一般6R机器人的高精度逆运动学优化算法

为提高一般6R机器人逆运动学算法的精度和效率,提出一种基于符号运算和矩阵分解的优化算法。对6个基础逆运动学方程作变换,采用符号运算预处理得到14个逆运动学方程,避免大量浮点数计算累积误差。利用其中6个方程与关节变量3无关的特点,将目标矩阵从24阶降低到16阶,包含的关节变量从3个增加到4个。把一元16次方程求根问题转换为矩阵特征分解问题,并选取较高数量级的相关数据元素计算关节变量,进一步提高了算法精度。以一般6R机器人为例,求解结果表明,提出的算法能够得到具有任意期望精度的最多16组实数逆运动学解。     

Comparison of water status indicators for young peach trees

We measured a series of physiological and physical indicators and compared them to xylem sap flow, to identify the most sensitive and reliable plant water status indicator. In the growing season of 1998, 4-year-old peach trees (Prunus persica Batsch cv. 'Suncrest', grafted on 'GF 677' rootstock) were studied under two irrigation treatments, 25 l day^у and no irrigation, and during recovery. Trials were conducted near Pisa (Italy) in a peach orchard situated on a medium clay loam soil and equipped with a drip-irrigation system (four 4 l h^у drippers per tree). Measurements of leaf water potential (ƒ_W), stem water potential (ƒ_S), and leaf temperature (T_l) were taken over 5 days (from dawn to sunset) and analyzed in conjunction with climatic data, sap flow (SF), trunk diameter fluctuation (TDF) and soil water content (SWC). Physiological indicators showed substantial differences in sensitivity. The first indication of changes in water status was the decrease of stem radial growth. TDF and SF revealed significant differences between the two irrigation treatments even in the absence of differences in pre-dawn leaf water potential (pdƒ_W), up until now widely accepted as the benchmark of water status indicators. Irrigated trees showed a typical trend in SF rate during the day, while in non-irrigated plants the maximum peak of transpiration was anticipated. Measurements of water potential showed ƒ_S to be a better indicator of tree water status than ƒ_W. T_l was found to have poor sensitivity. In conclusion, we found the sensitivity of the indicators from the most to the least was: TDF >SF rate >SF cumulated = pdƒ_W=ƒ_S>mdƒ_W>T_l.     

超级稻摘穗收获机沉降箱性能分析与运行参数优化

为使4ZTL-2000型摘穗收获机收获超级稻时具有最佳清选性能,以谷物清洁率和沉降箱能耗为指标,沉降箱入口气流速度、谷物喂入量及其初速度为影响因素,采用二次正交旋转组合设计试验,利用Design-Expert 6.0.10进行数据处理,得出回归数学模型,通过响应曲面方法分析指标与因素间的相互作用,并对回归数学模型进行多目标优化。结果表明:沉降箱入口气流速度对沉降箱指标影响最大,谷物初速度相对小,谷物喂入量的影响最小。为使沉降箱处理超级稻(目前谷物喂入量最大为3.78 kg/s)时具有最佳性能,通过优化获得运行参数的最佳组合为:沉降箱入口气流速度为13.93 m/s,谷物初速度为18.84 m/s。通过试验验证谷物清洁率达到了90.1%,沉降箱能耗为348.3 Pa,籽粒沉降效率为100%。     

基于高斯过程建模的物联网数据不确定性度量与预测

物联网已经成为农业大数据最重要的数据源之一,自动观测数据的质量控制对农业生产分析以及基础科研数据应用非常重要。针对农业物联网观测的一类非平稳时间序列数据中的数据缺失、野值剔除、感知故障预警和长时间预测等问题,采用光滑弱假设高斯先验,构建了基于高斯过程的自回归模型表征的动态系统,并通过样本集学习,形成能考虑噪声干扰的传感变化规律建模,并可提供预测误差带用于预测数据的不确定性度量。针对原始数据的缺失和野值问题,采用基于高斯过程的短期预测,可补齐缺失数据,利用其不确定性度量可甄别数据野值,进行野值剔除与替换,并在此基础上判断感知故障;给出了基于输入数据不确定性传播的多步迭代预测方法,使长期预测仍可以跟踪农业数据的动态轨迹,并可为其预测值提供不确定性度量;将温室采集的真实传感数据用于分析试验,验证了高斯过程用于服务器端的农业时间序列数据采集质量控制的可行性。     

不同生物预处理方式对污泥厌氧消化过程性能的影响

利用微生物处理技术对经聚丙烯酰胺脱水后的污泥进行不同方式微生物预处理,研究进料总固体(TS)质量分数为3%、发酵温度为35℃时厌氧消化过程中累积产气量与产甲烷含量、p H值、氨氮和化学需氧量(TCOD)等参数的变化趋势,探索真菌宛氏拟青霉不同预处理方式对脱水污泥厌氧消化过程特性的影响。试验结果表明:微生物预处理脱水污泥厌氧消化技术具有较好的可行性。直接添加宛氏拟青霉和添加宛氏拟青霉预处理2 d的污泥进行厌氧消化反应能够有效提高产气量和产甲烷量,加快水解速率,促进污泥中有机物的有效降解,使产甲烷过程顺利进行。直接添加宛氏拟青霉处理的产甲烷效果最优,其净累积产气量和产甲烷量较纯污泥分别提高85.79%和42.76%,且1 kg污泥可产甲烷12.69 L,较纯污泥提高42.74%。     

新型花生免耕施肥播种机研制

针对国内花生机械播种机普遍存在缠绕壅堵、出苗不均匀等问题,设计一种新型花生免耕施肥播种机。该机设计新型的破茬清茬防缠绕刀具,并采用同位施肥技术,可一次性完成秸秆粉碎、开沟播种、施肥、覆土镇压等作业。田间试验结果表明:该免耕施肥播种机通过性能良好,有效地解决了秸秆对缠绕壅堵问题。播种、施肥深度合格率和变异系数分别为96%、92%和19.5%、15.6%,作业质量符合农艺要求。     

电动助力转向系统转向性能的客观评价

针对电动助力转向的结构特点，分析了电动助力转向对汽车转向性能的影响，提出从转向轻便性、转向回正性、转向盘中间位置区域性能、转向盘振动、随动灵敏度和助力特性等方面进行电动助力转向系统转向性能的客观评价，并探讨了相应的评价指标，对电动助力转向助力控制规律、基本设计参数以及相关试验标准的确定有指导意义。     

基于超磁致伸缩转换器的流体控制阀及其技术

介绍了超磁致伸缩材料在流体控制阀中的应用研究现状，详细分析了使用GMA时要解决的热补偿、微位移放大和非线性控制等几项关键技术。提出了两种基于GMA的两级电液伺服阀实现方案。     

物料状态对圆筒式短茎秆清理装置性能的影响

以喂入量和含杂率为试验因素，研究了圆筒式短茎秆清理装置的分离性能，分析了该装置沿长度方向的分离规律，给出了使用中的长度确定原则。     

含间隙内燃机曲柄滑声机构动力学研究

考虑到含间隙运动副副元素的碰撞接触时的边界条件，采用非线性弹簧力和非线性阻尼描述副无素的碰撞接触过程，以此为基础建立了含间隙内燃机曲柄滑块机构的动力学模型；通过数值仿真研究了运动副间隙对机构动态特性的影响，并指出在机构高运转条件下，运动副元素存在连续变形接触现象。