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摘要:為提高導(dǎo)航精度與控制精度，對農(nóng)業(yè)機器人的自主導(dǎo)航控制進(jìn)行研究。結(jié)合Sage—Husa自適應(yīng)濾波與強跟蹤卡爾曼濾波兩種算法優(yōu)點，利用嚴(yán)格收斂判據(jù)，設(shè)計了改進(jìn)的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法。新算法保證了系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性，且具有更好的濾波精度。利用變結(jié)構(gòu)切換方法來阻止PID控制器積分飽和現(xiàn)象，有效解決了控制器過飽和問題。將改進(jìn)的自適應(yīng)濾波算法與變結(jié)構(gòu)PID控制器相結(jié)合，可提高導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。對所提理論進(jìn)行仿真與試驗，結(jié)果表明該方法大幅度提高了濾波器抑制發(fā)散的能力和導(dǎo)航的控制精度。

摘要:為實現(xiàn)農(nóng)用車輛精確導(dǎo)航，提出一種RTK—DGPS融合慣性傳感器的導(dǎo)航參數(shù)計算方法。橫向偏差是利用慣性傳感器采集的姿態(tài)角經(jīng)幾何變換補償系統(tǒng)中存在的桿臂效應(yīng)再進(jìn)行計算得到的。試驗結(jié)果表明，系統(tǒng)存在俯仰和側(cè)傾時，此方法平均補償了0.08m的橫向偏差，通過提高系統(tǒng)的定位精度得到了更精準(zhǔn)的橫向偏差。由于慣性傳感器難以適用于磁場干擾較大的環(huán)境，為此，提出僅利用RTK—DGPS計算航向偏差的方法，即利用最小二乘法擬合RTK—DGPS動態(tài)定位點形成車輛行駛路徑并進(jìn)行計算。試驗結(jié)果表明，車輛直線行駛、做圓周運動與沿任意曲線行駛時，慣性傳感器與RTK—DGPS計算的航向偏差之間的平均誤差分別為0.9636°、3.6418°與2.7562°，驗證了利用RTK—DGPS計算航向偏差的可行性。

摘要:針對果園作業(yè)車運動特點，建立整車側(cè)傾、俯仰模型和輪胎模型，并推導(dǎo)出主動轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性控制模型；以該控制方法為基礎(chǔ)，在Matlab/SimMechanics中構(gòu)建車輛仿真分析模型，模擬果園作業(yè)車在不同工況條件下的運動狀態(tài)，并將PID控制算法融入主動轉(zhuǎn)向控制模型，實現(xiàn)車輛運動穩(wěn)定性控制，借助模型仿真分析證明控制模型的可行性與有效性；通過實車比例模型與仿真分析模型對比試驗，進(jìn)一步驗證Matlab/SimMechanics仿真模型與實車模型的一致性與實用性。

摘要:針對自然生境環(huán)境下高原鼠兔目標(biāo)跟蹤中目標(biāo)與背景顏色相近的問題，提出了一種基于局部紋理差異性算子的高原鼠兔目標(biāo)跟蹤方法。構(gòu)造了一種新的視覺描述子，稱作局部紋理差異性算子LTDC，用來體現(xiàn)目標(biāo)和背景之間的細(xì)微差異性。把該LTDC算子與顏色信息相結(jié)合來表征目標(biāo)模型，并把該目標(biāo)模型嵌入Meanshift跟蹤框架中對高原鼠兔進(jìn)行跟蹤。實驗結(jié)果表明，所提出的目標(biāo)表征方法與FLBP目標(biāo)表征方法相比，具有較強的目標(biāo)與背景區(qū)別能力，在目標(biāo)和背景顏色相近的場景中，能夠較為準(zhǔn)確地實現(xiàn)高原鼠兔目標(biāo)的定位。且所提出的目標(biāo)表征方法的Meanshift平均迭代次數(shù)是FLBP目標(biāo)表征方法的79.04%，減少了20.96%。跟蹤平均總時間是FLBP目標(biāo)表征方法的82.35%，平均降低了17.65%。同時所提出方法的平均跟蹤速度是FLBP目標(biāo)表征方法的1.22倍。

摘要:為了實現(xiàn)小麥生長過程中的實時變量追肥，使用近地光譜探測技術(shù)，設(shè)計了大田實時變量追肥機。追肥光譜監(jiān)測系統(tǒng)實時獲取作物冠層歸一化植被指數(shù)，結(jié)合追肥策略計算出當(dāng)前的目標(biāo)施肥量，采用測速和測距法反饋肥料流量信息，并根據(jù)追肥機實際行進(jìn)速度，實時調(diào)整追肥量，實現(xiàn)精準(zhǔn)變量追肥。試驗結(jié)果表明，田間小麥長勢存在空間差異性，冠層的歸一化植被指數(shù)可以解析此差異性；追肥機追肥控制精度達(dá)到90%以上，可以滿足精準(zhǔn)追肥的要求；變量追肥比定量均勻追肥增施氮肥28kg/hm2左右。

摘要:借助高速攝影觀察發(fā)現(xiàn)，水稻氣力式精量穴播排種器吸種盤上吸孔所吸附的種子會由于吸力不足，在離心力作用下，在到達(dá)投種區(qū)前從吸孔附近落下，從而產(chǎn)生“飛種”現(xiàn)象，進(jìn)而對排種器排出的每穴種子數(shù)量以及成穴性產(chǎn)生影響，降低排種精度。為此，設(shè)計了一種擋種裝置，以含水率為21.1%的培雜泰豐種子為對象，采用多因素試驗的方法，研究了不同吸室負(fù)壓和不同排種盤轉(zhuǎn)速下，安裝擋種裝置前后對“飛種”現(xiàn)象的影響；采用單因素試驗的方法，研究了安裝擋種裝置后不同吸室負(fù)壓下，不同排種盤轉(zhuǎn)速對排種器吸種精度的影響。結(jié)果表明，安裝擋種裝置后，“飛種”出現(xiàn)范圍減小，“飛種”出現(xiàn)的數(shù)量減少，排種器排種精度與成穴性能提高；當(dāng)轉(zhuǎn)速在25~40r/min，吸室負(fù)壓1.6kPa時，（1~3）粒/穴概率在93%~97%之間變化。試驗結(jié)果顯示安裝擋種裝置后能控制“飛種”的跌落范圍，并使部分“飛種”落回充種室內(nèi)，從而提高排種器排種精度。

摘要:為滿足高速水稻缽苗移栽機對送秧裝置提出的穩(wěn)定、精準(zhǔn)、快速的送秧要求，設(shè)計了一種新型送秧裝置。此裝置減小了移栽機構(gòu)在取秧過程中秧箱橫向移動的距離，提高了高速工作時縱向送秧的精度和穩(wěn)定性。對新型橫向移箱裝置和縱向送秧驅(qū)動機構(gòu)的工作原理進(jìn)行了分析，建立了縱向送秧驅(qū)動機構(gòu)的運動學(xué)模型，并通過Matlab軟件求得一組可行的設(shè)計參數(shù)。加工了試驗臺，并進(jìn)行了試驗驗證。結(jié)果顯示，其橫向移箱裝置較傳統(tǒng)移箱方式，在移栽機構(gòu)取苗過程中秧箱橫向移動距離減少了37%；其縱向送秧單次誤差控制在±2mm以內(nèi)，且未出現(xiàn)累積誤差。研究提出的送秧裝置及其設(shè)計方法可應(yīng)用于移栽速度在200～250次/min的高速水稻缽苗移栽機上。

