可溯源与无线传感网技术在工厂化水产养殖中的应用研究

为了实现工厂化水产养殖中环境因子准确测控和水产品质量有效保障的目的,研发了一种基于无线传感网和可溯源技术相结合的智能系统在工厂化水产养殖中的应用方案系统利用无线射频识别技术(RFID)实现了可溯源功能,利用无线传感网技术实现了数据的采集与传输,利用计算机技术实现了对数据的处理分析,并得到控制信号.通过试验,溶解氧、温度、酸碱度(pH)等水环境因子参数控制范围达到了设计要求,可溯源信息写入与读取正确,能够满足工厂化水产养殖智能化的需要.     

基于遗传算法与RBF网络的养殖池塘溶解氧模型

在分析了工厂化水产养殖池塘溶解氧影响因素的基础上,利用RBF神经网络良好的非线性逼近能力建立了池塘溶解氧的神经网络预测模型.常规的RBF神经网络模型常导致训练时间较长且易陷入局部极小点,因此,采用自适应遗传算法对RBF神经网络进行优化,模型的收敛速度明显加快.采用了养殖池塘的外部可控环境水体温度T、水流量Q、酸度(pH)以及增氧机器的转速V作为模型的输入.实验结果表明采用该方法预报溶解氧的预测精度较常规RBF递推算法的预测精度明显提高.该方法为研制开发智能水产养殖环境监控系统以及工厂化水产养殖奠定了基础.     

农业机器人自主导航改进自适应滤波控制器研究

为提高导航精度与控制精度,对农业机器人的自主导航控制进行研究。结合Sage-Husa自适应滤波与强跟踪卡尔曼滤波两种算法优点,利用严格收敛判据,设计了改进的自适应卡尔曼滤波算法。新算法保证了系统的实时性和稳定性,且具有更好的滤波精度。利用变结构切换方法来阻止PID控制器积分饱和现象,有效解决了控制器过饱和问题。将改进的自适应滤波算法与变结构PID控制器相结合,可提高导航系统的稳定性和精度。对所提理论进行仿真与试验,结果表明该方法大幅度提高了滤波器抑制发散的能力和导航的控制精度。     

工厂化水产养殖智能监控系统设计

提出了一种工厂化水产养殖中具有可溯源功能的智能监控系统.系统利用PROFIBUS-DP总线和工业以太网技术实现了数据的传输与共享,利用模糊控制与神经网络相结合的算法实现了对数据的处理分析,并得到控制信号,进行闭环控制,利用无线射频识别技术( RFID)实现了水产品质量的可溯源功能.结果表明,养殖环境各关键环境因子均满足控制精度,水产品的可溯源信息写入与读出均完整有效,完全达到了设计要求,能够满足工厂化水产养殖智能化的需要.     

喷漆机器人喷枪轨迹离线优化方法

介绍了喷漆机器人喷枪轨迹离线优化方法问题的数学模型，建立了评价喷涂效果的目标泛函，确定了具体的算法．并以圆锥面工件为例对整个喷涂过程进行计算机仿真，得出优化仿真结果。     

基于LBM的苹果采摘机器人视觉图像自动修复算法

为恢复被果树枝叶遮挡后丢失的信息，首先通过计算遮挡因子，确定果树枝叶对苹果的遮挡区域；然后，利用格子波尔兹曼方法求解各向异性扩散方程，估计丢失的信息，提出了基于格子波尔兹曼方法的图像修复算法。实验证明，该算法能够有效实现苹果图像中枝叶遮挡部分的修复。与基于曲率驱动扩散的图像修复算法相比，该算法具有较高的峰值信噪比。由于算法的高度并行性，可以将其用于构建并行图像处理系统，并且适合苹果采摘机器人视觉系统。     

棉秆粉袋栽香菇试验报告

近年来,木屑袋栽香菇技术在全国各地普及推广,每年消耗大量木材,破坏自然生态平衡.我国是植棉大国,开发利用棉秆资源发展香菇生产前景广阔.为此,我们组织科技协作攻关,通过近两年用棉秆粉袋栽香菇试验,收到了预想效果.现报告如下:     

基于ARM9内核的智能灌溉控制系统的设计

介绍了基于ARM920T内核的嵌入式控制系统的设计与实施,并将控制系统引入设施栽培自动灌溉控制中。实践证明,该系统的设计达到了预期的效果。     

基于改进人工势场的苹果采摘机器人机械手避障方法

针对非结构化环境下的采摘机器人机械手实时避障问题,提出一种改进人工势场法的避障路径规划方法。根据自行研制的5自由度苹果采摘机器人机械手具体结构和障碍物特征,进行机械手运动学分析和障碍物建模;在保留传统人工势场法易于实现、结构简单等优点的基础上,针对其存在的局部极小点、陷进区等问题,结合果树生长环境中障碍物的特点,通过引入虚拟目标点使搜索过程跳出局部最优的极小点,从而实现机械手避开障碍物到达目标的灵活避障;将该方法应用于机械手末端位置、障碍物位置和目标位置已知条件下的采摘机器人机械手实时避障任务中,仿真和实验研究结果表明此方法简单,实时性好,能够有效地避开障碍物,成功到达目标位置,适合自然生长状态下苹果的自动采摘。     

非线性功放扩大主动磁悬浮系统动态范围研究

为了克服电磁铁芯材料的非线性对主动磁悬浮控制系统的影响,提出一种非线性功率放大的新方法,通过这种特殊的放大器将带有铁芯的差动电磁铁负载系统转换成一个线性系统,对主动磁悬浮的控制器而言,其控制对象就变成了一个线性控制系统,这有利于系统控制量的实时计算。实验结果表明,非线性功放的应用扩大了控制器的动态范围,提高了主动磁悬浮控制系统的稳定性。