非完整性约束移动机器人的鲁棒控制研究

分析了移动机器人中的轮式机器人在非完整约束条件下的建模问题,并以三轮小车式移动机器人为例讨论了运动学模型建模。应用鲁棒控制技术,设计了移动机器人轨迹跟踪控制方法,并仿真实现。     

基于局部势场A*算法和动态窗口法的农用轮式机器人路径规划

针对未知农业生产环境中,现有移动机器人路径规划方法实时性差和适应性弱等问题.在视觉传感器实时定位和地图构建的基础上,提出一种混合规划方法用于农用轮式机器人.在全局路径规划中使用局部势场A*算法进行路径规划,在局部路径修正中使用改进的动态窗口法进行路径修正.通过仿真将提出的混合路径规划方法与传统路径规划方法进行比较,验证...     

前驱差速轮式农业机器人的BP定位估计方法

针对一款自主研发的轮式农业移动机器人,提出了一种基于BP神经网络的轮式农业移动机器人定位估计方法.该机器人为前驱模式,依靠差速完成转向.定位方法是在前期的神经网络训练过程中,以左轮、右轮的驱动脉冲数为输入,以左右轮行进长度为输出,训练函数采用Bayesian规则;在后期的定位推算中,则假设机器人左右轮行进轨迹为两段同心圆弧,进而计算机器人几何中心位移.在与最小二乘定位估计方法的实验对比中,基于BP神经网络的定位估计方法具有更高的定位精度和更小的估计方差.     

农用轮式机器人间接型专家控制系统研究

为了适应农用机器人的工作环境复杂多变,研究了一种用于自动导航路径跟踪控制的间接型专家控制算法,根据不同的控制策略、转向方式建立了专家控制的控制算法库,对农用机器人路径跟踪和转向进行控制。针对农用机器人沿作物行行走建立了精确的数学模型,同时采用相适应的转向方式并依最优控制律对农用机器人进行控制;针对田间地头转向时转角较大、对转向灵活性要求较高,采用四轮转向方式设计了模糊控制算法。专家控制器根据具体的路径状况,调用不同的控制算法。通过仿真验证,该专家控制算法能满足农用机器人导航时的路径跟踪控制的精度要求。     

基于神经网络的机器人驱动系统数学模型辨识

以轮式移动机器人驱动系统为主要研究对象,提出一种基于神经网络的分析与试验相结合的建模方法。该方法在分析理想直流电动机数学模型的基础上,采用串一并行辨识结构的神经网络确定系统输出与输入的关系,实现了机器人驱动系统的数学模型辨识。最后,通过试验证明了该方法的有效性,为未采工、农业等领域机器人的精确运动和动力控制的研究提供了技术支持。     

基于反步法的农业采摘机器人移动路径跟踪控制研究

为实现农业采摘机器人路径跟踪控制,基于李雅普诺夫稳定性理论设计了一种反步法控制器。通过调节控制器参数抵消了机器人误差模型中的部分未知非线性项,简化了控制器的设计形式。利用神经网络对模型未知项和外界干扰进行估计,设计鲁棒自适应控制器在线补偿设计的神经网络的估计误差,提高了神经网络的学习精度。仿真试验结果表明,设计的控制器可实现采摘机器人在存在外界干扰作用下对期望路径的精确跟踪。     

农用履带机器人轨迹跟踪控制系统设计与试验

为提高农用履带机器人智能化程度,设计并搭建由双侧电机驱动的机器人轨迹跟踪控制系统。在履带机器人运动学模型基础上,设计一种融合Lyapunov方法和反演滑模技术的轨迹跟踪控制律,并基于运动学约束,给出对应修正控制律。利用Simulink搭建轨迹跟踪仿真系统,结果表明,3种控制律均达到控制效果,而新提出的融合控制律收敛效果优于其他两种控制律。由电机控制器、南方S82RTK-GPS移动站、北微倾角传感器、上位机等组成轨迹跟踪控制系统,并运用融合控制律开展试验。实际试验结果表明,机器人在3种不同参考轨迹下,均可实现轨迹跟踪控制目标,验证控制系统有效性和可靠性。     

农用运输车果园路谱振动信号采集分析

采集农用轮式运输车在草地、泥地及15.1°坡度砂石路等3种不同果园路况下运行时的振动加速度信号,利用LabVIEW信号处理模块对运输车的振动加速度信号进行分析,通过对振动加速度信号进行二次积分得到振动位移信号,研究农用运输车果园路谱振动信号特征并进行相关性分析。结果表明,农用轮式运输车的速度和装载质量对草地的路面不平度信号影响显著;坡度对路面不平度信号的影响最大,其次是速度,最后是装载质量。     

农用轮式AGV纯滚动行驶系统设计与协同控制

针对一般农用机器人环境适应能力差,且在转向过程中轮胎磨损问题,基于模块化设计方法设计了一种前轮纯滚动转向与后轮差速驱动的AGV底盘。通过建立AGV纯滚动行驶运动学关系,设计了前轮纯滚动转向与差速驱动协同控制算法。AGV行驶运动控制试验结果表明,AGV运行过程中流畅平稳,左、右前轮实际转角与期望转角的误差小于0.1°,后轮差速比与理论差速比的误差小于0.031,有效实现了纯滚动转向与差速驱动的协同控制,同时拥有较强的环境适应性。AGV行驶试验验证了AGV底盘设计和转向行驶控制系统的正确性与有效性,可为轮式AGV应用提供参考。     

