Development of a row guidance system for an autonomous robot for white asparagus harvesting

The special cultivation features of white asparagus pose new challenges to the research and development of the row guidance control. This paper presents a row tracking system of a two-layer structure for an autonomous robot developed to harvest white asparagus. At the low level, two independent speed control loops are suggested to ensure the actual revolutions of the drive motors to follow their demanded values. A cascade control structure, consisting of an inner orientation error controller and an outer lateral offset controller, is proposed for the high level to drive the robot to track the desired trajectory. The most important advantage of the cascade structure is that the inner loop directly regulates the most significant error (the orientation error), which minimizes the impact of the external disturbances upon the outer loop. Moreover, the cascade scheme allows the orientation angle to be limited within a given range. That ensures a collision-free tracking. The controllers are designed based on the traditional proportional-integral-derivative (PID) algorithms. The control parameters are selected by using root locus analysis, which guarantees the system stability. The effectiveness of the proposed control regime is evaluated by numerical simulations and validated by experiments. The experimental results demonstrate that with the suggested row guidance strategy a satisfactory tracking accuracy of ±0.5 cm is achieved.     

拖拉机传动系统动态负荷特性的研究

通过对拖拉机实际工况的试验研究,给出了拖拉机动态负荷的概率分布、波动特性、能量分布规律及调整因素对负荷波动影响关系。     

扇贝壳抛光设备的改进设计

针对原抛光设备作业中存在的问题,对抛光设备的传动系统、抛光系统等关键部分进行了改进设计。改进后的设备总体布局合理,结构简单,操作安全可靠,易损件拆卸简便,能够较好地满足实际生产的要求。经生产运行的实践证明:抛光后的贝壳表面光滑,生产效率提高了2.5倍。     

供应链系统演化中的创新驱动分析

依据复杂自适应系统理论,采用自下而上研究思路,将供应链主体行为与宏观系统特征涌现结合起来.将供应链分为创新型与模仿型,进行主体行为建模;运用遗传算法模拟主体演化进程,并在SWARM平台进行仿真,仿真结果凸显创新在供应链演化中的重要作用,证实个体简单自主行为能够导致系统复杂宏观特征涌现的复杂自适应系统基本原理.     

基于流场数值模拟的高速磁力泵汽蚀性能研

为了改善高速磁力泵的抗汽蚀性能,在泵吸入口处设置导流栅.建立了吸入口设置导流栅和未设置导流栅的两种模型,采用Fluent软件对高速磁力泵内流场进行数值模拟,给出了各自内部压力分布以及粒子流动迹线图.通过两组数据的比较,得到了内部流场的主要特征,模拟表明高速磁力泵吸入口设置轴向可变位导流栅可以有效提高抗汽蚀性能.数值模拟与高速磁力泵真机的试验对比表明,两者几乎一致,为高速磁力泵的改进设计提供了一定的理论依据.     

基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆直接横摆力矩控制 4

为了充分利用四轮独立驱动(4WD)与直接横摆力矩控制(DYC)各自的优势,提出了基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆DYC系统方案.利用改进的2DOF车辆模型制定DYC稳定性控制目标,设计基于最优动态滑模的前馈+反馈DYC控制器.建立全轮纵向力优化分配模式,结合HSRI轮胎模型设计了降低整车路面附着负荷的目标函数,并通过约束优化得出全轮纵向力分配值.研究表明,全轮纵向力优化分配可提高整车路面附着余量,进一步提升了DYC系统的控制性能.     

双轮驱动电动汽车防滑控制系统的研究

建立了双轮驱动电动汽车加速过程的1/4动力学模型,以滑转率为调节对象,提出了一种基于模糊自整定PID控制算法的驱动防滑控制系统.设计了双轮驱动电动汽车驱动防滑系统的模糊PID控制器,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了动态仿真,对比仿真结果表明,模糊自整定PID控制器的性能优于单一的PID控制.     

基于ASTUKF的分布式农业车辆路面参数辨识方法

针对分布式驱动农业车辆在路面参数辨识过程中,因路面环境变化出现的状态模型误差和时变噪声,导致辨识结果发散的问题,提出了基于自适应强跟踪无迹卡尔曼滤波(Adaptive strong tracking unscented Kalman filter, ASTUKF)的辨识方法。与传统内燃机农业车辆相比,分布式驱动可以直接获取驱动轮的状态信息,结合含有峰值附着系数和极限滑转率的μ-s曲线模型,建立了无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter, UKF)辨识算法的状态方程和量测方程。同时,将强跟踪滤波(Strong tracking filter, STF)和自适应滤波(Adaptive filter, AF)引入辨识算法,用以提高对多变环境的识别精度和鲁棒性,并采用奇异值分解(Singular value decomposition, SVD)解决了迭代过程中出现的非正定矩阵的问题。仿真试验结果表明,在突变噪声环境工况下,ASTUKF辨识结果可以快速收敛至目标值附近,且不受突变噪声的影响,各驱动轮峰值附着系数估计结果的平均绝对误差(Mean absolute error...     

东风454拖拉机前驱动桥下端盖漏油原因分析及改进措施

通过现场调查和结构分析,指出东风454拖拉机前驱动桥下端盖漏油原因是有零件损伤和结构设计上的缺陷共同造成的,在提出了不同的改进措施同时,并进行了可行性和成本对比分析。     

考虑摩擦和间隙的柔性滚珠丝杠进给系统建模与分析

为了研究高速滚珠丝杠进给伺服系统的动态特性,提出了一种建立进给系统机械子系统振动模型的混合建模方法,采用带有轴向和扭转自由度的欧拉-伯努利梁单元描述丝杠的轴向、扭转和弯曲振动,采用集中参数方法描述交流伺服驱动子系统和进给系统的其余部件,建立了包含摩擦、间隙非线性因素及外切削力干扰的柔性进给系统模型。实验证明了混合模型能够较准确反映机械系统的振动特性。在此基础上,数值仿真分析表明,低速运动中摩擦和间隙非线性会导致进给系统产生较大的速度波动,在高速运动中机械系统的轴向和扭转振动会导致进给系统不稳定。