非化学方式除草是摒弃除草剂、生产有机农产品的前提，传统的中耕锄草机主要解决行间锄草，由于株间苗草集聚，机械锄草难度较大，目前主要依靠人工，劳动成本高且效率低。智能株间锄草机器人是一种能够实时识别作物行和苗草信息，并能控制株间锄草刀高速作业的自动锄草装备，具有智能、高效、环保等特点，可大大减少劳动力，提高锄草效率，降低...
针对托盘式蔬菜的封膜装置，在现有对保鲜膜进行三面切割的切割方式的基础上，为简化驱动、简化控制从而降低制造成本，提高蔬菜产品市场竞争力，基于曲柄滑块机构和滚轮滑槽的联动机构对托盘式蔬菜封膜装置进行了创新设计，提出了托盘式蔬菜封膜装置方案，运用MATLAB软件对作为传动装置的曲柄滑块机构进行了最佳传力性能设计，确定最小传动角42...
为了减少机器人自动采摘过程中夹持器抓取苹果时的碰撞、挤压损伤，对抓取过程中苹果与不同指面类型夹持器手指接触时果实内部的应力变化进行研究。通过压缩试验后计算得到了苹果果皮、果肉和果核3个不同部分的力学参数，建立了单个苹果的3层实体力学模型。将苹果果皮、果肉和果核3部分弹性模量分别取多次试验的平均值，通过ANSYS软件建立了苹果...
为满足自走式番茄收获机国产化研究不断推进的需要，采用CCD（central composite design）设计与响应曲面分析（response surface methodology，RSM）对果秧分离性能作优化研究。以收获生产率、摇摆器转速、输料链速度为自变量，果秧分离性能（果秧分离率和果实破损率）为响应指标，建立了二者间的多元数学回归模型，探究了因素间的影响规律及最...
为探明水稻机械除草过程中，除草轮的工作阻力大小变化及水田土壤的动态行为，该文利用 ANSYS 软件的显式动力分析模块LS-DYNA对耙压式除草轮在水田环境下的作业过程进行仿真分析。采用ALE（Arbitrary Lagrange-Euler）多物质耦合算法建立了土壤-水两物质耦合有限元模型；运用流固耦合算法分析除草轮与土壤-水模型的相互作用过程。采用有交互作...
为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行，该文以500GJC-32.3＆#215;3型离心式长轴泵为例，对其进行优化，首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数，通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计，对正交试验结果进行极差分析，得到了叶轮几何参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影响，选取...
为了提高IS50-32-160低比转数离心泵在设计工况下的扬程和效率，采用数值模拟、试验设计、近似模型和遗传算法相结合的优化方法，选取了泵叶轮的叶片出口宽度、叶片出口安放角和叶片包角3个参数作为设计变量，采用最优拉丁超立方试验设计方法进行20组方案设计，应用ANSYS CFX 14.5软件对各方案进行定常数值计算，得到设计工况下的效率和扬程，并...
为了分析转轮间隙流动对混流式水轮机效率预测的影响，该文采用CFD数值模拟方法对含有转轮间隙的混流式水轮机内部流动特性进行研究，定量分析了转轮圆盘效率损失，并将CFD仿真结果和模型试验结果进行了对比。研究表明：考虑了转轮圆盘损失后，在最优单位转速附近CFD计算得到的水轮机效率和模型试验结果吻合良好。当偏离最优工况点较远时，由于...
为了降低空调运行过程中制冷压缩机所产生的噪声，采用在制冷压缩机排气管设置消声器的方法。建立了消声器内部制冷剂的有限元模型，利用声学分析软件Virtual Lab Acoustics和计算流体动力学软件Fluent分别对消声器的声学性能和阻力特性进行数值模拟，分析了消声器内部的扩张腔长度、孔板位置、孔板内径等结构参数对排气管消声器传递损失和压力...
研制了一种内部中空、外部为齿轮状的木纤维滤芯，建立基于阻力的柴油车尾气微粒捕集器（diesel particulate filter，DPF）滤芯的压力损失和结构参数模型，通过数值计算分析得到新型齿轮状木纤维滤芯的较优尺寸方案；并通过台架试验对不同结构参数滤芯的阻力变化进行对比分析，验证了该新型齿轮状木纤维滤芯的可靠性和科学性。分析结果表明，当...
