非圆齿轮的传动误差模型建立困难以及齿侧间隙难以获取等问题限制了它在精密场合的应用。为了提高非圆齿轮的传动精度，在考虑偏心误差的基础上，基于啮合线增量法建立了双向传动下的非圆齿轮传动误差模型及齿侧间隙模型，分析了偏心率及偏心误差对双向传动误差和齿侧间隙的影响，并通过传动试验验证了理论分析的正确性。分析表明：非圆齿轮的齿侧间隙可通过双向传动误差获得；随着偏心率和偏心误差的增大，双向传动误差均呈现递增趋势；优化初始相位在一定程度上可以降低传动误差和齿侧间隙；随着负载的增大，传动误差和齿侧间隙也呈现递增趋势，且由于轮齿变形的存在，齿侧间隙有一定累计值产生。

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器，类比于本征正交分解的方法，可以对提取到的低维特征进行能量排序，同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20 000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例，分析分层卷积自编码器对该流场的降阶能力，并与本征正交分解的结果作对比。同时，在此基础上延伸出组合模态的概念，并增加每一组低维潜在向量数，观察重构流场与原始流场的均方误差变化。结果表明，在分层层数及每层潜在空间向量数较少时，非线性的分层卷积自编码器相对于本征正交分解的方法对流场有更强的还原能力，但是其优势会随着层数和潜在向量数的增加而减弱。

为研究高速公路交织区入口匝道车辆汇入主线的换道行为，基于方差异质性随机参数模型构建了车辆汇入换道模型，先从NGSIM数据集中提取7个在统计上显著且对换道行为有影响的解释变量，然后将其引入方差异质性随机参数模型探索潜在异质性，计算各变量平均边际效应量化对换道行为的影响，最后提出了“个体样本精度”指标对模型进行比较。研究结果表明：汇入车辆与目标车道领车的车头间距、目标车道领车宽度、辅助车道领车速度对换道行为产生了显著的影响，且汇入车辆在辅助车道上的纵向位置显著影响汇入车辆与目标车道领车的车头间距，方差异质性随机参数模型比未考虑方差异质性的随机参数模型和二元Logit模型具有更高的拟合优度和模型精度，能够更好地解释车辆汇入行为中的潜在异质性。本文的研究成果可应用于自动驾驶辅助系统和交通流仿真软件中，对阐明车道变换行为的机理有一定的参考价值。

针对一种双行星排混合动力传动系统，建立包含综合时变啮合刚度和啮合误差等内部激励以及不同动力源输出转矩和负载转矩等外部激励的纯轴向扭转非线性动力学模型。在此基础上，针对纯电动和混合动力驱动模式，采用四阶Runge-Kutta法研究系统在不同转矩激励下的非线性高频振动特性，获取不同动力源转矩分配对行星排各构件振动响应行为的影响。研究结果表明，在双电机联合驱动模式下，前行星排振动响应量大于后行星排，后行星排的振动响应波动范围大于前行星排，电机MG2应优先工作在转矩较大且较为恒定的工作区间；混合动力驱动模式下，前行星排受电机MG1影响较大，振动响应量及振动响应波动范围大于后行星排，电机MG1应保持在较为恒定的工作区间，电机MG2优先工作在较大的转矩区间。研究结果将为基于双行星排构型的功率分流式混合动力汽车系统动力学行为分析与转矩决策优化提供理论基础。

研究了一类含刚性及弹性复合约束的两自由度受迫振动系统，基于双参数协同仿真的数值计算方法，在关键参数激振力频率和两质块间间隙值构成的参数平面上获得了系统周期运动的模式类型和存在区域；揭示了无冲击振动和相邻基本周期冲击振动之间、相邻基本周期运动之间的转迁规律；分析了弹性约束刚度变化对系统周期运动模式类型和存在区域的影响。结果表明：无冲击振动和相邻基本周期运动之间、相邻基本周期运动之间都存在两类主要的转迁区域，包括舌状域和迟滞域；舌状域中包含具有规律性的亚谐运动，这些亚谐运动和相邻的基本周期运动在舌状域边界线附近构成迟滞域群；增大弹性约束处的刚度值，会使得双参数平面中低频率域的概周期运动、混沌运动存在域显著增大，并分割周期运动存在域。

