基于LabVIEW的农用车辆视觉导航控制系统设计与仿真

【目的】为了实现农用车辆的自动导航.【方法】以LabVIEW图像采集以及模糊控制为主进行智能农业车辆控制系统的设计.首先在NI vision assistant环境下利用灰度化、像素分布、边缘检测、路径拟合等算法进行图像处理以及提取导航路径信息.之后利用Labview环境下的PID and Fuzzy Logic Toolkit工具箱确定隶属度函数并设计出模糊控制规则,再通过去模糊化后对农用车辆转向采取合理的控制策略,使得农用车辆平稳快速地行使.最后利用MATLAB环境下Simulink建立数学仿真模型,观察转向角信号对偏差角信号的跟踪情况.【结果】仿真表明,在周期10s下,幅度为10°的正弦波信号,对转向信号有着较好的跟踪能力,还可看出有较小的相位偏差,需要通过对控制器后续的控制策略优化来进行消除.     

非线性积分滑动面的农业车辆转向系统控制

自动转向控制是实现农业车辆自动导航控制的关键技术,为了提高转向性能和精度,提出了1种基于非线性积分滑动面的自适应滑模控制方法。先将农业车辆的转向系统假定为1个二阶的数学模型,并将系统中的不确定性因素和难以建模的外部干扰动力学系统假设为可满足边界条件的等效干扰;针对每个导航控制周期构建所需系统响应的瞬态过程,设计了1个非线性积分滑动面;同时根据闭环转向控制系统提出相应的滑模控制规则,确保系统能够获得迅速无超调量的闭环响应曲线,并利用模糊控制实现了滑模控制增益的自适应切换。仿真试验表明,设计的非线性积分滑动面的自适应滑模控制方法对提高农业车辆转向控制系统的平稳性、精度具有重要意义。     

农用柔性底盘偏置转向机构工作参数试验及优化

【目的】分析农用柔性底盘偏置转向机构工作参数对其运动与动力性能的影响,为柔性底盘转向控制提供依据。【方法】基于转向理论,以电动轮转速与载荷为因素,利用模糊综合评价法,用柔性底盘偏置转向时纵、横向驱动力及偏置臂转角相对误差构建综合指标,通过柔性底盘试验台测试二者对综合指标的影响,分析电磁摩擦锁锁紧电压与转向电桥步进电机转速对各个转向性能指标的单因素作用,并以转向内、外侧锁紧电压和步进电机转速为因素,通过L_(16)(4~5)正交试验,探讨两侧偏置转向机构参数的分配特性。【结果】电动轮转速、载荷及交互作用对综合转向性能均有显著影响(P0.05),电动轮转速为120 r/min左右时综合转向指标最小;随着锁紧电压及步进电机转速的增大,纵、横向驱动力均随之增大,而转角相对误差随锁紧电压上升先增大后减小,随步进电机转速增大而增大,锁紧电压与步进电机转速的适宜范围分别为18～24 V和150～180 r/min;转向内、外侧锁紧电压与步进电机转速对综合转向指标均有显著影响(P0.05),空载时最优内、外侧锁紧电压分别为22和20 V,最优步进电机转速分别为180和170 r/min,额定载荷时最优内、外侧锁紧电压分别为24和22 V,最优步进电机转速仍分别为180和170 r/min;最优参数分配方案的验证试验表明,最优转向参数分配下柔性底盘偏置转向的纵、横向驱动力均有所提升且转向误差减小。【结论】优化试验所得转向内、外侧锁紧电压与步进电机转速组合可提升柔性底盘的综合转向性能。     

基于电子地图的农用车辆自动导航系统研究

通过对农用车辆系统的动力学模型在Simulink中的开发,得毛了各项动力学模块。之后将模型系统应用在电子地图的自动导航中,通过测试提供车辆准确运行位置的能力,得出该系统模拟运行同实际运行轨迹匹配的程度相当好。因此,该农用车辆动力学模型系统可以在农用车辆田间行驶时根据行间作物情况,设计准确的电子导航控制决策,为完成自动导航作业提供可靠的依据。     

设施农业文摘

【篇名】温室Ethernet智能控制器的设计【作者】王书志冯全【机构】西北民族大学甘肃农业大学甘肃兰州【刊名】工业仪表与自动化装置,2006年03期【关键词】Ethernet温室模糊控制分布式控制【篇名】温室电动松土机松土部件的数学研究【作者】何伟宁赵毅彬李汝莘丛宏斌付静【机构】山东农业大学机电学院山东泰安【刊名】农业装备与车辆工程,2006年05期【关键词】温室松土部件数学模型【篇名】温室环境远程监控系统的研究【作者】曹晴【机构】郑州大学物理工程学院河南农业大学理学院【刊名】河南科技,2006年06期【关键词】温室;环境;远程监控…     