苹果采摘机器人手臂控制研究

为解决苹果采摘机器人机械手臂控制的稳定性问题,基于拉格朗日力学原理建立了机器人手臂数学模型,设计了机器人手臂控制器。根据控制需要将机器人手臂的控制区域化分为伸展区域和采摘区域：伸展区采用基于正弦和斜坡函数的控制策略向机器人手臂系统输入能量,以保证机械人手平滑地到达采摘区;采摘区采用线性模型分析机器人手臂在该区附近运动规律,判断系统的可控性,设计出线性模型的二次最优控制策略（LQR）。仿真结果表明：该控制器使得苹果采摘机器人手臂到达采摘区后的稳定时间≤2s,满足控制器设计的精度要求,可完成自然光照下对成熟苹果的采摘。     

自适应模糊控制在草坪灌溉机器人中的应用

本研究用自适应模糊控制的方法控制机器人,使其能够在草坪划分的栅格中定位.对机械构造要求低、成本低,有利农业机器人的推广使用.     

国内外农业科研投资经济效益实证研究的比较分析

对国内外农业科研投资水平及其投资回报率进行比较分析,得出如下结论：中国农业科研投资近年来增速较快,但农业科研投资强度仍很低;中国农业科研投资回报率一直保持较高的水平。中国农业科研投资的经济效益在研究方法和研究领域需要不断拓展与创新。     

多功能农业机器人及其关键技术分析

为了改善农业机器人的通用性与适应性,提高其使用效率,本文提出了针对类似作业环境或工作条件、易于操作转换的农业生产作业的多功能农业机器人设计思想,阐述了多功能农业机器人的重要特性与要求,并分析了其设计与开发时的关键技术。多功能农业机器的开发对提高农业机器人的使用效率、降低农业生产成本、促进农业机器人的实用普及具有重要的意义。     

基于灰色关联分析的区域农业循环经济发展评价——以南京市为例

构建了区域农业循环经济发展评价指标体系,并结合灰色关联分析方法建立了区域农业循环经济发展评价模型,对南京市1985年～2005年的农业循环经济发展水平进行了评价。结果表明,南京市农业循环经济发展的整体水平不高,具有阶段性,具体可以划分为:发展快速下滑阶段(1985年～1988年)、发展缓慢下滑阶段(1989年～1999年)和发展快速上升阶段(2000年～2005年)。根据各类指标灰色关联度数值结果的变化形式,可将其划分为2种类型:第1种类型,包括了农业经济发展和农业产出2个类指标,其关联度数值都呈快速增长态势;第2种类型,包括了资源减量投入、资源循环利用以及生态环境这3项类指标,它们历年灰色关联度数值变化均具有先减小再增大的特点。     

机器人——农业的新时代

随着科学技术的不断发展,农业机器人已经在农业生产中得到了广泛的的应用。农业机器人应用现代先进的科学技术将农业生产劳作简单化、效率化,不仅解放了部分劳动力,还提高了生产效率。本文主要介绍了农业机器人在国内外的发展现状及农业机器人的关键应用技术。     

基于电子地图的农用车辆自动导航系统研究

通过对农用车辆系统的动力学模型在Simulink中的开发,得毛了各项动力学模块。之后将模型系统应用在电子地图的自动导航中,通过测试提供车辆准确运行位置的能力,得出该系统模拟运行同实际运行轨迹匹配的程度相当好。因此,该农用车辆动力学模型系统可以在农用车辆田间行驶时根据行间作物情况,设计准确的电子导航控制决策,为完成自动导航作业提供可靠的依据。     

基于自适应升温模拟退火算法的农业机器人全区域覆盖策略

目的 提出一种复杂农田环境下农业机器人全区域覆盖策略,以便合理规划农业机器人的工作遍历路径。方法 根据农田实际生产环境定义农业机器人复杂工作环境模型,并在此基础上建立一级分区与二级分区的概念。引入遗传算法变异操作的思想,建立基于贪婪机制的模拟退火算法优质可行解生成方法;建立解集多样性的概念,设计基于自适应升温的模拟退火算法改进方法,以此求解分区间的最佳遍历顺序问题。通过A*算法与八邻域搜索法相结合进行农业机器人跨区域衔接路径规划,依此,实现机器人覆盖全区域。结果 仿真结果表明,改进的模拟退火算法所规划的路径长度分别比传统遗传算法和模拟退火算法减少了14.7%和10.1%,收敛时的迭代次数分别减少9.8%和59.1%;农业机器人全区域覆盖仿真试验中遍历路径重复率为14.86%。高地隙喷药机器人现场遍历试验中,路径重复率为15.83%。结论 研究结果可为农业机器人在复杂农田环境中全遍历覆盖提供研究思路。     

农业网络信息资源的个性化服务探讨

基于农业网络信息资源难以快速有效获取的现实情况,阐述了农业信息个性化服务的内涵,剖析农业网络信息资源个性化服务的特殊性,提出了符合农业生产的特殊性及农业信息用户特点的个性化服务模式,以期对推动农业信息服务发展及相关研究提供有益参考。