为探究加工TC4钛合金材料时铣削加工参数对铣削力及材料去除率的影响规律并寻求最佳参数组合，基于正交实验方法设计实验，采用四刃球头铣刀进行侧铣实验。以铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度为变量，以铣削力和材料去除率为评价指标，基于极差分析法，揭示加工参数对铣削力和材料去除率的影响规律。分别采用灰色关联分析法（GRA）和粒子群优化（PSO）算法进行参数优化，基于回归分析方法建立铣削力预测模型，为PSO做准备。最后，经过试验验证，对两种优化方法进行对比分析，并对预测模型进行验证。结果表明，本文所建立的预测模型可准确高效地对铣削力进行预测，PSO优化效果更好。

针对传统的一维束流研究方法无法对高功率密度液力变矩器工作腔内部复杂的时变瞬态湍流流动状态进行描述的问题，通过对计算流体力学（CFD）计算中的湍流模型进行设置，将RANS、LES、DES和SBES模型与精细六面体网格和介质动态物理化学特性进行高效的耦合集成，为液力变矩器（TC）瞬态仿真提供指导，以预测其外特性性能和复杂内流场分布。通过定性、定量分析液力变矩器内部的流动结构和导轮叶片边界层涡系拟序结构的时序演化，发现动态混合模型（DHRL）中的应力混合涡模拟（SBES）方法能够充分辨视工作腔内边界层的流动，实现了多流域耦合复杂流动现象的精准捕捉，并通过台架实验得到原始特性预测结果的最大误差不足4%。另外，本文还阐明了工作腔内流动损失产生机制，揭示了涡结构产生、发展、输运、破碎及合成等一系列主导湍流转捩过程的流动机制，为高效地开发新产品以及改进原有产品提供了计算方法。

采用熔铸法制备了不同凝固速率的原位（Mg₂Si+Si）/Al复合材料，研究了其组织和耐磨性。结果表明，磷改性后，初生Mg₂Si为多边形块状，初生Si仍为复杂形貌。随着凝固速率的提高，初生Mg₂Si和初生Si的数量随之增加，尺寸随之减小。萃取试验表明，Mg₂Si晶体具有十四面体和六面体形貌。研究了不同滑动速度和载荷条件下复合材料对45#钢的干滑动磨损行为。结果表明，复合材料的耐磨性随着凝固速率的提高而提高，（Mg₂Si+Si）/Al复合材料的失效机制主要是黏着磨损和磨粒磨损。

针对自主汽车队列与人工驾驶车辆混合的交通流问题，考虑汽车队列自身固有的动力学特性及其与交通流的耦合作用，研究了汽车队列固有动态特性的混合交通流特性。首先建立了自主汽车队列慢化概率与队列车辆的车头时距以及队列规模之间的关系模型，然后搭建了开放边界条件下汽车队列和人工驾驶车辆混合的元胞自动机交通流模型，最后进行了仿真分析。仿真结果表明，本文所建立的考虑汽车队列动态特性的混合交通流元胞自动机模型，揭示了现有模型无法反映的一些特殊的混合交通流特性；考虑汽车队列动态特性的混合交通流量会显著受到队列车头时距、队列规模等队列特征的影响，并且呈现出一定的非线性影响关系；车头时距和队列规模对混合交通流量的不利和有利影响同时存在，扩大队列规模和提高渗透率可显著改善混合交通流的流量特性，显著提升高车流密度下的道路通行能力。

针对采用分类方法进行分心驾驶检测存在只能识别有限分心驾驶行为类别以及忽视时间信息的问题，提出了基于改进YOLOv5的驾驶员分心驾驶检测方法。首先，在YOLOv5的基础上引入Ghost模块，采用线性变换代替部分常规卷积进行特征提取以轻量化网络模型，实现快速又准确地检测图像中手机、水杯、驾驶员双眼和头部区域；其次，在获取目标检测结果的基础上，结合头部姿态估计设计逻辑算法并融入YOLOv5中，从认知分心和视觉分心两个角度检测每帧图像中驾驶员是否存在分心驾驶，避免了分类方法受限分心驾驶类别数的问题，再设置适当的时间阈值，从而实现端到端实时的分心驾驶预警；最后，对采集的18名驾驶员的驾驶行为数据集进行对比试验，验证了本文方法的可行性和有效性。

