农业机器人运动轨迹控制仿真分析——基于遗传算法优化和RBF网络逼近

随着国力的不断增长,我国科技产业发展突飞猛进,机械自动化、计算机控制系统和测试计量行业的不断发展,使得移动机器人的研究也达到了一个前所未有的高度,机器人已经被广泛地应用到农业生产、工业生产、国家安全、生活服务和高等研究设计等领域的各个方面。移动机器人作为机器人的一部分,集中了智能传感技术、机械制造、电子无线通信技术、智能仪器和自动化控制工程等多学科的研究成果,是当前科技研究与设计最前沿的领域之一。为此,基于遗传算法优化RBF网络逼近算法,根据机器人运动轨迹的特性,研究了机器人运动轨迹控制技术,通过实时传感器在线感知系统,为智能机器人实时规划出无碰撞、路线短的运动轨迹。实验结果表明:所研究的机器人运动轨迹优化技术,具有较好的控制作用,其在行进过程中能及时、有效避地开前方障碍,可靠性强,稳定性好,应用前景非常广阔。     

广西东北部稻区白背飞虱早期迁入虫源分析

 【目的】研究监测广西东北部稻区白背飞虱早期迁入的峰期,分析其虫源,为白背飞虱的早期预警和有效防治提供依据。【方法】2007—2010年在广西兴安县设置一盏佳多自动虫情测报灯,分析灯诱数据确定迁入高峰期,并运用Hysplit_4软件对其迁入高峰期进行轨迹分析确定虫源地。【结果】广西兴安县白背飞虱一般在5月中旬至6月下旬大量迁入,2007年和2010年白背飞虱早期迁入量远远大于2008和2009年,4年来的最大迁入峰期随着时间推移。轨迹分析显示,虫源地主要位于越南北部、海南、广西南部和广东西南部稻区。【结论】西南低空急流为白背飞虱的大规模北迁提供了运载气流,降雨使得白背飞虱在本地大量降落。     

基于DE算法的再入飞行器横向机动能力研究

根据马克思主义的观点,社会制度沿着正义方向的演进是一个历史的发展过程。基于人类的历史实践活动,正义是以人的自由与平等为目标,不断发展的,正义之发展要求人们对社会制度作出与之相应的变革。人是差异性与同一性的现实统一体,基于此,正义可以分为差异性正义与同一性正义。这两种正义总是共存于人类社会的发展过程中,它们共同作用,推动着社会制度的发展。差异性正义与同一性正义的生成及其运动,是不断推动社会和谐发展的内在动力。     

偏移速度对旋风分离器内饲草颗粒轨迹影响的模拟

在农业应用中,饲草的干燥分离经常会用到旋风分离器,由于饲草颗粒的运动方向及速度都会对它的轨迹产生影响,进而影响分离及干燥的效率。为此,根据旋风分离器的工作原理,通过介绍离散相颗粒模型,气固两相流中固体颗粒的受力分析,最后基于fluent模拟,分析偏移速度对饲草颗粒运动轨迹的影响。结果表明偏移速度的改变对稀相固体颗粒运行轨迹的影响不大。模拟的结果起到避免陷入研究误区的作用,对农业中饲草的干燥及分离具有一定的指导和借鉴意义。     

土壤-水稻前茬离散元仿真参数标定及其旋耕轨迹分析

在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力。该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元仿真标定。首先测定了土壤-水稻前茬混合物内各物质物理与相互间接触参数,以堆积角作为评价指标,利用仿真试验分析进行了显著因素筛选、最优水平取值范围确定及二阶回归模型下最佳参数寻优对参数进行了标定,得到土壤-水稻前茬混合物模型极显著参数的最优组合为土壤-土壤恢复系数0.407、土壤-土壤动摩擦系数0.123、土壤-水稻前茬静摩擦系数0.596、土壤表面能1.860 J,此时与试验堆积角误差为0.58%。并进行了土壤-水稻前茬间的直剪试验与仿真,得到了稳定后不同垂直应力下试验与仿真的直剪切应力误差分别为：5.4%（50 kPa）,4.1%（100 kPa）,3.1%（150 kPa）。最后在最优参数组合下,开展了基于MBD-DEM的旋耕土壤-水稻前茬轨迹分析试验,分析得到前茬跟随旋耕刀及直接被掩埋两种埋覆场景,仿真与土槽试验轨迹的Spearman秩相关系数分别为0.91,0.84,验证了仿真模型标定参数的准确性。研究结果可为水稻前茬旋耕轨迹调控过程的离散元仿真分析提供可靠的接触参数。     

