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间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 44-50页

作者：徐昭何伟王义天贾臻邾茂盛庾汉成合肥工业大学建筑环境与技术工程系合肥230009 青海建筑职业技术学院市政机电系西宁810012

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高... 详细信息

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。

关键词：地源热泵土壤温度土壤湿度相变材料

基于动态理论模型的电液伺服加载前馈补偿复合控制系统

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机电工程 2024年第7期 1231-1239页

作者：梅鲁海浙江机电职业技术学院自动化学院

针对一般电液伺服系统存在的非预期负载扰动和非线性干扰等问题，为了提高系统的自适应能力和动态响应的品质，减小系统跟踪和输出响应的误差，提出了一种基于动态理论模型的电液伺服加载前馈补偿复合控制方法。首先，阐释了电液伺服试... 详细信息

针对一般电液伺服系统存在的非预期负载扰动和非线性干扰等问题，为了提高系统的自适应能力和动态响应的品质，减小系统跟踪和输出响应的误差，提出了一种基于动态理论模型的电液伺服加载前馈补偿复合控制方法。首先，阐释了电液伺服试验台的结构组成及其数学模型，分析了系统力矩控制和位置控制的结构关系；然后，论证了自适应前馈补偿复合控制的伺服原理，阐述了以调速理论模型和实际模型的误差函数作为调速依据的前馈补偿和复合控制的原理和方法；最后，进行了系统仿真，同时为了验证基于动态理论模型的自适应前馈补偿复合控制策略的合理性和有效性，对伺服系统进行了加载试验。研究结果表明：采用该复合控制策略可以精确算出对伺服马达进行转速补偿的基准值和调整参数，系统动态响应速度比采用传统闭环控制算法提高了8%以上；系统控制器自适应能力和抗扰动性能也明显优于采用传统PI闭环控制及模糊PI闭环控制算法的系统；通过对比分析0.2 Hz和0.5 Hz的正弦响应曲线可知，该系统的位置跟踪曲线性能最优，控制精度最高，实际输出值的误差也最小。

关键词：动态理论模型系统自适应能力系统动态响应误差电液伺服控制系统力矩控制位置控制误差函数伺服马达转速补偿

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基于改进残差网络的空纱筒识别模型

纺织学报 2024年第1期45卷 194-202页

作者：陆伟健屠佳佳王俊茹韩思捷史伟民浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 浙江机电职业技术学院自动化学院浙江杭州310053

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意... 详细信息

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意力机制,以达到提高检测空纱筒的准确率,减少模型参数的目的。最后通过数据增强,创建了适合工厂实际生产的纱筒数据集。实验结果表明:在消融实验中,应用SENet注意力机制可以提高3.86%的准确率,利用优化残差模块不仅减少了650%的模型参数还提高了1.22%的准确率。在原数据集的验证集上,改进模型的准确率为99.6%比ResNet-18模型高4.46%,与VGG-16和AlexNet相比提高了7.05%~9.41%。在增强的数据集上,识别模型的准确率都有了较大的提升,但改进模型的准确率变化不大,说明该模型的鲁棒性较好,不易受到样本不足的影响。改进模型的参数数量缩小到原模型参数数量的1/10左右,为嵌入式设备部署空纱筒识别模型提供了思路。

关键词：纺织车间空纱筒识别残差网络模型轻量化深度学习

温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究

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农业机械学报 2024年第3期55卷 412-420页

作者：杨杭旭周俊齐泽中孙晨阳赖国梁南京农业大学工学院南京210031 金华职业技术学院机电工程学院金华321017

针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业... 详细信息

针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明:俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%,较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制,满足温室作业需求。

关键词：电动拖拉机温室旋耕作业稳定性控制前馈PID 角度预测

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基于数值模拟的选区激光熔化成形残余应力演化研究

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精密成形工程 2024年第1期16卷 174-180页

作者：赵仕宇陈向文詹艳然福州职业技术学院机电工程系福州350121 福州大学机械工程及自动化学院福州350108

目的以选区激光熔化成形(SLM)试件的残余应力为研究对象,研究残余应力对成形质量的影响,为SLM成形的产业化应用提供理论依据。方法以316L不锈钢粉末为原材料,利用AltairInspire软件的Print3D模块分析SLM成形中支撑、成形角对残余应力的... 详细信息

