基于PID直流电机驱动的移动式采摘机器人设计

为了提高移动式采摘机器人的控制效率和移动精度,将直流电机驱动电路引入到采摘机器人移动控制系统的设计中,并采用PID算法对移动速度进行调节,从而避免采摘机器人在移动过程中产生较大的速度波动,提高其作业时的平稳性。为了验证PID算法在采摘机器人移动控制系统上使用的可行性,模拟葡萄采摘机器人的作业环境,对采摘机器人移动过程的速度控制进行了仿真模拟,结果表明:达到速度预定目标时,PID算法比常规算法具有更快的响应速度,调节过程也更加平稳。     

基于级联卷积神经网络的番茄花期识别检测方法

对作物花期状态的准确识别是温室作物执行授粉的前提。为提高花期状态识别的准确度，该研究以温室番茄为例提出了一种基于级联卷积神经网络的番茄花朵花期识别方法。首先采用改进的端到端的特征金字塔网络FS-FPN实现番茄花束的分割，然后采用Prim最小生成树对分割后的花束图片进行花期识别优先级排序，最后将已排序的分割花束图片输入改进的Yolov3网络，实现番茄花朵花期状态的精准识别。在由1600幅包含花蕾期、全开期、谢花期、初果期4类花期状态的番茄花束图像构成的数据集上，所提方法对番茄花朵花期平均检测时间为12.54 ms，平均检测精度分别比Mask R-CNN和SPP-Net提高了3.67%和2.39%，识别错误率比改进前的Yolov3网络降低了1.25%。最终将该方法部署到番茄授粉机器人上，并在大型玻璃温室内进行验证，结果表明，所提方法对番茄花朵各花期的检测精度分别为花蕾期85.71%、全开期95.46%、谢花期62.66%、初果期88.34%，该研究结果可为智能授粉机器人的精准作业提供重要依据。     

果园有机肥深施机分层变量排肥控制系统设计与试验

果园不同深度的土壤养分不同，果树根系分层吸肥能力不同，有机肥分层变量深施可以解决传统施肥存在的养分分布不均和肥料利用率低等问题。针对有机肥分层变量深施的排肥控制问题，本文设计了排肥控制系统，可以根据用户设置的各层理论排肥量和作业速度，实时计算液压马达的理论转速，并采用PID算法控制比例流量阀开度，调节马达转速驱动螺旋输送器排肥，实现分层变量排肥。将AMESim中建立的液压系统模型与在Matlab/Simulink中建立的控制模型进行联合仿真，整定PID参数。液压马达转速调节性能试验中最大超调量为14r/min，达到稳定转速的时间最大为6s，控制性能较好，表明通过AMESim-Matlab/Simulink联合仿真，能够快速便捷地整定PID参数，结果准确可靠。排肥控制性能试验中排肥量相对误差最大6.20%，变异系数最大8.69%，排肥量准确性和均匀性均达到要求。设计的控制系统具有较好的性能，能为果园有机肥分层变量深施提供技术支撑。     

农用无人机移动补给平台自主降落算法与试验

为实现根据无人机作业位置改变中途补充能源或喷洒物的起降地点,增加无人机有效作业时间,提高无人机作业效率,设计了无人机移动补给平台。通过研究农用无人机自主降落过程,提出一种基于模糊逻辑和比例积分微分(Proportional-integral and derivative,PID)分段控制的农用无人机跟踪降落算法,该算法既拥有PID算法的高精度,又兼顾模糊控制算法响应速度快、超调量小、鲁棒性强的优点。目标轨迹跟踪预测由粒子滤波器跟踪算法和轨迹拟合算法相结合进行求解。仿真和现场试验表明,与单一的PID算法和模糊逻辑算法相比,分段控制算法能够把农用无人机对移动补给平台的跟踪误差缩小到6. 7 cm以内,在移动补给平台上的降落精度控制在7. 2 cm以内。     

大功率气体发动机电子节气门设计与研究

以大功率气体发动机的电子节气门为研究对象,对其进行了系统的设计和研究。在分析电子节气门机械结构的基础上,建立了电子节气门数学模型,采用冗余设计思想设计了双H桥电子节气门驱动电路。采用增量式PID控制算法对电子节气门开度进行精确的闭环控制。实验结果表明,设计的电子节气门系统鲁棒性好,具有很好的响应性和稳定性,能满足大功率气体发动机的性能需求。     

