基于模糊PID的山地果园运输机动力稳定系统的设计与试验

以提高华南农业大学研制的山地果园轻简化轮式运输机作业动力控制稳定性为目标,设计加装了一种成本较低的动力稳定系统。系统由制动手柄、电推杆、电磁阀、制动油泵、制动钳组成。根据控制策略在Simulink中建立动力独立控制模型,经过仿真分析,在稳态之后非受控的动力轮速度与受控动力轮的速度相等,整车驱动力增大,提高了运输机在路况参数多变路面的通过性,并在动力稳定系统的基础上加入了自适应模糊PID速度控制器,对其进行了仿真分析。结果表明,在3.5 s时,两侧动力轮纵向速度之差进入稳定响应,稳态绝对误差绝对值最大值为0.422 2,最小值为0.004 7,响应到达并保持在终值±5%误差内所需的最短时间为3.0 s,稳态条件下(t→∞)的误差为0,加快了系统响应速度,提高了调节精度与稳定性。对运输机实车测试,受控后稳态车轮速度的绝对误差为0.178 1~0.396 1 km/h,相对误差为0.71%~5.27%,与仿真结果一致。     

基于广角摄影技术的柑橘树冠层叶面积指数检测系统

提出一种基于广角摄像技术的柑橘树叶面积指数快速、简易检测方法。将广角摄像镜头拍摄的柑橘树图像导入计算机,进行灰度化、图像增强、滤波处理与二值化处理,计算出柑橘树冠层的孔隙率,据此推导柑橘树冠层叶面积指数。试验以扫描法检测结果作为真实值,并以加拿大WinSCANOPY型冠层分析仪与本系统作检测效果对比,结果表明在同等试验条件下,利用WinSCANOPY型冠层分析仪检测柑橘树叶面积指数的相对误差变化范围为-30.39%~43.53%,相对误差绝对值的平均值为18.90%,本系统检测的相对误差变化范围为-27.26%~37.06%,相对误差绝对值的平均值为19.91%,满足柑橘树冠层LAI检测试验要求。     

基于近红外反射的柑橘重叠叶片叶面积指数测量系统

提出一种基于近红外反射的柑橘叶面积指数(LAI)测量方法.在平直近红外激光照射下,光电探测器接收重叠叶片的反射光能量,通过数据采集卡采集电压信号至上位机,利用LabVIEW软件编程,自动判断出重叠叶片层数.将叶片层数乘以直射光束的光斑面积即为该测试位置叶面积,而每次测试的叶面积累加即为该测试区域的总叶面积,最终求出LAI.根据光谱反射试验结果选用近红外作为光源进行系统标定,得到重叠叶片层数与测量电压的指数拟合模型,Ssig＜0.05水平显著.试验结果表明,在手动扫描、定时采集方式下,以方格法计算的LAI作为真实值,系统对LAI的计算误差为11.01％.     

丘陵山地果园运输机的研究进展

丘陵山地水果产业是典型的丘陵山地农业,而丘陵山地果园的机械化运输已成为丘陵山地果园作业的核心需求。为了解决丘陵山地果园运输困难的问题,国内外学者对丘陵山地果园的运输机械进行了相关研究。笔者概述了国内外丘陵山地果园轮式运输机、履带式运输机和履带轮式运输机的研究与应用现状,综述了它们的性能、使用条件和特色机构等,并阐述了其发展趋势。     

基于精确喷雾的水平叶面积指数检测

果树的叶面积指数(LAI)能为精确喷雾提供重要参考依据,但常规定义从垂直方向检测叶面积指数不满足水平方向精确喷雾的实际需求。采用LAI近红外透射检测系统从水平方向上检测柑橘树的LAI值,进而计算水平方向的叶片总面积,并以应用直接法得到的叶片真实总面积作为标准值衡量误差大小,同时与垂直方向的检测结果比较。结果表明:在水平方向上东西和南北2个方向LAI检测结果的绝对误差的平均绝对值分别为0.45和0.40,相对误差的平均绝对值分别为17.37%和14.91%;叶片总面积的检测结果的误差与在垂直方向上应用LAI红外透射检测系统或WinSCANOPY型冠层分析仪的检测结果的误差接近;在水平方向上检测LAI和叶片总面积的准确性能够满足试验要求。     

山地果园轮式运输机动力稳定系统测试

为提高山地果园轮式运输机在作业过程中动力控制的稳定性,对其动力控制系统进行系统构建与试验。根据动力独立控制的控制策略,结合山地果园轮式运输机的结构特征,搭建控制系统硬件并进行无改动原车空载试验以及动力稳定系统控制下的空载试验。结果表明,当节气门开度加大后,发动机输出功率增加,抵消了非陷坑车轮滚动的一部分阻力;在相同的行驶阻力条件下,节气门开度越大,车轮速度越大,最后受控后稳态车轮速度的绝对误差为0.178 1~0.396 1km/h,相对误差最大为5.27%。试验表明,动力轮速度控制达到设计要求,在果园轮式运输机的某个动力轮陷坑之后,可以通过调节没陷坑的动力轮速度,使动力加大,从而有助于运输车在泥泞的道路行走或者有助于运输车具有足够的动力爬出陷坑。     

基于半球摄影法的果树叶面积指数检测张立俊3，洪添胜1,2,3，吴伟斌1,2,3※，Joseph Mwape Chileshe1,2,3

摘要：为解决传统方法中从数据获取到数据处理出现的误差,进一步改善操作方法,该文设计了一种半球摄影法检测系统,使用鱼眼镜头在不同位置下拍摄单棵果树。对拍摄的图像进行处理,并对叶面积指数测量值和真实值进行验证对比,研究影响测量叶面积指数的因素。研究结果表明：鱼眼镜头在不同方位、不同偏移、不同高度下拍摄,以及不同软件处理方法都会对叶面积指数的测量产生影响。最优化的参数组合为：选择果树东方位拍摄,鱼眼镜头距离柑橘树主干25 cm,距离地面高度89 cm;在软件处理分析时,应取LAI4R,天顶角设为60°,同时采用软件遮罩功能对与冠层无关的区域进行屏蔽。在上述方法操作下,系统线性回归模型的决定系数R2为0.8268,测量值与真实值的平均绝对误差为0.31,平均相对误差为14.19%。该方法可为单棵果树叶面积指数的检测提供研究基础。