果表明，在硬质路面和农田软质路面上，所构建模型的平均速度误差率均小于1.50%，行驶偏移量误差分别为5.68%、4.89%，平均俯仰角误差不大于3%，说明高地隙三角履带底盘多体动力学模型具有较高的精度。

摘要:针对皮肤力传感器对机器人碰撞点检测的不足，提出了一种利用六维力传感器进行机器人本体碰撞点检测的方法。该方法利用传感器采集数据进行自约束，无需依赖碰撞体表面几何信息，将空间碰撞外力矢量线投影到最优平面中进行初步求解，再代入原始方程进行碰撞点的求解；引入了误差因子，以保证计算结果的绝对误差最小；在数据预处理方面，提出了一种动态力补偿算法，以保证基座处六维力传感器在机器人运动过程无外力碰撞下的读数恒为零，当传感器的数值超过一定阈值后即可认为机器人与外界发生碰撞。对本文提出的算法进行了仿真实验，结果表明，动态力补偿算法的合力最大相对误差为4.8925%，碰撞点检测算法在实验距离最远598.61mm处误差最大，为8.7119%。本文提出的动态力补偿算法的精度随碰撞点距离的增加没有明显变化，但在碰撞力一定时，随着碰撞距离的增加相对误差不断增大。

摘要:提出了具有耦合分支的两转动两移动并联机构。基于李群理论分析了机构自由度，该机构动平台能输出两个转动运动和两个移动运动；采用闭环矢量法对机构进行了位置分析，求得位置反解；通过速度分析得到机构的雅可比矩阵，在雅可比矩阵基础上对机构的奇异位形进行了分析；采用虚功原理建立了机构的刚度模型，并进行了刚度性能分析；为消除内部奇异产生的刚度退化，在机构上增加了冗余驱动分支，并对添加冗余驱动分支前后机构的刚度、工作空间等性能进行了对比分析。以工作空间内刚度平均值为目标对冗余驱动机构进行了尺度优化设计，结果表明，优化后的冗余驱动机构的刚度性能得到明显提升。

摘要:几何误差对并联机构末端位姿精度产生重要影响。为揭示几何误差对并联机构末端位姿精度的影响规律，并据此确定其最优区间，以2UPR-RPS型并联机构为例，进行过约束并联机构的精度设计。采用一阶摄动法建立该并联机构的几何误差模型，获得对末端位姿误差有影响的几何误差源。利用区间分析理论建立末端位姿精度关于几何误差源的灵敏度指标，通过灵敏度分析揭示几何误差源对末端位姿精度的影响程度。以灵敏度指标作为权重建立精度综合模型，采用均匀设计法确定在任务空间内精度综合的位姿点，推导各几何误差源的最优区间，并据此制定关键零部件的精度等级及配合公差。采用Sobol序列的拟蒙特卡洛法预估该并联机构的末端位姿精度，仿真结果表明，经过精度综合得到的几何误差区间数满足预设的末端位姿精度要求，从而验证了该精度设计方法的可行性。

摘要:针对大型航天相机长距离转运和快速精确自动调姿需求，提出一种基于全向移动平台和3-RPS并联调姿机构的移动并联式六自由度调姿方法。首先，测得相机当前姿态和目标姿态，推导二者位姿矩阵；通过运动学模型反解全向移动平台和并联调姿机构的各轴运动参数，将多轴耦合的空间六自由度完全解耦；建立全向移动平台和并联机构的运动学模型，实现上述运动参数的驱动；最后，进行了调姿算法试验，结果表明，调姿设备能够快速精准实现大型相机任意姿态向目标姿态的自动化柔性姿态调整，全向移动平台移动精度优于0.3mm，旋转精度优于0.05°，并联机构杆长精度优于0.5mm，验证了自动调姿的准确性。