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以锯切木材平台的仿人工送料姿态为研究对象,依据神经网络的实时更新算法估计轮廓误差,并结合改进的猫群算法对PID参数进行优化,设计了多轴联动的运动控制策略,按照规定指令做出更加精准送料动作,补偿送料平台的系统误差;运用多体动力学软件(ADAMS)、矩阵实验室(MATLAB)进行建模仿真,分析补偿前传统PID优化算法与改进后优化算法的差异,检验改进后优化算法的有效性.结果表明:改进后的优化算法优化过的系统,最大轮廓误差从4.5 mm缩小至1.5 mm;与进给方向垂直方向(x轴方向)的跟踪误差从0.6 mm以内减小到0.2 mm以内,进给方向(y轴方向)的跟踪误差从6.0 mm以内减小到2.1 mm以内;且补偿后的三轴丝杠滑块运动路线以及送料平台的运动路线与对应的理论轨迹基本重合,说明应用改进后优化算法的送料平台,运动精度符合精密曲线锯切的要求. 相似文献
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并联式曲线送料平台是用于实现细木工带锯机曲线切割的自动进给平台,由于该机构运动支链多,机构误差大,难以实现平台末端位姿的精确进给。为了实现并联式曲线送料平台的末端位姿误差补偿,本文从连杆运动学位姿建模出发,利用机构运动学逆解的分析方法,得到各关节参数与送料平台位姿参数关系方程,再运用尺寸矢量链法建立机构误差、机构参数与动平台位姿误差的误差正解数学模型,分离得到与动平台位姿参数有关的误差传递矩阵,最终得到由各轴驱动来补偿平台机构误差的方法。运用该方法对并联式曲线送料平台误差实例进行计算分析,结合MATLAB计算得到送料平台各轴随加工曲线变化的误差补偿实际值,数值导入到各轴进给补偿程序中对曲线送料平台试验机进行实验验证。结果表明:并联式曲线送料平台机构误差补偿方法有效地减小了末端执行机构的位姿误差。未补偿前并联式曲线送料平台工件运动曲线X轴、Y轴方向最大误差为3 mm,绕Z轴最大旋转误差为3°;补偿后工件运动曲线X轴、Y轴方向最大误差在1 mm以内,绕Z轴最大旋转误差在1°以内。说明本方法能够显著提高并联式曲线送料平台的精度,有效地补偿并联式曲线送料平台的机构误差。 相似文献
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为实现田间管理机械自动导航驾驶,提高苗带轨迹识别精度,提出了一种基于偏移补偿模型的极值点聚类苗带识别算法。首先,以舵机调平单元为基础,利用激光雷达采集苗带数据构建2.5 D点云图像,通过建立偏移补偿模型获得矫正参数。然后,通过极值检测算法获得聚类要素点,结合偏移补偿模型进行分层聚类。最后,通过最小二乘法对获取的苗带聚类点进行线性拟合,实现苗带轨迹的重构。通过对前视范围2 000～3 000 mm且标准行距为220 mm的机插秧水稻进行点云信息Matlab仿真,获得的苗带轨迹与真实苗带轨迹相比,最大横向偏差为16 mm,最大中位偏差为6 mm,运算耗时1.50 s。相比斜率虚化聚类苗带识别算法,最大横向偏差减小了29 mm, 运算耗时减少0.14 s,提高了轨迹重合精度,增强了算法的实时性,可为水田管理机械低伤苗导航行驶提供理论依据。 相似文献
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《南京农业大学学报》2016,(1)
