基于状态机的植物生长模型可视化研究

在分析植物生长形态生理变化的基础上,揭示植物生长时空状态的变化规律,提出基于状态机的植物生长模型,并引入随机矢量真实预测植物的生长。根据该模型构建植物生长的可视化算法,合理组织有关植物生长的数据,并开发一个原型系统验证了该模型的有效性。     

多组离合器参与的换挡过程混合建模与仿真

在分析多组离合器参与的自动变速器换挡过程特点的基础上，指出该换挡过程是由连续系统与离散系统组成的混合系统，进而提出基于键合图理论的连续系统和基于有限状态机的离散系统的换挡过程混合建模方法。在Matlab／Simulink和Matlab／Stateflow平台上建立了包含多种状态的东方红1302R型橡胶履带拖拉机液压机械无级变速器的换挡过程仿真模型，仿真结果表明该建模方法能很好地模拟自动变速器换挡过程中离合器的动态行为，并通过仿真分析了其对换挡品质的影响。     

基于GPRS模块的校园短信交流系统

通过计算机串口与GPRS手机模块连接，依照GSM03．40和GSM07．05规范在计算机上实现短消息的收发功能，并建立网站对短消息的收发进行管理与显示，旨在通过整合手机短信与计算机网络等社会资源给大学校园提供一个信息通知和交流平台。介绍了通过利用多线程、状态机和数据库等技术来构建这一平台的具体方法，为充分利用各种信息工具提供了一种新的思路。     

机耕道自动驾驶农机局部路径规划

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求，该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式，其次采用横纵向解耦的方法，通过改进状态栅格法分别对农机速度行为和轨迹行为进行决策，随后利用二次规划方法生成满足多目标、多约束条件的农机轨迹和速度，得到最优路径，最后在多种行驶环境中进行仿真和实车试验，行驶参考速度为2 m/s。实车试验结果表明，在绕行静态障碍物场景中，规划轨迹的平均绝对曲率为0.021 m^-1，最大绝对曲率为0.056 m^-1，平均绝对横向误差为3.23 cm，最大绝对横向误差为8.69 cm，农机与障碍物外轮廓的距离大于0.76 m；在规避相向行驶、同向行驶和横穿机耕道的动态障碍物场景中，规划速度的平均绝对速度误差为0.08～0.12 m/s，绝对速度误差小于0.38 m/s，加速度变化范围为-0.38～0.44 m/s²。在规划周期为200 ms的仿真试验中，本文算法平均耗时48 ms，最大耗时75 ms，相比采用静态状态栅格法平均耗时减少38 ms，算法效率提升44%。研究结果可为机耕道场景下的农机局部路径规划提供技术支持。     

履带式油菜播种机模糊自适应纯追踪控制器设计与试验

针对在丘陵山区小田块中大型农业机械运移不便、作业效率不高和田头调头操作受限等问题,设计了一种针对轻简履带式车辆的基于运动学模型和几何模型的模糊自适应纯追踪控制器。以轻简履带式油菜播种机为研究平台,结合北斗RTK构建了一套自动导航作业系统,根据播种作业需求采用有限状态机设计了田间自动导航作业控制策略。开展了模糊自适应纯追踪控制器与纯追踪控制器的仿真及实地对比试验。仿真结果表明,与纯追踪控制器相比,模糊自适应纯追踪导航控制器具有上升时间短和超调小等特点。水泥路面试验表明,当行驶速度为0.8m/s时,模糊自适应纯追踪控制器最大跟踪偏差为0.039m,平均绝对偏差为0.018m。在旱田路面前进速度0.5、0.8、1.2m/s下,直线导航跟踪最大跟踪偏差分别不大于0.082、0.086、0.092m,平均绝对偏差分别不大于0.031、0.032、0.034m。并对自动导航作业系统进行试验,试验结果表明,所设计的导航控制器直线跟踪稳定,满足丘陵山区小型田块油菜播种要求。     

