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基于ROS的蔬菜移栽机器人控制系统设计

农机化研究 2025年第2期47卷 54-60页

作者：马文强冯青春李亚军茹孟菲赵春江西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712000 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度... 详细信息

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度相机搭建硬件系统,利用分层模块化理念开发基于ROS架构的软件控制系统,搭建并实现了移栽作业中取苗、投苗、栽苗及移动平台协同一体化控制。实验结果表明:在大于2s/株的取栽苗周期运动条件下,可实现较高成功率的移栽作业。所设计控制系统保证了移栽作业成功率,提高了当前蔬菜移栽机的智能化水平。

关键词：蔬菜移栽机器人控制系统 ROS 伺服控制

应用于PLC开发的梯形图向语句表转换的新方法

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现代电子技术 2025年第1期48卷 168-172页

作者：魏晓晴郝方姜涛康冰冰赵念海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 空军装备部驻沈阳地区第一军事代表室辽宁沈阳110034

为了设计一种PLC控制器,文中重点研究了PLC编程系统中由梯形图到语句表编译解算的实现过程,并提出一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的新方法,即基于节点势能的转换方法。该方法将梯形图类比电路图,仿照电势能,以节点势能表示虚拟... 详细信息

为了设计一种PLC控制器,文中重点研究了PLC编程系统中由梯形图到语句表编译解算的实现过程,并提出一种应用于PLC开发的梯形图转换为语句表的新方法,即基于节点势能的转换方法。该方法将梯形图类比电路图,仿照电势能,以节点势能表示虚拟梯形图中的能量流动,通过对梯形图节点势能的确定,将梯形图各图元之间的连接关系抽象为数值关系,并以此关系建立二叉树,遍历生成语句表。该方法简单清晰,以一种复杂度较低的数据结构将梯形图完整地描述出来,能够准确快速地完成由梯形图到语句表的编译解算,并可适用于逻辑关系比较复杂的梯形图程序的转换。该转换方法也能够为其他类似图形关系的解算提供参考,具有普遍适用性。

关键词： PLC 梯形图语句表转换方法节点势能二叉树

3WSH-500型喷雾机喷杆高度调控系统设计与试验

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农机化研究 2025年第3期47卷 121-129页

作者：吴建国杨硕李成前翟长远新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830000 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097

针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题,以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台,电动推杆为喷杆高度调节驱动部件,采用滞环控制原理,设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先,对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路面)下... 详细信息

针对地面起伏造成喷雾机喷杆高度波动的问题,以永佳3WSH-500型喷雾机为试验平台,电动推杆为喷杆高度调节驱动部件,采用滞环控制原理,设计了基于超声探测的喷杆高度调控系统。首先,对3种路面(水泥地路面、田间未耕路面和田间翻耕路面)下超声波传感器反馈电流信号与喷杆高度的探测曲线进行标定试验,获得3种路面喷杆高度监测曲线。其次,开展喷杆高度调节静态试验,通过改变喷杆高度,获得了静态调节下喷杆高度调节响应曲线,确定静态最优滞环值为10 mm。开展了3种路面下不同车速对喷杆高度调节的性能试验及性能对照试验,根据喷杆高度趋于稳态时的振颤范围,确定动态最优滞环值为50 mm,喷杆高度设定为1 000 mm,车速为2.5、5.0、6.0、8.0 km/h。试验结果表明:车速对系统喷杆高度的调控性能影响较小,而地面起伏对系统喷杆高度调控稳定性具有显著影响,以动态性能对照试验作为对照组,田间未耕地路面的控制合格率由83%~95%提升至93%~97%,在地形波动较大的田间翻耕路面,喷杆高度控制合格率由2%~16%提升至72%~87%。该研究可为喷杆高度调控性能提升提供技术参考。

关键词：喷杆喷雾机喷杆高度调控地面起伏超声探测

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面向任务的舰船装备预防性维修规划模型研究

中国造船 2016年第4期57卷 157-163页

作者：刘佳杨建军谢宗仁海军工程大学武汉430033 海军装备技术研究所北京102442

为降低任务期间舰船系统装备的故障风险、提高系统可靠性、减少故障风险损失,以最小化系统任务性、经济性及安全性风险为目标,建立了面向任务的舰船装备预防性维修规划模型,研究分析了模型的求解方法。并针对装备系统故障概率计算问题,... 详细信息

为降低任务期间舰船系统装备的故障风险、提高系统可靠性、减少故障风险损失,以最小化系统任务性、经济性及安全性风险为目标,建立了面向任务的舰船装备预防性维修规划模型,研究分析了模型的求解方法。并针对装备系统故障概率计算问题,建立了GO法和Extend模型相结合的仿真模型;以护航任务期间柴油机燃油系统预防性维修周期决策为典型案例,验证了模型的适用性、可行性和准确性。论文的舰船装备预防性维修规划模型有效地优化了维修方案,具有重要的社会效益及经济效益。

关键词：维修周期故障风险多目标决策

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固体颗粒撒施无人机槽轮结构优化设计与试验

农机化研究 2025年第3期47卷 146-155页

作者：韩玉宝姬江涛张瑞瑞张林焕贺智涛陈立平伊铜川吴明齐高亮亮河南科技大学农业装备工程学院河南洛阳471003 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农芯(南京)智慧农业研究院有限公司南京211800

针对现有槽轮式排肥器存在低转速下脉动性强,难以满足无人机稳定变量施肥作业需求的问题,开展了排肥器关键部件参数的优化设计与研究,设计了9种不同凹槽形状和螺旋升角的排肥槽轮。同时,采用离散元方法仿真测试了各槽轮在低转速下排量... 详细信息