摘要:為了方便快捷地得到旋轉(zhuǎn)式缽苗栽植機構(gòu)的最佳參數(shù)，提出了旋轉(zhuǎn)式缽苗栽植機構(gòu)作業(yè)時實現(xiàn)理想栽植應(yīng)滿足的條件，包括栽植嘴運動學(xué)特性（軌跡、姿態(tài)、速度）、挖出穴口的幾何特性、栽植機構(gòu)避免干涉和非圓齒輪的保凸性要求。根據(jù)這些要求，以偏心—橢圓齒輪行星輪系栽植機構(gòu)為研究對象，建立其11個子目標(biāo)函數(shù)，并應(yīng)用模糊理論，將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到滿足理想栽植要求的參數(shù)，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、虛擬仿真、試驗臺加工和模擬田間栽植試驗，驗證了該栽植機構(gòu)的高立苗率和優(yōu)化模型的正確性。該優(yōu)化模型的建立和求解克服了栽植機構(gòu)傳統(tǒng)參數(shù)設(shè)計時采用仿真軟件進(jìn)行試湊的缺點，提高了優(yōu)化效率。

摘要:針對現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)式高速寬窄行分插機構(gòu)取秧過程總傳動比無法進(jìn)一步增大而限制了對秧針直取秧姿態(tài)作出進(jìn)一步改善的問題，提出一種基于球面節(jié)曲線的異形非圓錐齒輪傳動機構(gòu)，與交錯齒輪組合成空間行星輪機構(gòu)并應(yīng)用于高速寬窄行分插機構(gòu)中。以首尾連接兩段光滑的非均勻B樣條曲線建立封閉的異形非圓錐齒輪節(jié)曲線理論模型，調(diào)節(jié)節(jié)曲線過渡段齒形高度以實現(xiàn)齒輪連續(xù)傳動。建立了分插機構(gòu)理論模型，分析了異形非圓錐齒輪對插秧軌跡形狀與姿態(tài)的影響?；趦?yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了分插機構(gòu)三維模型和加工實物模型，分別對機構(gòu)仿真軌跡和速度以及高速攝影獲取的試驗插秧軌跡和速度進(jìn)行對比分析，同時，完成了基于旋轉(zhuǎn)土槽的實際栽插試驗，驗證了分插機構(gòu)建模的正確性以及機構(gòu)的可行性。最后，通過與斜齒交錯—非圓錐齒輪行星系寬窄行分插機構(gòu)的插秧軌跡速度進(jìn)行對比，得出該機構(gòu)在取秧過程具有更優(yōu)的直取秧動作。

摘要:為解決全喂入式聯(lián)合收獲機收獲稈青葉茂難脫高產(chǎn)水稻時脫粒分離損失大且容易出現(xiàn)堵塞的問題，設(shè)計了單切雙橫流脫粒分離裝置，在單切雙橫流脫粒分離裝置試驗臺上，通過對比試驗分別對凹板篩柵條軸向間距、頂蓋導(dǎo)向板個數(shù)和滾筒軸間距進(jìn)行了優(yōu)選，得到優(yōu)選結(jié)構(gòu)參數(shù)為：第Ⅰ切流、第Ⅱ橫軸流和第Ⅲ橫軸流凹板篩柵條軸向間距分別為10mm、16mm和16mm，第Ⅱ橫軸流和第Ⅲ橫軸流頂蓋導(dǎo)向板的個數(shù)都為4個，第Ⅰ切流和第Ⅱ橫軸流以及第Ⅱ橫軸流和第Ⅲ橫軸流滾筒軸間距分別為645mm和667.5mm；在得到的優(yōu)選結(jié)構(gòu)參數(shù)下，以喂入量、脫粒間隙和滾筒轉(zhuǎn)速為試驗因素進(jìn)行正交試驗，并運用模糊綜合評價法和極差分析得出試驗范圍內(nèi)切雙橫流水稻脫粒分離裝置的優(yōu)選工作參數(shù)為：喂入量為5kg/s，第Ⅰ切流、第Ⅱ橫軸流和第Ⅲ橫軸流脫粒間隙分別為40mm、35mm和40mm，第Ⅰ切流、第Ⅱ橫軸流和第Ⅲ橫軸流滾筒轉(zhuǎn)速分別為550r/min、600r/min和750r/min。在此參數(shù)下，得到單切雙橫流脫粒分離裝置的性能指標(biāo)為：未脫凈率0.05%，夾帶損失率0.36%，脫?？倱p失率0.41%，第Ⅰ切流、第Ⅱ橫軸流和第Ⅲ橫軸流脫粒滾筒功耗分別為3.33kW、21.26kW和12.58kW，脫粒滾筒總功耗37.17kW，脫出物雜余質(zhì)量分?jǐn)?shù)14.37%。

摘要:針對聯(lián)合收獲機前進(jìn)速度模糊控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計具有主觀性，導(dǎo)致作業(yè)性能不理想的問題，以切縱流聯(lián)合收獲機樣機為研究對象，構(gòu)建聯(lián)合收獲機前進(jìn)速度模糊控制系統(tǒng)仿真模型，并建立控制性能和收獲性能的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)來衡量聯(lián)合收獲機的作業(yè)性能，利用多目標(biāo)遺傳算法對模糊控制系統(tǒng)的隸屬函數(shù)和輸送槽、割臺螺旋輸送器和切流滾筒對前進(jìn)速度的影響因子進(jìn)行優(yōu)化。通過對優(yōu)化前后模型仿真對比和兩組田間試驗數(shù)據(jù)分析，表明優(yōu)化后的控制系統(tǒng)在受外界干擾情況下控制性能得到了較好的保持，收獲性能在喂入量變化不大情況下，單位平均損失率分別由1.45%和1.26%降至1.12%和1.14%，聯(lián)合收獲機的總體作業(yè)性能得到改善。

摘要:農(nóng)業(yè)機械是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工具和重要要素，為研究中國蔬菜種植效益的主要影響因素和機械化生產(chǎn)方式下農(nóng)機化發(fā)展對策，運用1998—2012年統(tǒng)計數(shù)據(jù)對蔬菜生產(chǎn)成本收益進(jìn)行了定量分析，通過問卷調(diào)查和實地調(diào)研等方法研究了典型區(qū)域蔬菜生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀及問題。結(jié)果表明，中國蔬菜單位面積凈利潤主要受價格和人工成本因素影響，價格影響程度大于人工成本，通過政策扶持完善蔬菜市場機制，有利于保障種植收益；農(nóng)藥和農(nóng)膜的投入對蔬菜產(chǎn)量影響大，農(nóng)藥投入影響程度大于農(nóng)膜投入，農(nóng)業(yè)裝備投入對產(chǎn)值影響大，化學(xué)農(nóng)業(yè)對蔬菜增產(chǎn)的邊際效用逐漸遞減，而農(nóng)機科技的推動作用日益突出；按投入產(chǎn)出指標(biāo)可將中國主要蔬菜品種分為設(shè)施茄果類、露地茄果類和露地葉菜類，蔬菜品種對機械化需求緊迫程度從大到小依次為：露地茄果類、設(shè)施茄果類、露地葉菜類；中國蔬菜生產(chǎn)機械化水平較低，因作業(yè)環(huán)節(jié)、區(qū)域條件和蔬菜品種的不同而呈現(xiàn)較大差異，政策投入、推廣機制和技術(shù)創(chuàng)新對機械化技術(shù)發(fā)展有較大影響，必須堅持因地制宜的原則，探索農(nóng)機農(nóng)藝融合的機械化生產(chǎn)技術(shù)模式，對于研究通過蔬菜省力化機械生產(chǎn)技術(shù)、提高勞動生產(chǎn)率、降低蔬菜生產(chǎn)成本具有重要意義。

摘要:利用渦度相關(guān)系統(tǒng)在江蘇省昆山市試驗研究基地2013年水稻生育期所測的凈輻射量、土壤熱通量、潛熱通量和顯熱通量等觀測資料，分析了能量各通量在典型晴天、陰天的日變化規(guī)律和稻季能量通量的日變化、月變化及分配特征，討論了能量各組分占凈輻射量的比例和不同時間尺度上稻田的能量閉合情況。結(jié)果表明：能量平衡各分量在亞熱帶南部季風(fēng)區(qū)節(jié)水灌溉稻田典型晴天以及水稻生育期間月均日變化均呈明顯的倒“U”型單峰趨勢，典型陰天能量平衡各分量日均值和峰值均小于晴天，但也呈單峰型變化趨勢。稻季潛熱通量占凈輻射量的86.2%，土壤熱通量占凈輻射量的1.3%，不同時間尺度上凈輻射量均主要以潛熱形式加濕大氣，感熱通量占凈輻射量的0.8%，與潛熱通量差異顯著，且占凈輻射量的比例呈此消彼長的關(guān)系。在能量通量的測量過程中，與凈輻射量相比，感熱、潛熱通量滯后于凈輻射量約0.5h，土壤熱通量滯后1.5~2.5h。熱傳輸速度不同步，從而影響了能量的短期閉合率。但與其他生態(tài)系統(tǒng)相比，該節(jié)水灌溉稻田生態(tài)系統(tǒng)能量閉合度較高，說明該試驗區(qū)渦度數(shù)據(jù)可靠，通量特征及規(guī)律具有較好的代表性，有利于通量研究的進(jìn)一步開展。