无人机点射式水稻播种装置控制系统设计与试验

针对当前无人机水稻撒播难以成行成穴、落种易受旋翼风场干扰和播种均匀性不佳等问题,该研究结合点射式水稻播种装置和飞行控制器设计了一套播种控制系统,开发了配套的地面站功能,并制作了样机。控制系统基于PID算法实现排种器步进电机的转速闭环控制,通过标定模型对振动电机激振力和摩擦轮电机转速进行控制,并根据状态机设计播种控制程序。以3倍丸粒化稻种为对象,从播种量准确性、播种成行性和播种均匀性3个方面对样机的播种性能进行验证并优选合适的播种参数。试验结果表明：无人机模拟飞行的播种量准确性测试中,样机以1.0～2.5 m/s的作业速度进行播种时,播种量的平均相对误差小于4%,控制系统具有较好的动态调节能力。实地飞播测试中,样机以1.0和1.5 m的高度播种时,种子分布在12 cm种行宽度内的平均概率超过80%,成行性较好。考虑安全因素,优选1.5 m为样机的适宜作业高度。在作业高度为1.5 m,3倍丸粒化稻种的播种量为90～150 kg/hm2（对应裸种的播种量22.5～37.5 kg/hm2）,作业速度为0.5～2.0 m/s时,播种均匀性变异系数为20.51%～35.52%。进一步分析发现,适当提升作业速度可提高播种均匀性。田间试验结果表明,播种量的相对误差分别为2.47%和4.12%,播种均匀性变异系数分别为22.17%和21.82%,种子破损率分别为0.34%和0.18%,满足相关标准的水稻飞播精度控制要求。研究结果可为无人机水稻直播技术提供参考。     

基于PDA和FSM的肉牛养殖可追溯信息采集与传输方法

为提高肉牛养殖信息采集与传输的自动化程度准确性,该文提出了基于个人数字助理（PDA）和有限状态机 （FSM）的肉牛养殖可追溯信息采集与传输方法。利用PDA采集肉牛的日常养殖信息;在信息传到PC的过程中,通过利用有限状态机原理,以事件驱动的方式实现了PDA与PC之间的串口信息传输。重点研究了串口传输过程中有限状态机的建模,该方法改变了肉牛养殖信息传统、人工的采集与传输的方式,实现了养殖场信息的快速、准确的采集与传输。     

基于有限状态机的农机导航多任务调度研究

为了解决总线式农机导航控制系统中的事件响应及数据延迟问题,将农机导航控制功能划分成不同优先级的多个子任务模块,将有限状态机理论引入作为导航控制系统多任务调度的理论基础。基于有限状态机理论和实际导航控制过程建立导航事件与导航控制任务的关联关系,并对每个任务设有优先级,实现了对导航控制事件的快速分级响应。最后,采用基于本文提出的多任务调度方法的插秧机自动导航控制系统进行了实车路径跟踪实验。实验结果表明:本文所提调度方法可以很好地完成导航控制任务,直线路径平均跟踪误差为3.28cm,曲线路径平均跟踪误差为5.0 4 cm。     

基于Prescan自动紧急制动系统分级控制策略研究

为提高汽车跟车行为的安全性,提出一种基于有限状态机理论的自动紧急制动(AEB)控制策略.制定了分级预警和分级制动策略,通过碰撞时间模型(TTC)和安全距离模型确定出AEB系统的预警时机、制动时机和制动强度.在2021版C-NCAP主动安全测试场景下,通过PreScan和MATLAB/Simulink软件对提出的控制策略...     

大功率气体发动机工况控制策略研究

随着大功率气体发动机应用范围的扩大,有效控制其工况至关重要。针对基于有限状态机理论的工况调度和起动控制策略进行研究,通过设计工况转换、起动拖转供气判定条件、起动暖机策略、起动燃气供给量计算等,并在模型仿真成功的基础上,将策略一键式烧入到底层硬件中。在试验台上通过CANape的标定界面来对策略中的参数进行测量与标定,通过调节水温、节气门开度和转速等值,来观测相应输出的变化情况,从而验证了策略的逻辑性和准确性,并为工程应用提供一定的参考。