直流电机驱动农用履带机器人轨迹跟踪自适应滑模控制

为了提高农用履带机器人轨迹跟踪控制的性能,将履带机器人模型视为由电机驱动方程和运动方程组成的级联系统,在考虑了履带机器人运动学模型和电机驱动模型动态特性的基础上,构建了一种变倾斜参数的自适应积分滑模切换函数,基于这个函数设计了由等效控制和切换控制组成的自适应滑模控制,将机器人的位姿误差以及在线辨识的驱动电机时变不确定参数反馈至控制器中,计算出左右轮驱动电机的期望角速度,控制履带机器人运行。田间试验结果表明,当机器人分别以1,3,4 m/s速度运行时,在运动方向距离误差、侧向距离误差和航向角的误差分别在-0.04~0.04 m,-0.09~0.07 m和-0.03~0.05 rad范围内。因此,基于电机驱动的机器人自适应滑模控制具有良好的控制精度,能够满足田间实际作业的要求。     

可调行距插秧机秧箱调节机构丝杠疲劳寿命预测

为预测可调行距高速水稻插秧机秧箱调节机构梯形丝杠的使用寿命,应用相关疲劳理论和方法,推导梯形丝杠螺纹牙的疲劳寿命计算公式。利用Adams软件和Ansys软件建立调节机构的刚柔耦合模型并仿真,得到梯形丝杠最大轴向载荷为53.8 N,并在Ansys软件中建立螺纹牙的有限元模型,通过静力学分析得出最大范·米塞斯应力为188 MPa,小于材料的屈服极限。以静力学分析结果为初始条件,利用Ansys/fe safe软件进行螺纹牙疲劳分析,得出梯形丝杠工作寿命为3 598 h,满足插秧机工作性能要求。     

凸轮式填料装置排料器的结构优化与运动仿真

在凸轮式填料装置的设计中,排料器滑板结构的厚度影响其应力。为此,对滑板结构进行了静力分析,并将最小安全系数与许用安全系数进行对比,在满足设计要求条件下对滑板结构的厚度进行优化,从而减轻排料器质量以节省材料。通过对滑板结构厚度优化后的排料器滚子质心的运动仿真可得到:滚子质心的运动轨迹与理论设计的凸轮轮廓线一致;滚子位移曲线所得到的滑板伸出滚筒长度的最大值与设计一致;滚子径向运动速度和加速度曲线规律符合设计要求。     

乙草胺对斑马鱼幼鱼早期发育阶段甲状腺相关基因的影响

为评价乙草胺的毒性,以斑马鱼为受试生物,采用静态法和实时荧光定量PCR方法,研究了乙草胺对斑马鱼成鱼和胚胎的急性毒性、对胚胎的致畸作用,以及不同窗口期暴露对幼鱼甲状腺相关基因的影响。结果表明:乙草胺对斑马鱼成鱼96 h-LC50值为3.04 mg/L,属中等毒性,对胚胎的120 h-LC50值为5.32 mg/L;斑马鱼胚胎受精后于0.3 mg/L乙草胺中暴露5 d,幼鱼可出现心包囊水肿、脊索弯曲等致畸现象。窗口期暴露试验表明:斑马鱼胚胎受精后3 h起于0.06 mg/L乙草胺中暴露10和14 d,以及在0.3 mg/L乙草胺中暴露10 d,均会引起幼鱼脱碘酶基因(d1、d2)、甲状腺激素受体基因(trα、trβ)、钠/碘同向转运体基因(s1c5a5)、促甲状腺激素释放激素基因(crh)、促甲状腺激素基因(tsh)等的表达呈现不同程度下调,而在0.3 mg/L乙草胺中暴露14 d,除d1的表达量显著上调外,对其余各相关基因的表达均无明显影响。试验结果表明,乙草胺能够干扰斑马鱼幼鱼早期发育,且在不同暴露浓度和时间下,干扰效应存在较大差异。     

基于摆线运动的黄瓜采摘机器人终端滑模轨迹跟踪控制

黄瓜采摘机器人是机器人技术在农业中的具体应用,而快速稳定地到达目标采摘点的轨迹规划则是黄瓜采摘机器人研究的主要内容之一。根据摆线运动曲线光滑,并能在有限区间的端点产生零速度和零加速度的特点,将其应用于黄瓜采摘机器人关节空间的轨迹规划,该方法计算简单,实时性好。同时,为了实现对期望轨迹的精确跟踪,构造了一种快速非奇异的终端滑模控制器,采用指数和幂次结合的趋近率方法,引入非线性滑模面,突破了普通滑模控制器在线性滑模条件下渐进收敛的特点,并且不会出现传统终端滑模控制的奇异性和抖振问题。李亚普诺夫稳定性分析和仿真试验证明：它能够准确的跟踪期望轨迹,并能使位置跟踪误差在有限时间内收敛到零,响应时间短,跟踪效果好。     