摘要:應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)樣本變異性分析方法，結(jié)合形態(tài)學(xué)圖像處理技術(shù)，對田間尺度下土壤染色剖面優(yōu)先流染色區(qū)的圖像進(jìn)行變異性分析，評價不同處理條件下農(nóng)地土壤優(yōu)先流的發(fā)育程度。結(jié)果表明：土壤濕潤鋒滲透速率和土壤染色圖像指數(shù)（染色面積比、基質(zhì)流深度、優(yōu)先流比、長度指數(shù)）的變化均表征濕潤農(nóng)地的優(yōu)先流程度高于干燥農(nóng)地；將提出的優(yōu)先流評價方法與土壤染色圖像指數(shù)進(jìn)行對比分析，所得結(jié)果相一致，表明所提方法可以準(zhǔn)確評價土壤優(yōu)先流發(fā)育程度。優(yōu)先流區(qū)圖像變異性分析方法簡單易行，提高了直觀評價染色圖像的準(zhǔn)確性，能夠從統(tǒng)計學(xué)和形態(tài)學(xué)角度來量化分析土壤優(yōu)先流的發(fā)育程度。

摘要:隨著地膜的大規(guī)模連續(xù)使用，農(nóng)膜殘留隨之劇增，從而破壞了原有土壤結(jié)構(gòu)，改變了土壤水分入滲及持水性能，嚴(yán)重阻礙了土壤水分和溶質(zhì)運移。飽和導(dǎo)水率和土壤水分特征曲線是表征水分入滲性能及進(jìn)行水分和溶質(zhì)運移的重要參數(shù)，為了定量化和可視化殘膜對水力特性及土壤結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，通過設(shè)置5個殘膜量處理（0、5、100、200、400kg/hm2），利用室內(nèi)試驗研究了不同殘膜量對水分入滲及土壤持水性能的影響，并基于CT掃描技術(shù)分析殘膜對土壤結(jié)構(gòu)的影響效應(yīng)。結(jié)果顯示：隨著殘膜量增加，飽和導(dǎo)水率呈顯著指數(shù)下降趨勢（p<0.05），當(dāng)殘膜量達(dá)到200kg/hm2時，飽和導(dǎo)水率僅為無膜處理的12%。在高吸力階段（>100kPa），殘膜量增加土壤反而越易脫水，持水性能反而變差，即特征曲線左移；基于van Genuchten模型和Gardner模型對不同殘膜量處理的吸力和土壤含水率進(jìn)行擬合，精度均較高，模型中經(jīng)驗參數(shù)隨殘膜量增加均呈明顯規(guī)律變化。當(dāng)殘膜量增加后，二值化后的CT圖像顯示片狀黑斑面積明顯增加，并與殘膜量呈比例關(guān)系，其中400kg/hm處理黑斑面積是無膜處理的19倍。

摘要:以新鄉(xiāng)市1970—2011年逐日實測氣象資料代入FAO 56 Penman—Monteith（PM）方法算得的ET0作為基準(zhǔn)值，對HG、P—T、M—K、M—C模型進(jìn)行參數(shù)修正，將新鄉(xiāng)市2012—2014年冬小麥生育期間預(yù)見期為1、3、5、7、10d的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)代入修正后的模型進(jìn)行ET01~10d的中短期預(yù)報，并以2012—2014年冬小麥生育期間逐日實測氣象資料由PM公式算得的ET0為基準(zhǔn)值，對天氣預(yù)報的精度及ET0的預(yù)報精度進(jìn)行評價。結(jié)果表明：經(jīng)過參數(shù)修正后HG、P—T、M—K、M—C模型的精度均有提高；最高氣溫、最低氣溫、風(fēng)速、日照時數(shù)的預(yù)報精度均隨預(yù)見期的增加呈逐漸下降趨勢，最低氣溫預(yù)報的精度稍高于最高氣溫；不同預(yù)見期的ET0預(yù)報模型中，P—T模型預(yù)報的ET0平均準(zhǔn)確率在眾模型中較高（95.06%），其次為HG—M模型（94.66%）、PMT1模型（94.34%）、M—K模型（93.89%），且P—T、HG—M兩種模型計算程序較簡單，因此優(yōu)選P—T、HG—M模型進(jìn)行ET0的中短期預(yù)報。

摘要:為了給基于頻域反射法測量土壤質(zhì)量含水率提供一種方法，設(shè)計了一種由圓管和探針組成的管針式土壤質(zhì)量含水率測量探頭。以楊凌地區(qū)的塿土為對象，分析了所設(shè)計探頭間接測量土壤容重的誤差；在信號源頻率為50、100、150、300、500MHz下，研究了土壤質(zhì)量含水率（2.58%~21.43%）、土壤容重（0.80~1.30g/cm3）和溫度（10~50℃）對探針上的電壓與信號源輸出電壓的比值（信號電壓比）的影響；建立了信號電壓比與土壤溫度、容重和質(zhì)量含水率之間的三元二次方程，分析了模型預(yù)測土壤含水率的可行性。結(jié)果表明：管針式探頭間接測量土壤容重的絕對誤差為-0.129~0.016g/cm3；含水率、容重和溫度均影響信號電壓比，50、100、150MHz下含水率對信號電壓比影響較顯著。在0.01的顯著水平上，150MHz下所建模型較優(yōu)，其決定系數(shù)R2為0.8496；對該模型的檢驗結(jié)果說明，計算的信號電壓比與實際電壓比的絕對誤差為-0.166~0.159。基于該模型計算的土壤含水率與實際含水率的絕對誤差為-3.440%~4.039%。

摘要:以我國東北典型污灌區(qū)為研究區(qū)域，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)及模型參數(shù)，并應(yīng)用逸度方法探討了有機氯農(nóng)藥的土—氣交換行為及其分餾效應(yīng)。研究結(jié)果表明，在土壤有機質(zhì)含量一定的情況下，日均溫度最大時有機氯農(nóng)藥六六六（HCHs）和滴滴涕（DDTs）之間土—氣分配系數(shù)（KSA）的差異比日均溫度最小時高出一個數(shù)量級，HCHs比DDTs更容易揮發(fā)重新釋放進(jìn)入環(huán)境中而進(jìn)行二次分配，土壤有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)每提高1%而引起的KSA值的變化率不同，且這種變化會隨著有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高而趨于平穩(wěn)；辛醇—氣分配系數(shù)（KOA）與土—氣交換逸度分?jǐn)?shù)ff呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)土壤有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、2%和3%時，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.743(P<0.05)、-0.763(P<0.05)、-0.776(P<0.05)；應(yīng)用土—氣濃度比（Cs/a），進(jìn)一步判定土壤濃度和大氣濃度在其他參數(shù)不變的情況下，將會對HCHs及DDTs的土—氣交換行為產(chǎn)生影響；HCHs與DDTs的初次分餾及二次分餾效應(yīng)進(jìn)一步說明土壤性質(zhì)及其自身的理化性質(zhì)均會對分餾效應(yīng)產(chǎn)生影響。

