水果深加工不仅有利于提高农民的收入，而且有益于节约资源，利用资源。鉴于水果的易腐坏性，机械化水果深加工成为必然，其中较有代表性的是单轴对称水果切分去核。单轴对称水果机械化切分去核步骤一般分为：选料-分级-清洗-定向-切分和去核，整个过程中重点难点在于定向，定向的效果直接决定切分去核工作成败。水果在定向输送过程中的机械原理：水果由随机状态渐渐转化成定向状态主要依靠底部输送带摩擦力和两边侧向夹持带的摩擦力及压力共同作用，进入装置的水果主要由底部输送带的摩擦力带动向前，同时渐渐变窄的两边侧向夹持带因与底部输送带有速度差，从而迫使水果绕自身中心轴快速旋转，在此过程中，水果同时有直线运动和旋转转动，最终水果将实现定向。　　目前，对于定向问题的深入研究主要涉及航空航天等高科技领域，其中理论知识包括运动稳定性、高等动力学、航天器控制动力学和多体系统动力学等众多领域，但国内外有关于这方面的农业机械化研究和水果深加工的科研成果甚少。鉴于此种情况，水果定向的研究在农业工程自动化过程中和水果深加工领域的运用大有裨益，而且有利于提高生产效率。但因水果种类不同，水果切分往往需要不断地试验才能得到适合的力矩和稳定的效果，正因为如此，就需要对水果定向问题进行两个方面的研究，即稳定性探讨和控制力矩研究。　　本文以杏果为例，结合杏果在定向输送通道中运动情况，合理简化和分析其在此过程中的受力状态，借助高等动力学运动理论建立系统的非线性欧拉动力学微分方程，且利用四元数转换不同坐标系间角速度，并将欧拉动力学微分学方程转换成姿态差动力学方程，成功构造控制力矩矩阵，利用Lyapunov函数证明其能确保姿态差动力学方程达到稳定；将罗德里格参数应用于欧拉动力学微分方程，并推导出控制力矩矩阵。　　其次，通过建立Simulink仿真对该非线性系统进行模拟，对所设的控制力矩矩阵正确性进行分析判断，并得到理论上的控制力矩稳定值；通过运用正交实验法，设定通道入口宽度、输送带和夹持带的速度差及杏果尺寸为对定向成功率影响因素，利用高速摄像机收集杏果运动高清图像，结合动态应变仪记录弹簧片应变数据，统计整理实验数据得到实际控制力矩，与仿真结果对比分析，获得定向成功率高的实验组的控制力矩与仿真理论值基本吻合，最终得出当控制力矩为160N·mm时是杏子的最佳定向参数。　　通过理论分析、模拟仿真和实验验证发现本文建立的控制力矩是合理的，当给定水果尺寸等参数，可以通过计算得到最佳的控制力矩，由此为改进实验设备提供必要理论依据。