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摘要:生物炭基肥是以生物炭為載體與傳統(tǒng)肥料復(fù)合而成的新型緩釋肥料，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及污染防控中的作用得到廣泛認(rèn)可。基于多年研究成果和文獻(xiàn)綜合分析，闡述了生物炭基肥的研發(fā)背景與重要性及生物炭基肥的增效機(jī)制，包括: 吸持緩釋養(yǎng)分、改善土壤理化性質(zhì)及作物根系生長的水肥氣熱環(huán)境、改善土壤微生物生長的微環(huán)境、提供礦質(zhì)養(yǎng)分及生物刺激物質(zhì)等。此外，闡述了生物炭基肥在提升作物產(chǎn)量與品質(zhì)、肥料高效利用與減施增效及環(huán)境污染防控等方面的作用；以及產(chǎn)品在制備（調(diào)整生物炭來源和炭-肥混合方式）、成型（確定形狀，篩選粘接劑和延展劑）、配方（調(diào)整基礎(chǔ)肥料組成，調(diào)整生物炭、水和粘接劑比例）及改性工藝（添加不同比例的高嶺土、膨潤土、煤炭腐植酸及其復(fù)配物的改性材料）方面的最新進(jìn)展。根據(jù)現(xiàn)有問題及技術(shù)需求，指出加強(qiáng)新型產(chǎn)品研制及應(yīng)用基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)大尺度應(yīng)用的農(nóng)業(yè)水土、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等效應(yīng)及綜合評價指標(biāo)體系研究，及加快應(yīng)用技術(shù)推廣是生物炭基肥增效技術(shù)領(lǐng)域未來主要研究方向。

摘要:針對復(fù)雜光照條件下視覺導(dǎo)引AGV的路徑提取問題，提出一種基于光照色彩模型的自適應(yīng)圖像照度分區(qū)閾值分割方法。首先研究光照照度與圖像亮度分量的關(guān)系，通過統(tǒng)計復(fù)雜光照條件下的圖像色彩分布建立光照色彩模型。其次根據(jù)光照色彩模型將導(dǎo)引路徑圖像劃分為不同照度區(qū)域。然后在RGB色彩空間對低照度區(qū)域進(jìn)行圖像增強(qiáng)以還原路徑色彩信息，在高亮光區(qū)域?qū)ι确至緾b與Cr進(jìn)行差分運(yùn)算以抑制共模照度干擾，最后對不同照度區(qū)域分別進(jìn)行自適應(yīng)閾值分割。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在光照環(huán)境中同時存在高反光和暗陰影的運(yùn)行路面，該路徑提取方法具有較強(qiáng)的復(fù)雜光照適應(yīng)性，可顯著降低在高反光和暗陰影區(qū)域的欠分割及過分割誤差，對導(dǎo)引路徑的識別率為98%。

摘要:針對輪式移動機(jī)器人給定速度需求的非連續(xù)路徑跟蹤控制問題，將其轉(zhuǎn)換為滿足速度約束的軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤控制。首先，針對給定速度需求的路徑跟蹤問題，以運(yùn)行時間和能量為優(yōu)化目標(biāo)，給定的路徑和速度為約束條件，采用五次Bezier樣條方法優(yōu)化得到了滿足需求的連續(xù)光滑軌跡。其次，利用輪式移動人系統(tǒng)的微分平坦特性，采用微分平坦方法設(shè)計前饋控制器；然后，將輪式移動機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型在前饋控制的平衡點(diǎn)處進(jìn)行一階泰勒展開，得到了線性時變的誤差模型，并通過定義新的狀態(tài)變量，設(shè)計了具有Lyapunov穩(wěn)定性的誤差反饋控制器。結(jié)合前饋控制和反饋控制得到了二自由度軌跡跟蹤控制器。同時將泰勒展開的高階項(xiàng)考慮為有界的擾動輸入，在輸入到狀態(tài)穩(wěn)定性框架下證明了控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性；最后，通過Pioneer 3-dx輪式移動機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的算法能夠滿足給定速度需求的非連續(xù)路徑的跟蹤控制需求。

摘要:針對柑橘果、葉、枝對象具有球體、片體和細(xì)柱體不同的三維幾何特征，提出一種識別柑橘果實(shí)的深度球截線方法。首先提出了球形果實(shí)特征提取的深度球截線方法的基本原理和關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而分別針對枝上果、葉孤立和貼碰區(qū)域提出了孤立果實(shí)的特征提取算法和貼碰果實(shí)的特征提取算法，得到了復(fù)雜枝環(huán)境下的深度數(shù)據(jù)處理與果實(shí)識別策略，并綜合根據(jù)Intel RealSense F200型深度傳感器參數(shù)、柑橘果實(shí)尺寸、近景探測范圍、數(shù)據(jù)預(yù)處理與特征提取需要完成了深度球截線方法的參數(shù)確定。大量室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，深度球截線方法對孤立果實(shí)提取的平均成功率為97.8%，貼碰區(qū)域內(nèi)果實(shí)提取的平均成功率為76%，而復(fù)雜枝環(huán)境的果實(shí)提取綜合成功率為63.8%。該深度球截線的識別方法僅利用有限的深度數(shù)據(jù)點(diǎn)，在保證原始數(shù)據(jù)精度的同時降低了運(yùn)算量和果實(shí)特征提取復(fù)雜性，能有效應(yīng)對果葉遮擋問題，實(shí)現(xiàn)對貼碰果葉的有效區(qū)分，對柑橘果實(shí)具有良好的適應(yīng)性，為采摘機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的果實(shí)識別與定位提供了新的技術(shù)思路。

摘要:為實(shí)現(xiàn)打穴式移栽機(jī)高效成型滿足農(nóng)藝要求栽植孔，基于打孔移栽作業(yè)的工作特點(diǎn)，融合油菜移栽農(nóng)藝要求，設(shè)計了一種純滾動式油菜移栽栽植孔成型機(jī)。通過分析純滾動機(jī)構(gòu)運(yùn)動機(jī)理，研究成孔機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)方程，建立成型栽植孔的參數(shù)方程。采用Matlab軟件生成栽植孔理論輪廓線，并生成成型栽植孔的外形圖，運(yùn)用CATIA軟件進(jìn)行仿真分析得出成型栽植孔的輪廓曲線圖，并將上述圖形進(jìn)行擬合模擬，驗(yàn)證了成孔機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)動參數(shù)的合理性。試制樣機(jī)，進(jìn)行田間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：機(jī)具以慢2擋工作狀態(tài)下前進(jìn)速度為1.80～1.96km/h，作業(yè)效率達(dá)到0.306～0.333hm2/h，在黏土、壤土和砂土3種土壤中試驗(yàn)，其成孔的平均合格率分別達(dá)到了94.4%、93.3%、90.4%，表明研制的成孔機(jī)能成型滿足設(shè)計要求的栽植孔。

摘要:針對傳統(tǒng)鋤鏟式中耕機(jī)在粘重土壤作業(yè)中碎土率低、碎土后土壤粒徑較大等問題，對驅(qū)動式馬鈴薯中耕機(jī)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計，通過對整體結(jié)構(gòu)和工作原理的闡述，對由碎土刀與刀盤組成的耕作部件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計與運(yùn)動學(xué)分析，并對碎土刀切削土壤過程的剪切應(yīng)力進(jìn)行理論分析，運(yùn)用Matlab確定了影響剪切應(yīng)力的因素參數(shù)范圍。以碎土刀刀軸轉(zhuǎn)速、前進(jìn)速度、耕深、碎土刀折彎角和刃口長度為因素，以碎土率為指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)臺試驗(yàn)，并進(jìn)行了正交回歸方差分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：在刀軸轉(zhuǎn)速為275r/min、前進(jìn)速度為0.75m/s、耕深為0.18m、碎土刀折彎角為150°、刃口長度為0.07m時，耕作后土壤碎土率為93.8%。試驗(yàn)確定了碎土刀的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，所設(shè)計的碎土刀能增強(qiáng)碎土效果，關(guān)鍵部件的設(shè)計滿足馬鈴薯中耕作業(yè)耕深、碎土要求。該研究基本解決了中耕過程中碎土率低、碎土后土壤粒徑較大等問題，作業(yè)效果更加明顯，為馬鈴薯中耕機(jī)的設(shè)計改進(jìn)與優(yōu)化提供了理論支撐和技術(shù)參考。