摘要:為了揭示季節(jié)性凍融期不同潛水位埋深和土壤質(zhì)地對土壤蒸發(fā)的影響，通過連續(xù)2個凍融期的蒸滲計土壤剖面含水率和土壤溫度的監(jiān)測，利用水熱耦合運移模型模擬研究了4種不同潛水位埋深（0.5、1.0、1.5、2.0m）下砂壤土和壤砂土的土壤蒸發(fā)規(guī)律。結(jié)果表明：不穩(wěn)定凍結(jié)階段和消融解凍階段地表土壤均出現(xiàn)晝?nèi)谝箖龅奶卣?，土壤液態(tài)水分較多，砂壤土和壤砂土蒸發(fā)量分別占整個凍融期的91.7%和81.8%以上。穩(wěn)定凍結(jié)階段的土壤蒸發(fā)量隨著潛水位埋深的增加而增大，但小于0.31mm。潛水位埋深為0.5m時凍融期土壤蒸發(fā)量最大，砂壤土和壤砂土分別為47.28mm和25.60mm，隨著潛水位埋深的增加，凍融期土壤蒸發(fā)量呈指數(shù)型減少，土壤顆粒直徑相對較大的壤砂土土壤蒸發(fā)量隨潛水位埋深的增加而衰減的幅度較為明顯。該研究可為地下水淺埋區(qū)土壤鹽漬化的防治和地下水資源量的科學(xué)評價提供依據(jù)。

摘要:綜述了國內(nèi)外厭氧發(fā)酵用多功能催化劑（如微生物、酶、營養(yǎng)物質(zhì)、吸附劑、消泡劑、螯合劑及染料等）的研究進(jìn)展，強調(diào)了催化劑在厭氧發(fā)酵中的作用，討論了沼氣發(fā)酵菌群、工藝控制和系統(tǒng)處理廢棄物等方面的關(guān)鍵問題，突出了使用催化劑的技術(shù)優(yōu)勢，并對催化劑在厭氧發(fā)酵中應(yīng)用的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。沼氣的生產(chǎn)不僅使生物質(zhì)資源得到深度開發(fā)和循環(huán)利用，而且實現(xiàn)了廢棄物無害化處理及多層次的資源化利用，變廢為寶、化害為利，對解決人類社會所面臨的能源危機和環(huán)境污染具有重大的意義。

摘要:對利用厭氧消化纖維制取乙醇進(jìn)行了實驗研究，探索了不同溫度、總固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)等厭氧發(fā)酵條件對厭氧消化纖維產(chǎn)乙醇特性的影響。結(jié)果表明，中溫低濃度（37℃，6%）厭氧發(fā)酵得到的厭氧消化纖維，在預(yù)處理過程纖維素?fù)p失較低，酶解過程葡萄糖得率較高，為33.17%，乙醇產(chǎn)率為41g/kg。為提高乙醇產(chǎn)率，對預(yù)處理條件進(jìn)行了優(yōu)化，對酸、堿預(yù)處理方式進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，厭氧消化纖維產(chǎn)乙醇采取堿預(yù)處理更為有利。在溫和溫度（60℃）條件下，采用1%~3%的NaOH預(yù)處理6h至24h后，失重率降低至22%~56%，纖維素回收率高達(dá)80%以上，酶解葡萄糖產(chǎn)率升高，乙醇得率顯著提高。通過優(yōu)化預(yù)處理參數(shù)，3%NaOH在60℃預(yù)處理6h可以獲得最大乙醇產(chǎn)量（87g/kg），有效地提高了厭氧消化纖維產(chǎn)乙醇的效率。

摘要:采用蒸發(fā)法濃縮處理沼液，研究了低溫蒸發(fā)、常壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)過程對沼液濃縮的影響。結(jié)果表明：不同溫度下(常溫、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃)低溫蒸發(fā)對濃縮沼液的氨氮質(zhì)量濃度有較大影響，氨氮在蒸發(fā)過程中幾乎全部損失(98%)，對濃縮液營養(yǎng)物質(zhì)的回收不利。沼液在不同pH值（2、3、4、5、6、7）的常壓蒸發(fā)研究表明，當(dāng)初始pH值小于等于4時，冷凝水的氨氮質(zhì)量濃度低于41.0mg/L，水質(zhì)可以滿足GB 18596—2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。減壓蒸發(fā)試驗結(jié)果表明，相對真空度-0.03～-0.08MPa對沼液蒸發(fā)過程影響不大。沼液不同初始pH值的減壓試驗結(jié)果表明，與常壓蒸發(fā)相比，減壓蒸發(fā)可以降低冷凝水中的氨氮質(zhì)量濃度和化學(xué)需氧量（COD），提高冷凝水水質(zhì)。減壓蒸發(fā)在沼液初始pH值小于等于5時，冷凝水氨氮質(zhì)量濃度在61.8mg/L以下，可滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，真空蒸發(fā)對整個系統(tǒng)的運行最為有利。

摘要:采用隨機區(qū)組設(shè)計，以檸條粉為主要原料，干燥雞糞、油餅和尿素為氮源，纖維素降解菌為接種外源微生物，進(jìn)行了氮源類型及配比對檸條粉基質(zhì)化發(fā)酵過程中發(fā)酵性能參數(shù)的影響試驗。結(jié)果表明，氮源類型及配比對檸條粉基質(zhì)化發(fā)酵堆體的腐熟速度和腐解產(chǎn)物產(chǎn)生顯著的影響，以75%有機肥+25%化肥和50%有機肥+50%化肥處理的檸條粉堆體的升溫速度快，高溫持續(xù)時間較長（高于50℃，分別達(dá)到10d和9d，高于55℃，均達(dá)到6d），積溫較高，縮短了檸條粉腐熟的時間；至堆體結(jié)束后，總有機碳質(zhì)量比分別為355.54g/kg和359.86g/kg，總氮質(zhì)量比分別為22.36g/kg和0.385g/kg，硝態(tài)氮質(zhì)量比分別為22.21g/kg和0.337g/kg，銨態(tài)氮質(zhì)量比分別為0.049g/kg和0.051g/kg，碳氮比分別為14.69%和14.35%，纖維素和半纖維素降解率均在44%以上，木質(zhì)素降解率在37%以上，腐殖酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別達(dá)37.12%和37.08%，加速了檸條粉有機質(zhì)的分解和纖維素的降解，提高了堆肥腐熟進(jìn)程中的總氮和硝態(tài)氮含量，有效控制了氮素的損耗，保證了檸條粉腐熟后的肥力；腐熟后的各項理化指標(biāo)均符合理想基質(zhì)的要求，且基質(zhì)的浸提液均不會對種子產(chǎn)生毒害作用。但考慮到保護(hù)作物根系生長、固定植株、同外界氣體交換功能及持水保水能力等對基質(zhì)的要求，認(rèn)為氮源以75%有機肥+25%化肥和50%有機肥+50%化肥檸條粉腐熟的基質(zhì)更適合蔬菜作物栽培。

摘要:采用單純形格子混合設(shè)計法（SLMD）對纖維素、半纖維素和木質(zhì)素3種生物質(zhì)組分進(jìn)行復(fù)配優(yōu)化設(shè)計，并在綜合熱分析儀上進(jìn)行了熱解試驗。分析了3組分混合熱解特性，建立了由生物質(zhì)3組分比例直接計算動力學(xué)參數(shù)的預(yù)測模型，對模型進(jìn)行了試驗驗證。結(jié)果表明：纖維素?zé)峤夥磻?yīng)級數(shù)較低(1.20)，活化能較高(134.50kJ/mol)，指前因子較大(3.49×1012s-1)，熱解較為迅速與劇烈；半纖維素和木質(zhì)素?zé)峤獾姆磻?yīng)級數(shù)較高(1.30、1.32)，活化能較低(33.51、19.98kJ/mol)，指前因子較小(9.43×103、107s-1)，熱解較為緩慢；3組分在混合熱解中對動力學(xué)參數(shù)存在交互影響，纖維素對活化能和指前因子的影響較為顯著，而半纖維素與木質(zhì)素對反應(yīng)級數(shù)的影響較大；動力學(xué)參數(shù)預(yù)測模型精度較高，可有效預(yù)測生物質(zhì)熱解動力學(xué)參數(shù)。