[目的]针对目前四轮农用拖拉机换挡器的特殊结构,设计了新颖的拖拉机驾驶机器人换挡机械手,将拖拉机换挡操纵杆的三维球面运动转化为直角坐标中的二维直线运动,机械手可以沿X、Y 2个方向的运动来实现选、换挡。[方法]拖拉机换挡操纵杆在X方向的换挡阻力很小,且选挡位置固定,因此在X方向采用传统的位置控制;由于拖拉机换挡操纵杆在Y方向换挡时,位置重复性差,换挡过程中的力存在时变、非线性等特征,难以通过位置控制进行纵向换挡,因此,构建基于力反馈的拖拉机驾驶机器人换挡机械手模糊PID自适应控制系统,并通过力信号的小波入位检测判断换挡手柄是否成功入位。[结果]仿真结果及在国产JINMA(金马)300E型拖拉机的换挡试验均表明:模糊PID自适应控制方法具有良好的力跟踪特性,与传统PID控制方法相比,该控制方法可实现换挡过程中PID参数的在线自整定,换挡力跟踪误差低于6%,超调量小于10%,上升时间缩短46%。[结论]基于力反馈的模糊PID自适应控制能够实现拖拉机驾驶机器人的平顺换挡,具有较强的鲁棒性和自适应能力。 相似文献
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针对‘皇冠’梨采摘后人工剪柄、去袋劳动强度大等问题,设计了1种‘皇冠’梨断柄去袋装置。通过Matlab软件拟合出了纸袋撕裂曲线并计算出了撕袋机械手撕袋运动路径;为优化装置结构参数,设计了3因素Box-Behnken试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析,建立了显著参数的回归模型,获得了‘皇冠’梨断柄去袋装置的最优结构参数：切割间隙为0.89 mm,定位板“V”形定位口角度为36.5°,旋转平台转速为7.8 r/min。此组合下断柄率为90.15%,纸袋撕口平均宽度为50.63 mm,研究结果可为‘皇冠’梨断柄去袋装置设计与改进提供理论基础。 相似文献
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【目的】基于材料力学和弹性地基梁理论对直刃刀片剪切树枝过程进行理论建模,并根据该模型计算出直刃刀片剪切树枝所受的剪切力。【方法】以石硖品种龙眼树枝为试验材料,利用万能材料试验机和摩擦试验台等仪器测定龙眼树枝的相关力学特性参数和滑动摩擦因数,测量并用模型计算树枝不同含水率(w)、直径和不同刀片刃角下动刀片剪切龙眼树枝的峰值剪切力,剪切试验所用刀具的刃角分别为10°、20°和30°。【结果】当树枝直径为20.4 mm、相对含水率为76%、刀片刃角为20°时,刀片剪切力理论计算曲线与试验曲线趋势一致,峰值剪切力的误差约为2.3%;当树枝直径为15.3 mm,刀片刃角为20°,且树枝含水率大于纤维饱和点(30%)时,刀片峰值剪切力随含水率升高而增大,计算值在试验值的误差范围内;当树枝直径为24.6 mm、含水率为76%,且刀片刃角从10°增大到30°时,峰值剪切力显著增大,计算值处于试验值的误差范围内。【结论】该理论模型可用于预测剪切力并分析不同力学参数对峰值剪切力的影响,为修剪机具剪切机构的设计和优化提供参考。 相似文献
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提出了一种基于灰色-ARIMA的金融时间序列智能混合预测模型。首先建立金融时间序列灰色预测模型,并采用PSO算法对灰色模型的三个参数进行优化;利用ARIMA算法对预测模型的残差进行分析,同时采用遗传算法对ARIMA的系数进行优化;最后用ARIMA的残差预测结果对灰色预测模型进行补偿。结果表明,以较好的精度拟合一段时期内MA＜107的时间序列,预测误差控制在5%以上,与单纯的灰色预测算法和神经网络算法相比,在平均绝对误差、均方根误差和趋势准确率三项评价指标上,具有明显优势。 相似文献
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鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,提出了一种应用在沿空间曲线及曲面进行作业的6-HUS并联运动平台。对6-HUS并联运动平台进行动力学分析,并采用拉格朗日法建立其动力学模型。结合给定的运动算例,通过Matlab软件编程对所建立的动力学模型进行求解,得到了各个驱动杆的驱动力变化曲线。再采用Adams软件对6-HUS并联运动平台虚拟样机进行动力学仿真,虚拟仿真得到的驱动力曲线与数值仿真结果基本一致,证明在机构模型进行适当简化的基础上,采用拉格朗日法建立的动力学模型是可行的,这为后续的动力学优化与控制系统设计提供了理论依据。 相似文献