摘要:為提高嫁接流程的自動化程度，設(shè)計了一種適用于雙斷根嫁接機(jī)的自動搬運(yùn)及回栽裝置，以解決嫁接后嫁接苗依靠人工搬運(yùn)、回栽作業(yè)的問題。闡述了搬運(yùn)及回栽裝置工作原理，并對關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真和運(yùn)動學(xué)分析。通過嫁接苗貼接夾緊區(qū)域統(tǒng)計和嫁接苗搬運(yùn)試驗(yàn)，確定搬運(yùn)機(jī)構(gòu)對嫁接苗的最佳夾持位置；當(dāng)機(jī)構(gòu)夾持嫁接苗夾子下端搬運(yùn)，搬運(yùn)成功率可達(dá)94%，平均耗時為2.5s/株。通過鎮(zhèn)壓三因素三水平正交試驗(yàn)，確定嫁接苗鎮(zhèn)壓效果最優(yōu)條件；當(dāng)打孔孔徑10mm、打孔深度15mm、鎮(zhèn)壓塊形狀為對分錐面鎮(zhèn)壓時,嫁接苗回栽試驗(yàn)成功率可達(dá)92%，平均耗時為4s/株，滿足目前全自動嫁接機(jī)的嫁接速度要求。試驗(yàn)表明，設(shè)計的嫁接苗自動搬運(yùn)及回栽裝置與嫁接機(jī)配套使用，可提高嫁接流程的自動化程度。

摘要:根據(jù)我國推廣日糧飼養(yǎng)技術(shù)的需要及日糧混合機(jī)自主創(chuàng)新研究少的現(xiàn)狀，設(shè)計了一種由中空正十棱柱狀轉(zhuǎn)筒與其主軸上安裝的槳葉組合而成的日糧混合機(jī)，實(shí)現(xiàn)日糧各組分的混合加工。為探究其混合性能，利用轉(zhuǎn)筒與槳葉組合式日糧混合試驗(yàn)裝置，以混合時間、填充率、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、槳葉回轉(zhuǎn)半徑為試驗(yàn)因素，以混合均勻度、凈功耗為評價指標(biāo)，采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計方法進(jìn)行試驗(yàn)研究。運(yùn)用Design-Expert軟件建立并優(yōu)化分析了試驗(yàn)因素與評價指標(biāo)之間的回歸數(shù)學(xué)模型，對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：各試驗(yàn)因素對混合均勻度的影響由大到小依次為填充率、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、混合時間、槳葉回轉(zhuǎn)半徑；各試驗(yàn)因素對凈功耗的影響由大到小依次為混合時間、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、填充率、槳葉回轉(zhuǎn)半徑；最佳參數(shù)組合方案為混合時間3.5min、填充率66%、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速29r/min和槳葉回轉(zhuǎn)半徑236mm，對應(yīng)的混合均勻度為92.98%、凈功耗為32.618kJ，比優(yōu)化前分別降低了5.04%、3.31%。

摘要:為了降低收獲過程中的牧草損失，選擇最佳的割草壓扁機(jī)設(shè)計參數(shù)，對割草壓扁機(jī)割刀轉(zhuǎn)速和壓扁輥轉(zhuǎn)速及其匹配對苜蓿收獲質(zhì)量的影響進(jìn)行了研究。利用ADAMS軟件對割臺和植株進(jìn)行了虛擬樣機(jī)建模，并利用模型進(jìn)行了苜蓿植株的切割喂入試驗(yàn)，通過收獲過程中割刀與植株平均接觸力、壓扁輥與植株平均接觸力、輸送時間等仿真數(shù)據(jù)，擬合其隨割刀轉(zhuǎn)速和壓扁輥轉(zhuǎn)速的變化趨勢和方程，定義了評判割草機(jī)對植株破壞程度的碎草系數(shù)并建立了模型。根據(jù)碎草系數(shù)模型，當(dāng)割刀轉(zhuǎn)速ng=1875r/min，壓扁輥轉(zhuǎn)速ny=749r/min時，割草壓扁機(jī)對苜蓿植株的破壞最小。利用田間試驗(yàn)對碎草系數(shù)與實(shí)際碎草率的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了驗(yàn)證，兩者的決定系數(shù)R2=0.95876。通過碎草系數(shù)預(yù)測的最低碎草率約為8.38%，比原始樣機(jī)減少了3.97個百分點(diǎn)，由此可使鮮苜蓿增收約0.47t/hm2，比原始樣機(jī)產(chǎn)量提高了4.53%。

摘要:針對國內(nèi)缺乏打結(jié)器連續(xù)打結(jié)的性能測試與疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，模擬方捆機(jī)捆草作業(yè)過程，提出了一種打結(jié)器連續(xù)打結(jié)試驗(yàn)方法與疲勞試驗(yàn)臺設(shè)計方案。通過設(shè)計可模擬草捆回彈特性的拉繩裝置使其在水平面按矩形軌跡拉繩，在繩針?biāo)屠K動作配合下在垂直面形成矩形繩環(huán)，使受測試的打結(jié)器完成打結(jié)。試驗(yàn)臺循環(huán)實(shí)現(xiàn)拉繩-送繩-打結(jié)動作，同時測試打結(jié)過程中的捆繩張力、主軸轉(zhuǎn)矩和主軸轉(zhuǎn)角。按此方案在Solidworks下建立了試驗(yàn)臺機(jī)械系統(tǒng)三維模型，并對關(guān)鍵部件進(jìn)行選型。構(gòu)建了試驗(yàn)臺參數(shù)測量與運(yùn)動控制系統(tǒng)，基于拉繩-送繩-打結(jié)動作邏輯設(shè)計了試驗(yàn)臺控制流程，采用LabVIEW圖形化編程語言編寫了測試與控制程序。打結(jié)器疲勞試驗(yàn)臺的運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果表明，該試驗(yàn)臺機(jī)械系統(tǒng)與測控系統(tǒng)運(yùn)行可靠，連續(xù)打結(jié)效率為3個/min，可為打結(jié)器研發(fā)及短時疲勞壽命考核提供試驗(yàn)平臺。

摘要:為了探討在間斷距離影響下斷齒式螺旋流道的脫水性能，采用雙流體模型對斷齒螺旋在20、35、50mm 3種間斷距離下的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，對比分析了3種結(jié)構(gòu)參數(shù)模型下斷齒式螺旋脫水裝置工作性能、流道內(nèi)顆粒濃度分布、顆粒速度分布及多孔介質(zhì)區(qū)域內(nèi)外壓差分布情況。研究表明，數(shù)值模擬結(jié)果能夠較為準(zhǔn)確地推測斷齒式螺旋擠壓脫水裝置的內(nèi)部流動特性。50mm間斷距離下斷齒式螺旋擠壓脫水裝置工作效率最大下降了7.9%，20mm間斷距離下出渣口顆粒體積分?jǐn)?shù)下降3.2%；流道內(nèi)顆粒體積分?jǐn)?shù)變化分3個階段，整體呈波浪型遞增式趨勢，間斷長度對腔體內(nèi)部流態(tài)影響較大。間斷區(qū)對顆粒運(yùn)動具有一定的緩沖作用，間斷距離長短能夠控制顆粒在腔體內(nèi)的滯留時間。多孔介質(zhì)區(qū)域內(nèi)外側(cè)壓差在脫水后期增幅最大，相同工況下間斷距離越小壓差越大。本次模擬計算下最優(yōu)間斷距離為35mm、出渣口壓力為5000Pa、轉(zhuǎn)速為50r/min。該研究可為斷齒式螺旋擠壓脫水裝置的設(shè)計提供參考。

摘要:為研究多旋翼植保無人機(jī)低空噴施作業(yè)過程中，水稻垂直方向霧滴沉積的分布規(guī)律，在水稻冠層葉片、中部葉片、底部葉片分別放置了霧滴測試卡，收集植保無人機(jī)噴灑過程中的霧滴信息。使用清水代替農(nóng)藥來模擬噴施過程，利用霧滴沉積分析軟件iDAS分析霧滴測試卡，得出植保無人機(jī)霧滴在水稻垂直方向的分布結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明：植保無人機(jī)低空噴霧在水稻垂直方向的霧滴覆蓋率存在顯著差異，有效噴幅內(nèi)旋翼下方區(qū)域的霧滴覆蓋效果最好，而遠(yuǎn)離旋翼的位置，霧滴覆蓋率較差。從水稻垂直方向的不同位置分析，霧滴總體覆蓋率為冠層54.86%，中部32.69%，底部24.7%；水稻垂直各位置的粒徑分布中，平均粒徑范圍處于110~140μm之間，粒徑大小適合植物病蟲的防治。冠層的點(diǎn)密度最大，而水稻中間部位和水稻底部的點(diǎn)密度分布較為相似；水稻中部霧滴擴(kuò)散比（0.465）優(yōu)于冠層（0.38）和底部（0.31），整體噴霧的霧滴擴(kuò)散比與相對粒譜寬度的數(shù)值均低于正常值（0.67）。