摘要:為了減少生物質(zhì)濕解過程的排放和水的消耗，以麥稈為原料，麥稈濕解水溶液為溶劑，在高溫高壓反應(yīng)釜中，進(jìn)行了反應(yīng)溫度為220℃，停留時間為120min條件下的水循環(huán)濕解實驗研究，并結(jié)合X射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FTIR）和熱重分析儀的檢測分析結(jié)果對使用循環(huán)水作為溶劑時的麥稈濕解固體產(chǎn)物的微晶結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了深入分析。研究發(fā)現(xiàn)，隨水循環(huán)次數(shù)的增加，固體產(chǎn)物產(chǎn)率和固碳率逐漸增加，同使用新鮮水的麥稈濕解實驗相比較，水循環(huán)第6次時，固體產(chǎn)物產(chǎn)率和固碳率分別增加至78.7%和92.4%；麥稈濕解固體的有序化程度亦隨水循環(huán)次數(shù)的增加而增加，微晶結(jié)構(gòu)接近于石墨化的程度逐漸提高，有機官能團(tuán)和脂肪族結(jié)構(gòu)逐漸減少，芳香化和炭化程度逐漸提高；熱重分析表明，麥稈濕解固體熱穩(wěn)定性較好，并隨水循環(huán)次數(shù)的增加，熱穩(wěn)定性逐漸增強。麥稈濕解反應(yīng)水溶液循環(huán)利用有益于固體目標(biāo)產(chǎn)物的生成，并可改善產(chǎn)物的理化特性。

摘要:為研究牛糞不同組分的熱裂解機理，根據(jù)范式洗滌原理對牛糞進(jìn)行洗滌處理獲得不同成分組合的洗滌纖維，利用掃描電鏡觀察牛糞及洗滌纖維的表觀形貌，采用熱重分析試驗方法探討牛糞中不同組分洗滌纖維的熱解特性。電鏡掃描結(jié)果表明：牛糞表面密實，沒有裂縫和孔洞，隨著洗滌的進(jìn)行，表面結(jié)構(gòu)破壞越來越嚴(yán)重，由出現(xiàn)凹陷條紋到最后呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，洗滌纖維的空隙結(jié)構(gòu)有助于熱解時傳熱和揮發(fā)分的析出。熱重分析結(jié)果表明：以纖維素為主要成分的酸性洗滌纖維，熱解速率最大，為14.310%/min，強酸洗滌纖維熱解速率最小，為1.615%/min；不同組分的熱解具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并不是簡單的疊加，纖維素的加入使木質(zhì)素的熱解速率和溫度區(qū)間發(fā)生變化；半纖維素的存在對纖維素的熱解揮發(fā)具有一定的抑制作用，使纖維素的熱解速率由14.310%/min降低到7.617%/min。中性洗滌溶解物的存在，使得牛糞在較低溫度開始熱解，但半纖維素和纖維素的熱解速率較低。

摘要:采用類分形動力學(xué)對4種常見秸稈類生物質(zhì)的酶水解過程及其光合生物產(chǎn)氫能力進(jìn)行了實驗研究，并分析了各種秸稈類生物質(zhì)的光合生物產(chǎn)氫能力及其與產(chǎn)氫菌種生長之間的相關(guān)關(guān)系，得到了秸稈類生物質(zhì)酶解及光合生物產(chǎn)氫的相關(guān)動力學(xué)方程。實驗結(jié)果表明，4種秸稈類生物質(zhì)的酶解效果與產(chǎn)氫能力從大到小依次為小麥秸稈、玉米秸稈、高粱秸稈、棉花秸稈，酶解后還原糖質(zhì)量濃度分別達(dá)到了19.88、15.72、14.04、9.41g/L，累積產(chǎn)氫量分別達(dá)到了515.7、362、194.8、123.95mL，且在菌種生長的對數(shù)期產(chǎn)氫速率達(dá)到最大。同時，利用類分形動力學(xué)揭示了秸稈類生物質(zhì)酶解動力學(xué)參數(shù)與還原糖質(zhì)量濃度及累積產(chǎn)氫量成正比例關(guān)系，為進(jìn)一步完善秸稈類生物質(zhì)光合生物產(chǎn)氫工藝?yán)碚摵图夹g(shù)提供了參考。

摘要:對三球懸鈴木（俗稱法國梧桐）落葉酸堿預(yù)處理及其同步糖化發(fā)酵產(chǎn)氫工藝進(jìn)行實驗研究，利用修正的岡珀茨模型（Gompertz model）對產(chǎn)氫曲線加以擬合，以累積產(chǎn)氫量和產(chǎn)氫速率為考察指標(biāo)，研究不同酸堿預(yù)處理方法（添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8%的H2SO4和Ca(OH）2）對三球懸鈴木落葉光合生物產(chǎn)氫性能的影響規(guī)律，優(yōu)化出最佳酸堿預(yù)處理工藝條件為：稀酸預(yù)處理后的落葉試樣的產(chǎn)氫性能優(yōu)于氫氧化鈣預(yù)處理后的落葉試樣，其中H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時處理效果最佳，發(fā)酵產(chǎn)氣中的氫氣最大體積分?jǐn)?shù)達(dá)66.34%，累積產(chǎn)氫量為369mL，最高產(chǎn)氫速率11.03mL/h。稀酸處理液可以實現(xiàn)3次有效回收利用。

摘要:以不同熱解溫度（400℃、600℃、800℃）制得棉稈炭（棉—400、棉—600、棉—800），研究熱解溫度對棉稈炭孔隙特征與表面性質(zhì)的影響，以及棉稈炭對糠醛的吸附特性。結(jié)果表明：棉—400表面含有大量有機基團(tuán)，孔隙結(jié)構(gòu)較差；隨著熱解溫度的提高，含氧有機成分進(jìn)一步分解，棉稈炭表面酸性官能團(tuán)逐漸減少，而類吡喃酮結(jié)構(gòu)的堿性官能團(tuán)不斷增加，孔結(jié)構(gòu)得到改善；棉稈炭中氫碳摩爾比、表面酸堿官能團(tuán)含量是影響其對糠醛吸附的主要因素；隨著炭化程度的提高，酸性官能團(tuán)含量減少，堿性官能團(tuán)含量增加，使得棉稈炭表面石墨層與糠醛分子間的π—π色散力作用增強，所以棉—800對糠醛脫除率最高。

摘要:從自然界多處污泥中取樣，采用選擇性培養(yǎng)基初步富集出光合細(xì)菌混合菌群，采用菌體部分回流法對混合菌群進(jìn)行篩選和優(yōu)化，并研究了混合菌群以牛糞污水為原料的產(chǎn)氫特性。結(jié)果表明：從活性污泥中利用選擇性培養(yǎng)基富集出的光合細(xì)菌混合菌群，生長快速、穩(wěn)定，生長條件和產(chǎn)氫條件都比純種細(xì)菌要求低。采用菌體部分回流裝置篩選出了具有較高產(chǎn)氫活性的光合產(chǎn)氫混合菌群，菌體回流的最佳條件為：菌體回流時間36h，菌體回流量30%，此時混合菌群的產(chǎn)氫活性較高，最大產(chǎn)氫速率達(dá)到28.3mL/(L?h)，平均氫氣體積分?jǐn)?shù)為55%?；旌暇阂耘＜S污水為原料產(chǎn)氫時，產(chǎn)氫持續(xù)時間216h，平均產(chǎn)氫速率為11.65mL/（L?h），原料利用率為71.48%，平均原料轉(zhuǎn)化率為52.60mL/g。

摘要:為降低傳統(tǒng)環(huán)模成型機的能耗，設(shè)計了一種齒輥式環(huán)模成型機，并對該成型機的運動干涉、最大攫取角進(jìn)行了理論分析。結(jié)果表明按照設(shè)計尺寸運動并不干涉，最大攫取角大于普通環(huán)模；在該樣機上以含水率8%~20%四倍體刺槐顆粒為原料進(jìn)行了成型對比試驗，結(jié)果表明：不同含水率下的平均比能耗為56.82kW·h/t，成型密度為1.085g/cm3，比同樣結(jié)構(gòu)的普通環(huán)模產(chǎn)量提高了3.36%~6.25%，能耗降低5.77%，密度提高3.33%，同時發(fā)現(xiàn)在含水率16%、轉(zhuǎn)速200r/min時比能耗最低，為50.3kW·h/t。