目前，道路交通事故检测及预防中缺乏异质传感器布设的相关技术标准和理论指导，为此本文提出了一种面向事故检测及预防的异质传感器布设方法。考虑到交通事故的不确定性，该方法利用历史交通事故数据，获取道路事故风险的稳定空间分布，从而将传感器布设问题转化为道路事故风险的最优覆盖问题。以覆盖质量最大为目标，以布设成本、事故检测误差等为约束，构建异质传感器布设的组合优化模型。通过国际公开事故数据与道路场景验证本文方法的有效性，结果显示不同成本约束下传感器布设方案均能够与道路事故风险有效匹配，且均能达到事故的预期覆盖效果。因此，本文方法能够满足事故不确定性下的传感器布设需求，实现异质传感器优化布设。

掌握观赛人群出行行为特征是应对赛事举办期间交通量激增、保障城市交通正常运行的关键。基于个人属性、出行特征、观赛特性和出行意愿的954份调查样本，引入结构方程刻画安全性、便捷性、经济性和出行意向4个潜变量与11个显变量的因果作用关系，考虑个人偏好对出发时间和出行方式组合决策选择行为的潜在影响，构建了基于SEM-NLogit的观赛人群组合决策选择行为模型。研究表明，模型预测精度为87.06%，与巢式Logit和多元Logit模型相比精度提高了6.99%和18.18%。本文模型更好地刻画了“观赛人群年龄越大，更倾向于提前出发；同伴数量越多、收入越高，越倾向于选择小汽车出行”的特征，并得到了出行时更注重安全性与经济性等巢式Logit模型无法得到但更符合实际出行规律的个人偏好的选择行为。

本文采用随机参数logit模型，重点考虑未观察到的数据异质性，从道路线形条件、交通运行状态、气象环境条件和激进驾驶行为4个方面分析了高速公路交通事故的影响因素。结果表明，平面线形、纵面线形、拥堵指数、速度变异系数、天气条件、风力等级、急加速行为频率和急减速行为频率均对高速公路交通事故有显著影响；同时，在纵面线性、拥堵指数、急加速行为频率和急减速行为频率4个变量中发现了未观察到的异质性，且急减速行为频率与拥堵指数、急加速行为频率与急减速行为频率之间存在交互作用。本文对高速公路交通事故发生的原因做出科学合理的解释，为高速公路事故的科学治理提供理论支撑。

针对半挂汽车列车在寒区山地公路危险路段行驶会发生折叠、甩尾和侧翻的问题，以国内某款半挂汽车列车为研究对象，基于汽车动力学理论建立六自由度半挂汽车列车动力学数学模型；运用Truck-sim完成半挂汽车列车整车模型和危险路段模型的建立，依据半挂汽车列车发生侧翻和横摆失稳的原理，确定了半挂汽车列车侧翻和横摆失稳的判定条件。以半挂汽车列车的理想状态参数和实际状态参数的差值为控制目标，借助Simulink建立了基于线性二次型调节器（LQR）控制算法和差动制动的半挂汽车列车防侧翻和横摆失稳控制策略；选取哈牡高速公路较为典型的危险路段，改变路面附着系数对应不同实际情况下的路面，通过Truck-sim与Simulink联合仿真进行场景重构，对本文控制策略进行仿真试验。结果表明：在哈牡高速公路K398-K406段S形弯道公路上，路面附着系数为0.1、0.25和0.35时，能够实现牵引车侧倾角最大值减小0.05°、0.04°和0.1°，半挂车侧倾角最大值减小0.04°、0.01°和0.1°，路面附着系数为0.35时，减小幅度最大，分别为40%和23.26%。在哈牡高速公路K273-K274段弯坡路上，路面附着系数为0.1时，控制策略有效阻止了车辆的侧翻，路面附着系数为0.25和0.35时，控制策略下侧倾角最大值减小0.04°和0.02°，对应减小幅度为16%和3.92%。控制策略能够有效降低牵引车和半挂车侧向加速度、横摆角速度及侧倾角的峰值，对侧倾角的控制尤为明显，可以避免冰雪天气下半挂汽车列车行驶在弯坡路时出现侧翻等危险事故。