摘要:繞流葉片的非穩(wěn)態(tài)流動及其尾跡渦結(jié)構(gòu)是誘發(fā)水力機(jī)械振動的主導(dǎo)因素。以橫向布置的一對平板葉柵為研究對象，基于LES計算雷諾數(shù)在4.8×104下的三維繞流流場，分析繞流流場渦演化結(jié)構(gòu)、升阻力及壓力脈動等特性，以揭示尾跡干涉下平板繞流的流場結(jié)構(gòu)及其激勵機(jī)制。結(jié)果表明：該雷諾數(shù)下，單平板繞流平板表面存在錯列布置的發(fā)卡渦結(jié)構(gòu)，繞流尾跡呈現(xiàn)出高度的三維特性；雙平板葉柵繞流狀態(tài)下，上、下游平板間的間隙流動結(jié)構(gòu)有明顯抑制上游平板表面渦結(jié)構(gòu)演化的作用；平板受力在模式H和模式L之間不斷切換，且升力波動的幅值隨阻力的增大而增大，尾跡干涉下下游平板受力的模式切換頻率升高，升力波動幅值也增大；平板表面壓力脈動的主要激勵源為平板尾渦脫落。尾跡干涉下平板繞流及受力分析，可為水力機(jī)械葉片尾跡干涉下的流動主動控制提供參考。

摘要:以一臺帶可調(diào)式前置導(dǎo)葉軸流泵為研究對象，在閉式試驗(yàn)臺上進(jìn)行了非額定工況的空化性能試驗(yàn)，揭示了前置導(dǎo)葉對軸流泵空化性能及進(jìn)出口壓力脈動的影響。空化性能曲線表明：安裝前置導(dǎo)葉后，水力損失增加，揚(yáng)程下降，但臨界汽蝕余量減小，空化性能得到改善；前置導(dǎo)葉由負(fù)角度向正角度調(diào)節(jié)時，雖然揚(yáng)程逐漸降低，但抗汽蝕性能得到增強(qiáng)。壓力脈動分析結(jié)果表明：空化初生時，設(shè)置前置導(dǎo)葉后進(jìn)出口壓力脈動幅值均增加，且峰值主要出現(xiàn)在葉頻及其諧頻處，臨界空化與空化嚴(yán)重時，進(jìn)口壓力脈動主要集中在低頻處，出口則呈現(xiàn)寬頻脈動特性；流量降低時，泵內(nèi)流態(tài)紊亂，前置導(dǎo)葉對壓力脈動幅值影響較小，且脈動峰值出現(xiàn)位置隨前置導(dǎo)葉角度變化而改變。

摘要:選取三江平原典型流域撓力河流域?yàn)檠芯繀^(qū)，以1990、2002和2014年3期Landsat影像、DEM數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計資料等多源數(shù)據(jù)為基本信息源，結(jié)合3S技術(shù)，運(yùn)用FLUS模型定量模擬代表性濃度路徑情景系列（RCPs）下耕地動態(tài)變化特征。結(jié)果表明：24a間撓力河流域的旱地面積變化幅度較小，水田面積持續(xù)增加，1990—2002年水田擴(kuò)張劇烈，2002—2014年擴(kuò)張速度趨于緩和；3個時點(diǎn)的旱地均沿東北-西南軸方向進(jìn)行分布，主軸沿順時針緩慢旋轉(zhuǎn)，空間變化穩(wěn)定，分布范圍逐漸減小。水田沿東北-西南走向分布，1990—2002年其主軸逆時針旋轉(zhuǎn)，后順時針旋轉(zhuǎn)至45.31°，整體分布較為離散，極化特征不明顯；通過對比不同空間分辨率及時間尺度下模擬精度，確定最優(yōu)模擬空間分辨率為200m，最優(yōu)模擬時間點(diǎn)為2038年；MESSAGE氣候模式下，未來撓力河流域的旱地面積先減少后增加，水田繼續(xù)維持?jǐn)U張態(tài)勢，2029年后面積將以2%速度逐年下降，其分布將更加聚集，主軸沿順時針旋轉(zhuǎn)，重心逐漸向東北方向進(jìn)行偏移；AIM氣候模式下，氣候波動對水田的影響程度大于旱地，旱地面積持續(xù)緩慢增加，水田面積在波動中下降，空間分布的極化特征突出。

摘要:以干旱區(qū)典型城市磴口縣為研究區(qū)，利用1995—2015年每隔5年的Landsat TM影像通過遙感解譯獲取研究區(qū)20年的各等級沙漠化空間分布，利用GIS 空間分析和重心遷移模型分析沙漠化景觀時空變化趨勢。并以2010年沙漠化分類數(shù)據(jù)為基期年數(shù)據(jù)，利用Logistic元胞自動機(jī)（Cellular automata-Markov，CA-Markov）模型（簡稱LCM）并引入多智能體系統(tǒng)（Multi-agent system，MAS）模型修正轉(zhuǎn)移規(guī)則，預(yù)測2015年沙漠化分類情況及其空間分布格局。研究結(jié)果表明：磴口縣20年間重度及極重度沙漠化面積減小，輕度沙漠化景觀面積逐漸增大，其中2015年的非沙漠化景觀達(dá)到37.09%，各類型沙漠化重心遠(yuǎn)離磴口縣城，呈現(xiàn)良好態(tài)勢。引入MAS模型的CA-Markov預(yù)測模型能夠顯著提升模型的模擬精度，所預(yù)測的2015年數(shù)據(jù)結(jié)果Kappa系數(shù)達(dá)到0.62，高于CA-Markov模型模擬結(jié)果，能較好預(yù)測干旱區(qū)沙漠化分布情況，為沙漠化監(jiān)管與治理提供了技術(shù)支持。

摘要:為快速獲取大范圍種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域的作物種植面積，以MODIS數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，選擇歸一化植被指數(shù)(Normalized difference vegetation index, NDVI)、增強(qiáng)植被指數(shù)(Enhanced vegetation index, EVI)、寬動態(tài)植被指數(shù)(Wide dynamic range vegetation index, WDRVI)、地表水分指數(shù)(Land surface water index，LSWI)、歸一化雪被指數(shù)(Normalized difference snow index, NDSI)5種特征，結(jié)合同步的實(shí)地調(diào)查樣本點(diǎn)，采用支持向量機(jī)算法 (Support vector machines, SVM)提取黑龍江省主要農(nóng)作物的種植面積。研究表明，在待選特征中NDVI、EVI與LSWI指數(shù)組合取得了最高的分類精度，總體分類精度為74.18%，Kappa系數(shù)為0.60；支持向量機(jī)算法與最大似然算法、隨機(jī)森林算法相比，分類精度更優(yōu)。該方法為在大區(qū)域中提取農(nóng)作物種植面積提供了參考價值。

摘要:為了構(gòu)建能夠反映作物長勢的綜合性指標(biāo)以及準(zhǔn)確估測作物產(chǎn)量，采用粒子濾波算法同化CERES-Wheat模型模擬和基于Landsat數(shù)據(jù)反演的葉面積指數(shù)（Leaf area index，LAI）、地上生物量和0~20cm土壤含水率，獲取冬小麥主要生育期以天為尺度的變量同化值，分析不同生育時期的LAI、地上生物量和土壤含水率同化值與實(shí)測單產(chǎn)的相關(guān)性，并應(yīng)用熵值的組合預(yù)測方法確定不同狀態(tài)變量影響籽粒產(chǎn)量的權(quán)重，進(jìn)而生成綜合性指數(shù)，并分析其與實(shí)測單產(chǎn)的相關(guān)性。結(jié)果表明，LAI、地上生物量和土壤含水率同化值和田間實(shí)測值間的均方根誤差（Root mean square error，RMSE）以及平均相對誤差（Mean relative error，MRE）均低于這些變量模擬值和實(shí)測值間的RMSE和MRE，說明數(shù)據(jù)同化方法提高了時間序列LAI、地上生物量和土壤含水率的模擬精度?；诓煌瑺顟B(tài)變量的權(quán)重生成的綜合性指數(shù)與實(shí)測單產(chǎn)間的相關(guān)性大于單個變量與實(shí)測單產(chǎn)間的相關(guān)性；基于綜合性指數(shù)構(gòu)建小麥單產(chǎn)估測模型，其估產(chǎn)精度（R2=0.78，RMSE為330kg/hm2）分別比基于LAI、地上生物量和土壤含水率建立模型的估產(chǎn)精度顯著提高，表明構(gòu)建的綜合性指數(shù)充分結(jié)合了不同變量在作物估產(chǎn)方面的優(yōu)勢，可用于高精度的冬小麥單產(chǎn)估測。

摘要:在傳統(tǒng)極限學(xué)習(xí)機(jī)(ELM)研究的基礎(chǔ)上，考慮到傳統(tǒng)ELM參數(shù)的不確定會導(dǎo)致整體分類精度下降，利用仿生魚群算法（AF）對ELM的小波核參數(shù)和正則化參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，并構(gòu)造參數(shù)優(yōu)化后的小波ELM影像分類模型（AF-ELM）。通過實(shí)驗(yàn)比較了該算法與人工神經(jīng)網(wǎng)路（ANN）、支持向量機(jī)（SVM）、極限學(xué)習(xí)機(jī)（ELM）等標(biāo)準(zhǔn)分類器在遙感影像分類上的精度與速度差異，并且與ELM多項(xiàng)式核、RBF核分類算法進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證了AF-ELM在分類速度和精度上的優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AF-ELM分類方法分類速度較快，精度較高，均優(yōu)于其他分類方法。能較好地應(yīng)用于遙感影像上各類地物要素的自動提取。

