一种面向智能家居设备控制的多模态人机智能交互方法

传统家居设备人机交互主要采用接触式控制方式,限制了用户双手的活动空间,难以满足日益繁多的智能设备控制便利性需求.而语音控制这种非接触的控制形式虽然解放了用户双手,能够提供自然的控制方式,但这种基于单模态的控制方式仍然存在识别准确率不高等问题.融合视觉、声音等多模态信息的方法,能够形成模态信息之间的互补性,已在多个领域得...     

基于傅里叶描述子和共振频率的不规则果形梨果硬度评估指标构建

针对不规则果形梨果,为构建适用于评估果形不规则梨果硬度的硬度指标,该研究采用傅里叶描述子对梨果轮廓进行描述,并将试验模态分析和有限元模态分析相结合,研究果形变化对梨果振动频率的影响规律,基于振动频率和果形描述子构建硬度评估指标。结果表明,采用前15个傅里叶描述子可以准确描述啤梨果形轮廓特征,第1傅里叶描述子与啤梨低频弯曲、挤压、呼吸模态频率线性相关性较高,相关系数分别为-0.923、-0.922、0.700;挤压模态振动变形在赤道部较大,测试时易于提取共振频率,因此选取挤压模态频率构建含有第1傅里叶描述子的硬度指标,新指标评估硬度值与M-T穿刺硬度实测值决定系数为0.892。研究结果可为果形不规则梨果硬度评价提供参考。     

果园巡检机器人长臂抖动抑制方法

针对果园巡检机器人长臂因抖动而严重制约图像采集效率的问题,该研究提出基于臂体上3个部位的仰角构建单一反馈量进行抖动抑制的方法。首先基于臂体外伸段的有限元模态分析结果,通过固有频率和静变形的等效,建立三杆两扭簧等效机构的动力学模型。并基于微分平坦理论将3个倾角传感器读数合成为一个系统输出量,以平坦输出量作为被控量,采用PID控制器进行抑振试验,再利用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想中对广义扰动的处理方法,将被控模型等效为二阶系统形式,并将模型信息代入到扩张状态观测器中进行对比试验。试验结果表明,基于本文构建的方法均能起到快速抑制长臂抖动的作用。在冲击作用致使末端产生10°幅值的抖动情况下,PID控制器实现了7 s内抑制大幅抖动,自抗扰控制器实现了8 s内快速抑制大幅抖动的效果。PID控制器的输出出现3次饱和现象且小幅较高频率抖动不易消除,而自抗扰控制器仅出现一次饱和,具有抖动抑制过程平滑的优点。本文的控制算法简洁适于在单片机等微型计算机系统中应用,系统结构简单成本低,可为现代农业装备研发与应用中解决长臂类结构抖动的主动抑制问题提供理论参考。     

模态及尺寸参数对封闭腔内声压的影响研究

为掌握影响车内低频声压的关键参数及其影响规律,以快速有效控制车内低频噪声,基于封闭腔内声压的计算公式,对模态参数、 尺寸参数与声压响应的关系进行了分析.首先获得腔内声压可直接用公式计算的研究对象和计算公式;其次通过分析公式中的可变输入量,找出影响腔内声压的主要模态参数、 尺寸参数,采用仅改变某一参数而保持其余参数为初始...     

小麦抗倒伏的力学分析

利用多自由度系统振动的理论,建立了小麦抗倒伏的力学模型,分析了典型风荷载对小麦的影响,推导出小麦的倒伏弯矩计算公式,并与小麦的抗倒伏弯矩比较,可对小麦的抗倒伏能力进行评价和预测。以一种小麦为计算实例,计算出倒伏弯矩和抗倒伏弯矩,数值试验验证了模型的合理性和实用性。     

基于ANSYS Workbench的甘蔗叶粉碎机机架模态分析

利用三维软件SolidWorks建立粉碎机机架的三维模型,然后根据机架实际工作状况、受到的约束情况及载荷大小,用ANSYS Workbench对其进行模态分析,得到了前10阶模态的固有频率和振型。同时,分析了各阶振型对机架的影响,为后续粉碎机的优化和改进提供了理论依据。     