本文基于符合锈蚀钢筋形貌特征的截面积概率分布函数，并考虑锈坑处相邻截面的相关性，建立了不均匀锈蚀钢筋的三维有限元模型，通过蒙特卡罗模拟批量开展数值拉伸试验，定量研究不同锈蚀率下钢筋力学性能的退化情况。与已有的试验结论对比显示，该方法能较好地估计锈蚀钢筋的力学性能，尤其是钢筋的变形能力。本文研究了锈蚀钢筋不同本构和标距长度对力学性能的影响，结果表明：钢筋的强屈比是影响其变形能力的主要因素，不同的标距长度将会显著影响锈蚀钢筋极限应变的计算结果。

基于实际连续预应力混凝土无缝桥结构的试设计，提出了一种台后设置拱形结构的新型整体式无缝桥梁。通过建立该新型结构的三维杆系计算模型与实体有限元模型，考虑桩基与桩周土之间相互作用，并按相似比原则设计半桥有机玻璃模型试验以验证模拟方法的正确性。采用经验证的数值模型建立台后设置拱形结构的全桥杆系模型与实体模型，分析矢跨比与桩长对桥梁整体受力性能的影响。分析结果表明：模型试验的位移和应力值与杆系模型差异分别为8%和21%，与实体模型差异分别为-3%和5.3%；随着矢跨比的增大、桩长的减小，拱脚所受的水平约束减小，拱顶的竖向位移相对减小，主梁所受的轴力逐渐减小，弯矩变化范围也逐渐降低。因此，选择桩长较短、矢跨比较大的无缝桥梁的整体受力性能更加优越。

为模拟钢筋混凝土（RC）柱进入非线性状态后的力学性能，首先，提出了一种改进Bouc-Wen模型，从刚度退化、捏拢效应与非对称特性等方面对Bouc-Wen-Baber-Noori（BWBN）模型进行修正，并结合参数规一化处理与混沌粒子群算法建立模型参数识别方法。然后，实现了改进Bouc-Wen材料在OpenSees平台中的二次开发，并应用该材料定义RC柱塑性铰的弯矩-转角关系，完成基于集中塑性铰模型的RC柱数值建模。最后，根据钢筋混凝土柱的低周往复加载试验数据，分别通过直接识别水平恢复力-侧移曲线与集中塑性铰数值建模的方法描述RC柱的滞回特性。与试验结果对比表明：改进Bouc-Wen模型模拟精度较BWBN模型有明显提高；纤维模型的计算精度依赖设计信息的准确性，未能较好地模拟经历性能变化后RC柱的非线性响应；基于改进Bouc-Wen模型的数值建模方法能够更为准确地模拟经历震损后RC柱的刚度退化、捏拢效应与非对称特性。

将极值应力数据视为时间序列，提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波（IGMPF）动态预测新方法。首先，利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型，将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程；然后，引入最大期望（EM）算法来估计目标状态的概率分布，并嵌入高斯混合粒子滤波器中，进而利用改进高斯混合粒子滤波算法，结合应力监测数据实现结构极值应力的动态预测；最后，通过在役桥梁监测数据对本文模型和方法的合理性进行验证。结果表明：本文方法预测精度高，可用于工程实际应用中。

