鸡蛋电子称量分级包装生产线自动控制系统设计与试验

鸡蛋质量分级是鸡蛋生产加工和销售前处理的重要工序之一,为了提高鸡蛋分级的生产效率和准确率,该文研究了一种用于鸡蛋电子称量、分级包装的同步跟踪自动控制系统,由称量部分、分级部分、装盘部分和自动送盘部分组成。利用一种32位嵌入式RISC处理器ARM同时采集多个通道传感器的鸡蛋质量信号并进行处理,将处理后的信息通过并行口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器,PLC对鸡蛋质量进行等级判断。利用限位开关脉冲作为数据传递的触发信号,然后利用编码器产生的高速脉冲实现对鸡蛋运动的位置精确定位,并控制相应的执行元件,配合机械装置的运动,解决了鸡蛋6排称量转单排线后的位置同步跟踪、对应电磁铁的准时动作和复位及分级之后鸡蛋自动装盘的难点,完成质量采集、分级卸料、装盘、送盘等动作,实现对不同质量等级范围鸡蛋的精确分级包装。试验结果表明,该控制系统测量误差在±1 g以内的鸡蛋占85.6%,分级准确率达到98%,生产效率为30 000枚/h,该研究结果有助于提高鸡蛋分级的生产效率,可为鸡蛋分级技术国产化提供参考。     

基于DSP的太阳能跟踪控制系统研究

针对目前太阳能跟踪系统存在的跟踪精度不高,抗干扰能力差的缺点。设计一种以视日运动轨迹跟踪和光电检测跟踪相结合的控制方法对太阳能进行跟踪,并且以DSP为控制器核心芯片的高精度太阳能智能跟踪系统。视日运动轨迹跟踪对太阳进行粗跟踪,再利用光电检测跟踪对太阳进行精确跟踪。实现对太阳的高精度跟踪,并且使系统具有较强的抗干扰和运算能力。     

Performance analysis on improved PDA AI for moving target tracking

Aim at the problem that the EO imaging tracking system is inconsistent with the model of probabilistic data association with amplitude information (PDA AI), which supposes that the greater the amplitude value is, the greater the probability of being the tracked target will be, a modified PDA AI (MPDA AI) is presented . Based on the fact that the amplitude and the motion of the interested target are consistent in a short period, the MPDA AI models the amplitude information and the motion information of the target as well as their consistency with Markov stationary signal to analyze the association procedure of motion and amplitude. The lower bounds of Cramer Rao estimation error for PDA AI and MPDA AI are calculated and discussed in detail. The theoretical analysis and experimental results show that estimating the target motion with the MPDA AI will be more accurate and more reliable than estimating with the original PDA AI.     

The predictive control of an incremental model based on tracking error

An algorithm of incremental model predictive control is proposed to solve a class of industrial production process real-time tracking problems. The basic idea is to establish a predictive model by adopting speed response on the basis of tracking error, and realize the optimization of the second time performance by using the soft constraint of the increment of control quantity and the online rolling optimization method. The theoretical analysis and Matlab simulation results show that the control algorithm can obtain good tracking performance, smooth dynamic response of the controlled object and strong robustness of the closed-loop system.     

神经网络与计算力矩复合的机器人运动轨迹跟踪控制

为了实现机器人精密运动控制,在其关节系统引入计算力矩法(CTC)与神经网络复合的控制器,旨在通过CTC实现系统的初步控制并利用神经网络补偿机器人的不确定动力学特性所带来的运动误差.首先,建立了机器人的动力学模型并对其不确定性动力学量进行了描述;然后,为机器人构建了双闭环控制系统,并依据机器人标称模型规划出CTC控制律;进而,引入函数链神经网络(FLNN)对不确定性动力学量进行估值,并推导出FLNN的学习律;最后,对系统进行了仿真,结果显示,该复合控制器可将关节位置和速度跟踪误差控制在±0.001 rad和士0.001 rad/s之内,且其对机器人的参数变化及外部扰动具有较强的自适应性与鲁棒性.     

