数字化奶牛场挤奶机自动清洗控制器的设计

研制出控制功能齐全的挤奶机自动清洗控制器。该控制器采用RS-485标准与上位机通信．选用80C51系列单片机80C552芯片作为CPU，控制器由80C552基本系统、显示、通信、功能键、信号检测和输出控制等部分组成；软件采用C51和VC 语言开发。该控制器可CA实现6种功能：1)整个清洗过程自动完成；2)清洗结束时自动检测清洗质量；3)水温不够时自动报警；4)向上位机传送每班的挤奶量；5)显示清洗过程及时间；6)能够接收上位机控制信号。使用此控制器可以提高生产效率，确保挤奶机清洗干净，同时可实现清洗过程的计算机控制。该控制器可以安装在厅式或管道式挤奶机上。     

A comparison of six parallel levers and two joysticks for the maneuverability of forwarders

In order to clarify the operational features of two types of controllers, which were six parallel levers and two joysticks, a comparative investigation was conducted for three different forwarders. From the results of a detailed time and operational analysis, operations of a grapple crane which were related to slewing, boom and arm functions were proved to be the main functions in loading and unloading. In regard to the six parallel levers, the following four defects were pointed out. The positions assigned for the functions, slewing, arm and rotator were not in natural relations to those movements. A lever for extension is difficult to operate. Very difficult operations occurred simultaneously controlling more than three functions. Movements of hands and fingers were very complex. In regard to the two joysticks, there was no serious problem in operations, then again, movements of the joysticks were simple. Operating with the two joysticks seemed not to be difficult even if a few extra functions were added. Thus it was advisable to equip a forwarder with the two joysticks as a controller.     

农田灌溉自动化控制系统的开发研究

基于计算机技术、通讯技术、自动控制技术和现代农业技术进行系统集成与优化,研究开发了农田灌溉自动化控制系统。系统利用墒情传感器实时测量土壤墒情参数,通过无线网络传送给中央控制器,由控制计算机根据决策模型自动控制泵机的起停、管道阀门的启闭实现自动灌溉,为农田灌溉提供了一种新的节水设备。     

遥操作工程机器人p-f力反馈控制方法

结合液压主、从遥操作工程机器人的特殊性,在分析已有控制方法的基础上,应用阀控液压马达和力传感器构成新型液压力伺服控制器,形成p-f结构主动力反馈双向伺服控制系统.代替以位置误差、位置误差的变化率或其组合形成的p-p型被动力反馈控制结构,在工程机器人双向伺服控制系统中应用主动力反馈结构.在空载和弹簧负载情况下,分别进行了力、位置跟随性能实验,实验结果表明.p-f型力反馈控制方法既能保证从手对主手的位置跟随精度,又能使主手准确连续地跟随从手受力情况,改进了遥操作工程机器人力反馈的性能.提高了力反馈透明度.     

介电型电活性聚合物驱动转动关节控制技术研究

介电型电活性聚合物(Dielectric electroactive polymer,DEAP)具有大应变、高效率、高能量密度等优点,在仿生机器人领域具有广泛的应用前景。基于生物关节驱动原理及圆柱形驱动器特点设计了单自由度转动关节。根据弹性大变形理论建立驱动器DEAP膜的机电耦合模型,通过微分方程组的迭代求解可获得关节输入电压与输出角度之间的非线性关系,但计算工作量大。将小脑模型关节控制器CMAC(Cerebellar model articulation controller)神经网络与PD控制器相结合实现输出角度与输入电压之间的非线性映射,避免了复杂计算过程。阶跃和正弦参考信号的跟踪控制试验验证了CMAC神经网络控制的可行性。     

大蒜种植机械蒜瓣方向识别算法与控制系统设计

依据小波算法理论和PLC控制技术,设计了大蒜蒜瓣方向的自动图像采集算法,并在PLC控制过程中设置了PID控制器,开发出了一种新的大蒜种植机械蒜瓣方向识别的PLC控制系统。该系统的硬件系统采用西门子S7-300系列产品,并利用Step7进行软件编程控制。为了验证该系统的有效性和可靠性,选择了158瓣形状规则和不规则的蒜瓣进行方向调整测试。通过测试发现,该系统对形状不规则和蒜尾被遮住的蒜瓣图像也能进行自动化调整,且蒜瓣方向调整准确率都在90%以上,可以满足大蒜自动化种植的需要,为大蒜种植技术的研究提供了一种新的自动化控制方法。     

大功率拖拉机电液提升器比例提升阀设计

针对大功率拖拉机电液提升器,设计了比例提升阀,对4种不同型式节流口的流量特性进行了对比.基于状态空间法,建立比例提升阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,并进行了室内试验.结果表明,采用半圆形节流口的阀芯行程短且具有良好的小流量特性;经参数优化之后,比例提升阀控制电流与流量曲线线性度决定系数为0.9986,动态阶跃响应超调量为6.25％,调整时间为0.3s.     

自走式农田清平机测控系统研究

研究自走式农田清平机测控系统硬软件组成、控制方式及在线测控原理。系统采用激光发射器与倾角传感器作为基准信号源,并形成基准平面;激光信号与倾角信号经时间段封闭处理,避免同时调整时相互干扰;测控系统使清平部件实时平行于基准平面,并在该平面内保持水平。     

变量喷药自适应神经模糊控制器设计与仿真

为了减少除草剂用量,采用变量喷施除草剂方式进行除草.根据分别建立的杂草面积、喷药机械行驶速度与喷药量关系模型,得知杂草面积和喷药机械行驶速度是影响变量喷施效果的主要因素.为了获取喷药量与车速及杂草面积关系试验数据,设计了室内变量喷药试验台,使用DSP处理器及编码器分别得到杂草面积及喷药机械前进速度信息.结合所获试验数据,设计了一种基于自适应神经模糊推理（ANFIS）的双输入、单输出控制器.对控制器设计过程中输入输出变量的选取、隶属函数的选择及控制器的训练等进行了研究,数据经过30次训练后误差为1.47×10^-5.对控制器的速度采集、串行通信、电磁阀驱动等硬件电路及模糊控制软件流程,进行了设计.在Matlab中建立了自适应神经模糊控制仿真模型,仿真结果表明：在喷头打开时间为0.2 s,喷药机械速度为0～1 m/s,杂草面积在0～100 cm^2时,控制器可自动调节喷药量在0～4 mL变化.与采用传统模糊控制方式相比,该控制器自适应性强,具有较好的应用前景.     

同步转向高地隙喷雾机模糊自适应轨迹跟踪预测控制

为提高同步转向高地隙喷雾机轨迹跟踪的稳定性与鲁棒性,提出一种基于模型预测控制理论的模糊自适应轨迹跟踪方法。首先,基于刚体运动学以及几何约束推导出喷雾机的非线性运动学模型,并对该运动学模型进行简化;然后,基于简化的运动学模型建立喷雾机的状态预测模型;最后,结合实际工况设计了模糊自适应预测控制器。仿真试验表明：与传统的预测控制器相比,模糊自适应预测控制器的跟踪速度更快、稳定性更好。场地试验表明：在进行初始误差2.5、5m的直线轨迹跟踪以及无初始误差的圆形轨迹跟踪时,其平均误差分别为0.0442、0.0602、0.0901m。本文建立的喷雾机运动学模型可以很好地体现同步转向高地隙喷雾机的运动特点,设计的模糊自适应预测控制器可以保证喷雾机路径跟踪的准确性和鲁棒性。