摘要:大范圍灌區(qū)渠系的制圖對于現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)以及合理配水、安全輸水具有重要意義。但目前所獲得的灌區(qū)遙感影像分辨率不高，渠系提取較難。本文以無人機(jī)航空攝影測量獲得的數(shù)字高程模型（DEM）為基礎(chǔ)，根據(jù)渠系特征，使用灌區(qū)坡度數(shù)據(jù)，采用改進(jìn)的霍夫變換方法，實(shí)現(xiàn)了對灌區(qū)渠系網(wǎng)絡(luò)的提取。與面向?qū)ο?、監(jiān)督分類方法和手繪結(jié)果進(jìn)行對比，該方法提取的渠系連續(xù)、提取完整度可達(dá)85.61%。誤差主要集中在無襯渠系中土壤沉積較多（坡度變化不明顯）的位置以及相交渠系處理時保留渠堤位置而造成。該方法根據(jù)灌區(qū)地形特征，基于高精度高程數(shù)據(jù)進(jìn)行渠系提取，是數(shù)字地形分析結(jié)合圖像處理在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的一次有益探索。

摘要:通過無人機(jī)航空攝影測量，獲取高精度DEM，分析提取的坡度、坡長和LS因子，同時通過分辨率的變化，計算并分析了這些參數(shù)的變化情況。研究表明：基于無人機(jī)獲取的DEM能夠較好地表達(dá)梯田地形特征，梯田地形因子分布特征與地形特征吻合，大值集中于梯田過渡的陡坡處，小值集中于田面。隨著分辨率的降低，非梯田區(qū)坡度整體呈現(xiàn)衰減趨勢，坡長呈現(xiàn)增長趨勢，LS先小幅增加，后由于坡度衰減明顯，LS呈現(xiàn)衰減趨勢，但變化幅度不大；而梯田區(qū)隨著分辨率的降低，小坡度和超大坡度所占比例均減小，平均坡度降低，但坡長增加顯著，因此導(dǎo)致LS增長較顯著，在20m分辨率下，LS因子被高估約1/3。梯田通常作為水保措施因子單獨(dú)來考慮，由于分辨率對地形因子影響較大，因此梯田區(qū)的地形因子估算需要考慮分辨率的影響。

摘要:針對活立木內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，個體化差異較大，導(dǎo)致雷達(dá)波圖像難以解析的問題，提出了一種基于振幅比在線估計相對介電常數(shù)以及利用希爾伯特積進(jìn)行層位追蹤實(shí)現(xiàn)缺陷界面的相對定位，并結(jié)合活立木外輪廓點(diǎn)云數(shù)據(jù)確定其內(nèi)部缺陷絕對位置和分布表征的方法，以此開發(fā)了基于雷達(dá)波的活立木內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷分析軟件。采用基于時域有限差分法的正演模擬、實(shí)驗(yàn)室原木試件檢測分析、頤和園現(xiàn)場活立木檢測等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的可行性。結(jié)果表明可對檢測目標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)確定位，復(fù)現(xiàn)樹干內(nèi)部橫截面圖像，雷達(dá)波成像結(jié)果與古樹復(fù)壯時內(nèi)部實(shí)際結(jié)構(gòu)相符。

摘要:采用番茄品種“佳麗14”為試材，采集盆栽番茄聲發(fā)射信號進(jìn)行短時傅里葉變換與頻譜分析，獲取番茄在水分虧缺條件下聲發(fā)射信號、土壤含水率及光合特征的連續(xù)變化規(guī)律及相互關(guān)系。依據(jù)土壤含水率變化將試驗(yàn)過程劃分為DAY1、DAY2、DAY3和DAY4共4個階段。試驗(yàn)結(jié)果表明，番茄聲發(fā)射信號發(fā)生頻次呈現(xiàn)出規(guī)律性，高峰期發(fā)生時間為每天10:00—16:00，幅值分布在40~60dB；番茄聲發(fā)射信號的主頻和中心頻率分布于250~375kHz，隨著土壤含水率的降低，其主頻與中心頻率無顯著變化；DAY1的第1共振峰頻率分布在0~125kHz，第2共振峰、第3共振峰位于250~375kHz，DAY2、DAY3和DAY4的第1、第2、第3共振峰均分布在250~375kHz；從共振峰幅值上看，DAY1的排列順序?yàn)榈?、第2、第1共振峰；DAY2和DAY4的次序與之相反。番茄葉片凈光合速率變化呈現(xiàn)單峰曲線，在中午12:00出現(xiàn)峰值，番茄的胞間CO2濃度呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢。綜合分析番茄聲發(fā)射信號、土壤含水率和光合特征參數(shù)變化可知，番茄灌溉初期與灌水后期的聲發(fā)射信號共振峰頻率、幅值的變化規(guī)律不同，其與水分虧缺程度密切相關(guān)，與番茄凈光合速率、胞間CO2濃度和光合作用具有相關(guān)性。通過番茄聲發(fā)射信號功率譜特征分析可為番茄聲發(fā)射特性研究提供一種分析方法。

摘要:對植物莖體水分進(jìn)行實(shí)時無損的在線檢測成為研究植物水分生理活動的熱點(diǎn)之一。本文提出一種基于超聲射頻回波技術(shù)的植物莖體水分實(shí)時無損在線檢測方法，該系統(tǒng)硬件由超聲探頭、超聲射頻發(fā)射接收器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)組成；軟件由LabVIEW平臺開發(fā)完成。通過系統(tǒng)獲取有機(jī)溶液超聲回波速度，仿真植物莖體含水率；以楊樹截斷樣品為對象，分析其莖體吸水過程的含水率變化與超聲回波速度變化的相關(guān)性，平均決定系數(shù)為0.98；以活體立木白玉蘭為檢測對象，完成其莖體超聲波日變化檢測，最高超聲回波速度出現(xiàn)在14:00，最低值出現(xiàn)在22:00。實(shí)驗(yàn)表明超聲回波速度與植物生理變化特性相符。同時，本文通過莖體樣品及活立木的超聲檢測，驗(yàn)證了該方法可有效反映植物莖體軸向、徑向及不同樹種的結(jié)構(gòu)差異，為植物莖體水分的檢測提供了一種攜帶莖體結(jié)構(gòu)特性的檢測方法。

摘要:為了對飲食文本信息高效分類，建立一種基于word2vec和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)(Long-short term memory，LSTM)的分類模型。針對食物百科和飲食健康文本特點(diǎn)，首先利用word2vec實(shí)現(xiàn)包含語義信息的詞向量表示，并解決了傳統(tǒng)方法導(dǎo)致數(shù)據(jù)表示稀疏及維度災(zāi)難問題，基于K-means++根據(jù)語義關(guān)系聚類以提高訓(xùn)練數(shù)據(jù)質(zhì)量。由word2vec構(gòu)建文本向量作為LSTM的初始輸入，訓(xùn)練LSTM分類模型，自動提取特征，進(jìn)行飲食宜、忌的文本分類。實(shí)驗(yàn)采用48000個文檔進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，分類準(zhǔn)確率為98.08%，高于利用tf-idf、bag-of-words等文本數(shù)值化表示方法以及基于支持向量機(jī)(Support vector machine，SVM)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional neural network，CNN)分類算法結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用該方法能夠高質(zhì)量地對飲食文本自動分類，幫助人們有效地利用健康飲食信息。

摘要:由于生態(tài)環(huán)境演變及人類活動的影響，云南地區(qū)生態(tài)環(huán)境極度脆弱，土壤侵蝕強(qiáng)度大，侵蝕程度嚴(yán)重。降雨侵蝕力（R）是采用USLE/RUSLE模型進(jìn)行土壤侵蝕評估的重要參數(shù)，但目前針對云南地區(qū)R值的計算模型及適宜性方面的研究較少。本研究采用昆明氣象站1951—2010年共60a逐日降雨數(shù)據(jù)，對中國南方地區(qū)常用的5種R計算模型在云南地區(qū)的適宜性進(jìn)行分析，篩選出適宜云南地區(qū)的R計算模型，并基于均勻分布于云南省的36個國家基本氣象站1951—2012年降雨觀測數(shù)據(jù)，分析云南省降雨侵蝕力時空分布與演變特征。研究表明: 在5種降雨侵蝕力計算模型中，模型B具有較好的穩(wěn)定性，且有效系數(shù)（Ef）最大，相對偏差系數(shù)（Er）最小，在云南地區(qū)有較好的適宜性。云南地區(qū)多年平均降雨量為1106.84mm，7個分區(qū)多年平均降雨量分布在745.83～1533.33mm之間，不同地區(qū)降雨量分布不均勻，季節(jié)分布集中在夏季，降雨空間分布呈現(xiàn)出自西南向東北遞減的趨勢。云南地區(qū)多年平均R為2719.31MJ·mm/(hm2·h)，7個分區(qū)多年平均R分布在1837.23～3949.12MJ·mm/(hm2·h)之間，季節(jié)分布集中在夏季，空間分布也表現(xiàn)出自西南向東北遞減的趨勢。7個分區(qū)降雨侵蝕力趨勢系數(shù)分布在-0.34～-0.02之間，各分區(qū)近60a來降雨侵蝕力均呈現(xiàn)出減小趨勢。本研究可為云南水土生態(tài)環(huán)境建設(shè)和土壤侵蝕模型構(gòu)建提供借鑒和參考。