为揭示级配碎石基层与沥青混合料面层的温度收缩协调变形规律，本文采用动静态应变采集系统实时获取沥青混合料层的温缩应变，基于PFC6.0 Suite和FLAC3D构建了组合结构连续-离散耦合模型，探究了级配碎石层与沥青混合料层温缩协调变形宏观和细观响应规律。研究结果表明：连续-离散耦合模型与室内试验的吻合度相比连续介质模型高，温缩系数相对误差最大为8.1%；沥青混合料及其组合试件温缩应变-时间关系曲线均呈先快后慢的非线性变化规律，沥青混合料类型及降温温差对级配碎石的约束作用基本无影响；组合试件温缩变形主要发生在前1 h内，沥青混合料层整体由“翘起”状逐渐过渡到“平缓”状；级配碎石层通过颗粒向内挤压运动，使两端松散膨胀及颗粒接触重组来实现与沥青混合料层的协调变形。本文从宏观应变响应与空隙率、配位数及三维组构细观响应揭示温缩协调变形机制，研究结果可为级配碎石基层沥青路面低温抗裂研究提供理论参考。

针对目前梁柱刚性连接耐震型节点承载力研究过于片面的问题，提出多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点承载力计算方法。该方法设计筑梁柱刚性连接耐震型节点核心区仅添加钢纤维、仅添加箍筋和同时添加钢纤维与箍筋3种类型，并依据钢纤维体积率和箍筋率不同制作9个试件，以该9个试件为试验对象，设计试验加载方案和测点分布后，利用有限元软件构建多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点试件模型，并利用该模型模拟其试验加载方案，同时通过计算多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点试件的T型钢抗弯承载力、螺栓承载力以及柱翼缘承载力等实现多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点计算。试验结果表明：本文方法计算梁柱刚性连接耐震型节点钢腹板承载力与其实际承载力数值吻合度极高，计算结果较为精准；可有效计算不同核心区添加钢纤维、箍筋等试件的受剪承载力、受弯承载力，同时利用有限元云图可清楚呈现梁柱刚性连接耐震型节点不同承载力分布情况。

针对立体图像版权保护和现有零水印方案抵御几何攻击鲁棒性能欠佳的问题，提出了一种新的基于Tucker分解和分数阶Jacobi-Fourier矩（FJFM）的彩色立体图像抗几何攻击零水印算法。首先对原始彩色立体图像的左、右视点分别进行R、G、B通道分离，接着将分离后的6个通道联合并视作一个三阶张量进行Tucker分解，获得包含左、右视点相关性的第一能量图；然后计算该能量图4×4非重叠分块后均值子图的FJFM混合低阶矩特征，并利用该特征构造二值鲁棒特征矩阵；最后将经过双重置乱加密后的原始水印和混沌排序置乱后的特征矩阵进行异或操作，得到最终的认证零水印。实验结果表明，本文算法对添加噪声、滤波、压缩等常见非几何攻击均表现出很强的鲁棒性，水印检测NC值均在0.98以上；在抵抗旋转、缩放、平移和剪切几何攻击性能方面整体优于对比算法。

针对现有利用社交媒体数据通过计算机技术进行心理评估的方法存在语义稀疏和缺乏先验知识融入的问题，提出了基于异质图网络的心理评估方法，提取社交媒体上的用户画像信息、文本信息、主题信息，构建异质图，将心理评估问题描述为节点分类问题。一方面，构建用户心理状态知识图谱融入先验知识，表征用户画像信息；另一方面，利用异质图融合信息进行语义补充，通过分层注意力关注节点权重，得到评估结果。在Twitter和Reddit数据集上进行实验，结果证明了本文方法在用户心理状态分类上的有效性，且关键性能明显提升。

针对现有皮肤病变图像分割时缺乏多尺度特征提取，从而导致细节信息缺失和病变区域误分割的问题，本文提出一种融合多尺度Transformer的编解码网络皮肤病变分割算法。首先运用Transformer模块构建分层编码器，分层编码器从全局特征变化角度出发，多尺度分析皮肤病变区域；然后利用多尺度融合模块、通道注意力模块和联合层构建融合解码器，多尺度融合模块互补分层编码器中浅层网络信息与深层网络信息，增强空间信息和语义信息间的依赖关系，通道注意力模块能够有效识别特征丰富的通道，提高算法分割精度；最后引入扩展模块恢复图像大小以匹配实际需求。将该算法在ISBI2016、ISBI2017和ISIC2018三个公共数据集上进行实验测试，其像素精度分别为96.70%、94.50%和95.39%，平均交并比分别为91.69%、85.74%和89.29%，算法测试整体性能优于现有算法。仿真实验证明，多尺度Transformer编解码网络能够有效地分割皮肤病变图像。

