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直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 250-258页

作者：沈跃储金城沈亚运施志翔刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为... 详细信息

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。

关键词：植保无人机可倾转旋翼离心喷头模型自抗扰控制器

基于多速率卡尔曼滤波的植保无人机仿地飞行方法

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农业机械学报 2023年第3期54卷 190-197页

作者：沈跃张念孙志伟沈亚运刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题,提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元(IMU)的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系,提出... 详细信息

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题,提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元(IMU)的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系,提出了视觉检测区域自适应算法;然后融合多传感器信息建立多速率卡尔曼滤波模型用以估计无人机对地高度;最后通过自主飞行实验对无人机高度估计算法与仿地飞行方法进行验证。实验结果表明,当飞行高度为2 m,飞行速度为1、2、3 m/s时,植保无人机在平坦地面与15°缓坡区域均可实现高度估计平均绝对误差小于20 mm,高度估计标准差小于30 mm;高度控制平均绝对误差小于30 mm,高度控制标准差小于30 mm;本文验证了植保无人机在地形变化场景下仿地飞行的有效性,为植保无人机在复杂地形自动化作业奠定了基础。

关键词：植保无人机立体视觉多速率卡尔曼滤波信息融合仿地飞行

基于改进最小化SNAP的植保无人机作业轨迹优化算法

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农业工程学报 2023年第17期39卷 51-59页

作者：沈跃李奕岑沈亚运王德伟刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

轨迹优化是实现植保无人机自主作业路径规划的重要环节,合理高效的轨迹优化算法能使植保无人机安全快速地跟踪轨迹作业,提升作业稳定性与精准性。针对传统最小化SNAP算法偏移误差较大、时间分配不合理的问题,该研究提出一种针对植保作... 详细信息

轨迹优化是实现植保无人机自主作业路径规划的重要环节,合理高效的轨迹优化算法能使植保无人机安全快速地跟踪轨迹作业,提升作业稳定性与精准性。针对传统最小化SNAP算法偏移误差较大、时间分配不合理的问题,该研究提出一种针对植保作业场景的改进最小化SNAP轨迹优化算法。首先,运用机载载波相位差分(real-time kinematic,RTK)模块采集作业地块地形数据并搭建三维空间地图,基于空间地图采用牛耕法规划初始作业路径;其次,通过改进最小化SNAP算法优化作业路径,结合初始轨迹状态参量构建时间分配函数,解算得到当前最优时间分配;然后,重构最小化SNAP轨迹约束函数,添加位置偏移量梯度惩罚因子,采用最优化方法求解轨迹多项式系数;最后,联合无人机位置控制周期与轨迹多项式实例化航迹点,作为无人机运动的位置期望。试验结果表明,相较于传统最小化SNAP算法,本文算法在同等作业时间前提下,平均加速度减小7.82%,平均偏移误差减小45.56%,对轨迹偏移的抑制效果明显,并降低了加速度在地头转向处的超调,作业轨迹更加精准,作业速度更加平稳,可为植保无人机的轨迹优化策略提供参考。

关键词：植保无人机最小化SNAP 轨迹优化评估函数

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基于RP-EKF的无人机动力系统参数辨识

仪器仪表学报 2023年第4期44卷 314-321页

作者：沈跃王德伟孙志伟沈亚运刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对无人机动力系统电池电压波动导致系统噪声大、辨识结果精度低的问题,本研究提出了一种基于反向预测-增广卡尔曼滤波(RP-EKF)的无人机动力系统参数辨识方法。首先构建增广参数矩阵,将压降噪声模型考虑入辨识环节,其次提出反向预测卡... 详细信息

针对无人机动力系统电池电压波动导致系统噪声大、辨识结果精度低的问题,本研究提出了一种基于反向预测-增广卡尔曼滤波(RP-EKF)的无人机动力系统参数辨识方法。首先构建增广参数矩阵,将压降噪声模型考虑入辨识环节,其次提出反向预测卡尔曼滤波算法,设定新息平方比阈值,计算原始预测新息平方与反向预测新息平方的比值,通过对比预测新息比与阈值完成过程噪声调整并实现估计模型修正。实验结果表明,本文提出的基于RP-EKF的参数辨识方法,平均误差为39.22 rpm,均方根误差为55.85 rpm,平均相对偏差为0.85%,相比于最小二乘算法与卡尔曼滤波算法,本文方法辨识结果平均误差分别提高41.51%和22.26%,均方根误差提高49.63%和13.0%,平均相对偏差提高41.7%和22.7%。本文提出的算法拥有更高的辨识精度。