目的以选区激光熔化成形(SLM)试件的残余应力为研究对象,研究残余应力对成形质量的影响,为SLM成形的产业化应用提供理论依据。方法以316L不锈钢粉末为原材料,利用AltairInspire软件的Print3D模块分析SLM成形中支撑、成形角对残余应力的影响及残余应力的演化规律,并进行实验验证。结果SLM成形最大残余应力出现在零件与基板结合面,添加支撑可减小残余应力。零件不同位置残余应力的演化规律不同。顶部残余应力呈先增大后减小的趋势,底部两侧残余应力呈缓慢上升的趋势;底部中间残余应力的演化规律较为复杂:起先残余应力随温度的降低而增大,当温度降到最低点时达最大值;随后在热累积作用下,残余应力先减小后增大,当达到去应力退火温度时,残余应力又减小并在一定范围内波动。残余应力随着成形角的增大呈先增大后减小再增大的趋势,当成形角为60°时,残余应力较小。结论在SLM成形时,在零件底部添加支撑可将最大残余应力位置转移到支撑上,从而减小成形件内部的残余应力,提高成形质量。成形零件不同位置残余应力的演化规律不同,成形角对残余应力的影响也不同,成形时应根据零件工况制定合适的打印策略。

关键词：数值模拟选区激光熔化残余应力 316L不锈钢成形角

基于模糊控制技术的播种机自动定位导航系统研究

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农机化研究 2024年第7期46卷 198-202页

作者：刘红艳张明伟济源职业技术学院机电工程系河南济源459000

介绍了播种机自动定位导航系统总体设计,并基于播种机位置和观测角度,建立了定位导航和路径预测的数学模型。采用模糊控制技术,结合播种机和观测角度,设计了自适应模糊控制策略,可以实现播种机转向的精准控制。试验结果表明:系统相比传... 详细信息

介绍了播种机自动定位导航系统总体设计,并基于播种机位置和观测角度,建立了定位导航和路径预测的数学模型。采用模糊控制技术,结合播种机和观测角度,设计了自适应模糊控制策略,可以实现播种机转向的精准控制。试验结果表明:系统相比传统PID控制方法,偏差小太多,说明本文方法能够获得较高的播种机定位导航精度,证明了系统的有效性和可行性。

关键词：播种机机器人自动定位导航自适应模糊控制

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新型旋耕开沟施肥播种机的设计与研究

农机化研究 2024年第8期46卷 120-124页

作者：张明伟刘红艳济源职业技术学院机电工程系河南济源459000

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供... 详细信息

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供了一定的技术支撑。试验结果表明:设计的新型旋耕开沟施肥播种机对降低漏播、提高播种深度和植株距离的合格率具有重要意义,大大提高了作业质量和效率。

关键词：播种机旋耕开沟施肥播种深度植株距离

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航测像控点测量与布设下的智能施药作业研究

农机化研究 2024年第4期46卷 221-224,229页

作者：麻丽明沈海军王贵丽周燕河北机电职业技术学院电气工程系河北邢台054000

以果树喷雾施药智能控制为研究对象,利用植保无人机进行果树施药区域像控点测量,结合激光雷达进行施药区域的精准获取,再利用工控机对像控测量点数据和激光雷达数据进行分析计算,生成施药喷头精准控制指令,并发送至主控制器,驱动喷头推... 详细信息

以果树喷雾施药智能控制为研究对象,利用植保无人机进行果树施药区域像控点测量,结合激光雷达进行施药区域的精准获取,再利用工控机对像控测量点数据和激光雷达数据进行分析计算,生成施药喷头精准控制指令,并发送至主控制器,驱动喷头推杆电机调节电动推杆的位移值,完成施药喷头的智能化控制。试验结果表明:该控制方法能够满足果树树冠的喷雾施药需求,且可对施药喷头进行精准化智能控制。

关键词：智能施药机器人像控点测量主控制器激光雷达

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深度学习算法下的采摘机器人系统优化研究

农机化研究 2024年第4期46卷 58-62页

作者：张军凯李欣韩俊先赵娟程龙雪河北机电职业技术学院电气工程系河北邢台054000

为了实现苹果采摘的自动化,基于图像深度学习算法,对采摘机器人系统进行优化设计。首先,采用高斯滤波的方法,对摄像头采集的图像进行滤波处理;其次,在VGG16深度学习网络算法的基础上,增加区域推荐学习网络,进而减少识别样本容量,提高识... 详细信息

为了实现苹果采摘的自动化,基于图像深度学习算法,对采摘机器人系统进行优化设计。首先,采用高斯滤波的方法,对摄像头采集的图像进行滤波处理;其次,在VGG16深度学习网络算法的基础上,增加区域推荐学习网络,进而减少识别样本容量,提高识别率;再次,采用单目视觉系统和激光测距器,实现目标苹果的图像坐标向实际空间坐标的转化,并采用双反馈系统实现采摘机械臂控制;最后,对系统进行测试。结果表明:系统具有良好的目标识别精度和机械臂控制精度。

关键词：采摘机器人改进型深度学习网络高斯滤波视觉定位