摘要:為了研究不同咸淡交替灌溉制度對各層土壤鹽分含量、夏玉米生長的影響，采用3種礦化度（1、3、5g/L）微咸水和3種不同生育期（壯苗期、拔節(jié)期、灌漿期）咸淡交替灌溉方式（“咸淡淡”、“淡咸淡”、“淡淡咸”）開展避雨盆栽試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，全生育期灌溉淡水處理（CK）各層土壤鹽分含量最低，隨著灌溉微咸水礦化度增加，各層土壤鹽分含量增大，相同礦化度下，同一深度土壤鹽分含量由大到小依次為“淡淡咸”、“淡咸淡”、“咸淡淡”。3g/L和5g/L“淡淡咸”處理的土壤含鹽量由大到小依次為下層、上層、中層，其他處理由大到小依次為下層、中層、上層。不同生育期灌溉微咸水對夏玉米的株高、葉面積及產(chǎn)量的抑制程度由大到小依次為拔節(jié)期、壯苗期、灌漿期，即“淡咸淡”、“咸淡淡”、“淡淡咸”，抑制作用隨灌溉微咸水礦化度增加而增大，5g/L“淡咸淡”處理與CK相比減產(chǎn)最多，減產(chǎn)率為34.85%。在濱海地區(qū)進(jìn)行夏玉米種植，應(yīng)考慮在生育后期灌溉微咸水，同時利用非生育期淡水灌溉降低土壤次生鹽堿化的風(fēng)險。

摘要:利用離心機(jī)法，分別測定了初始容重為1.10、1.22、1.31g/cm3，初始含水率為49.34%、43.55%、36.03%、31.93%和25.51%以及砂姜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、4%、6%、8%、10%和12%的砂姜黑土樣品在不同吸力下的土壤體積含水率及收縮特征。結(jié)果表明：在考慮土壤收縮變形的情況下，相比VG模型，Gregory模型可以更好地擬合砂姜黑土的水分特征，砂姜黑土含水率隨著土樣初始容重及初始含水率增加而增加，隨著砂姜含量增加而降低。收縮過程中，在不同初始容重處理下，初始容重增加，土壤的線縮率減小，土壤收縮后容重增加比例下降；且初始容重增加顯著提高了土壤結(jié)構(gòu)收縮段孔隙收縮比例，降低了線性收縮段孔隙收縮比例。在不同初始含水率處理下，初始含水率越高，土壤線縮率及收縮后的容重越大；當(dāng)初始含水率為36.03%時，土壤結(jié)構(gòu)收縮段孔隙收縮比例最高，線性收縮段孔隙收縮比例較低。在不同砂姜含量處理下，砂姜含量的提高減小了線縮率及土壤收縮后的容重，增加了土壤總孔隙比。因此，對于砂姜黑土而言，在一定范圍內(nèi)，提高土壤容重以及降低土壤含水率可以減少土壤收縮；而在砂姜含量較高的情況下，主要應(yīng)防止由于大孔隙存在而引起的水分流失。

摘要:為了研究我國北方土石山區(qū)流域土壤斥水性影響因素及其分布規(guī)律，以媯水河流域?yàn)槔_展了野外調(diào)查和室內(nèi)研究。對流域內(nèi)9種植被類型共385個土壤樣本的滴水穿透時間(Water drop penetration time，WDPT)與土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值、質(zhì)量分形維數(shù)、土壤顆粒比表面積進(jìn)行統(tǒng)計分析。研究表明：WDPT由大到小依次為有林地、灌木林、疏林地、果園、高覆蓋度草地、旱地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地、灘地。有林地和灌木林為強(qiáng)烈斥水性，疏林地和果園為輕微斥水性，高覆蓋度草地?zé)o斥水性，旱地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地和灘地為親水性；土壤斥水性在流域的空間分布上表現(xiàn)為西北部、東北部和東南部山區(qū)斥水性較大，中部盆地斥水性較??；在垂向分布上表現(xiàn)為表層最大、中層次之、深層最??；WDPT與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)性，與pH值、質(zhì)量分形維數(shù)、土壤顆粒比表面積呈負(fù)相關(guān)性；土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量是斥水性的主要影響因素，質(zhì)量分形維數(shù)、土壤顆粒比表面積是次要因素。

摘要:為準(zhǔn)確掌握土壤墑情信息，針對農(nóng)田環(huán)境下不同作物根區(qū)土壤含水率變化難以實(shí)時觀測的問題，對土壤剖面水分傳感器探頭進(jìn)行了仿真，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證，給出了傳感器探頭設(shè)計尺寸的優(yōu)選方案。在建立傳感器探頭微量化平面電容二維模型的基礎(chǔ)上，分析了傳感器探頭結(jié)構(gòu)變化對探頭微量化平面電容周圍電場強(qiáng)度和電容變化的影響，確定了探頭結(jié)構(gòu)尺寸的最優(yōu)組合。當(dāng)探頭銅環(huán)電極外徑40mm、內(nèi)徑38.4mm、軸向長度20mm、軸向間距15mm時，探頭的靈敏性和探測范圍最優(yōu)。試驗(yàn)結(jié)果表明，本文研究的土壤剖面水分傳感器測量精度為±1.42%，具有很高的穩(wěn)定性和一致性。所設(shè)計的傳感器探頭可以根據(jù)實(shí)際測量深度需要任意組合，滿足不同作物根區(qū)深度的土壤含水率測量需求。

摘要:現(xiàn)有土壤孔隙量化方法主要通過圖像處理軟件實(shí)現(xiàn)孔隙結(jié)構(gòu)的辨識與分析，此類通用的圖像處理軟件或醫(yī)學(xué)處理軟件未考慮土壤內(nèi)部物質(zhì)的復(fù)雜多變性以及孔隙結(jié)構(gòu)的細(xì)小和不規(guī)則性，從而導(dǎo)致孔隙分割精度低進(jìn)而量化誤差大，為解決這一問題，本文針對土壤CT圖像的特點(diǎn)提出了一種孔隙量化方法。該方法主要包括圖像處理和量化分析兩部分：選用自適應(yīng)中值濾波算法去除噪聲對孔隙邊緣的影響，并采用迭代最佳閾值法與Canny邊緣檢測算子相結(jié)合的方法，準(zhǔn)確識別出土壤孔隙結(jié)構(gòu)及輪廓線；運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法定量研究土壤孔隙率、孔隙數(shù)目、分形維數(shù)、成圓率等幾何指標(biāo)，用以揭示孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不規(guī)則性，實(shí)現(xiàn)對土壤孔隙的量化分析。最后，以凍融循環(huán)作用下的土壤為應(yīng)用對象驗(yàn)證該方法性能。結(jié)果表明，本文方法能精確地定位孔隙輪廓，有效地分割孔隙結(jié)構(gòu)，而且通過多種孔隙幾何指標(biāo)的量化可揭示出凍融循環(huán)作用對土壤結(jié)構(gòu)的影響，為孔隙幾何特征和空間特征的量化表達(dá)奠定了基礎(chǔ)。

摘要:為利用我國寒冷地區(qū)天然冷資源，在實(shí)驗(yàn)室模擬低溫環(huán)境（Z組：-4℃，S組：-20℃），探索低溫凍融及纖維素酶液預(yù)處理對水稻秸稈中溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響。結(jié)果表明，浸泡溫度30℃、浸泡時間4h、液固比15mL/g條件下水稻秸稈持水力最佳。冷凍后解凍液中木糖質(zhì)量(Z3組:6.5g，S2組：7.2g)大幅增加，半纖維素轉(zhuǎn)化率(Z3組: 24.1%，S2組：26.6%)增幅顯著（p<0.05）。經(jīng)纖維素酶解后其水解液中葡萄糖質(zhì)量(Z3組: 13.5g，S2組：14.5g)大幅增加，纖維素轉(zhuǎn)化率(Z3組: 30.9%，S2組：33.2%)增幅顯著（p<0.05）。對預(yù)處理后的原料進(jìn)行厭氧發(fā)酵，累計產(chǎn)氣量最高543mL，較CK提升73.5%（S4組），平均甲烷體積分?jǐn)?shù)最高提升160.4%(S2組)，且隨著冷凍時間的延長(Z組48h以上，S組24h以上)厭氧發(fā)酵周期縮短(共19d)，產(chǎn)氣高峰提早到來且峰值較高。過酸化現(xiàn)象得到有效緩解，能夠更快地進(jìn)入到甲烷化階段。