软性磨粒流超精密加工方法已被应用于模具细微结构化表面的光整加工中，湍流形态下的软性磨粒流具有最佳加工效果，所以需要对软性磨粒流的流场形态进行判断。以汽车模具中的结构化表面为研究对象，采用可实现k-ε模型对软性磨粒流进行数学描述，对软性磨粒流流场内的压力、速度、湍流耗散率以及不同阶段的运动轨迹进行数值模拟研究；基于粒子图...
为研究深松对春玉米根系形态特征和生理特性的影响。以郑单958和先玉335为供试品种，设旋耕（R）、深松加旋耕（S＋R）2个处理，于2012和2013年进行田间试验。结果表明，深松可以显著提高2个品种春玉米实测产量（P＜0.05）、春玉米乳熟期和完熟期根干质量（P＜0.05）且40 cm以下土层尤为明显。2个品种春玉米30 cm土层处的株、行间根幅均表现为S...
为揭示降雨和蒸散年际波动对作物灌溉需水量的影响机理，以华北平原南部地区夏玉米为研究对象，基于土壤水分概率密度函数建立灌溉需水量计算模型，分析了降雨、蒸散和灌溉需水量的年际波动特征，结合蒙特卡洛方法探讨了降雨和蒸散对灌溉需水量年际波动的贡献。结果表明：研究区夏玉米降雨参数年际波动显著，平均降雨量波动于4.958～25.003 mm，...
对于土层夹砂结构，湿润锋穿过砂层上界面时，入渗率变为稳渗率。为确定各因素下夹砂层土壤的稳渗率，在Green-Ampt入渗模型基础上，引入导水度系数（小于1）来量化上层土壤的导水程度，建立了改进的夹砂层土壤Green-Ampt入渗模型。采用HYDRUS-1D软件，模拟了不同土壤质地、初始含水率、压力水头、砂层埋深和砂层厚度条件下的稳渗过程，根据模拟...
灌溉保证能力是耕地质量的重要方面，为了提高区域耕地质量监测信息的获取效率，该文构建了一种基于遥感蒸散发的耕地灌溉保证能力评价方法。以MODIS蒸散发产品（MOD16）为数据基础，在水量平衡原理的基础上，利用降雨量、MOD16A2产品中的实际蒸散发参量，计算年度有效灌溉量；利用地面气象站点计算的参考作物需水量和MOD16A2月合成产品中潜在蒸...
快速获取土壤盐分的含量、特征及空间分布信息是盐渍土治理、利用的客观需求。该文针对黄河三角洲盐渍土，以垦利县为例，基于Landsat 8 OLI多光谱影像，在传统植被指数的基础上引入短波红外波段进行扩展，提出了改进植被指数；然后基于改进前后对应的植被指数，分别采用多元逐步回归（multivariable linear regression，MLR）、反向传播神经网...
为研究中原黄泛区土壤盐分空间变异，以河南省封丘县为研究区，综合考虑引起土壤盐渍化的土壤盐分、地形、地下水位及矿化度、植被情况及其他影响因素，基于遥感影像和磁感式探测获得的土壤表观电导率等多源数据建立了区域土壤盐分综合评估模型，并对研究区分层土壤盐分空间变异进行评估。结果表明：对于0～60 cm土层利用多源数据进行模型构建中...
土壤侵蚀量的定量研究可为国家生态环境建设和水土保持宏观决策的制定提供重要的依据。修正通用土壤流失方程（revised universal soil loss equation, RUSLE）是开展土壤侵蚀定量评价的主要手段。该文在地理信息系统（geographic information system, GIS）的支持下，依据中国土壤流失方程各因子的算法确定RUSLE模型各因子值，估算了三峡库区黄...
3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCP）的化学结构稳定、水溶性高、运移能力强，对水体具有潜在的污染风险。在有机质含量低、大孔隙度高、导水性好的紫色土地区，风险更加显著。为研究TCP在紫色中的迁移规律，该研究依据紫色土的典型耕作类型，在中国科学院盐亭国家紫色土农业生态试验站采集3组土样（小麦-玉米轮作的坡地、水稻-油菜轮作的水旱农田和萝卜...
为实现肥液自动混合过程中氮素浓度的实时检测，设计了一个检测装置，该装置主要由硝酸根离子选择电极、电极信号调理电路、温度传感器、数据采集以及显示电路组成。在10-6～10-1 mol/L范围内配制了一系列标准浓度的NO3-溶液，对该检测装置进行了性能测试试验：1）以标准毫伏计 PHS-3CT 作为对比，测试了装置对电极响应电势的测量准确性，其相对...