针对光波导在成像过程中阵列中心易发生偏移现象，其相控阵列的中心偏检测精度较低的问题，提出一种集成光波导相控阵列中心偏检测方法。利用光束传输法对集成光波导的光波场展开模型，根据光栅衍射理论分析集成光波导的扫描特性。当相控阵列中心处于偏离状态时，相控阵列面之间在集成光波导中处于不平行状态，在光学自准直法的基础上结合集成光波导的扫描特性，计算相控阵列在集成光波导中的平行度，获得相控阵列面在x方向和y方向中的平行度，以此为依据检测集成光波导相控阵列中心的偏离程度。实验结果表明：本文方法在x方向和y方向中的检测误差为0.001 mm和0.002 mm，检测结果与实际结果相符，证明所提方法具有较高的检测精度。

针对遥感图像中目标排列密集且方向不相同，导致现有检测算法难以准确定位实例目标的问题，提出了一种遥感图像密集小目标全方位精准检测算法。首先，为提升特征提取能力，在主干网络的残差结构中引入Meta-ACON激活函数，自适应地学习信道特征的重要性；其次，提出一种加强连接特征金字塔网络，重新设计了用于深浅层特征融合的侧向连接部分，并在同层次特征图输入与输出之间添加了跳跃连接，丰富特征语义信息；再次，引入角度预测分支，使用环形平滑标签方法将角度回归问题转化为分类问题，在实现目标框旋转的同时解决了旋转框边界突变的问题；最后，设计针对旋转检测框的后处理方法（Rotate-Soft-NMS），通过抑制检测框的置信度去除相邻的重复旋转检测框。在DOTA数据集上的实验结果表明：该算法的平均精度均值达到76.15%，相比于基准模型YOLOv5m提升了5.22%，与其他先进算法相比取得了最好的检测结果。本文算法对复杂遥感场景的目标具有更优的检测效果。

针对复合电源的协同控制过程易受电池性能、电流效应、汽车速度等问题的影响，导致复合电源电流分配较不稳定的问题，提出了一种考虑电池荷电状态的混合动力汽车复合电源协同控制方法。该方法首先通过构建二阶电阻-电容（RC）等效电路模型得到电池荷电状态的估算值；其次在估算值的基础上计算出复合电源的效率特性；最后采用自适应滤波器功率分配控制算法，通过构建目标函数和约束条件实现超级电容器与蓄电池的功率分担，进而完成混合动力汽车复合电源的协同控制。仿真结果表明，本文方法的电流分配情况较好，控制后的汽车能耗低，能耗始终控制在0.6 ~2.7 kW/h。

针对双向快速扩展随机树（RRT-Connect）在多模态四足机器人路径规划中存在不必要的跳跃和行走部分路径的地形起伏程度大及转向角度变化大的问题，提出了一种基于离散采样的解决方案。预处理路径去除不必要的跳跃，离散采样并动态规划获得粗解，使用B样条曲线拟合并二次规划得到最终路径。仿真结果表明，本文方法规划出的路径使得机器人对质心高度的调节平均减少了31.4%，途径地形的起伏程度减小13.4%，地形倾斜角度变化降低11.4%，转向角度变化减小62.7%，验证了本文方法的有效性。

针对含可再生能源系统协同优化调度方法存在SOC值控制约束能力差、调度能耗高的缺点，提出基于改进MOEA/D算法的含可再生能源系统协同优化调度方法。首先构建含可再生能源系统中关键发电模型，分别为光伏阵列模型、风力发电模型以及储能蓄电池模型，然后以能耗最低为目标，构建出系统的协同优化调度函数，得出电功率及热功率平衡的函数约束条件，最后利用改进MOEA/D算法求解出函数最优解，实现含可再生能源系统协同优化调度。实验结果表明，本文方法的SOC值控制约束能力好，SOC值控制结果最接近理想状态，在环保性最优准则下系统调度能耗低，24 h能耗功率为0.6 kW。

