自行走式喷雾系统的设计与研究

农业机器人是未来农业发展的方向之一.论述了在已有大棚喷雾作业机器人底盘的基础上,设计的一种适合大棚作业的喷雾系统,主要包括喷雾系统结构和控制系统的整体设计,给出了具体的设计方案.该喷雾机器人对于提高作业效率以及保障操作者的安全有很大好处,经测试,该喷雾机器人能实现对特定区域农作物的喷雾作业.     

大棚喷雾作业机器人底盘的设计与研究

根据大棚作业的特点,设计了适合大棚喷雾作业的机器人底盘。在结构设计方面,运用了模块化的思想,同时还设计了带减震装置的从动轮,提高了机器人的稳定性。硬件系统方面主要采用TI公司的TMS320C2407DSP作为微控制器,并设计了接口板。程序设计方面主要包括主程序、串口通讯模块、电机的控制等。     

塑料大棚双孢菇小型行走式喷雾系统灌溉研究

试验采用甘肃农业大学自行设计的小型行走式喷雾系统和当地传统固定式喷雾系统,分析比较这2种喷雾系统对塑料大棚内双孢菇灌溉后的土壤含水量、喷洒均匀度、双孢菇产量等的影响。结果表明,小型行走式喷雾系统对塑料大棚双孢菇土壤含水量、喷洒均匀度、双孢菇产量都有积极的影响,尤其对18～38 cm深度的土壤含水量及双孢菇总产量影响显著。     

基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验

【目的】针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。【方法】采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。【结果】算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。【结论】该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。     

大棚喷雾作业机器人的行为控制与路径规划

在建立大棚喷雾作业机器人运动学模型的基础上,介绍了机器人沿墙走的行为策略,分析了传统人工势场法存在的3个问题:不可达问题、路径震荡以及局部稳定问题.针对不可达问题,将机器人与目标点的相对距离引入到斥力函数中,构建了新的斥力函数,使机器人能够顺利到达目标点.在路径震荡及局郎稳定问题中,引入了沿墙走行为策略,使机器人能够摆脱障碍物的同时,稳定地到达目标点.     

基于DSP的果树形态参数检测系统硬件设计

根据果树仿形喷雾作业的特点和要求,设计开发了一套基于DSP的果树形态结构参数检测系统. 该系统能够实时采集果树视频图像,并进行快速图像处理和果树部分形态结构参数的计算. 文章主要介绍检测系统的硬件结构、各部分功能和工作原理,并给出了一个简单的图像处理算例. 最终的试验与检测结果表明,该系统对果树最大冠幅和树高的检测相对误差分别在-2.51%～0和-3.0%～1.7%范围内.     

基于模糊PID控制的恒压浇灌系统研究

恒压浇灌系统的管网压力具有非线性、大惯性、时变性,难以建立精确的数学模型.首先确定2种常见的模糊控制与PID控制的结合方式,分别为Fuzzy-PID复合控制与模糊自适应PID控制;然后,针对Fuzzy-PID复合控制设计一种模糊控制切换隶属函数,对模糊自适应PID建立模糊子集和模糊规则库;最后,在MATLAB软件中搭建恒压浇灌系统仿真框架,通过仿真试验结果对比不同控制方式的控制效果.仿真试验结果表明,Fuzzy-PID复合控制没有产生明显的超调现象,适用于无超调系统;模糊自适应PID调节时间短,但有明显的超调现象,适用于快速响应系统.     

恒压供水模糊自适应PID控制器的设计、仿真

研究了永磁电机齿槽转矩产生的机理和降低齿槽转矩的一些措施.以4极、48槽表面式稀土永磁同步电动机为例,利用二维有限元法分析了极弧系数、磁极偏移和开辅助槽对永磁电机齿槽转矩的影响.将理论分析得到的齿槽转矩结果与样机的齿槽转矩测试结果进行了比较,两者基本吻合.研究表明：通过选择合理的方法能够有效地降低齿槽转矩.     

基于DSP的超声波电机测控系统的研究

首先,从控制系统的需求、结构框图、电路设计、软件设计等方面介绍了基于DSP的超声波电机控制系统;其次,从测试平台、方法、数据处理等方面介绍了一种基于DSP数据采集的超声波电机测试系统.     