农用车辆级联式直线路径导航控制方法研究

农用车辆导航控制是精准农业作业体系的重要组成部分,是支持农用车辆田间自动精准作业的关键技术。由于在大型农田中直线路径跟踪是农用车辆的主要作业模式,本研究针对直线路径跟踪问题提出一种级联式导航控制方法。首先讨论了农用车辆的级联式导航控制结构,并依此将导航控制任务分解为路径跟踪控制和转向控制两个级联的控制任务。然后推导出了农用车辆的相对运动学模型,并基于该模型针对路径跟踪控制任务提出了一种最优PD控制方法;为了提高转向控制子系统的性能,在转向控制任务中提出了一种基于过渡过程的改进PD控制方法,最后进行了方法的试验验证。试验数据分析结果表明:在直线路径跟踪过程中,横向位置误差的平均值为0.02 m,标准差为0.04 m,完全满足农用车辆直线路径跟踪作业的要求,验证了所提方法的有效性和优越性。     

应用云模型的无人农业车辆遇障速度控制策略

【目的】提高遥控操作农业车辆的智能性与安全性。【方法】提出一种新的无人农业车辆遇障后的速度控制方法。建立动态环境中无人车辆的碰撞预测模型,确定实时碰撞位置,依据专家经验与农业作业环境制定的云推理规则,建立速度控制策略,实现速度控制。【结果】算法预测判断平均耗时0.170 1 s,无人车辆速度控制过程没有受到无威胁障碍物影响,且符合速度云推理规则。【结论】该算法能够实现实时碰撞预测,具备抗干扰能力,满足实时性要求。     

设施农业文摘

【篇名】温室内黄瓜叶温变化特性的试验研究【作者】李强征;李国臣;于海业;马成林【机构】井冈山学院工学院;吉林大学生物与农业工程学院【刊名】农机化研究,2006年08期【关键词】农艺学;黄瓜叶温;试验研究;水分亏缺;温室【篇名】温室棚面集雨及自压渗灌对作物生长环境的影响【     

设施农业文摘

【篇名】温室防虫网通风局部阻力试验研究【作者】侯翠萍;马承伟;王顺生;张义;宫彬彬【机构】中国农业大学农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室     

设施农业文摘

【篇名】温室环境无线远程监控系统的优化解决方案【作者】孙忠富曹洪太杜克明王迎春李树锋【机构】中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所曲阜师范大学自动化研究所【刊名】沈阳农业大学学报,2006年03期【关键词】GPRS数据采集远程监控嵌入式系统【篇名】日光温室蔬菜持续     

基于神经网络算法的精准施肥模型建立及仿真分析

【目的】经济社会的快速发展,产生了资源缺乏、环境持续恶化等问题,而传统的农业经济也在信息技术快速发展的同时发生着巨大的改变。信息化、智能化、数据化以及物联网等技术与农业科技相融合,为农业的精准化发展提供了技术支持与保障。【方法】本文以江西九江某试验地为研究对象,对其进行网格化划分,构建基于神经网络算法的精准施肥模型,通过神经网络技术及其相关算法对精准施肥模型进行建立并对该模型进行仿真分析,同时提出基于BP神经网络相互统合的施肥算法,对试验地土壤养分含量、玉米产量等进行研究试验。【结果】试验结果表明,所建立的精准施肥模型具有较强的鲁棒性。【结论】可以作为农作物精准施肥的技术依据。     

农业车辆电控液压转向系统的设计

以茂源250型拖拉机为试验平台,设计一种用于农业车辆自主导航的电控液压转向系统。该系统使用电控比例液压阀、换向阀和溢流阀,改造拖拉机的液压转向油路;采用STC12C5A60S2作为比例阀的控制器,同时加装角度传感器作为系统的反馈。将带有死区的PD控制算法在SimHydraulics建立的液压转向系统模型上进行仿真,并实车试验验证。在左、右极限转向和4种特定目标角度转向试验中,该系统比原有系统响应时间快0.2 s,超调量在5%以内。     

试析农用运输车转向系统的故障原因拖拉机的安全操作

<正>农用运输车转向系的作用是通过驾驶员的操作,根据需要改变车辆行驶的方向。转向系统的故障大部分是由于在使用中正常磨损引起的,但在使用中对转向系统不按要求进行定期检查和维护保养,就会加速磨损的发生。转向系统出现故障,不仅会降低农用运输车操纵灵活性,而且直接影响行车的安全。因此,必须按规定及时做好农用运输车转向系统的检修、养护与调整工作。以确保车辆在各种道路、各种速度下行驶时,转向系统都能安全可靠地工作。下面将     

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

【目的】根系建模是虚拟水稻可视化模型中重要的组成部分,是认知以及研究水稻根系形态结构的重要方法,并为精确农业提供依据,本研究旨在构建仿真效果较好的水稻根系模型。【方法】利用水培法开展试验,测定水稻根系各类形态参数。【结果】构建了基于分形L系统的水稻根系模型,包括不定根模型、分枝根模型、旋转角度等信息。首先根据水稻根系形态特征解析出分形L系统的产生式,然后借助MATLAB软件实现了根系的形态模拟,最后根据模拟效果图进一步优化了分形L系统的产生式,提高了模型精度。【结论】构建完成的模型能够较好地模拟水稻根系的生长过程,在智慧农业发展过程中,具有一定的参考价值。     