Implications of piscine predator control on the federally listed fountain darter

One strategy for protecting the federally listed fountain darter, Etheostoma fonticola (Jordan & Gilbert), during low flow conditions is the removal of piscine carnivores [in this case, largemouth bass, Micropterus salmoides (Lacepède)]. However, headwater spring communities of the Comal and San Marcos rivers include another potential predator [red swamp crayfish, Procambarus clarkii (Girard)]. Removal of piscine carnivores could produce cascading effects by increasing crayfish consumption of benthic fish. The purpose of this study was to evaluate if piscine carnivore removal will lessen predatory pressure or induce a trophic cascade with crayfish increasing and causing declines in fountain darter. The numbers of fountain darter consumed were quantified among three predator treatments (red swamp crayfish only, largemouth bass only and red swamp crayfish and largemouth bass combined) and vegetation treatments (vegetated and non‐vegetated) at three temperature regimes (18, 22, 27°C). Vegetation had no effect on fountain darter predation. Among temperature trials, largemouth bass only and red swamp crayfish and largemouth bass combined consumed similar numbers of fountain darter, and red swamp crayfish only consumed the least numbers of fountain darter, except at 22°C. Largemouth bass did not consume more red swamp crayfish than fountain darter. Therefore, largemouth bass removal appears to be a viable option for reducing fountain darter predation during periods of low flow.     

轮状病毒感染肠上皮细胞激活宿主先天免疫研究进展

轮状病毒(RV)是引起婴幼儿、幼畜禽急性肠胃炎的人畜共患病原,常与其他病原体混合感染,多以呕吐,严重水样腹泻,脱水为临床症状,感染后具有较高病死率,对人类公共卫生以及养殖业造成极大危害。RV病原相关分子模式(PAMP)可被肠上皮细胞(IECs)中一组可遗传的模式识别受体(PRR)识别,通过IECs、先天免疫细胞与RV互作,激活细胞内信号级联,从而迅速诱导炎症和多种抗病毒基因表达。论文就轮状病毒特性、肠道先天免疫等方面进行综述,探讨RV感染宿主IECs后诱导不同抗病毒信号通路,为利用先天免疫途径预防轮状病毒感染提供了一定的参考。     

基于SOA的水轮机调速系统PID参数优化

针对现有优化方法复杂、易陷入局部最优等问题,为水轮机调速系统提出了一种基于人群搜索算法的比例-积分-微分控制参数优化方法.为验证该算法的可行性,建立了水轮机调速系统非线性模型,选取水轮发电机组转速偏差的积分时间绝对误差指标作为目标函数进行优化.为验证优化结果的有效性,将人群搜索算法的控制效果与参考文献中粒子群算法的控制效果进行了对比分析.仿真结果表明,在5%频率扰动下,人群搜索算法自第29次迭代起已收敛,经其优化的系统能在8秒内趋于稳定,此时系统的超调量为1.6%;在10%负荷扰动下,人群搜索算法自第25次迭代起已收敛,其优化效果与粒子群算法优化效果基本相同,两者均在10秒内让系统趋于稳定,但人群搜索算法优化的积分时间绝对误差指标比粒子群算法优化的积分时间绝对误差指标小,表明人群搜索算法具有更好的搜索功能,在一定程度上改善了孤网运行条件下机组的动态性能.     

喷气式网带单板干燥机节能途径探讨

为了提高单板干燥过程中的能源利用效率,对单板干燥过程进行了分析并提出有效的节能措施与途径。提出利用单板干燥尾气余热回收系统,以减少尾气直接排入大气时的热量损失,对尾气余热回收利用;提出蒸汽梯级利用回收冷凝水的热量,达到对冷凝水余热回收利用的目的。     

基于PID的饲料制粒调质温度控制系统设计与试验

为解决颗粒饲料在制粒过程中调质温度依赖人工辅助控制问题，该研究设计了基于PID控制算法的调质温度控制系统。采用开环阶跃响应法建立电动比例调节阀与调质温度之间的控制模型。为了得到最优的PID控制参数(比例系数K_p、积分系数T_i、微分系数T_d)，通过Simulink仿真试验对比了Ziegler-Nichols整定法、衰减曲线法和临界比例度法的PID响应曲线，确定PID最优控制参数为K_p=52.7,T_i=6.4,T_d=1.6。对小型制粒机调质温度控制系统进行试验，选用哺乳母猪配合粉料，调质温度分别设定为75、80和85℃，稳定后的调质温度均能维持在设定范围内；选取调质温度为80℃进行稳定性试验，每1 min记录调质温度，整个试验过程中调质温度基本稳定在(80±1)℃范围内，调质温度平均相对误差小于1%，调质温度变异系数小于0.5%，系统温度控制稳定，可自动采集制粒生产数据，实现了制粒过程中调质温度的快速响应和实时控制。研究结果可为颗粒饲料制粒机的自动化控制提供参...