基于DSP的果树形态参数检测系统软件的设计

根据果树仿形喷雾的特点及要求,设计开发了基于DSP的果树形态结构参数检测系统．该系统能够实时采集果树图像,并进行快速图像处理和果树部分形态结构参数的计算、介绍了系统的软件设计和图像处理算法,并给出了部分果树形态参数的检测结果．试验结果表明,该系统在果树冠幅和树高检测方面有较高的精度．最大冠幅和树高的检测相对误差分别为-2、5％-0％和-3、0％～1．7％．     

基于PLC控制的模糊自整定PID变量喷雾控制系统

变量喷雾控制系统具有非线性、时变性、大滞后等特点,常规PID控制不能满足变量喷雾控制系统在实际作业中理想的控制效果。因此提出了一种基于PLC控制的模糊自整定PID控制方法。PLC控制的模糊自整定PID控制结合了PLC控制灵活、多变和自适应模糊控制等特点,通过对变量喷雾控制系统的数学建模,建立了以电动PI调节阀为核心的模糊自整定PID控制系统。利用Matlab/Simulink和模糊逻辑工具箱对普通模糊PID控制系统和基于PLC控制的模糊自整定PID控制系统进行Simulink仿真研究。实验结果表明,基于PLC控制的模糊自整定PID控制比常规PID控制在非线性、时变性、减小超调量的方面具有更好的控制品质。     

基于DSP的数字RDC系统研究

永磁同步电机由于具有高功率密度、高效率、结构简单和维护性好等优点,广泛应用于高性能的调速系统中。在永磁同步电机的伺服驱动系统中,获得准确的转子磁极位置尤为重要。旋转变压器抗干扰能力强,工作可靠,能在各种复杂严酷的工作环境中稳定运行,     

基于LabVIEW模糊自适应PID的实现

通过LabVIEW与MATLAB进行混合编程的方式,借助两软件各自的优势,设计出具有模糊自适应PID控制算法的虚拟仪器,并对不同的对象特性进行控制系统的仿真与三容水箱液位的实时测控。实验结果表明,模糊自适应PID控制系统的控制效果良好,具有较强的鲁棒性。     

自适应模糊PID控制策略在中央空调系统中的应用研究

中央空调系统的控制过程非常复杂,将传统的PID控制和模糊控制相结合,提出了一种自适应模糊PID控制的设计方法,并将其应用于中央空调系统的实际控制中.通过仿真模型的实验表明,自适应模糊PID控制弥补了模糊控制和PID控制的缺点,具有控制灵活,精度高,调节迅速,超调量小的优点,鲁棒性和稳定性好,具有一定的可行性.     

基于DSP的鸡蛋破损检测方法

通过分析受敲击鸡蛋的声音功率谱图而确定出特征参数：共振峰对应的模拟量频率值、功率谱面积、高频段额外峰功率谱幅值和第32点前后频段功率谱面积的比值,并通过Bayes理论建立鸡蛋破损判别模型。然后采用DSP鸡蛋破损检测系统,进行鸡蛋破损检测的试验。检测结果表明,此系统判别精度高,方法可行。     

贮能式高压喷雾降温系统的研制

目前塑料大棚已越来越多的应用于种养行业,但大棚内部夏季温度过高的问题一直未能有效解决。喷雾降温法通过向空气中喷射细小水滴,水分子汽化吸热从而降低环境温度,是可用于不易密闭的柔性大棚的唯一降温方法。该项目组研制出了贮能式的高压喷雾降温系统,采用普通的洗车水泵作为高压水源,利用贮能管将部分动能贮存起来,在水泵停歇时通过释放压缩空气的能量维持喷雾,减少了使用成本及系统磨损,每天仅消耗1度电,已广泛用于养殖大棚的夏季降温。经过近期的不断完善,已将其用途扩展至消毒、除尘、加湿、动物免疫和夏日广场、会场、街市的降温加湿,展现出了广阔的应用前景。     

水喷雾灭火系统在大型火力发电厂的应用

结合某大型火力发电厂的工程特点,以其中一台主变压器为例介绍了水喷雾灭火系统的组成及其联动控制,指出了在设计和应用中存在的不足,提出了相应的改进措施和建议.     

基于模糊PID算法的无线农用水泵远程控制系统设计

针对当前农用和工用水泵控制系统中存在对液位的大惯性、非线性以及实现实时控制的问题,提出了一套基于模糊PID算法的无线农用水泵远程控制系统。介绍了系统的设计原理和硬件电路组成,实现了对远程液位系统的监视和控制功能。试验结果表明,采用模糊PID算法较常规PID控制其响应速度快,且较快地达到稳态,同时能够实时调整和修改液位控制参数。当给系统增加外部干扰时,系统的阶跃响应特性很好,能够适应外界参数的变化,从而有效实现和改善系统的远程控制性能,具有广阔的推广应用前景。     

基于系统辩识的PID参数自整定

This paper presented a metnod of self-determining PID parameters by using system idenification and gave a engineering sample.