摘要:為了制備分離蘋果渣中多酚的納米材料，通過改變甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二異丁腈和乙腈用量的試驗，研究不同條件下甲基丙烯酸納米材料的成型，結(jié)合蘋果渣多酚提取液中多酚吸附試驗，確定最佳多酚吸附量的納米材料制備工藝。結(jié)果表明，甲基丙烯酸納米材料的最佳制備工藝參數(shù)為：甲基丙烯酸（MAA）2.5mmol、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）2.5mmol、偶氮二異丁腈（AIBN）1.00mmol、乙腈20mL，該條件下制備的納米材料對多酚吸附量為33.42mg/g，解吸率為61.13％。

摘要:基于近紅外（NIR）光譜技術(shù)，采用隨機森林（RF）回歸方法測定飼料魚粉的蛋白含量。考慮到RF模型的隨機性，通過調(diào)試決策樹數(shù)量（ntree）和分裂變量數(shù)目（nsv）來進(jìn)行模型優(yōu)選；利用基尼系數(shù)（G）的下降量來判斷近紅外波長變量的建模重要性，進(jìn)而為魚粉蛋白的NIR分析優(yōu)選信息波長，以提高NIR定量分析精度。根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，選擇具有較低計算復(fù)雜度的等效最優(yōu)模型。優(yōu)選的RF模型構(gòu)建471個決策樹，需要隨機的103個波長變量進(jìn)行樹節(jié)點分裂，同時通過計算節(jié)點分裂前后G的平均下降量來選擇52個近紅外信息波長進(jìn)行定標(biāo)校正，得到等效最優(yōu)的校正模型，校正均方根偏差和校正相關(guān)系數(shù)分別為3.970%和0.943；經(jīng)過獨立的預(yù)測集樣品對最優(yōu)RF模型進(jìn)行檢驗，預(yù)測均方根偏差為5.271%，預(yù)測相關(guān)系數(shù)為0.906，說明RF回歸結(jié)合G系數(shù)的波長優(yōu)選能夠有效地提高NIR光譜應(yīng)用于魚粉蛋白定量的預(yù)測能力。

摘要:提出了一種高光譜遙感圖像半監(jiān)督分類算法DE-self-training。利用少量標(biāo)記樣本作為初始訓(xùn)練集，基于改進(jìn)的Self-training算法構(gòu)建初始分類器，對未標(biāo)記樣本進(jìn)行預(yù)測；然后從分類結(jié)果中按一定比例隨機選取部分樣本，連同其類別標(biāo)記一起加入訓(xùn)練集中，再用擴大的訓(xùn)練集重新訓(xùn)練分類器，并對剩余的未標(biāo)記樣本進(jìn)行預(yù)測。如此迭代地進(jìn)行訓(xùn)練—預(yù)測—挑選樣本擴大訓(xùn)練集過程。同時，在迭代訓(xùn)練過程中，運用基于最近鄰域規(guī)則的數(shù)據(jù)剪輯策略對擴大訓(xùn)練集時產(chǎn)生的誤標(biāo)記樣本進(jìn)行過濾，以保證訓(xùn)練集的質(zhì)量，不斷迭代地訓(xùn)練出更精確的分類器，最終使所有未標(biāo)記樣本都獲得類別標(biāo)記。以AVIRIS Indian Pines和Hyperion EO—1 Botswana作為實驗數(shù)據(jù)對DE-self-training算法進(jìn)行測試，并與基于支持向量機的分類結(jié)果作比對。實驗表明，DE-self-training算法可以在標(biāo)記樣本數(shù)量有限條件下，充分挖掘未標(biāo)記樣本的有用信息，使總體分類精度和Kappa系數(shù)都有不同程度的提高。

摘要:提出了運用多核支持向量回歸（MK—SVR）算法構(gòu)建小麥葉面積指數(shù)（LAI）遙感監(jiān)測模型。以2010—2013年試驗樣點小麥拔節(jié)、孕穗、開花3期的實測LAI數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，同步獲取我國自主研發(fā)的環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星HJ—CCD對該研究區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，分析了各生育期小麥LAI與8種植被指數(shù)間的相關(guān)性。以顯著相關(guān)的植被指數(shù)作為輸入?yún)?shù)，使用MK—SVR算法構(gòu)建了每個生育期的小麥LAI反演模型，即MK—SVR—LAI模型。為了評價模型，每期使用單一核支持向量回歸（SK—SVR）、偏最小二乘(PLS)回歸算法構(gòu)建了SK—SVR—LAI、PLS—LAI模型。將模型估算LAI值和田間觀測LAI值進(jìn)行比對，以決定系數(shù)(R2)和均方根誤差(RMSE)為指標(biāo)評價并比較了模型。結(jié)果表明：3個生育期MK—SVR—LAI模型的RMSE值均低于參比模型，拔節(jié)期為0.2931，孕穗期為0.4668，開花期為0.5486，且該模型的R2也都最高，拔節(jié)期為0.7624，孕穗期為0.8018，開花期為0.6689。

摘要:基于光學(xué)遙感數(shù)據(jù)反演的植被指數(shù)和地表溫度進(jìn)行旱澇災(zāi)害監(jiān)測在時間上具有滯后性，降水?dāng)?shù)據(jù)可以更加及時直觀地反映地表干濕狀態(tài)的變化，目前旱澇災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)用地面點上降水觀測站點的數(shù)據(jù)較多，熱帶降雨測量衛(wèi)星（TRMM）被動微波遙感為大面積進(jìn)行旱澇災(zāi)害監(jiān)測提供了可能。利用江蘇省1998年1月—2014年3月的TRMM 3B43月降水資料，采用尺度為12的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI12），分析江蘇省旱澇時空特征變化規(guī)律。分析結(jié)果表明：江蘇省16年來發(fā)生旱澇災(zāi)害的幾率為34.08%，其中發(fā)生旱災(zāi)的幾率（16.74%）與發(fā)生澇災(zāi)的幾率（17.34%）相接近；江蘇省一年四季都易受到旱澇災(zāi)害的影響且旱災(zāi)與澇災(zāi)具有交替出現(xiàn)的特點；1999—2014年間多次出現(xiàn)較嚴(yán)重的旱澇災(zāi)害，且江蘇中部地區(qū)更易受到旱澇災(zāi)害的影響。

摘要:區(qū)域性的蝗蟲災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形成了巨大的危害。實現(xiàn)對蝗蟲的發(fā)生發(fā)展的實時監(jiān)測對于治蝗防蝗具有重要意義。以內(nèi)蒙古赤峰市北部三旗為研究區(qū)域，通過對Landsat8 OLI 衛(wèi)星數(shù)據(jù)蝗蟲寄主植物分類，結(jié)合疊加先驗蝗區(qū)分布圖，判別出蝗蟲適生地。然后，采用Landsat8衛(wèi)星數(shù)據(jù)，反演葉面積指數(shù)、地表溫度和土壤濕度等蝗蟲生境參數(shù)，并結(jié)合外業(yè)同步調(diào)查蝗蟲生境數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、歷史蝗災(zāi)數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析與建模。同時，利用逐步回歸分析得到了蝗蟲蟲口密度與葉面積指數(shù)、地表溫度和土壤濕度等生境參數(shù)的關(guān)系模型，驗證結(jié)果表明，監(jiān)測模型具有較高的精度，決定系數(shù)為0.50，均方根誤差為3.17。