设施农业文摘

【篇名】单面坡日光温室钢骨架有限元优化【作者】卢旭珍邱凌【刊名】农业机械学报2005年03期【机构】安徽工业大学机械工程学院西北农林科技大学干旱半干旱农业研究中心马鞍山市243002陕西省杨凌712100【关键词】温室单面坡钢骨架有限元法【篇名】分布式温室环境信息监测系统【作者】王成乔晓军焦春岩【刊名】自动化技术与应用2005年01期【机构】国家农业信息化工程技术研究中心北京100089【关键词】单片机数据采集传感器【篇名】甘肃省日光温室建设中存在的问题及对策浅析【作者】宋明军【刊名】甘肃科技2005年01期【机构】甘肃省农业科学…     

基于模糊控制的拖拉机转向跟踪控制研究

【目的】对拖拉机转向跟踪控制进行研究,寻求提高转向跟踪控制精度的方法。【方法】以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象,以车辆航向角偏差和前轮转角为输入变量,转向驱动电机转速为输出变量,设计车辆转向控制模糊控制器,并用于拖拉机航向角的控制。【结果】拖拉机以0.53 m/s的速度行驶时,航向角偏差可控制在1°以内;拖拉机在50 m行驶距离内,最大横向偏差为0.16 m。【结论】所设计的控制器能够满足拖拉机转向跟踪控制的要求。     

设施农业文摘

【篇名】广西设施园艺发展现状与对策探析【作者】邓俭英方锋学李文嘉【机构】广西农业科学院蔬菜研究中心【刊名】广西农业科学2005年05期【关键词】设施园艺发展现状对策【篇名】日光温室蔬菜有机生态型无土栽培技术【作者】张治良栗均平任军荣【机构】商洛市农科所陕西商州【刊名】陕西农业科学2006年01期【关键词】日光温室蔬菜有机生态无土栽培【篇名】日光温室塑料棚膜的选择【作者】费玉杰【机构】河南省三门峡市园艺工作总站【刊名】当代蔬菜2006年01期【关键词】日光温室塑料棚膜选择【学位论文】基于模型的温室环境调控专家系统研…     

设施农业文摘

【篇名】大棚温室病虫害防治新机具【作者】钱录庆【刊名】山西农机,2006年03期【关键词】大棚温室病虫害【篇名】东北半干旱地区温室芹菜灌水指标试验研究【作者】谭国栋付德洋凡久彬吕子超【机构】辽宁省水利水电科学研究院阜新市水利局【刊名】南水北调与水利科技,2006年02期【关键词】温室芹菜灌水量耗水量【篇名】对发展义乌市设施农业的思考【作者】杨立中【机构】浙江省义乌市农业机械管理站【刊名】新农村,2006年03期【关键词】设施农业发展义乌【篇名】关于设施农业机械化应用中的几个问题及解决办法【作者】宋庆英张文智于春波宋…     

无人机电控速度模糊PI双闭环控制仿真研究

【目的】针对农用无人机作业时,对速度的稳定恒速需求,研究无人机无刷直流电机的速度控制模糊PI闭环算法。【方法】分析无人机电控系统的结构原理,根据电控系统驱动无刷直流电机的速度控制要求,在Matlab/Simulink环境下,构建电控驱动无刷直流电机系统的仿真模型,采用速度电流双闭环控制策略,其中,速度环使用模糊PI控制器,电流环使用电流滞环控制。设置系统参数,进行仿真分析,搭建ARM电路仿真板,验证算法的有效性。【结果】采用模糊PI后,该系统加快了速度响应,减少了系统超调量,提高了系统的抗干扰能力,提高了系统的动态特性和鲁棒性。【结论】本研究提出的模糊PI控制策略是有效的,可为无人机实际电机控制系统设计和调试提供理论参考。     

数字农业研究现状和发展趋势分析

【目的】数字农业是21世纪农业发展的必然趋势,也是现代农业发展的必然选择。【方法】文章概括了数字农业的内涵,系统梳理和总结了国内外数字农业研究进展,探讨数字农业的发展趋势,并对我国未来数字农业研究重点任务进行了展望。【结果】(1)美国、德国、日本等发达国家在数字农业研究方面处于领先地位,已形成了科学的理论和技术体系;(2)国内数字农业起步相对较晚但发展速度快,在农业数据信息资源建设、"3S"技术、农业模拟模型与专家系统、智能装备与自动控制以及数字农业成果的普及与应用等方面已有突破。【结论】新时代下,我国未来数字农业研究重点是构建天空地一体化的数字农业观测系统、加强数字农业关键技术与产品的研究开发、建设数字农业技术系统集成与平台、加强数字农业技术应用示范、创新数字农业信息服务模式以及农业标准规范研制。