为实现组合式三相逆变器输出电压的同步控制，该文以三台单相储能逆变器Y/△连接为例，对其离网模式及离并网预同步过程时的同步控制方法进行研究。该文在离网模式下采用基于CAN（controller area network）总线通信的基准时间同步与相位调整同步的主从同步控制方法；在此基础上，针对离并网预同步过程，该文提出了一种基于改进的二阶广义积分锁...
无人机遥感具有使用成本低、操作简单、获取影像速度快、地面分辨率高等传统遥感无法比拟的优势。该文通过分析仅含红光、绿光和蓝光3个可见光波段的无人机影像中植被与非植被的光谱特性，同时结合健康绿色植被的光谱特征，借鉴归一化植被指数NDVI的构造原理及形式，提出了一种综合利用红、绿、蓝3个可见光波段的归一化植被指数——可见光波段差...
GF-1号卫星是中国2013年4月26日发射的一颗高分辨率遥感卫星，为解决该新型卫星数据在农作物对地抽样遥感调查中的应用技术方法问题，该文针对GF-1号卫星数据的特点，研究了基于GF-1号卫星16 m WFV传感器和2 m/8 m PMS传感器卫星数据的农作物种植面积遥感抽样调查方法。根据研究区物候历，选择农作物识别关键期的16 m WFV传感器数据进行多时相农...
果实采摘点的精确定位是采摘机器人必须解决的关键问题。鉴于苹果目标具有良好对称性的特点，利用转动惯量所具有的平移、旋转不变性及其在对称轴方向取得极值的特性，提出了一种基于轮廓对称轴法的苹果目标采摘点定位方法。为了解决分割后苹果目标边缘不够平滑而导致定位精度偏低的问题，提出了一种苹果目标轮廓平滑方法。为了验证算法的有效性...
单个害虫的分割是进行害虫特征提取和识别的前提。针对害虫识别过程中出现的粘连等问题，提出了一种基于形状因子和分割点定位的害虫图像分割方法。该方法首先利用形状因子对图像中的每个区域进行粘连判定，然后对判定为粘连的区域进行逐层轮廓剥离和局部分割点的确定，接着根据局部分割点在原区域中搜索边界轮廓的两个分离点，最后连接局部分割...
视频分析技术已越来越多地应用于检测奶牛行为以给出养殖管理决策，基于图像处理的奶牛个体身份识别方法能够进一步提高奶牛行为视频分析的自动化程度。为实现基于图像处理的无接触、高精确度、适用性强的奶牛养殖场环境下的奶牛个体有效识别，提出用视频分析方法提取奶牛躯干图像，用卷积神经网络准确识别奶牛个体的方法。该方法采集奶牛直线行...
针对太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速等气象因素对大豆归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）在每天不同时间的影响，提高大豆NDVI的监测精度。该研究采用GreenSeeker手持式光谱仪对大豆苗期、花荚期和成熟期3个主要生育阶段的NDVI值以小时为单位进行连续监测，并收集测量时的太阳辐射、大气温度、空气湿度和风速...
土壤全氮与土壤肥力和土壤氮循环紧密相关。掌握土壤全氮详细的空间分布信息对提高土壤肥力管理效率和更好地了解土壤氮循环至关重要。该文以儋州国营橡胶园为研究区域，采集2511个土壤样品，利用随机森林（random forest， RF）、逐步线性回归（stepwise linear regression，SLR）、广义加性混合模型（generalized additive mixed model，GAMM...
中国的日光温室实现了高效的能量利用，在中国北方地区的冬季农业生产中发挥了巨大的作用。但在实践生产中日光温室存在巨大的能量不平衡，给北方冬季的农业生产造成很大的损失，同时也限制了日光温室的高效应用。为了实现了日光温室对太阳能的高效利用，该文提出了一种能够将白天富裕能量进行有效存储的主动蓄热后墙日光温室。该文对主动蓄热后...
农业温室采集温湿度数据时，有线网络传输数据存在布线复杂、节点移动困难等缺点，采用Zigbee无线传感器网络传输提取的数据信息可以有效解决上述问题。受电磁干扰、传输信道拥塞等不利因素影响，采用Zigbee无线传感器网络监测的数据会出现不准确的情况，所以剔除误差数据成为关键。该文在温室数据采集系统的计算机软件里加入了针对误差数据剔除...
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