摘要:物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)最重要的數(shù)據(jù)源之一，自動觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分析以及基礎(chǔ)科研數(shù)據(jù)應(yīng)用非常重要。針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)觀測的一類非平穩(wěn)時間序列數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)缺失、野值剔除、感知故障預(yù)警和長時間預(yù)測等問題，采用光滑弱假設(shè)高斯先驗，構(gòu)建了基于高斯過程的自回歸模型表征的動態(tài)系統(tǒng)，并通過樣本集學(xué)習(xí)，形成能考慮噪聲干擾的傳感變化規(guī)律建模，并可提供預(yù)測誤差帶用于預(yù)測數(shù)據(jù)的不確定性度量。針對原始數(shù)據(jù)的缺失和野值問題，采用基于高斯過程的短期預(yù)測，可補齊缺失數(shù)據(jù)，利用其不確定性度量可甄別數(shù)據(jù)野值，進(jìn)行野值剔除與替換，并在此基礎(chǔ)上判斷感知故障；給出了基于輸入數(shù)據(jù)不確定性傳播的多步迭代預(yù)測方法，使長期預(yù)測仍可以跟蹤農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的動態(tài)軌跡，并可為其預(yù)測值提供不確定性度量；將溫室采集的真實傳感數(shù)據(jù)用于分析試驗，驗證了高斯過程用于服務(wù)器端的農(nóng)業(yè)時間序列數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制的可行性。

摘要:以自主研發(fā)的條碼溯源電子秤為信息采集基礎(chǔ)、以交易信息數(shù)據(jù)庫為管理核心、以手機掃描二維條碼為追溯手段，構(gòu)建了社區(qū)菜店交易管理與追溯系統(tǒng)框架。條碼溯源電子秤在集成相關(guān)模塊的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了產(chǎn)品稱量、身份驗證、標(biāo)簽打印和數(shù)據(jù)上傳等功能。在突破電子秤數(shù)據(jù)傳輸與解析技術(shù)、改進(jìn)包含多條信息的手機掃描二維條碼追溯識別技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了社區(qū)菜店交易管理與追溯系統(tǒng)。通過搭建模擬環(huán)境，對連接多臺電子秤的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性、手機掃描二維條碼追溯進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，無論是實時傳輸方式還是集中傳輸方式，其傳輸成功率均在99%以上；隨著標(biāo)簽中產(chǎn)品數(shù)量的增加，不同像素的手機識別速度和識別成功率均存在不同程度的下降趨勢，其中800萬像素的手機在識別速度上具有明顯優(yōu)勢。

摘要:哺乳期母豬姿態(tài)是其哺乳意愿的外在表現(xiàn)，母豬哺乳時身體側(cè)臥，拒絕哺乳時身體立臥或傾臥，哺乳期母豬側(cè)臥時間可作為母性行為評價的重要指標(biāo)。選用集MPU6050和藍(lán)牙傳輸模塊為一體的行為數(shù)據(jù)采集模塊，采集母豬哺乳期內(nèi)(28d)的行為數(shù)據(jù)，統(tǒng)計母豬采食時間段的姿態(tài)角，計算節(jié)點偏轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)行為數(shù)據(jù)校正；利用Haar小波提取特征系數(shù)重構(gòu)加速度曲線的基本輪廓，結(jié)合各姿態(tài)的數(shù)值特征，利用支持向量機實現(xiàn)母豬立、側(cè)、傾姿態(tài)分類，及其側(cè)、傾姿左右方向的識別。以江蘇省地方豬小梅山母豬為試驗對象，分析母豬的哺乳姿態(tài)，試驗結(jié)果表明：行為數(shù)據(jù)校正算法可降低節(jié)點偏轉(zhuǎn)的影響，小波變換實現(xiàn)了數(shù)據(jù)歸一化，去除了高能運動干擾，姿態(tài)分類器識別左、右側(cè)姿的正確率分別為65.8%、90.1%，立姿的正確識別率為75.4%，側(cè)姿總體正確識別率達(dá)到83.3%，姿態(tài)識別可以有效反映母豬的哺乳意愿。

摘要:以西葫蘆為試驗對象，采用非接觸式激光掃描獲取植物葉片3-D形態(tài)信息，運用微分幾何算法、二維傅里葉譜分析法、垂直投影葉面積法以及標(biāo)準(zhǔn)差法定義了4種植物萎蔫指數(shù)（TB_3D、RLWI-2DFT、RTPLA和RSD）用來定量刻畫植物萎蔫狀態(tài)。試驗結(jié)果表明萎蔫指數(shù)能夠很好地定量刻畫植物萎蔫形態(tài)。其中TB_3D與太陽全輻射量、大氣溫度線性相關(guān)，決定系數(shù)取值范圍分別為[0.710, 0.721]和[0.513, 0.589]。TB_3D與莖稈直徑線性相關(guān)，決定系數(shù)為0.845。最后通過比較4種萎蔫指數(shù)刻畫萎蔫狀態(tài)的相關(guān)性，兩兩間決定系數(shù)大于0.736，結(jié)果表明4種指數(shù)的萎蔫表征效果基本一致。

摘要:為了提高樣地調(diào)查時的野外工作效率，設(shè)計了一種相片樣地建立方法，以雙目相機為測量工具，在樣地中心上下放置雙目相機，依次進(jìn)行12次30°的旋轉(zhuǎn)拍攝，獲取12組立體相對，配合少量的現(xiàn)場目視檢查和遮擋木補測，以立體相對前方交會作為內(nèi)業(yè)處理手段，提取并糾正相片中各目標(biāo)木的胸徑和樹心坐標(biāo)，利用左右旋轉(zhuǎn)角度和將樹心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系中，完成樣地各目標(biāo)木的胸徑提取、樣木坐標(biāo)提取、蓄積量計算等工作。為了驗證該方法，選擇了9塊固定樣地進(jìn)行相片樣地建立，分別對比相片樣地與固定樣地調(diào)查中提取的胸徑、樹心坐標(biāo)、蓄積量和工作時間，其中蓄積量的平均相對誤差為5.5%，最大相對誤差為8.2%。

摘要:基于熒光分析法，設(shè)計了一種水體葉綠素a傳感器，可滿足長期海洋、湖泊環(huán)境實時檢測的要求。闡述了熒光分析法測量水體葉綠素a的基本原理，提出了葉綠素a傳感器光通路部分的設(shè)計方法：首先設(shè)計了光學(xué)傳感器探頭；進(jìn)而基于葉綠素a在430~470nm藍(lán)光波段吸收作用最強的特性，選用460nm波長的超高亮藍(lán)色發(fā)光二極管作為熒光激勵信號設(shè)計傳感器的信號源，激勵光源選用4組超高亮藍(lán)色發(fā)光LED，符合葉綠素a強吸收定光譜特性，具有功耗小、體積小、成本低和電路設(shè)計簡單等優(yōu)點。對比分析了幾種不同光電轉(zhuǎn)化器件的優(yōu)缺點，選擇光敏二極管作為光接收器件，滿足了水體葉綠素a熒光信號微弱的檢測特點；最后對傳感器進(jìn)行了標(biāo)定與校準(zhǔn)。結(jié)果表明，傳感器測量結(jié)果決定系數(shù)R2為0.998，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.05μg，最低檢出限為0.25μg/L。

摘要:松軟地面機器系統(tǒng)的理論研究，對農(nóng)業(yè)、林業(yè)、礦業(yè)和軍事等領(lǐng)域作業(yè)機械的發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值。本文總結(jié)了松軟地面機器系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，以及松軟干沙地面輪壤關(guān)系最新研究進(jìn)展；從土壤動物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和柔性方面闡述仿生脫附減阻機理，綜述了地面機械觸土部件的仿生理論基礎(chǔ)；概括了用于地面力學(xué)特性測試的技術(shù)方法和地面機器系統(tǒng)研究的土槽測試系統(tǒng)；分析歸納了數(shù)值模擬方法在地面機器系統(tǒng)研究中的進(jìn)展；進(jìn)而對松軟地面機器系統(tǒng)理論方法在觸土部件和車輛行走機構(gòu)中的應(yīng)用研究進(jìn)行了展望。