摘要:馬鈴薯莖葉是一種豐富的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)資源，但其高結(jié)晶度、穩(wěn)定的剛性結(jié)構(gòu)使其不易水解酸化，微生物在短時間內(nèi)難以直接高效利用。研究了離子液體和助溶劑對馬鈴薯莖葉進(jìn)行預(yù)處理后其木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)組分變化及厭氧消化產(chǎn)沼氣的變化。結(jié)果表明，預(yù)處理后的馬鈴薯莖葉木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低31.8%～43.9%，離子液體脫除馬鈴薯莖葉木質(zhì)素能力由高到低依次為[C2mim]Ac、[C2mim]Ac/DMSO、[C4mim]Cl/DMSO、DMSO、[C4mim]Cl。離子液體中陰離子可與纖維素羥基上的氫質(zhì)子形成氫鍵作用，降低其結(jié)晶度，長鏈分子斷裂成短鏈分子，使厭氧消化的啟動滯后期較未處理馬鈴薯莖葉提前9d，累積產(chǎn)沼氣量提高3.2%～76.3%，最高產(chǎn)甲烷體積分?jǐn)?shù)提高14.3%～25.1%。各處理組累積產(chǎn)沼氣量和最高產(chǎn)甲烷體積分?jǐn)?shù)分別為：T5（7.21L，69.2%）、T4（5.12L，64.5%）、T2（5.07L，65.7%）、T3（4.35L，64.3%）、T1（4.22L，63.2%）。經(jīng)無機(jī)鹽-離子液體雙水相體系回收DMSO、[C2mim]Ac和[C4mim]Cl，回收率分別為95.1%、91.8%和89.6%。

摘要:從實(shí)驗(yàn)和模擬兩方面，利用虛擬球元法改進(jìn)傳統(tǒng)的計算流體力學(xué)耦合離散單元法(DEM-CFD)，對流化床內(nèi)的柱形生物質(zhì)和石英砂的流動傳熱過程進(jìn)行了研究。建立了混合流動與傳熱的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行了模擬和分析，結(jié)果表明：雙組分顆?；旌现笖?shù)(MI)經(jīng)過迅速增加、緩慢增加以及穩(wěn)定期3個階段。隨著表觀氣速的增加，顆?；旌现笖?shù)升高，一定范圍內(nèi)的高氣速有利于柱形生物質(zhì)和石英砂的混合。加熱后的柱形生物質(zhì)和石英砂的初始溫度為120℃，流化空氣為常溫25℃。流化過程中，柱形生物質(zhì)顆粒溫度普遍大于石英砂的溫度。當(dāng)表觀氣速比較小時，雙組分顆粒的混合受到限制，流化床內(nèi)不同高度的顆粒平均溫度差較大；表觀氣速較大時，流化床顆粒平均溫度差不明顯。虛擬球元解決了傳統(tǒng)DEM-CFD計算模型不適用于大尺寸柱形顆粒系統(tǒng)的問題。對比紅外熱圖像和模擬結(jié)果，實(shí)驗(yàn)值和模擬結(jié)果比較接近，改進(jìn)的DEM-CFD方法可以較好地模擬柱形生物質(zhì)和石英砂的流動傳熱。

摘要:針對當(dāng)前生物質(zhì)燃燒爐灶熱效率低、火力強(qiáng)度達(dá)不到要求、供風(fēng)不充足燃燒不完全、功能單一等問題，依據(jù)集中供餐炊事對清潔生物質(zhì)顆粒燃料爐灶的需求，研制了一種以層燃為燃燒方式，集炒菜、蒸飯、燒水、供熱等功能于一體的生物質(zhì)顆粒直燃爐灶。運(yùn)行性能試驗(yàn)結(jié)果表明：該爐灶的炊事熱效率為42.9%，綜合熱效率達(dá)70.7%，炊事強(qiáng)度為14.1kW，煙氣排放指標(biāo)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，生物質(zhì)顆粒燃燒較為充分，可為以生物質(zhì)顆粒為燃料的集中供餐炊事爐灶的設(shè)計與應(yīng)用提供科學(xué)參考。

摘要:為了有效處理含水率較高且體積龐大的有機(jī)污泥，實(shí)現(xiàn)與低溫?zé)峤夤に囅嘟Y(jié)合，進(jìn)一步完善污泥處理與利用知識體系，研究了干燥溫度與升溫速率對污泥干燥過程中的質(zhì)量、失重率、含水率、熱量的影響。同時研究了不同溫度下污泥的干燥速率和含水率的變化規(guī)律，并建立了污泥干燥的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：從不同干燥特性曲線可以看出，污泥的干燥特性符合理論的3個階段，預(yù)熱時間極短，恒速階段持續(xù)時間也不長，最后的減速階段時間最長。干燥終溫為240℃時污泥干化時間最短，速率最快。二次模型的預(yù)測值與實(shí)測值決定系數(shù)為0.9924，均方根誤差和殘差平方和分別為0.035和0.032，與其他數(shù)學(xué)模型相比，二次模型對污泥干燥過程的擬合優(yōu)度最高。

摘要:為了在非人為干擾條件下，可實(shí)時監(jiān)測預(yù)警蛋雞生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過程，保障動物福利，本文基于可被遠(yuǎn)程調(diào)用的分布式對象的3Tiers物聯(lián)網(wǎng)軟件體系結(jié)構(gòu),將傳感器技術(shù)和云技術(shù)結(jié)合在一起，設(shè)計了蛋雞舍設(shè)施養(yǎng)殖數(shù)字化智能監(jiān)測系統(tǒng)。3Tiers物聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)考慮了大量的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成和對傳感器設(shè)備的監(jiān)測、遠(yuǎn)程交互性能的需求，滿足了本研究中對規(guī)?；半u生產(chǎn)過程的研究要求。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；半u舍的實(shí)時生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)采集和視頻監(jiān)控、生產(chǎn)資料管理、生產(chǎn)過程管理、基礎(chǔ)信息管理、統(tǒng)計管理、預(yù)警設(shè)置管理、系統(tǒng)管理和推送管理功能。考慮到溫?zé)岘h(huán)境對蛋雞健康福利和生產(chǎn)性能有著重要的影響，利用系統(tǒng)中的大量環(huán)境數(shù)據(jù)，對中國農(nóng)業(yè)大學(xué)上莊實(shí)驗(yàn)站大雞舍內(nèi)的小氣候環(huán)境舒適度進(jìn)行評價，并結(jié)合產(chǎn)蛋率、死淘率和耗料，在黃山養(yǎng)殖場對環(huán)境舒適度評價進(jìn)行了驗(yàn)證。通過對上莊雞舍24h周期內(nèi)和2016年11月—2017年4月的環(huán)境情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)蛋雞舍內(nèi)的小氣候環(huán)境溫濕指數(shù)始終小于70，蛋雞群始終處于舒適區(qū)；而通過對養(yǎng)殖場雞舍2016年7—10月份的環(huán)境數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，驗(yàn)證了當(dāng)?shù)半u處于舒適區(qū)時，產(chǎn)蛋率提升，死淘率下降，耗料更接近標(biāo)準(zhǔn)。

摘要:針對人工光照法在生物疫苗毒株（胚蛋）成活性檢測中，存在勞動強(qiáng)度大、效率低、準(zhǔn)確性差的缺點(diǎn)，提出了一種仿生胚蛋成活性圖像無損檢測方法。針對以往研究中胚蛋圖像上下灰度不一、胚蛋蛋殼質(zhì)量不一等因素影響胚蛋血脈提取的問題，提出了一種基于最小類內(nèi)指數(shù)方差的自適應(yīng)閾值圖像處理方法。通過對去噪后的胚蛋圖像進(jìn)行圖像邊緣檢測及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理，準(zhǔn)確構(gòu)建了成活胚蛋主血脈二值形態(tài)，通過計算胚蛋內(nèi)主血脈二值面積百分比判定胚蛋成活性。對胚蛋圖像進(jìn)行識別實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該系統(tǒng)識別一枚胚蛋用時0.093s，胚蛋活性判定準(zhǔn)確率為100%，可滿足滅活疫苗、凍干疫苗生產(chǎn)的活性準(zhǔn)確率要求。