关键词：系统辨识动力系统参数辨识试验平台 RP-EKF

多速率卡尔曼滤波融合立体视觉的植保无人机仿地飞行

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农业机械学报 2023年

作者：沈跃张念孙志伟沈亚运刘慧江苏大学电气信息工程学院

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题，提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元（IMU）的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系，... 详细信息

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题，提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元（IMU）的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系，提出了视觉检测区域自适应算法；然后融合多传感器信息建立多速率卡尔曼滤波模型用以估计无人机对地高度；最后通过自主飞行实验对无人机高度估计算法与仿地飞行方法进行了验证。实验结果表明，当飞行高度为2m，飞行速度分别为1、2和3m/s时，植保无人机在平坦地面与15°缓坡均可实现高度估计绝对平均误差小于20mm，高度估计标准差小于30mm；高度控制绝对平均误差小于30mm，高度控制标准差小于30mm；本文验证了植保无人机在地形变化场景下仿地飞行的有效性，为植保无人机在复杂地形自动化作业奠定了基础。

关键词：植保无人机立体视觉多速率卡尔曼滤波信息融合仿地飞行

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直线型植保无人机航姿UKF两级估计算法

农业机械学报 2022年第9期53卷 151-159页

作者：沈跃孙志伟沈亚运张大海钱鹏刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013 浙江大学海洋学院舟山310013

针对直线型植保无人机航姿测量受磁场干扰严重、磁力计校准动态性能差、航姿估计精度低等问题,提出了一种基于磁力计实时校准的无人机航姿两级解算方法。依据地磁场矢量变化小的特点,利用列文伯格-马夸特(Levenberg-Marquardt,LM)算法... 详细信息

针对直线型植保无人机航姿测量受磁场干扰严重、磁力计校准动态性能差、航姿估计精度低等问题,提出了一种基于磁力计实时校准的无人机航姿两级解算方法。依据地磁场矢量变化小的特点,利用列文伯格-马夸特(Levenberg-Marquardt,LM)算法和磁力计误差模型,建立磁力计实时校准模型,实时计算磁力计误差参数。考虑运动加速度、电机磁场以及环境磁场干扰,采用无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalman filter,UKF)融合陀螺仪和加速度计实现一级航姿估计,通过四元数精准解析出横滚角和俯仰角姿态信息;然后融合磁力计实时校准数据和陀螺仪修正航向角完成二级航姿估计,最终实现无人机姿态和航向的精准估计。试验结果表明,在外部磁场干扰高达30.97μT时,实时校准算法仍可快速计算出磁力计校准参数,模长均方根误差为0.59μT,减小了航向观测信息噪声。本文的航姿测量系统姿态角均方根误差不大于0.75°,航向角均方根误差为1.40°,较互补滤波算法,姿态角精度提高约0.6%,航向角估计精度提高1.38°;动态飞行试验中,姿态估计算法大幅减弱了磁干扰影响,航姿跟踪准确,航向角快速收敛,稳态精度更高。

关键词：直线型植保无人机航姿估计分级融合磁力计实时校准无迹卡尔曼滤波

新生儿肠沙门菌肠道亚种沃兴顿株引起血流感染1例

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中华检验医学杂志 2024年第2期47卷 184-186页

作者：屈龙凤张亚运重庆大学附属江津医院检验科重庆402260 重庆市江津区中医院检验科重庆402260

患儿女,出生6 d 19 h,以“皮肤黄染3 d,发热6 h”于2023年3月31日就诊于重庆大学附属江津医院。4月1日报告血培养危急值:革兰阴性杆菌,经质谱及生化经鉴定为沙门菌属,血清型AF多价(-),Vi(-),考虑为非A~F群沙门菌。传代培养后血清凝集试... 详细信息