针对低密度奇偶校验码（LDPC）中非零元素含量较低，导致在译码过程中存在节点信息可靠度判定不够准确的问题，本文提出了一种基于自纠正最小和的LDPC译码改进算法。分析置信传播（BP）译码算法的迭代规律，利用最小和算法的第一最小值和第二最小值设置变量节点信息的修正阈值，改进自纠正最小和算法。采用次序统计量理论获取与两个最小值对应的归一化因子，阻止不可靠变量节点信息在迭代译码过程中的传递扩散。仿真结果表明：在误比特率为10^-5时，该算法可获得约0.2 dB的译码性能增益，平均迭代次数最多可降低18.2%，证明所提算法可有效提高译码性能和迭代收敛性能。

为了提高吸盘的吸附性能，基于水蛭吸盘表面存在的凹坑形态，运用仿生学原理，在常规吸盘表面设计凹坑形态，使吸盘工作表面存在多个小型吸盘，提高吸盘的吸附性能。运用部分正交多项式回归分析，探究凹坑形态的直径、单排凹坑数量及排间距对吸盘吸附力的影响。试验表明，不同凹坑的形态参数对吸盘吸附力具有不同的影响效果，当凹坑直径为1.5 mm、单排凹坑的数量为40个及排间距为4 mm时，仿生吸盘在基底表面的吸附力为49.54 N，相对于标准吸盘在基底表面的吸附力提高49.21%。建立设计因素与评价指标间的数学回归模型，确定对吸盘吸附力影响的显著性主次顺序为排间距、凹坑直径、单排凹坑数量。仿真分析表明，工作表面存在的凹坑形态改变了吸附时吸盘表面接触压力及摩擦应力的分布，并且仿生吸盘工作表面的摩擦应力和接触压力均大于标准吸盘，增大了仿生吸盘在基底表面的吸附力。

针对设施农业空间狭小，土壤病虫害严重，无法使用铧式犁深翻的问题，提出一种就地翻土解决办法。根据逆向工程得到就地翻土犁犁体逆向曲面，通过现有犁体成型原理，参照铧式犁犁体耕宽、耕深、犁体安装角、切土角、导曲线提升角、开度、犁体长度等参数，创设就地翻土犁犁体正向曲面；实测设施农业土壤相对湿度为34.57%、土壤堆积角为39°，通过EDEM软件中的接触参数数据库GEMM得到接触参数范围，标定土壤颗粒间表面能为4.19 J/m²、碰撞恢复系数为0.282、动摩擦因数为0.051、静摩擦因数为0.629，创设试验土槽；引入原沟落土率概念；构建原沟落土率与曲面参数间的相互作用模型，得到最佳原沟落土率曲面参数；利用Design-Expert软件进行分析，以原沟落土率为响应指标，使用Plackett-Burman试验设计方法开展多因素两水平显著性筛选试验，得到影响原沟落土率耕宽、犁铧安装角、切土角3个显著性因素；对3因素进行Box-Behnken试验设计，得到278.392 mm耕宽、40.522°犁铧安装角、23.211°切土角最佳设计参数。针对优化结果进行试验，得到试验结果与预测结果误差为3.13%，试验结果表明，所研究就地翻土犁可以达到就地翻垡的目的，并为解决设施农业内土壤深翻问题提供参考。

针对大方捆打捆机存在压缩机构往复运动惯性力大而产生振动难以解决的问题，采用模型优化设计方法对压缩机构进行了研究。在分析打捆机压缩机构惯性力、草捆密度影响因素的基础上，以最小传动角、速度不均匀系数等约束构建压缩机构惯性力优化模型，采用内点惩罚函数算法解算模型，根据优化方案设计压缩机构并完成田间试验。研究结果表明：在满足草捆密度的条件下，所设计的压缩机构相对原机构平均惯性力降低10.2%，草捆密度达到230 kg/m³，峰值压缩力为410 kN。所研究的压缩机构对打捆机研发具有重要的工程应用价值。