茶叶咖啡碱近红外光谱模型简化方法

该文以茶叶为研究对象,以近红外光谱分析技术快速检测茶叶中的咖啡碱含量为目的,采用一种小波包分析-移动窗口偏最小二乘法（WPA-MWPLS）的处理光谱数据方法,即利用小波包精细的多层分解功能扣除背景、降低噪声的影响,利用移动窗口偏最小二乘法（MWPLS）挑选与茶叶中咖啡碱相关性较大的波数区间使用偏最小二乘法建立校正模型。与只经过Savitzky–Golay预处理后直接利用PLS所建模型相比,采用小波包分析-移动窗口偏最小二乘法使得预测相关系数R由0.9170提高到了0.9625;预测均方差RESEP由0.3071下降为0.2463。该结果表明：该方法具有预处理简单、优选参数和建模变量少等特点,能在很大程度上简化建模过程、提高建模和分析速度。     

农机产品寿命预测的基因表达式编程-滑动窗口算法研究

提出了一种用于农机寿命预测的改进的基因表达式编程-滑动窗口（Gene Expression Programming-sliding windows,GEP-SW）算法,该方法通过滑动窗口动态地获取进行寿命预测的有效试验数据,运用改进的基因表达式编程计算预测时段的寿命值与前一时段寿命数值的依存程度,通过依存程度加权和对寿命进行预测。实例表明,改进的GEP-SW算法在获得4个及以上数据后便可以建立模型,解决了传统方法需要大量试验数据才能建模的不足,是一个解决农机产品寿命预测问题的途径。     

基于树种分类的高分辨率遥感数据纹理特征分析

遥感图像尤其是高分辨率（1~4 m）遥感图像在树种分类方面有着广阔的应用前景。利用主成分分析法对遥感数据去相关分析,然后通过对纹理提取过程的分析,探讨不同移动窗口大小对纹理特征的影响,以期为中山陵园风景区的森林调查提供依据,分类方法为经典的最大似然分类器。根据不同移动窗口大小的纹理因子相关性和对保持纹理信息丰富度的影响,来选择合适的窗口大小及纹理因子组合,以对树种分类精度的提高程度为评价标准。研究结果表明,利用窗口大小为19 19下的纹理信息可有效提高分类精度,总精度达到66%,Kappa系数达到0.59,比单纯的光谱信息最大似然法图像分类精度高,其中均值与均匀性、对比度、偏斜度纹理因子组合为最佳纹理组合,能有效减少数据冗余。高分辨率遥感数据纹理信息的运用为树种分类识别时的特征选择提供了有利技术参考。图4表3参19     

海芦笋硅窗气调包装工艺参数优化

为抑制海芦笋采后品质劣变,延长其贮藏保鲜期,采用Box-Benhnkenk设计方案,通过响应面分析法探讨了温度、硅窗面积及CO2含量对海芦笋抗坏血酸和叶绿素含量的影响规律,并对工艺参数进行了优化。结果表明,温度对两个指标都具有极显著的影响(P0.01),硅窗面积对两个指标有显著影响(P0.05),但CO2含量仅对抗坏血酸含量有显著影响,而对叶绿素含量影响不显著(P0.05)。建立了海芦笋硅窗气调包装工艺中温度、硅窗面积及CO2含量3个因素对两个指标的数学模型,获得了最佳工艺参数为温度1.9℃、硅窗面积0.58cm2和CO2含量5.9%。     

白鲢鱼头切割力学特性的试验与分析

以白鲢(Hypophthalmichthys molitrix)为试验对象进行鱼体鱼头切割力学特性试验。通过对白鲢鱼头的长、宽、厚等基础体征参数的统计分析,确定在白鲢去头加工定位时可以分别以鱼体头部吻端和鱼体背部边线为定位基准。对影响鱼体去头切割力的鱼体冷藏时间、切割刀具的滑切角度、鱼体放置方式、刀具厚度等关键因素进行试验研究。通过鱼体去头切割力的测定和去头切断面的感官评定分析,并进行试验优化,确定鱼体去头最佳切割方案:将鲜活鱼体冷藏6 h后,鱼体水平放置,采用厚度为2 mm的弧形刃的切割刀具进行淡水鱼去头加工时,鱼体鱼头切割力值最小为186.7 N,鱼头切断面最平整光滑,去头后鱼肉无明显缺损。