患儿女,出生6 d 19 h,以“皮肤黄染3 d,发热6 h”于2023年3月31日就诊于重庆大学附属江津医院。4月1日报告血培养危急值:革兰阴性杆菌,经质谱及生化经鉴定为沙门菌属,血清型AF多价(-),Vi(-),考虑为非A~F群沙门菌。传代培养后血清凝集试验结果为:O13,23 Hz,l,w,利用16S rRNA和gyrB基因测序鉴定为肠沙门菌肠道亚种沃兴顿株,与血清学试验相符。患儿经氨苄西林舒巴坦抗感染治疗14 d后病情好转出院。沙门菌鉴定需同时进行细菌生化鉴定和血清学试验,以保证检测准确性,为临床提供可靠的病原学诊断依据。

关键词：沙门菌属血清分型血流感染

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高中古诗文有效教学研究

高中古诗文有效教学研究

作者：沈亚运洛阳师范学院

学位级别：硕士

古诗文教学是高中语文教学的重要内容,有效提高古诗文教学的成效是语文教学的重要内容。新课改下有效的古诗文教学是指通过古诗文的教学,从能力和情感价值观方面,促进学生个体的全面发展。高中古诗文有效教学是指师生双方以最少的投入,... 详细信息

古诗文教学是高中语文教学的重要内容,有效提高古诗文教学的成效是语文教学的重要内容。新课改下有效的古诗文教学是指通过古诗文的教学,从能力和情感价值观方面,促进学生个体的全面发展。高中古诗文有效教学是指师生双方以最少的投入,取得最佳的教学效果,并且不能背离高中语文课程标准中有关古诗文的教学目标及新课标对古诗文学习的要求,能够让学生取得最大的发展和进步,最终满足社会和个人的教育价值追求。现在高中古诗文教学是在困境和探索中进行的。论文主要从考察人教版高中古诗文教学着手,通过课堂观察、学生问卷调查和教师访谈,发现当前高中古诗文教学现状仍不容乐观:教师教的低效,学生学的低效。产生这种现状的原因主要有:教师方面,教学过程及方法单一;教学观念陈旧;教师自身专业发展不扎实;教学评价方式欠科学。学生方面,学习兴趣不高;学习主动性不强;“应试”思想浓厚;课堂参与少;答题策略不系统等。针对目前高中古诗文课堂教学中出现的低效甚至无效的现象,论文结合有效性教学的理念以及具体教学案例,试图探索古诗文有效教学策略来改进古诗文课堂教学,从教师的有效教学与学生的有效学习以及有效教学评价三个方面入手,把有效性教学的理论运用到高中古诗文教学中去,从而提高课堂教学的有效性。

关键词：高中古诗文有效教学有效学习有效评价

均载组合式小轮径货车转向架车轮型面优化设计研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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振动与冲击 2024年第6期43卷 248-254,272页

作者：曹玉峰张卫华祁亚运池茂儒王洪昆西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 国能铁路装备有限责任公司北京100011 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

小轮径转向架技术是驼背运输车辆的关键技术,小轮径低地板驮背车车轮型面磨耗问题严重,对其动力学性能造成严重影响,为了进一步提升其服役性能,对小轮径低地板驮背车车轮型面进行优化设计。首先建立小轮径低地板驮背车动力学模型,然后... 详细信息

小轮径转向架技术是驼背运输车辆的关键技术,小轮径低地板驮背车车轮型面磨耗问题严重,对其动力学性能造成严重影响,为了进一步提升其服役性能,对小轮径低地板驮背车车轮型面进行优化设计。首先建立小轮径低地板驮背车动力学模型,然后利用轮径差反向设计方法对车轮型面进行优化,最后利用车辆动力学模型对优化后型面的车辆动力学性能和磨耗特性进行验证分析。结果表明,优化后型面进一步降低了车轮等效锥度,同时减小了轮轨法向接触应力。通过对比优化前后动力学特性,优化后车轮型面有效提升了空重车状态下的临界速度,空车临界速度较LM踏面提高23.3%,重车临界速度较LM踏面增大17.54%。同时优化后型面有效提升了车辆的平稳性和曲线通过性能,最后利用车轮磨耗模型计算了直线段和曲线段的车轮磨耗,优化后曲线外侧车轮磨耗最大深度减小54.8%,曲线内侧车轮磨耗最大深度减小48.13%,型面优化可以有效减小小轮径低地板驮背车直线段和曲线段的车轮磨耗,为抑制车轮磨耗,提升服役性能具有重要作用。

关键词：驼背货车小轮径转向架反向设计法车轮型面优化车轮磨耗