基于硬件在环仿真实现的纯跟踪轨迹控制

在传统验证平台一般都是利用Simulink+Carsim进行联合仿真,缺少在Ros中的调试,这样与实际情况不符。将在搭建Ros+Carsim+Simulink硬件在环环境中进行纯轨迹跟踪的验证。实验结果中设计轨迹与真实轨迹吻合度较高,即该仿真平台可以作为轨迹跟踪实验的实验平台。     

轴流泵运行工况和叶顶间隙对叶顶泄漏涡轨迹的影响

采用SST k-ω湍流模型模拟和旋涡强度方法,对某一轴流泵模型泵叶轮叶顶区流场和叶顶泄漏涡轨迹进行了数值计算,分析了运行工况和叶顶间隙两个因素对轴流泵叶顶泄漏涡运动轨迹的影响.数值模拟结果表明,随着流量增大,轴流泵叶顶泄漏涡的涡核轨迹起点由叶尖向叶片翼型中部逐渐移动.随着流量的增大,叶片流道内的流动方向发生偏移,叶顶泄漏涡在主流的卷吸下,运动轨迹随之变化,涡轨迹线的斜率受叶轮内主流的影响而变大.随着叶顶间隙增大,泄漏涡的卷吸程度逐渐增强,影响范围增大,涡核的起点由叶片前缘逐渐向后缘移动,且涡核的压力逐渐降低,因此在大间隙时涡带更易出现空化现象.当叶顶间隙达到1.5 mm时,轴流泵在0.9Qd工况附近出现驼峰现象,说明叶顶泄漏涡对驼峰区不稳定流场具有重要的影响.     

基于高速摄像的气力式油菜精量排种器投种轨迹分析

采用高速摄像技术,在排种轴转速15r/min、负压-1 500Pa工况下,对正压50~600Pa范围内观察油菜的投种轨迹,并依据目标追踪技术方法提取连续帧图像中油菜籽的坐标位置并获得其运动轨迹曲线;统计分析油菜籽投种轨迹的分布特征,利用高斯函数模型对曲线拟合得到其分布规律,并构建正压与油菜籽投种距离的关系模型;根据油菜籽轨迹曲线获得其投种阶段瞬时速度曲线,明确了油菜籽的运动状态。试验结果表明:在同一工况下的油菜籽轨迹曲线均服从正态分布规律,且正压大小与油菜籽投种距离为线性关系,其相关系数为0.988;当排种器正压范围为100~250Pa时,其投种轨迹变异系数最小。     

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律

为了分析迷宫型微小流道中沙粒沉积规律,通过计算流体动力学软件FLUENT对灌水器内部流场进行了分析,研究了灌水器中沙粒运动轨迹及沉积规律。研究表明：碰撞反弹系数对沙粒沉积规律影响很大,灌水器各流道单元速度场分布相似,压力场差异较大,沙粒运动轨迹基本不受各单元压力场变化的影响;粒径是影响沙粒沉积的最主要因素,粒径越大,沙粒的沉积危险系数越大;灌水器入口压力越大,沙粒的沉积危险系数越小。对沙粒沉积规律的研究,有利于深入地了解灌水器的堵塞机理,为灌水器抗堵塞设计提供一定的依据。     

基于COSMOSMotion太阳能跟踪凸轮机构的设计

太阳能跟踪技术的发展对于太阳能利用的推广具有重要的现实意义.该文设计的凸轮推杆机构具有“单一驱动,双向跟踪”的功能,巧妙地实现了控制单一动力源,同时跟踪太阳方位角和高度角的目的.该文采用穷举法,确定跟踪装置各结构件尺寸,同时借助matlab软件计算出全年每天高度角运动的数据点,并通过COSMOSMotion软件将所有数据点导入,快速仿真出凸轮轮廓线,并且应用SolidWorks三维软件完成了太阳能跟踪装置机械部分设计工作.通过在样机上的实际测试与太阳高度角的理论位置对比得到太阳跟踪机构实际误差精度在7％以内.这种跟踪机构与同类其它产品相比,具有耗能小、可靠性高、抗干扰能力强、易维护等特点,适用于各种小型民用太阳能利用装置.     