基于卡尔曼滤波的橘小实蝇成虫运动轨迹优化跟踪

为了实现橘小实蝇虫口密度的精准监测,该文将机器视觉技术作为田间橘小实蝇成虫入侵自动化监测的感知方法。通过对监测区域内运动目标和背景的颜色分析,提出了基于卡尔曼(Kalman)滤波的运动目标颜色均值漂移跟踪算法,优化了多目标运动轨迹跟踪效果。该算法通过图像处理和匹配技术提取了橘小实蝇成虫在虫口监测区域二维平面X轴和Y轴方向上的位置坐标和速度分量,推算了橘小实蝇成虫运动轨迹递推关系。基于动态系统的状态序列线性最小方差估计理论和成虫运动轨迹关系分析,构建了卡尔曼滤波状态估计模型,并建立其预测和修正方程实现了橘小实蝇成虫运动目标位置估计。通过在虫口监测区域开展单目标和多目标分散及粘连条件下的成虫跟踪试验,试验结果表明颜色均值漂移跟踪算法对橘小实蝇成虫单目标跟踪具有较好的适应性,成虫监测计数准确率达100%,对于多目标分散和粘连情况跟踪处理效果较差,计数准确率分别下降至86%和76%;通过在颜色空间均值漂移跟踪算法的基础上引入Kalman滤波器估算目标运动的近似位置,实现了对橘小实蝇成虫分散和粘连多目标运动的持续跟踪优化,监测计数准确率分别提升至96%和93%。机器视觉技术实时跟踪橘小实蝇成虫在虫口监测区域运动轨迹试验进一步验证了橘小实蝇成虫虫口密度监测的可行性,为田间橘小实蝇成虫发生自动化监测技术研究提供了参考。     

基于COSMOSMotion太阳能跟踪凸轮机构的设计

太阳能跟踪技术的发展对于太阳能利用的推广具有重要的现实意义.该文设计的凸轮推杆机构具有“单一驱动,双向跟踪”的功能,巧妙地实现了控制单一动力源,同时跟踪太阳方位角和高度角的目的.该文采用穷举法,确定跟踪装置各结构件尺寸,同时借助matlab软件计算出全年每天高度角运动的数据点,并通过COSMOSMotion软件将所有数据点导入,快速仿真出凸轮轮廓线,并且应用SolidWorks三维软件完成了太阳能跟踪装置机械部分设计工作.通过在样机上的实际测试与太阳高度角的理论位置对比得到太阳跟踪机构实际误差精度在7％以内.这种跟踪机构与同类其它产品相比,具有耗能小、可靠性高、抗干扰能力强、易维护等特点,适用于各种小型民用太阳能利用装置.     

一种增强波导多层光盘跟踪信号的方法

波导多层光盘存储系统是基于新原理的存储系统。基于该原理,提出了波导多层光盘的设计思路。自动聚焦和信道跟踪信号是光盘驱动器中的关键信号,用来纠正光盘在旋转中产生的跳动、偏心等误差。针对波导多层光盘的特点,提出了跟踪信号增强的方法,该方法通过控制光盘内层信息面的反射率来提高聚焦和信道跟踪信号的强度。分析结果表明,该方法可以显著提高跟踪信号的平均强度,解决波导多层光盘技术中聚焦寻迹信号微弱的问题。     

基于嵌入式控制的农机自动驾驶系统布局研究

以农用耕地机为研究对象,设计一款基于嵌入式的自动驾驶控制系统。其控制原理是利用预瞄跟随算法对耕地机进行横向控制,使其根据方向盘的转角调整耕地机转弯半径;利用PID算法对耕地机进行纵向控制,使其根据油门脚踏的开合度、制动脚踏的开合度及挡位状态调整耕地机的行驶速度,从而使耕地机按最佳的运行轨迹行驶。系统以单片机最小系统为处理核心,利用周围的传感器设备和GPS接收设备等将耕地机的位置、速度信息通过解码器和串口通信的方式发送给单片机,进行逻辑运算后通过CAN接口将结果发送给方向盘、油门、制动及挡位驱动电机,从而控制耕地机的运行。仿真实验表明:系统能够减小耕地机行驶过程中的横向误差,可根据土地实况自动调整行驶速度,实现了耕地机的自动驾驶。     

食品质量安全追溯系统研究进展及在茶叶行业应用展望

建立质量安全追溯系统是食品生产全程质量控制的一个重要举措。为了实现从"茶园到茶杯"的全程质量安全监控,推进追溯系统在茶叶行业的应用,通过对国内外有关追溯体系的法律法规和发展现状进行研究,结合中国茶叶行业的发展现状,该文综述了追溯系统在国内外的发展现状,并讨论了在茶叶行业建立追溯系统的意义及前景。茶叶属于特种经济作物,追溯系统的引入不仅可以提高茶叶生产的质量安全水平,加强茶叶质量的监督管理,还对茶文化的普及以及茶叶消费的正确引导有重要的意义。目前茶叶行业应用追溯系统的企业很少,没有统一的信息发布平台,推广茶叶质量安全追溯系统需要以建立试点企业为先导,逐步拓展为全行业行为。