摘要:針對現(xiàn)有的山核桃破殼機(jī)多采用點(diǎn)、線等單一的加載接觸形式進(jìn)行破殼，使得工作過程中山核桃受力大小分布不均，從而導(dǎo)致低破殼率、高果仁損傷率的現(xiàn)象，設(shè)計了多種不同加載接觸形式的錘頭類型，以山核桃破殼后破殼率、果仁損傷率、露仁率、裂紋分布為評價指標(biāo)，通過試驗(yàn)探究了不同加載接觸形式下的破殼效果。通過有限元分析探究了不同窩眼個數(shù)的錘頭對破殼過程中裂紋分布和擴(kuò)展的影響，并以錘頭結(jié)構(gòu)參數(shù)和加載方向?yàn)樵囼?yàn)因素進(jìn)行了正交試驗(yàn)，確定了最佳錘頭結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。試驗(yàn)結(jié)果表明，凹槽式錘頭結(jié)構(gòu)能夠降低加載方向因素對破殼效果影響的顯著性；凹槽中附加的窩眼能夠使破殼后的果殼產(chǎn)生大量局部裂紋點(diǎn)，并沿窩眼棱線擴(kuò)展產(chǎn)生裂紋，具有裂紋引導(dǎo)作用；窩眼個數(shù)增加，山核桃破殼后的裂紋數(shù)增加且裂紋分布均勻、范圍廣，有效提高了山核桃的破殼質(zhì)量；當(dāng)凹槽直徑為28mm，窩眼個數(shù)為7時，破殼效果最理想，破殼率、一露仁率、二露仁率、果仁損傷率的均值分別為98.88%、37.05%、57.24%、5.71%。

摘要:針對現(xiàn)有馬鈴薯清選分選機(jī)的薯土分離效果差、傷薯率較高、工作效率低等問題，設(shè)計了一種撥輥推送式馬鈴薯清選分選機(jī)。對該機(jī)器的工作機(jī)理進(jìn)行了闡述，確定了清選裝置、分選裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了馬鈴薯在清選分選過程中的力學(xué)特性。選取機(jī)組的轉(zhuǎn)速、上料量、機(jī)組提升角度作為試驗(yàn)因素，傷薯率、分選清潔率為試驗(yàn)性能指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析。結(jié)果表明，各因素對傷薯率影響的主次因素順序?yàn)椋簷C(jī)組提升角度、機(jī)組轉(zhuǎn)速和上料量；對分選清潔率的影響主次因素順序?yàn)椋荷狭狭?、機(jī)組轉(zhuǎn)速和機(jī)組提升角度。按照以馬鈴薯的傷薯率較低，兼顧分選清潔率較高的原則，確定較優(yōu)組合，即機(jī)組轉(zhuǎn)速為145r/min，上料量為20t/h，機(jī)組提升角度為12°，并對該參數(shù)組合進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明，在該條件下機(jī)器傷薯率為0.773%，分選清潔率為95.42%，符合基本作業(yè)要求。

摘要:采用靜態(tài)稱量法測量30、40、50℃時豌豆種子的吸附等溫線，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，并通過對凈等量吸附熱、微分熵、焓熵補(bǔ)償、擴(kuò)張壓力、凈積分焓和凈積分熵等熱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的研究，分析種子吸附特性和進(jìn)一步揭示吸附機(jī)理，為選擇和優(yōu)化種子干燥和貯藏條件提供理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度恒定時，平衡含水率隨水分活度升高而升高，吸附等溫線屬于類型Ⅱ且GAB模型擬合效果最佳(R2=0.9989,誤差平方和為4.52×10-5)；凈等量吸附熱和微分熵隨著平衡含水率升高而降低的規(guī)律符合焓熵補(bǔ)償理論，該理論反映出吸附過程是非自發(fā)反應(yīng)，屬于焓驅(qū)動，而當(dāng)干基含水率達(dá)到25%時，凈等量吸附熱值接近純水的汽化潛熱(43.30kJ/mol)；種子吸附過程的擴(kuò)張壓力隨水分活度升高而升高，隨溫度升高而降低，當(dāng)擴(kuò)張壓力一定時，凈積分焓和凈積分熵隨著平衡含水率升高而降低，凈積分熵達(dá)到最小值后逐漸升高，此最小值在30、40、50℃溫度條件下分別為-137.79、-140.29、-137.74J/(mol·K)，對應(yīng)的水分活度和平衡含水率分別為0.017、0.045、0.062和2.7%、2.5%、2.4%，這些條件可作為豌豆種子貯藏的最穩(wěn)定條件。

摘要:大豆水酶法殘渣可作為膳食纖維的來源。以大豆水酶法殘渣為原料，對其中的膳食纖維進(jìn)行羧甲基化修飾，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計建立了堿化溫度、氯乙酸添加量、醚化時間和醚化溫度對羧甲基取代度的模型。研究結(jié)果表明，各參數(shù)對羧甲基取代度的影響程度依次為醚化時間、氯乙酸添加量、堿化溫度、醚化溫度。通過對試驗(yàn)結(jié)果的二次回歸分析得到的最佳制備工藝為堿化溫度25℃、氯乙酸添加量為膳食纖維質(zhì)量的1.05倍、醚化溫度70℃、醚化時間3.8h，在此最優(yōu)條件下制備的水酶法膳食纖維羧甲基取代度為0.4305，其持水率、持油率和膨脹率分別較修飾前提升了89.61%、20.63%和114.32%。紅外光譜結(jié)果表明，制備的大豆水酶法膳食纖維發(fā)生了羧甲基取代反應(yīng)。

摘要:通過優(yōu)化菲洛嗪法測定葡萄酒中總鐵的檢測條件，以及探討Fe3+共存時菲洛嗪用量對Fe2+測定的影響，建立一種簡易可靠、能夠直接測定葡萄酒中總鐵和Fe2+的方法。結(jié)果顯示：改良菲洛嗪法測定葡萄酒中的總鐵，在0.25～2.00mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，檢測限為0.0115mg/L，加標(biāo)回收率為94.31%～104.34%，變異系數(shù)范圍為0.95%～2.43%；然而，共存的Fe3+會影響對葡萄酒中Fe2+的測定，適合的顯色劑用量是菲洛嗪與總鐵摩爾比為7，在此條件下，F(xiàn)e2+質(zhì)量濃度的擬合準(zhǔn)確度為101.98%～113.50%。利用該法測定葡萄酒樣品的結(jié)果表明，葡萄酒中以Fe2+為主，其在紅葡萄酒中的百分比相對較高?？傊倪M(jìn)的方法簡單易行、準(zhǔn)確可靠，能夠滿足葡萄酒中鐵價態(tài)的快速定量測定，適于在葡萄酒生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

摘要:為研究帶魚魚糜制品冷藏過程中腥味變化的規(guī)律，以魚丸為研究對象，在不同溫度0、3、6、9、12℃下監(jiān)測魚丸腥味活性值變化，采用零級反應(yīng)方程擬合腥味活性值變化曲線，擬合系數(shù)均大于0.9。根據(jù)Arrhenius方程確定了變化速率K與溫度T的關(guān)系，建立腥味活性值變化預(yù)測模型F=2.332×1013e-8190/Tt+5.035。貯藏期間F的實(shí)測值與預(yù)測值相對誤差在15%以內(nèi)，證明該模型能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測魚丸腥味活性值的變化。

摘要:針對無人駕駛車輛的軌跡跟蹤問題，在分析車輛運(yùn)動學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于模型預(yù)測控制理論的軌跡跟蹤控制方法。首先，將車輛運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行線性化處理，得到車輛運(yùn)動學(xué)線性跟蹤誤差模型，該模型可以用來預(yù)測車輛的未來行為。其次，利用此跟蹤誤差模型作為預(yù)測模型，應(yīng)用線性模型預(yù)測控制方法，通過優(yōu)化得到使性能指標(biāo)最小的控制序列，將控制序列的第一步作用于系統(tǒng)。最后，建立了3種典型的道路試驗(yàn)曲線，并且在基于實(shí)時多體動力學(xué)軟件Vortex搭建的虛擬仿真平臺中對軌跡跟蹤控制器進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，該控制器可以保證無人駕駛車輛快速且穩(wěn)定地跟蹤參考軌跡，距離偏差和方位偏差都在合理的范圍內(nèi)，且實(shí)時性可以達(dá)到要求。

摘要:針對拖拉機(jī)斜坡直線行駛工況，基于拖拉機(jī)比例模型和3D打印技術(shù)，建立了模型拖拉機(jī)輪胎-地面載荷實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)。以斜坡上側(cè)車輪-地面載荷為主要參考量，提出了針對拖拉機(jī)前、后輪的側(cè)向穩(wěn)定評價指標(biāo)（拖拉機(jī)前、后輪的斜坡上側(cè)車輪載荷分配系數(shù)）。采用田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法，選擇前后輪輪胎類型、前配重質(zhì)量、前后輪距和機(jī)具位置6個影響因素作為控制因子，以E級和F級隨機(jī)路面作為噪聲因子，設(shè)計了6因子混合水平的田口實(shí)驗(yàn)方案，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行信噪比和均值的方差分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對拖拉機(jī)斜坡上側(cè)前、后輪側(cè)向穩(wěn)定性影響最大的控制因子分別是前配重質(zhì)量和后輪距；得出基于前、后輪側(cè)向穩(wěn)定性評價指標(biāo)的拖拉機(jī)最優(yōu)配置，為拖拉機(jī)的穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計提供了一定參考，也為拖拉機(jī)防側(cè)翻預(yù)警控制提供了理論基礎(chǔ)。