摘要:為了研究較高軌壓條件對共軌噴油器控制閥的影響，對典型的共軌噴油器進(jìn)行了可靠性試驗，而且針對控制閥及其上游流道進(jìn)行了非定常氣液兩相流動模擬計算和分析。計算所需的動網(wǎng)格邊界條件由執(zhí)行器銜鐵桿位移測量試驗獲得。通過測量噴油器的動態(tài)回油流量，對計算模型進(jìn)行了試驗驗證?？煽啃栽囼灲Y(jié)果表明控制閥的閥座錐面存在空化穴蝕損傷。模擬計算結(jié)果表明，當(dāng)入口壓力條件達(dá)到250MPa級別后，在控制閥上游的導(dǎo)流孔內(nèi)出現(xiàn)明顯的空化現(xiàn)象；在150MPa、200MPa和250MPa 3個級別的入口壓力條件時氣液兩相質(zhì)量交換率的比值為1∶1.187∶1.437。為匹配250MPa及以上級別的軌壓條件，控制閥上游流道結(jié)構(gòu)須改進(jìn)。

摘要:以比例閥異形閥口的流量特性為研究對象，搭建了U形、V形、圓頭漸擴形節(jié)流槽閥口結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了仿真與實驗研究，分析了異形閥口在不同壓差及不同開口度條件下的流量特性，得到了圓頭漸擴形閥口形式具有較好的流量控制線性度。采用相似實驗的方法，按雷諾相似準(zhǔn)則設(shè)計比例閥實驗?zāi)Ｐ停⑦x用純水為介質(zhì)，利用2D—PIV流場測試技術(shù)對異形閥口流場特性進(jìn)行了可視化實驗研究，得到了圓頭漸擴形閥口不但具有較好的流量特性，并且降低了旋渦的面積與強度，預(yù)期會產(chǎn)生較小的流動損失。

摘要:為了快速精確地建立機床幾何誤差項數(shù)學(xué)模型，提出了一種基于切比雪夫多項式的參數(shù)化建模方法。首先針對測量得到的機床基本幾何項數(shù)據(jù)，將機床相應(yīng)運動軸進(jìn)給量轉(zhuǎn)化為切比雪夫變量。其次將切比雪夫變量代入不同階次的切比雪夫多項式得到相應(yīng)的值。然后根據(jù)切比雪夫基函數(shù)值和切比雪夫變量用多元線性回歸方法獲得相應(yīng)的系數(shù)，得到關(guān)于切比雪夫基函數(shù)的數(shù)學(xué)模型。最后將運動軸進(jìn)給量與切比雪夫變量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系代入得到基本幾何誤差項的數(shù)學(xué)模型。建模過程簡單且易程序化，切比雪夫多項式的高逼近精度使得建立的模型精度高。將所有幾何誤差項參數(shù)化模型代入機床幾何誤差模型綜合數(shù)學(xué)模型，從而可得到機床工作空間幾何誤差場分布。以MV—5A三軸立式加工中心為例，將各個幾何誤差項參數(shù)化模型代入機床幾何誤差模型中得到該機床綜合幾何誤差數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而得到該機床工作空間幾何誤差場分布，為機床設(shè)計和誤差補償提供了理論依據(jù)。

摘要:磁致伸縮力傳感器依靠材料磁化強度的改變來表征外部力載荷的大小，研究了基于Fe-Ga合金磁致伸縮逆效應(yīng)的力傳感模型，采用三維有限元方法對力傳感磁路進(jìn)行了優(yōu)化與設(shè)計。為了研究不同磁場和負(fù)載對材料磁化強度的影響，以均質(zhì)能量公式為基礎(chǔ)，在均質(zhì)能量公式中引入以應(yīng)力和磁場為自變量的吉布斯自由能函數(shù)，建立了描述合金磁化強度隨應(yīng)力變化關(guān)系的模型。為對模型進(jìn)行驗證，建立了一套磁致伸縮力傳感特性測試系統(tǒng)，分別對Fe-Ga合金和Terfenol-D力傳感特性進(jìn)行測試與對比，驗證試驗表明所建立的模型可以較好預(yù)測磁化強度的變化，并且可以預(yù)測偏置磁場的影響。在Fe-Ga合金與Terfenol-D的對比試驗中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-Ga合金對偏置磁場更為敏感，并且磁滯非線性較Terfenol-D更小，由于無退火應(yīng)力，Terfenol-D在偏置較低時出現(xiàn)負(fù)方向的磁化強度。

摘要:質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是具有多參數(shù)影響的復(fù)雜系統(tǒng)，針對其時變、非線性及不確定性導(dǎo)致其輸出動態(tài)特性難以控制的問題，設(shè)計了自適應(yīng)預(yù)測控制器。該控制器以PEMFC系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型作為預(yù)測模型，充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對非線性系統(tǒng)的擬合能力，并在控制過程中實時對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值、閾值進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)自適應(yīng)預(yù)測的滾動優(yōu)化，保證了控制器對PEMFC控制的實時性；在控制過程中將輸出電壓分別反饋至自適應(yīng)模型及預(yù)測控制前端，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度。驗證結(jié)果表明：基于自適應(yīng)預(yù)測的控制方法具有較強的魯棒性，學(xué)習(xí)能力強，控制精度高，并具有自適應(yīng)能力，對質(zhì)子交換膜燃料電池輸出動態(tài)特性的穩(wěn)定性具有較好的控制效果。

摘要:為了提高微傳動平臺的定位精度，對幾何誤差進(jìn)行了分析。利用微分關(guān)系構(gòu)造微傳動平臺輸出位姿誤差與各結(jié)構(gòu)參數(shù)幾何誤差之間的映射關(guān)系，引入誤差權(quán)重系數(shù)，分析了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對微傳動平臺定位精度的影響，建立了微傳動平臺的精度補償模型。利用Matlab對微傳動平臺的定位精度進(jìn)行計算仿真，搭建實驗平臺進(jìn)行實驗測試，仿真和實驗結(jié)果表明，基于權(quán)重系數(shù)法建立的誤差模型合理，并且通過建立的精度補償模型，微動平臺的定位誤差從補償前的20%~30%下降到了補償后的10%~15%，使微傳動平臺的定位精度獲得了較大提高。

摘要:根據(jù)多維運動模擬的需求，提出一種包含螺旋圓彈簧(圓柱形螺旋彈簧)的欠驅(qū)動運動模擬臺。利用螺旋圓彈簧的軸向和橫向剛度約束運動模擬臺的工作空間，通過兩個驅(qū)動分支和動力耦合實現(xiàn)其3個自由度的運動。將螺旋圓彈簧等效為Re/Pe/Re彈性運動支鏈，進(jìn)而將并聯(lián)運動模擬臺等效為2RPR/2RePeRe彈性欠驅(qū)動機構(gòu)，并利用Grassmann線幾何分析該機構(gòu)的輸入選取原則?；谛考捌溥w移公式，建立等效機構(gòu)的運動學(xué)模型。借助于影響系數(shù)和虛功原理，對該彈性欠驅(qū)動機構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到其靜力學(xué)約束方程。最后，建立了該機構(gòu)的連續(xù)非線性柔度模型，并以此為基礎(chǔ)得到其方向剛度模型。

摘要:針對高速6—PSS并聯(lián)機器人尺寸參數(shù)多、動態(tài)性能復(fù)雜等特點，提出一種以工作空間為基礎(chǔ)、動力學(xué)特性為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化方法。首先構(gòu)建機構(gòu)運動學(xué)方程，并利用拉格朗日法構(gòu)建動力學(xué)模型，對機構(gòu)的約束條件及工作空間進(jìn)行分析，確定尺寸參數(shù)的搜索范圍。然后，分析各個尺寸參數(shù)對關(guān)鍵動態(tài)性能的影響趨勢，綜合分析計算結(jié)果并提出優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。最后，通過優(yōu)化數(shù)學(xué)模型計算，得到并聯(lián)機器人尺寸參數(shù)最優(yōu)解。通過仿真驗證，對比優(yōu)化前后驅(qū)動力、速度、功率等動態(tài)性能參數(shù)值，結(jié)果表明了優(yōu)化算法的有效性和正確性,可為高速并聯(lián)機構(gòu)的參數(shù)設(shè)計提供一種有效的優(yōu)化方法。