洞庭湖PM2.5重污染期水溶性离子污染特征和来源

于2017年9—12月在我国中部大气背景点洞庭湖采集PM2.5,分析水溶性离子成分,以研究其组成、分布特征及来源等。结果表明,采样期间洞庭湖PM2.5浓度平均值超过日均一级标准限值,主要成分是水溶性离子,其中NO3-、SO42-、NH4+在总离子浓度中分别占42.7%、27.4%、23.7%。NO3-、SO42-的摩尔浓度与NH4+拟合度较好,NH4+的量比酸性离子略占优势,说明NO3-和SO42-基本被NH4+中和。线性拟合表明NH4+与NO3-和SO42-主要以NH4NO3和NH4HSO4的形式存在。硫氧化率和氮氧化率说明SO42-和NO3-主要来自SO2和NOx的二次转化。二次转化受气象条件的影响;冬季比秋季更加有利二次转化,尤其是NO3-和NH4+的生成。后向轨迹气团分析发现,采样期间大气污染主要受中部地区和局地区域气团的影响,从山东半岛附近传输的气团对洞庭湖区域可能会产生海源的影响。本研究可为中部地区尤其是农业区域的大气污染成因和治理措施提供理论基础。     

天然橡胶割胶机器人视觉伺服控制方法与割胶试验

自动化割胶不仅可以把胶工从繁重的体力劳动和恶劣的工作环境中解放出来，还能降低对胶工的技术依赖，极大地提高生产效率。实现非结构环境下作业信息自主获取及割胶位置伺服控制是割胶机器人的关键技术。针对工作环境复杂多变、作业信息叠加交互、目标背景特征相近、亚毫米级作业精度要求等技术难点，本研究以人工橡胶林中橡胶树为割胶对象研发割胶机器人，通过建立割胶轨迹的空间数学模型，规划机器人快速接近和远离操作空间的运动路径；采用双目立体视觉技术获取树干和割线结构参数，融合机器人运动学、机器视觉技术和多传感器反馈控制技术研制了割胶机器人模块化样机。割胶机器人主要由轨道式机器人移动平台、多关节机械臂、双目立体视觉系统和末端执行器等组成。在海南天然橡胶林进行的割胶试验结果表明，在割胶机器人切割1 mm厚的橡胶树皮时，耗皮量误差约为0.28 mm，切割深度误差约为0.49 mm。该研究可为探索天然橡胶树的自动化割胶作业提供技术参考。     

Stand Density Control Diagrams for Scots pine and Austrian black pine plantations in Bulgaria

Stand Density Control Diagram (SDCD) is a stand-level mathematical model, which describes the relationships between yield, density and mortality throughout all stages of stand development. The SDCD is primarily used to derive density control schedules by management objectives. The main objectives of the present study are to define a modified model of SDCD for application to Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Austrian black pine (Pinus nigra Arn.) plantations in Bulgaria, to examine the fitness of the model with representative experimental data sets from plantations of both species and to present a way of direct application of the SDCDs for practical purposes. The constructed SDCDs characterize the spatial-temporal dynamics of the pine plantations in a broad range of densities, forest sites and growth stages from 4 to 26 (28) m of dominant height class. The full density lines were fixed with self-thinning exponents α = 1.69 and α = 1.75 for Scots pine and Austrian black pine, respectively, and the trajectories of natural thinning for 23 initial densities (444-40000/ha) were determined. A direct way for application of the SDCDs to the plantation management was designed to estimate the optimal initial densities for the maximum attainable final yield and large-size wood production by self-thinning stands.     

农业机器人路径优化及轨迹跟踪研究—基于遗传算法

随着我国信息化水平的不断提高,以及机械自动化、计算机控制系统和测试计量行业的不断发展,移动机器人达到了一个全新的高度,智能机器人被广泛应用到农业生产、工业生产和高等研究等各个领域。在机器人众多研究问题中,路径规划和轨迹跟踪一直是比较复杂并较难解决的问题。为此,基于遗传算法,根据移动机器人工作特点和运动特性,采用几何法建立了机器人工作空间的环境模型,并对路径进行了有效编码,为机器人实时规划出无碰撞、路线短的全局路径,对其运动轨迹进行有效跟踪。仿真实验表明:所设计研究的机器人全局路径规划和轨迹跟踪技术具有较好的效果,其在行进过程中能及时、有效地避开前方障碍,可靠性强,稳定性好,应用前景非常广阔。     

小河水电站溢洪道体型优化试验研

小河水电站溢洪道试验泄流能力大于设计泄流能力，整体布置方案优化后泄流能力满足设计要求，并大大减小了工程量。针对溢流堰闸墩后产生的水冠以及出口消能段存在的问题，通过模型试验进行体型优化，取得了较为理想的成果。① 中墩由原来4.0m改成3.0m厚并在其后部以流线型尾墩相连接，基本消除了水冠，大大降低了冲击波高，泄槽水流稳定。② 经过窄缝式挑坎和斜切挑坎试验方案比较，斜切坎能够很好地适应溢洪道轴线与下游河道流态衔接，同时达到了消能和改善下游河道流态的目的。