全喂入式胡麻脱粒机的设计与试验

针对胡麻籽粒小、茎秆易缠绕、喂入流动性差等特点,采用垂直排列D型纹杆闭式脱粒滚筒和菱形棱角型栅栏式凹板组和的方式,设计一种全喂入式胡麻脱粒机。以陇亚14号胡麻为试验材料,对其茎秆进行生物力学特性试验,运用ANSYS Workbench和Fluent对脱粒机机架和风选系统分别做模态及流场模拟分析,并进行脱粒试验。结果表明:当陇亚14号胡麻中部茎杆含水率为9.43%时,抗拉强度为179.6 MPa,抗弯强度1.79 MPa,剪切强度0.19 MPa;机架前8阶固有频率范围为46.19～257.20 Hz,振幅范围7.53～115.63 mm,在第6阶频率190.46 Hz处出现最大振幅为115.63 mm,在第5阶固有频率190.01 Hz处出现第2大振幅114.99 mm;当脱粒滚筒主轴转速为1 500 r/min时,垂直悬浮筒进口风速达到了6.3～10 m/s,离心风扇径向边缘风速可达50 m/s,垂直悬浮筒进口到离心风扇之间的压强在-500～-1 000 Pa,离心分离筒内壁面压强4 000 Pa,排杂口压强4 799.27 Pa;脱粒时作业机脱净率为98.86%,含杂率2.15%,破碎率0%、夹带损失率0.8%、清选损失率0.27%、飞溅损失率1.8%、未脱净损失率0.09%,总损失率2.97%。该机整体设计符合国家标准要求,满足胡麻脱粒作业需求。     

基于ANSYS Workbench的苜蓿压扁辊静力学及模态分析

为了分析苜蓿割草压扁机组合式人字形压扁辊的工作性能,通过SolidWorks软件建立组合式人字形压扁辊的三维模型,进行有限元力学分析和模态分析。结果表明:组合式人字形压扁辊的最大应力值为23.723 MPa,应力最大处主要集中在支撑杆的螺纹与右轴肩的螺纹孔处,其最大应力小于材料的屈服极限,压扁辊的最大位移值0.062mm,应变从压扁辊齿顶处向两端逐渐减少,满足强度和刚度要求;振动方式主要为振动和扭曲,当输入轴的工作转速为800r/min时,对应的频率为13.33 Hz,远小于输入轴第一阶频率272.37Hz,零部件不会产生共振现象,使其能够可靠、安全作业。     

泄流激励下水工闸门运行模态参数自动识别

为了能够自动快速准确的识别泄流激励下水工闸门的模态参数,解决系统稳态图自动化定阶困难和真实模态筛选的问题,该研究提出了一种改进的势能聚类（Potential-based Hierarchical Agglomerative,PHA）的协方差驱动随机子空间（Covariance-driven Stochastic Subspace Identification,COV-SSI）水工闸门自动模态参数识别方法。首先采用小波阈值的方法对采集信号进行去噪处理。再通过奇异值加权判断指标（Singular-value Weighted Index,SWI）进行系统阶次及稳态图最大阶次的自动化确定,剔除稳态图中的噪声模态,进一步使用势能聚类方法实现结构模态参数的自动化识别。将该方法应用于泄流激励下弧形闸门试验模型中,并与锤击法测试结果进行对比分析,结果表明,所提识别方法在无需人工激励条件下,能够实现系统阶次和稳态图最大阶次的自动化确定,剔除稳定图中虚假极点。通过与试验对比,该方法平均相对误差为3.5%,可用于泄流激励下水工闸门结构运行模态参数的自动智能化识别。     

基于EMD的土石坝变形监测初探

将经验模态分解法应用于土石坝变形监测分析,并据此对土石坝加固后的效果进行评价。针对经验模态分解中的由于端点效应使得分解结果失真的情况,提出采用窗函数法对端点进行适当控制,有效地保证了分解结果的精度。