农业机器人并联视觉云台研究

针对智能农用机器人对机器视觉工作范围的需求,提出了一种用于农业机器人的并联视觉云台设计方案。基于双摇杆的输入输出特性,提出了一种运动支链设计方法,用于构建二自由度全球面工作空间解耦并联机构。在此基础上,衍生出两种可行的运动支链P5R和PRR,基于这两种运动支链,设计了2种二自由度全球面工作空间并联视觉云台RRP5R和RRPRR。通过运动学分析,分别建立了2种机构的位置关系表达式;通过尺寸优化,得到了2种机构的最优杆长比;通过对比得出,RRP5R型并联视觉云台具有更好的输入输出性能;通过有限元分析,研究了载荷对RRP5R型并联视觉云台运动精度的影响。结果表明,RRP5R机构强度满足要求,但杆件的累积弹性变形导致运动副的位移偏差较大。     

农产品监测预警模型集群构建理论方法与应用

【目的】农产品供给与需求的准确分析测定,是农业监测预警能力提升的重要表现。构建产品多品种多环节模型集群理论方法,可高效解决单一环节或单一模型难以解决的分析技术难题。【方法】在农产品供需的重要要素即生产量、消费量、贸易量、价格等分析预测过程中,针对农产品品种间关联性强,自然、社会、经济诸多影响因素纠缠,模型多变量强耦合、非线性、参数时变的特点,提出多品种农产品“因素分类解耦、参数转用适配”方法,以构建多时空维度的监测预警模型集群。【结果】利用“因素分类解耦、参数转用适配”技术方法,研究构建了不同农产品的生产类、消费类、贸易类、价格类的模型集群。这些模型集群可用于对不同时空维度的水稻、玉米、小麦、肉类等主要农产品供需的长中短期的分析预测,支撑形成了农业展望中的主要农产品平衡表,其中主要农产品全国年度生产量6年平均预测精度高于97%。【结论】研究提出的农产品监测预警模型集群构建理论及其方法,有效提升了农产品多品种模型集群的求解效率和准确率,增强了农产品供需分析预测的系统性与智能性,为系统揭示农产品复杂的时空供需变化特征、促进农产品市场调控科学性和可预见性,提供了新技术方法。     

感应电机矢量控制解耦算法的研究

矢量控制是通过坐标变换将感应电机模型转化为类似于直流电机的模型,使定子电流在同步旋转坐标系中的两个相互垂直分量分别独立控制转矩和转子磁链,从而获得类似于直流电机的调速性能。为此,对感应电机的数学模型进行了分析,通过矢量变换得到了在d、q坐标系下的闭环系统方程,对电机进行了解耦控制。在由TMS320F2812搭建的数字化实验平台上进行了实验,实验结果证明了研究方案的可行性。     

自适应模糊神经网络在乌龙茶烘焙中的应用

以PLC为核心设计了一种基于自适应模糊神经网络的乌龙茶烘焙自动控制系统。通过模拟专家手工制茶过程,将烘焙分成两部分进行,首先利用自适应模糊控制使烘焙温度呈呼吸式变化,然后再进行恒温烘焙。利用模糊解耦补偿器解决了烘焙过程中的温湿度耦合问题。仿真及实验结果表明,该系统控制效果良好,成茶品质优于同类产品。     

大空间运动3-RRRU并联机器人运动学标定与误差分析

并联机器人具有高速、高刚度和大负载等明显优势,被广泛应用到农业和工业领域,但多关节导致该类机器人控制精度不高。针对大空间运动3-RRRU并联机器人的运动学建模和误差标定方法展开了系统、深入研究。综合应用DH法和空间矢量法建立了机器人的运动学模型,在此基础上,借助偏微分理论推导并建立机器人的误差模型;应用激光跟踪仪进行不同轨迹下机器人的空间位置数据采集,对一般遗传算法进行改进,以等步距搜索策略实现主要遗传算子的优化,并通过全局数值寻优获取机器人的误差补偿数据,完成标定和补偿工作。实验表明：基于直线标定方式,补偿后直线轨迹跟踪误差控制在0.14～1.34mm,但不适用于曲线轨迹补偿,其实测补偿后的最大误差高达5.08mm。曲线轨迹标定精度高于直线轨迹标定,补偿后将直线和曲线两种路径下的最大误差分别降低至1.18mm和1.56mm。该标定方法自动化程度高,适用于含有大量关节并联机器人的误差标定工作。     

冻结站制冷盐水循环系统智能解耦控制

目前煤炭井筒开拓大多采用冻结法凿井,积极冻结期和消极冻结期所需的盐水循环量和温度不同,实际工程根据传统经验采用人工调节管道阀门控制盐水循环,调节螺杆压缩机控制阀控制制冷量,调节精度不够,且造成大量的电能浪费.在已知冻结壁与地层热交换所需制冷量时,可以调节循环盐水温度和流量实现对制冷量的控制.但盐水温度和流量之间存在复杂的耦合关系,设计一个基于模糊神经网络解耦的控制策略实现盐水流量和温度的智能解耦,对冻结站设备实现精确控制.仿真结果表明,可以有效地控制盐水流量和盐水温度,按需控制设备的运转,节约大量的电能,提高经济效益.     

具有纯时延的系统的解耦时延参数估计

通过对纯时延的有理逼近，提出纯时延系统的一种新的解耦时延二步估计算法。     

新型无接触电能传输系统多负载解耦控制研究

利用无接触感应耦合电能传输系统互感数学模型,研究了多负载时系统的功率传输问题.提出了一种解耦控制策略,在能量拾取侧中增加一个Boost电路.在负载轻载时,以较低开关频率控制Boost电路中功率开关管的通断.当功率开关管关断时,系统向负载传输功率;当功率开关管导通时,系统屏蔽副边负载,实现原边线圈与副边线圈的解耦控制.针对系统有无Boost电路分别进行了PSpice仿真分析.理论分析与仿真结果表明,该控制方法能在多负载系统的单一负载轻载时实现副边线圈与原边线圈的电磁解耦,为多负载无接触感应耦合电能传输系统的稳定运行提供保障.     

KRH-Ⅱ型智能固态微生物发酵成套装置的研制

以机械结构优化设计为基础,运用pH值、水分活度(湿度)、发酵温度等参数检测手段,结合模糊控制、神经网络以及多变量系统的解耦控制等多种智能控制方法,研究实现发酵过程多变量解耦的模糊神经网络控制技术,设计出一种从液体制种到灭菌、接种、混合、发酵、干燥和包装新概念的固态成套发酵装置.实际应用结果表明:固态发酵的快速灭菌、快速冷却、过程多参数信息调控与过程优化技术,大大提高了固态发酵设备机械化和自动化程度.     

鸡解耦联蛋白基因型与活性氧含量、初生重的相关性分析

为了研究解耦联蛋白基因(uncoupling protein,UCP)对鸡(Gallus gallus)初生重及活性氧含量的影响,本实验通过对3个品种鸡初生重、UCP C353T多态位点基因型以及肌肉组织活性氧(ROS)含量的测定,发现丝羽乌鸡ROS值显著低于白莱航、寿光鸡,UCP TT基因型ROS值显著高于CT和CC基因型,而ROS含量与雏鸡初生重之间存在着正向的相关性(r=0.5011),UCP TT基因型的初生重显著高于CT和CC基因型。实验结果揭示了鸡UCP基因型对初生重性状具有选择效应。