基于NNDO滑模反步法的中密度纤维板板厚控制研究

针对中密度纤维板板厚纠偏位置伺服系统存在参数的不确定性以及系统外部的干扰等因素引起的板厚偏差问题,提出了一种基于NNDO的滑模反步控制方法。结果表明：加入NNDO的滑模反步控制可以实现对位置信号的快速跟踪,跟踪误差的收敛速度也更快,减弱了滑模反步控制器的控制输入抖振问题,改善了闭环系统的动态性能和对于干扰的鲁棒性,提高了控制器的控制性能。     

基于新型动态积分滑模的运载火箭姿态控制

运载火箭在飞行过程中面临着参数变化范围大、外界干扰复杂的飞行环境，传统的控制方法已经很难满足姿态控制系统的要求。本文将传统的动态滑模和积分滑模综合起来，尝试一种新型的动态积分滑模控制策略律。仿真结果表明，在存在系统参数摄动和外部干扰的情况下，该法很好的消除了抖振，取得较理想的控制效果。     

基于太阳能的植保无人机续航提升方案

在农业领域对无人机的任务需求中,续航问题无疑是目前植保无人机所面临的重要问题之一。由于电池生产技术的瓶颈,目前植保无人机的有效作业时间大都被限制在12 min左右难以突破。太阳作为一个取之不尽用之不竭的“无源”动力得到了特别的关注,因此设计了一种基于太阳能的植保无人机续航提升方案。在六旋翼无人机平台上对方案的可行性进行实验,结果表明,安装了太阳能续航模块后的无人机相比安装前,飞行续航时间平均提升了70 s。该方案基于多轴无人机飞行平台,在无人机工作时将太阳能转化为电能为锂电池续电,从而减少锂电池在飞行时的电量消耗,增加植保无人机的有效作业时间,在一定程度上缓解了当前植保无人机的续航问题,并能够向其他基于无人机平台的应用延伸。     

基于大数据的植保无人机服务管理平台设计

植保无人机凭借高效率、低成本的优势,正成为提高农业现代化水平的重要装备之一.近年来,我国植保无人机行业整体上发展迅速,但普及率仍然较低,导致上述情况的原因之一就是农户与无人机飞手之间的沟通渠道不畅通,缺乏较为成熟的服务管理平台.本文介绍植保无人机服务管理平台的设计过程,该平台以微信小程序的形式呈现,为农户和无人机飞手提...     

基于小麦病虫害化控中植保无人机应用研究

农作物病虫害专业化统防统治是指具有一定植保专业技术条件的服务组织,采用先进的技术和实用性的设备,为农民提供契约性的防治服务,开展社会化、规模化的农作物病虫害防控行动。贾汪区从2015年开始先后在小麦、玉米高产示范区及部分乡镇开展农作物病虫害统防统治工作,通过示范带动,高产创建、整村推进等方式,使更多农民了解并参与到农作物病虫害专业化统防统治工作中,引导现代化农业植保防治方向,更好地适应病虫害发生规律变化,解决了农业防病治虫难题,大大提升了植保社会化服务水平。本文基于徐州市贾汪区为试点,结合植保无人机行业多年从业经验,通过对现有农业植保无人机开展植保病虫害统防统治情况调查,筛选出植保无人机在小麦病虫害防治中的药剂品种,并对防治效果和作业效率进行评价分析,设置了植保无人机在小麦生长不同生育期中植保防治的具体参数,探究植保无人机防治现状及行业发展中的问题,以及未来的发展趋势,制定精准对策从而提升植保无人机统防统治市场认可度,推进贾汪区农作物病虫害植保防治机械化,让农业生产者真正从农业生产劳动中解放。     