摘要:基于流體體積(VOF)模型和動態(tài)重疊網(wǎng)格技術(shù)對針閥關(guān)閉過程的噴油嘴內(nèi)流場進(jìn)行了瞬態(tài)模擬，分析發(fā)現(xiàn)在斷油過程中，噴油嘴壓力室和噴孔入口兩個位置都會發(fā)生空化現(xiàn)象，與試驗(yàn)現(xiàn)象一致。計算得到的最大空化體積與倒流氣體體積基本相等，說明空化潰滅是造成外部氣體倒流的主要原因。壓力室內(nèi)的空化潰滅是引起倒流氣體進(jìn)一步流入壓力室的必要條件。進(jìn)一步從理論推導(dǎo)出新的變量——空化數(shù)，用以評估針閥關(guān)閉過程噴嘴內(nèi)空化的程度，得出背壓增大，斷油過程的空化程度減弱，使倒流的氣體體積減少，較好地解釋了背壓對氣體倒流的影響規(guī)律。

摘要:基于具有對稱性和對偶性的正十二面體，設(shè)計了一種以三、四、五邊形為耦合節(jié)點(diǎn)的二十面體單移動可展機(jī)構(gòu)。首先，在正十二面體的十個面上添加一種頂點(diǎn)，通過增加頂點(diǎn)種類以增加耦合節(jié)點(diǎn)種類，從而得到具有三、四、五邊形結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)件。根據(jù)構(gòu)件連接情況設(shè)計四類替換構(gòu)件，將替換構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副(R副)依次連接，構(gòu)造耦合機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)模型。其次，基于螺旋理論應(yīng)用分流法計算其自由度。最后，進(jìn)行主動輸入選取分析及構(gòu)建耦合機(jī)構(gòu)的三維模型，設(shè)置方向相反的驅(qū)動條件分別進(jìn)行仿真運(yùn)動，應(yīng)用Matlab得到動平臺和節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的位置變化曲線，仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果相統(tǒng)一，表明提出的機(jī)構(gòu)具有伸縮運(yùn)動特性。

摘要:根據(jù)基于方位特征(POC)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計理論與方法，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、能實(shí)現(xiàn)三平移一轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析后發(fā)現(xiàn)其耦合度k較大(k=2)，其位置正解及動力學(xué)計算較復(fù)雜；為此，設(shè)計了結(jié)構(gòu)降耦后的新機(jī)型，證明其耦合度k=1，其位置正解易用一維搜索法求出，并給出了基于序單開鏈法的該機(jī)構(gòu)位置正解求解的一維搜索法及其數(shù)值解；同時，基于導(dǎo)出的機(jī)構(gòu)位置反解公式，分析了動平臺的工作空間及其轉(zhuǎn)動能力，探討了該機(jī)構(gòu)發(fā)生3種奇異位形的條件。

摘要:針對3-P(4S)并聯(lián)平臺，首先對其進(jìn)行了位置反解，提出了由BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和擬Newton法相結(jié)合的混合數(shù)值法，并以此對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位置正解，求解精度可達(dá)到10－8數(shù)量級，求解時間在20ms內(nèi)。然后通過對位置解求導(dǎo)可得到機(jī)構(gòu)動平臺和分支桿件的速度和加速度。根據(jù)運(yùn)動學(xué)分析的結(jié)果，應(yīng)用牛頓歐拉方法構(gòu)建該機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型，并對機(jī)構(gòu)的數(shù)值算例進(jìn)行了動力學(xué)仿真驗(yàn)證。最后綜合考慮機(jī)構(gòu)的動力學(xué)性能、剛度性能和速度性能，分別推導(dǎo)了其評價指標(biāo)，并應(yīng)用改進(jìn)的加權(quán)求和法對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)的尺寸優(yōu)化。通過多目標(biāo)的尺寸優(yōu)化，該機(jī)構(gòu)的動力學(xué)性能和速度性能提升了2倍，剛度性能提升了3倍。

摘要:針對仿人機(jī)器人視覺目標(biāo)跟蹤任務(wù)需求，設(shè)計了一種高精度、靈巧型仿人機(jī)器人頭部系統(tǒng)，構(gòu)建了視覺感知模塊與3自由度機(jī)械臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)。利用虛擬連桿方法對仿人機(jī)器人頭部進(jìn)行運(yùn)動學(xué)建模，將目標(biāo)跟蹤問題轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)逆解問題，通過計算機(jī)構(gòu)可操作度與條件數(shù)，顯示機(jī)器人頭部對目標(biāo)跟蹤任務(wù)具有良好的運(yùn)動學(xué)靈活性。在此基礎(chǔ)上，基于梯度投影法建立了目標(biāo)跟蹤運(yùn)動學(xué)逆解與規(guī)避關(guān)節(jié)極限位置的同步優(yōu)化算式，并針對視覺測量系統(tǒng)帶寬較窄、容易造成較大跟蹤誤差的問題，提出了在兩次視覺測量間隔內(nèi)用軌跡預(yù)測的方法獲得目標(biāo)位置的估計值，以提高跟蹤精度。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在測量盲區(qū)內(nèi)采用軌跡預(yù)測方法，可將跟蹤精度提高約80%，實(shí)現(xiàn)高精度目標(biāo)跟蹤。所提出的仿人機(jī)器人頭部及控制方法，對動態(tài)目標(biāo)具有良好的跟蹤性能。

摘要:為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床多體運(yùn)動學(xué)誤差模型的精度，提出了基于張量理論的機(jī)床誤差補(bǔ)償模型。首先面向數(shù)控系統(tǒng)列表插值補(bǔ)償方式，提出了應(yīng)用張量理論設(shè)定基礎(chǔ)階、擴(kuò)展階和誤差階來建立機(jī)床誤差張量模型。然后，提出了采用設(shè)定機(jī)床信息、建立張量模型及設(shè)定檢測參數(shù)3個流程實(shí)施誤差補(bǔ)償，并通過多元回歸分析提出了采用4階多項(xiàng)式擬合機(jī)床空間誤差。最后，以某重型車銑復(fù)合機(jī)床實(shí)驗(yàn)為例，提出了分軸步進(jìn)對角線法下的張量誤差模型，采用球桿儀進(jìn)行了圓度誤差檢測實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該方法能夠有效地提高機(jī)床精度，比多體運(yùn)動學(xué)誤差模型的補(bǔ)償效果更優(yōu)。

摘要:基于Kinect動態(tài)手勢識別達(dá)到實(shí)時控制機(jī)械臂末端位姿的效果。位置控制信息的獲取采用Kinect計算手部4個關(guān)節(jié)點(diǎn)在控制中的位置變動，數(shù)據(jù)噪聲在控制中易引起機(jī)械臂誤動作和運(yùn)動振動等問題，為了避免噪聲對實(shí)時控制的不利影響，采用卡爾曼濾波跟蹤降噪。姿勢控制信息通過采集手部點(diǎn)云經(jīng)濾波處理后應(yīng)用最小二乘擬合的方式獲取掌心所在平面,運(yùn)用迭代器降噪處理。系統(tǒng)通過對手部位置和姿勢信息的整合、手勢到機(jī)械臂空間坐標(biāo)映射及運(yùn)動學(xué)求解來實(shí)時控制機(jī)械臂末端位姿。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，手勢控制系統(tǒng)滿足控制要求,簡單、易于操作，機(jī)械臂實(shí)時響應(yīng)速度快、運(yùn)動準(zhǔn)確。

摘要:從師法自然出發(fā)，以靜態(tài)接觸角高達(dá)140°的箬葉下表面為仿生對象，使用2種模板法制備具有箬葉下表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的聚合物仿生表面。采用掃描電鏡觀測聚合物仿生表面的微觀形貌，借助接觸角測量儀分析仿生表面的潤濕性能。以箬葉下表面為模板，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）二次復(fù)形方法獲得仿箬葉下表面，僅實(shí)現(xiàn)微乳突結(jié)構(gòu)的部分復(fù)形，而大多數(shù)納米片層結(jié)構(gòu)缺失，其靜態(tài)接觸角與PDMS本征接觸角相比只提高了7°左右。采用電鑄與注射成型相結(jié)合的方法獲得的仿箬葉聚丙烯（PP）表面，可基本實(shí)現(xiàn)微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)形，其靜態(tài)接觸角與PP本征接觸角相比提高了50°以上，進(jìn)一步采用低表面能的氟硅烷修飾注射成型仿箬葉PP表面，其靜態(tài)接觸角與PP本征接觸角相比提高了70°左右，達(dá)到了133°±2°。但2種模板法成型的仿生聚合物表面均未能較好保留箬葉的動態(tài)潤濕性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過電鑄-注射法構(gòu)筑仿箬葉表面的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)、在粗糙表面上修飾低表面能物質(zhì)的雙重途徑可用于實(shí)現(xiàn)仿生疏水表面高效低成本的制備。