水果采摘机器人自主寻径避障轨迹优化研究—基于启发式智能算法

寻径避障是水果采摘机器人中一个重要的经典问题。随着我国机械自动化、计算机控制系统和测试计量行业突飞猛进的发展,对水果采摘机器人自主寻径避障有了更高的要求。为了更好地满足现代农业种植生产的需要,启发式智能学习型寻径避障成为采摘机器人研究的热点。为此,基于启发性智能轨迹优化算法,采用传感器检测系统,设计和研究了水果采摘机器人自主寻径避障系统,并利用Mat Lab仿真软件进行了验证分析。结果表明:在复杂路况环境下,针对不同目标和路径要求,该采摘机器人能灵活避开作业途径中障碍物,具有很强的学习和适应能力,且系统运行稳定、可靠性强。     

交尾致雌雄叶蝉搜寻叶片和色彩行为差异的视频轨迹分析

使用基于Etho Vision XT11.5软件的视频轨迹分析仪检测了交尾和未交尾的雌、雄小贯小绿叶蝉成虫对茶鲜叶和黄、白、绿色卡的搜寻行为,结果发现:(1)未交尾雌成虫从释放点缓慢地搜寻到叶片,大多时间在叶片之外区域活动;交尾雌成虫从释放点较快地搜寻到叶片,较多时间在叶片上活动;(2)未交尾雄成虫从释放点较快地搜寻到叶片,大多时间在叶片上搜寻,轨迹长而复杂且速度快;交尾雄成虫较多时间在叶片之外区域搜寻,速度稍慢;(3)受到刺激时试虫就会展翅,致体翅面积增大,大于正常体翅面积60%、20%~60%、20%以下的运动状态分别称为"狂躁"、"活跃"和"静止"行为,交尾后雌、雄成虫"狂躁"历时均显著长于交尾前;(4)交尾前或交尾后,在黄色卡上雌成虫搜寻历时长于雄成虫,而在绿色卡上雄成虫搜寻历时长于雌成虫;(5)交尾之后,雌虫在黄卡区域出现频率和搜寻时间皆略有增加,在绿卡区域出现频率和搜寻时间皆明显减少;相应地,雄虫在黄卡、绿卡区域出现频率和停留时间皆略有减少。分析认为:交尾前,雄虫对茶叶的趋性强于雌虫;交尾后,雌虫对于叶片气味定向性增加,而雄虫对叶片气味的偏好性稍减弱;雄虫稍嗜好绿色,雌虫稍嗜好黄色;交尾稍增强了雌虫对黄色的嗜好,略降低了雄虫对于绿色的嗜好。     

基于MATLAB的4YF-1300型大方捆打捆机喂入机构运动仿真分析与优化

为探索大方捆打捆机喂入机构的运动规律,通过初步确定喂入机构的基本参数,使用SolidWorks软件得到大、小喂入叉的机构简图,建立大、小喂入叉机构的轨迹和运动方程,采用MATLAB进行编程求解,最终实现仿真分析和参数优化。经分析:小喂入叉和大喂入叉的轨迹呈腰果型,小喂入叉运动周期T 1=0.7 s,大喂入叉运动周期T′1=1.5 s,通过适当改变大喂入叉l′e长度,可提高大喂入叉在压缩室停留时间,提高预压室和压缩室内充草量,进而提高大方捆打捆机工作效率。当l′e=560 mm时,整周期内喂入秸秆量为1.744 kg,喂入效率提高13.54%,可较好地应用于农业生产。该仿真初步验证理论分析的准确性,直观清晰地描述其运动状态,为喂入机构的设计提供参考依据。     

东北典型沿海城市臭氧区域传输贡献研究——以丹东市为例

选取丹东市作为东北典型沿海城市,基于后向轨迹模型,通过后向轨迹聚类分析、污染物潜在源贡献因子分析、污染物浓度权重分析,定性和定量模拟了丹东市O₃高浓度时段的气团来源及不同区域对丹东市臭氧传输贡献结果。模拟结果表明:山东东北部及东部海域、江苏东部海域、辽宁中北部及南部地区的区域输送对丹东市O₃浓度贡献较大。