植保无人机变量喷洒系统研究

近年来,无人机在植保领域的应用越来越广泛,农业植保无人机无论是在便利性还是在喷洒效果方面都具有更显著的优势。目前无人机喷洒系统主要采用分档式调节流量的喷洒技术,这种技术在一段飞行速度区间使用同一档位进行喷洒作业,喷洒均匀性有待提升。通过设计变量喷洒系统的主控电路、隔离电路等完成了变量喷洒平台的硬件搭建工作。针对飞行速度对喷洒均匀性的影响提出了一种提高植保无人机喷洒均匀性的PID流量控制算法,通过调节占空比实现了变量喷洒系统的软件功能。在无人机飞行速度从1 m/s增加到5 m/s的过程中,设计了分档式算法和PID流量控制算法的变量喷洒对照试验,通过水敏纸的雾滴图像信息来分析喷洒作业的效果。结果表明,在飞行速度从1 m/s增加到5 m/s的过程中,经过流量PID调节的植保无人机喷洒覆盖率整体波动范围较小(范围在20.9%～24.4%之间),相比之下分档式植保无人机的覆盖率波动范围略大(范围在20.1%～29.8%);同时验证了变量喷洒系统软硬件的可行性,该变量喷洒系统实现了喷洒流量随飞行速度自动调整的功能,提升了喷洒的整体均匀性,能够满足小面积作业的基本要求。     

基于农服平台的植保无人机任务分配与路径优化

为解决农业社会化服务平台下植保无人机“单基站-多无人机”模式任务分配调度的精细化匹配问题,建立了任务分配调度的两阶段混合整数规划模型。首先,引入了考虑温度影响下的农药药效可变时间窗、植保无人机农田中飞行模式选择、变动耗电速率等农业参数变量,在快速精准解决农户分散的植保需求条件下,求解出植保无人机任务分配调度的成本最小化目标;然后在保证其他参数不变的情况下,分别改变植保无人机的电池额定续航时间、农田中的飞行模式、温度对应的最佳药效可变时间窗和需求大小4个参数,研究了植保成本的改进情况。结果显示,各植保无人机搭载续航时间长的电池、在农田中选择长边转弯栅格形飞行、选用发挥最佳药效温度范围大的农药种类和提高单位时段平台服务量上限策略,分别可以降低40.02%、12.45%、21.17%和39.19%的植保成本。以上结果表明,引入了具体农业生产要素的混合整数规划的模型科学有效,更适用于农服平台的植保无人机任务分配调度。     

中国植保无人机及其施药关键技术的研究现状与趋势

随着精准农业的理念在我国不断推广,植保无人机作为我国农业航空产业的重要组成之一,近年来的迅猛发展和应用引起了人们的广泛关注,植保无人机具有操作容易、农药利用率高、安全可靠等特点,极大提高了防控病虫害的能力,降低了地形对喷洒作业的限制。为全面、深入地了解我国植保无人机及其施药关键技术的发展现状及未来趋势,对我国植保无人机的发展和应用状况进行了概述,主要从航空变量施药技术、航空静电施药技术、航线规划技术、自主避障技术及施药效果检测技术5个方面对植保无人机施药关键技术的研究现状进行了阐述和分析,并针对航空变量施药决策系统、多机协同作业技术、航空施药作业专家系统及植保无人机配套施药技术4个方面指出了植保无人机施药关键技术的未来发展趋势,以期为国内科研机构和企业的科学研究提供参考,加快我国植保无人机技术的发展进程,促进和推动我国植保无人机产业的快速发展。     