针对现有槽轮式排肥器存在低转速下脉动性强,难以满足无人机稳定变量施肥作业需求的问题,开展了排肥器关键部件参数的优化设计与研究,设计了9种不同凹槽形状和螺旋升角的排肥槽轮。同时,采用离散元方法仿真测试了各槽轮在低转速下排量范围和排肥时的稳定性,并开展了因素之间的交互作用判别试验和正交试验。试验结果显示:槽轮截面形状与螺旋升角之间存在交互作用,槽轮转速和螺旋升角对排肥脉动幅度的影响显著。最终,确定最佳槽轮结构参数组合:槽轮凹槽形状为偏心槽型,螺旋升角为60°。室内台架试验结果表明:槽轮转速和施肥速率具有较高的线性度,槽轮的截面形状和槽轮螺旋升角对不同转速下的排肥速率的影响均显著,相比台架试验和仿真试验测量的平均施肥速率,平均相对偏差为5.32%;在优化参数下,不同转速槽轮的排肥速率变异系数均小于1.20%,满足了无人机施肥的要求。

关键词：无人机追肥排肥器槽轮参数优化设计

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基于DQN的智能农机路径跟踪控制研究

农机化研究 2025年第3期47卷 28-34页

作者：杨琰张瑞瑞张林焕陈立平伊铜川吴明齐岳晓龙江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农芯(南京)智慧农业研究院有限公司南京211800

针对复杂路面条件下无人化农业作业车辆路径跟踪控制精度低、控制器参数整定困难的问题,设计了一种基于深度强化学习的路径跟踪控制算法。基于五层BP神经网络构建了DQN(Deep Q-Network)路径跟踪控制器,实现了网络的轻量化和高度的可移... 详细信息

针对复杂路面条件下无人化农业作业车辆路径跟踪控制精度低、控制器参数整定困难的问题,设计了一种基于深度强化学习的路径跟踪控制算法。基于五层BP神经网络构建了DQN(Deep Q-Network)路径跟踪控制器,实现了网络的轻量化和高度的可移植性。控制器网络的输入状态在采用车辆当前舵角、车辆与目标路径上控制点间横向距离偏差的基础上,引入车辆前方设定距离内的平均路径曲率,实现了车辆转向性能的提高。分别开展了仿真和田间试验,验证了所设计深度强化学习网络算法的收敛性,并对比了有路径曲率输入和无路径曲率输入两种网络的路径跟踪控制性能。仿真试验中,基于正弦曲线对两种路径跟踪控制方法进行训练,两种路径跟踪控制网络收敛后的平均跟踪距离误差为0.008 4、0.017 7 m。在间隔6 m的U型路径上进行田间测试试验,结果显示:有路径曲率输入的模型性能显著优于无路径曲率输入的模型,两种路径跟踪控制方法在路径上平均跟踪距离误差为0.038 9、0.068 4 m。验证了该路径跟踪控制方法有效性,可满足农业作业车辆路径跟踪控制需求。

关键词：路径跟踪深度强化学习 DQN 路径曲率智能农机

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船维修器材仓库管理信息化平台的研究

中国造船 2003年第Z1期44卷 163-168页

作者：吕志彤于胜学海军装备技术研究所

构建管理信息化平台,是信息化建设的主体工程,文中结合船维修器材仓库管理的特点,对船维修器材仓库管理信息化平台构建中的一些关键技术进行了研究,然后提出了Web管理方案和多媒体管理方案.

关键词：管理信息化平台,多媒体技术,Web技术

基于ASP-SERes2Net的说话人识别算法

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北京工业大学学报 2025年第1期51卷 42-50页

作者：令晓明陈鸿雁张小玉张真兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070 兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心兰州730070

为提升说话人识别的特征提取能力,解决在噪声环境下识别率低的问题,提出一种基于残差网络的说话人识别算法——ASP-SERes2Net。首先,采用梅尔语谱图作为神经网络的输入;其次,改进Res2Net网络的残差块,并且在每个残差块后引入压缩激活(sq... 详细信息

为提升说话人识别的特征提取能力,解决在噪声环境下识别率低的问题,提出一种基于残差网络的说话人识别算法——ASP-SERes2Net。首先,采用梅尔语谱图作为神经网络的输入;其次,改进Res2Net网络的残差块,并且在每个残差块后引入压缩激活(squeeze-and-excitation,SE)注意力模块;然后,用注意力统计池化(attention statistics pooling,ASP)代替原来的平均池化;最后,采用附加角裕度的Softmax(additive angular margin Softmax,AAM-Softmax)对说话人身份进行分类。通过实验,将ASP-SERes2Net算法与时延神经网络(time delay neural network,TDNN)、ResNet34和Res2Net进行对比,ASP-SERes2Net算法的最小检测代价函数(minimum detection cost function,MinDCF)值为0.0401,等误率(equal error rate,EER)为0.52%,明显优于其他3个模型。结果表明,ASP-SERes2Net算法性能更优,适合应用于噪声环境下的说话人识别。

关键词：说话人识别梅尔语谱图 Res2Net 压缩激活(squeeze-and-excitation,SE)注意力模块注意力统计池化(attention statistics pooling,ASP) 附加角裕度的Softmax(additive angular margin Softmax,AAM-Softmax)

基于3层客户服务器结构的船维修器材订购计划决策系统的设计

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中国造船 2003年第Z1期44卷 169-172页

作者：吕志彤陈晓明海军装备技术研究所

文中结合船维修器材订购决策的特点,将3层客户机/服务器(C/S)结构引入到船维修器材订购计划决策系统中,并进行了系统设计.

关键词： 3层客户机/服务器(C/S)模式,网络决策支持系统,订购计划决策