果园巡检机器人长臂抖动抑制方法

针对果园巡检机器人长臂因抖动而严重制约图像采集效率的问题,该研究提出基于臂体上3个部位的仰角构建单一反馈量进行抖动抑制的方法。首先基于臂体外伸段的有限元模态分析结果,通过固有频率和静变形的等效,建立三杆两扭簧等效机构的动力学模型。并基于微分平坦理论将3个倾角传感器读数合成为一个系统输出量,以平坦输出量作为被控量,采用PID控制器进行抑振试验,再利用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想中对广义扰动的处理方法,将被控模型等效为二阶系统形式,并将模型信息代入到扩张状态观测器中进行对比试验。试验结果表明,基于本文构建的方法均能起到快速抑制长臂抖动的作用。在冲击作用致使末端产生10°幅值的抖动情况下,PID控制器实现了7 s内抑制大幅抖动,自抗扰控制器实现了8 s内快速抑制大幅抖动的效果。PID控制器的输出出现3次饱和现象且小幅较高频率抖动不易消除,而自抗扰控制器仅出现一次饱和,具有抖动抑制过程平滑的优点。本文的控制算法简洁适于在单片机等微型计算机系统中应用,系统结构简单成本低,可为现代农业装备研发与应用中解决长臂类结构抖动的主动抑制问题提供理论参考。     

嫁接辅助机械臂控制系统仿真与试验

针对果树高冠嫁接作业自动化的需要,设计可实现频繁位姿变换和位姿保持的辅助嫁接机械臂,依靠关节制动器来制动定位并保持位姿,并基于STM32设计机械臂的硬件控制系统。在ADAMS中建立机械臂的等效仿真模型,基于MATLAB/Simulink和ADAMS联合仿真技术搭建机械臂关节制动定位控制系统,完成不同牵引力激励和不同位姿制动条件下基于PID关节制动定位控制的联合仿真,仿真中关节1、2制动定位误差分别在5.13%和3.22%以下。按照设计结构制作机械臂的样机,对基于PID关节制动定位控制的样机进行制动定位试验,试验中关节实际制动曲线能够贴近理想等减速制动曲线,其中关节1、2实际制动定位误差分别为3.51%和3.96%,满足设定的辅助机械臂位姿定位要求。该装置为现代化果园冠层嫁接机械化辅助装置的研发和应用提供参考。     

基于GPRS农村电网远程抄表系统的设计

随着农村电力管理自动化水平的提高,传统农村电网人工抄表模式已经跟不上现代化的步伐,改变传统、低效的抄表方法成为各农村电力企业的目标.针对这一需要,设计了一种基于GPRS的农村电网远程抄表系统.基于ARM LPC2214芯片的集中器终端将采集到的电能数据经规约处理后送人GPRS模块,前置机经公网Internet接收数据,并将解约后的数据存人WEB服务器,便于管理人员进行数据查询和预付费处理.运行表明,该系统方案设计合理,通用性强,在农村电网中具有较好的推广应用价值.     

学分制条件下开放单片机实验室教学方法与管理的改革研究

主要针对在学分制条件下专业基础课实验室开放后所面临的问题,希望通过对开放型实验室管理规则的重新制定,智能型实验室管理设备的开发研制,多样性实验方式和实验内容的重新整合和高素质实验室人力资源的培训,以完成对传统试验室硬件及软件环境的彻底改造,使实验室建设适应学分制管理模式的要求,使实验项目、实验内容满足学分制教学计划的要求,使实验教学进入一个新的发展阶段。     

ZM3-Ⅰ基槽清平机的研制

设计了一种用于地基基槽和农田地面平整的ZM3-Ⅰ基槽清平机,介绍了其控制方案、控制原理及工作过程.基于切土和抛送土工作原理,提出了利用刀片的高速旋转产生的惯性对土进行抛送的方式,设计了其主要工作部件;通过对刀片的主要技术参数进行分析,确定了切土刀片的形状及安装方式.整机通过激光和倾角传感器联合作业,对平整度进行监测和控制.经试验验证,其平整精度较高,已达到±10 mm/100 m,能够满足地基施工和农田作业要求,具有一定的应用和推广价值.     

小波数字滤波器的设计及在tanδ测量中的应用

由于现场电磁干扰的影响,采用基于快速傅里叶变换(FFT)的谐波分析方法进行介损tanδ测量时,测量精度难以达到工程要求。本系统以Mallat快速算法为基础,利用小波分析的多分辩率特性设计了小波数字滤波器的算法。根据对小波基的数学特性的分析,选择了一种适用于信号去噪的最优小波基,并讨论了小波分析分解层数的确定。最后利用MATLAB工具进行软件仿真。     

玉米秸秆圆捆打捆包膜机控制系统设计

秸秆收集固化成型技术及装备是进行秸秆生物质规模化工业综合利用的关键.本研究在参考了大量国内外文献的基础上,研发了新型玉米秸秆圆捆打捆包膜机,并根据整机的具体结构设计了合理的控制方案.采用基于总线的PLC为控制器,配合传感器和变频调速技术,利用触摸屏友好方便的人机界面对打捆包膜过程实施监控,实现了打捆包膜机顺序动作自动化...     

基于微分平坦与自抗扰控制的伸缩臂抖动抑制研究

采用主动抑振系统快速抑制冲击作用下的套叠结构臂体振动。考虑到臂体末端变形量不易测量的问题,将伸缩臂模型等效为由扭簧连接的两刚性杆系统,以变幅力矩为输入、两杆仰角为输出,建立拉格朗日动力学模型。将第1杆仰角与第2杆末端加速度合成微分平坦输出,构建单输入、单输出的二阶系统。采用线性自抗扰控制器,根据杆长变化实时更新扩张状态观测器和控制回路参数,使系统参数的物理意义明确,简化了整定过程。仿真和实验结果表明,在不同臂长条件下,均能实现2 s内消除抖动并保持仰角设定值稳定的效果。该方法整定过程直观、简便,在简化模型条件下,根据外伸长度调整控制系统参数,保证了系统的抗扰能力持续有效。     

用于太行山区独立式风光互补发电系统配置研究

对独立式风光互补发电系统进行了研究,并以太行山区应用为例,收集整理了当地风能、太阳能数据,结合当地环境、气候等条件,进行了科学实验,匹配了适合当地风光互补发电的系统配置。