植保无人机航空喷施飞行质量的试验与评价

【目的】植保无人机的飞行质量是航空喷施作业效果的重要影响因素。探讨不同类型和不同控制方式的植保无人机航空喷施作业的飞行质量和作业效果,为航空喷施作业机型的选择和植保无人机技术的改进提供数据支持和指导。【方法】采用微轻型机载北斗导航定位系统,获取半自主飞行控制模式下单旋翼油动植保无人机(SoUAV)、单旋翼电动植保无人机(Se-UAV)和半自动四旋翼电动植保无人机(Saqe-UAV)以及全自主控制模式下四旋翼电动植保无人机(Faqe-UAV)的飞行轨迹和飞行参数,并对飞行质量(包括飞行参数均匀性、航线精度和航线长度均匀性)进行了分析和评价。【结果】四旋翼植保无人机飞行质量优于单旋翼植保无人机,且Faqe-UAV飞行质量优于Saqe-UAV;Faqe-UAV在整个作业区域内的飞行参数变化的均匀性最佳,飞行速度和飞行高度参数变化的均匀性分别为3.66%和4.67%;Faqe-UAV的平均飞行航线偏差最小,为0.172 m。飞行方向对Saqe-UAV飞行参数的影响显著,但对Faqe-UAV飞行参数的影响不显著;航线长度对Faqe-UAV飞行参数的影响显著,但对SaqeUAV飞行速度的影响不显著。【结论】在航空喷施作业过程中,全自主控制方式下四旋翼电动植保无人机飞行质量最佳,对药液喷施质量更有保障。     

基于差分量子退火算法的农用无人机路径规划方法

为解决不规则区域内农用无人机植保作业问题,以农用无人机的总飞行距离和多余覆盖率为指标建立模型,将无人机的植保作业航向角作为优化目标,并考虑有障碍物下的情形,采用差分进化算法(different evolution algorithm,DE)与量子退火算法(quantum annealing algorithm,QA)融合的方法对应用模型进行求解,分析算法的执行过程并进行MATLAB仿真试验。结果显示:在设定的不含障碍物农田区域环境下,相较于未规划与差分进化算法规划情况,采用差分量子退火算法(differential evolution algorithm-quantum annealing,DEQA)时无人机总的飞行距离分别减少101.52、73.00 m,转弯路径分别减少43.02、43.10 m,多余覆盖率分别减少22.25%和12.79%;在设定的含障碍物农田区域环境下,相较于未规划与差分进化算法规划情况,采用差分量子退火算法时无人机总的飞行距离分别减少73.24、24.54 m,转弯路径分别减少52.50、12.72 m,多余覆盖率分别减少72.34%、23.52%,其余指标均有所下降。仿真结果表明,采用差分量子退火算法能够完成农田区域路径规划问题,可为农用无人机路径规划提供技术支持。     

电驱动高地隙车辆滑转率滑模控制研究

为实现四轮独立驱动高地隙车辆在田间路况下正常工作,防止车轮过度滑转,设计一种滑转率控制器,该控制器通过反馈数据计算出各轮的实际滑转率,再结合滑模变结构算法对4个驱动轮力矩进行分配,从而控制滑转率到目标值。试验结果表明:1)该滑转率控制器能够有效的控制车轮的滑转;2)使用该控制器时,车辆在1s内达到稳定状态;而未使用时,车辆需要3~4s达到稳定状态;3)使用该控制器能够有效减小路面变化对车辆速度的影响;4)当车辆遇到障碍时,车轮的滑转率能在1~2s内恢复至目标值,表明该控制器具有鲁棒和快速响应的特性。     

甘肃省植保无人机技术在农业中的应用与推广

甘肃省植保无人机喷药技术的应用将是对传统手动背负式喷药技术的更新替代。无人机喷 雾喷药不但作业效率高,而且药物利用率也高。本文在实施该技术的可行性、必要性的基础上,论述 了本单位引进该技术适应性、效益分析和推广前景。     

M45型多旋翼植保无人机减量施药对稻飞虱防治效果的影响

目的 研究多旋翼植保无人机减量施药对雾滴沉积效果以及稻飞虱防治效果的影响,促进水稻减量施药技术发展。方法 采用M45多旋翼植保无人机开展水稻施药田间试验,选取15.0和22.5 L/hm² 的施药液量,以及人工施药推荐剂量100%、90%、80%的3种减量农药剂量,研究不同施药液量和减量农药剂量对雾滴沉积效果以及稻飞虱防治效果的影响。结果 水稻冠层上部的雾滴沉积量明显优于冠层下部,2种施药液量以及3种减量农药剂量对雾滴沉积量的影响不显著;施药1周后稻飞虱数量显著减少。在相同施药液量条件下,减量农药剂量的变化对稻飞虱防治效果影响不明显。80%的农药剂量能满足稻飞虱防治要求。结论 无人机水稻施药作业中可选择80%的农药剂量进行减量施药。本研究可为水稻减量施药、减少水稻植保作业成本提供有益参考。     

植保无人机施药对核桃黑斑蚜和黄刺蛾的田间防效评价

【目的】评价植保无人机施药对核桃黑斑蚜Chromaphis juglandicola (Kaltenbach)和黄刺蛾Cnidocampa flavescens(Walker)的防治效果,为植保无人机防控核桃害虫提供理论依据和技术支撑。【方法】采用植保无人机田间喷雾、调查虫口减退率、计算防治效果、方差分析。【结果】在添加喷雾助剂量为0.5%时,植保无人机在核桃园施药后的农药地面流失率均在10%以内;药后14 d 70%吡虫啉(用量为150 mL/ hm²)对外围核桃黑斑蚜的防治效果最高,为96.05%,平均为80.37%,与22%噻虫·高氯氟(用量为375 mL/ hm²)和25%环氧虫啶(用量为300 mL/ hm²)处理有显著性差异;药后10 d 22%噻虫·高氯氟(用量为525 mL/ hm²)、1.2%烟碱·苦参碱(用量为1 050 mL/ hm²)、3.2%阿维菌素(用量为525 mL/ hm²)对黄刺蛾的防治效果最高,分别为98.17%、90.39%和95.46%,3个处理之间无显著性差异。【结论】在添加喷雾助剂时,植保无人机喷洒70%吡虫啉对核桃黑斑蚜的防治效果在80%以上,22%噻虫·高氯氟、1.2%烟碱·苦参碱和3.2%阿维菌素对黄刺蛾的防治效果在90%以上,在生产中可以利用植保无人机喷洒上述药剂防控核桃黑斑蚜和黄刺蛾。     

垂起无人机免像控技术在无人农机路径规划中的应用

【目的】为证明垂起无人机免像控技术在无人农机路径规划中的应用前景。【方法】文章采用自主研发的地面站系统及飞控软件进行航规划,采用垂起无人机自动进行航空摄影。同时,采用无人机高精度惯导和实时差分技术,在无像控点及免像控点的条件下自动生成高精度地面底图。【结果】分析结果显示,该应用实验中的10处检测点,△X、△Y、△H分别取得了平均0.026,0.027和0.042的精度结果,10处检测点的精度均保持在0.05 m以下。同时验证了无人农机根据此航摄影像规划路径后的田间作业效果,无人插秧机可以较好的沿规划路径进行作业,作业路径规范、整齐。【结论】该应用结果证明垂起无人机免像控技术的应用,完全能够满足无人农机作业需求,能够有效提升作业效率,降低人工成本,有着广阔的应用前景。     

烟草病虫害无人机防控实施模式探索 ——以湖南常宁烟区无人机植保服务为例

无人机植保技术作为一种新型高效精准施药技术,能够实现人药分离、药械一体化,相较传统人工喷施作业,具有减工降本、提质增效、统防统治病虫害的优势,在湖南衡阳烤烟生产中广泛普及。基于此,本文就湖南省衡阳市常宁市植保无人机在烤烟病虫害防治中的应用进行探索, 重点阐述了飞防流程、飞防要点、取得的成效以及对未来的展望,为后期植保无人机在烟草上的推广应用提供一定参考。     

模糊-变结构控制在汽车发动机转速控制中的应用

变结构控制具有良好的鲁棒性，但是在实际应用中往往会引发抖振．本文采用模糊一滑模变结构的控制方法，解决滑模变结构控制在汽车发动机转速控制中出现的转速抖振现象．首先，在变结构控制变量的基础上引入模糊控制分量；其次对模糊控制分量进行了设计、计算；最后利用MATLAB软件进行了计算机仿真．仿真结果表明发动机转速抖振幅度只有原来的10％，控制变量的切换频率只有原来的15％左右．