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为探明支持向量机回归(SVR)模型在动物疫病定量预测上的效果,以便为动物疫病防控决策提供依据,利用广西2007—2013年的猪肺疫月发病率时间序列,进行了SVR模型预测猪肺疫月发病率效果的研究。首先,以自相关函数法和Cao方法相结合,确定该时间序列的时间延迟为2,嵌入维数为6,并对其进行相空间重构;然后,依据主分量分析(PCA分布)方法判定该时间序列具有混沌特性,表明其在重构相空间中进行分析预测是可行的;最后,基于相空间重构结果构建SVR模型,分别采用网格搜索算法、遗传算法、粒子群算法对模型参数进行优化,并分析预测效果。结果表明,运用遗传算法优化SVR模型参数预测效果最优,平均绝对偏差(MAD)为0.043、均方误差(MSE)为0.003、平均绝对百分误差(MAPE)为0.202。可见,采用遗传算法优化的SVR模型对猪肺疫发病率的预测是可行有效的。 相似文献
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【研究目的】准确掌握建国以来中国小麦生产的总体变动趋势,为产业结构的继续优化和调整提供参考。【方法】利用计算历年全国小麦种植面积、产量重心的方法和全国28个省（市,自治区）1949—2005年的资料,分析建国以来全国小麦种植重心、总产量重心以及单产重心的移动轨迹、偏移距离等。【结果】总体上,20世纪70年代以前小麦生产重心向北、东方向偏移比较明显,70年代以后逐渐回移并趋于平稳,说明东西部、南北方的差距经历了先加大后缩小的变化过程。通过对比分析发现,小麦单产重心偏移变化比较剧烈,总偏移距离最大,种植面积的总偏移距离最小,总产量重心的总偏移距离介于两者之间。【结论】建国以来小麦生产重心偏移总体上从剧烈走向平稳,南北方种植面积扩张速度基本平衡,西部扩张速度大于东部。 相似文献
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为了实现切须后大蒜的精准切根、减少大蒜浪费,在分析直径范围φ42~φ56 mm大蒜根盘特征得出理想切根轨迹的基础上,提出了一种基于大蒜根盘特征的精确切根机构,并建立了该机构运动学分析模型,编写了切根机构分析软件,分析了若干关键参数对切根效果的影响。以理想根盘特征为目标,建立了切根机构参数优化目标函数,优化得到了满足切根轨迹要求的机构参数。根据最佳参数进行切根机构与切根装置整机的结构设计,完成了大蒜切根装置整机的研制和试验,试验结果和理想轨迹基本一致,验证了大蒜切根机构设计的合理性和优化的正确性。切根试验结果表明:在输送线速度为0.15 m·s-1、切根电机转速为65 r·min-1时,大蒜切根成功率达86%,大蒜损失率为8.01%,切根效率可达100头·min-1,满足市场上大蒜的加工要求。 相似文献
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针对绿色农产品消费行为具有多变量非线性相互作用的特点，传统统计方法难以准确预测消费行为的问题，提出基于改进果蝇算法优化的广义回归神经网络消费行为预测模型。首先针对果蝇群搜索不均匀所导致果蝇飞行单一的问题，提出一种均匀的果蝇群搜索机制即扇形果蝇优化算法加快搜索能力和效率；其次针对广义回归神经网络的平滑因子易受人为选择的影响，提出改进果蝇算法优化广义回归神经网络参数，实现参数的自动化选择，提高模型的预测能力。运用提出的模型对绿色农产品消费行为预测。结果表明：相较于广义回归神经网络，遗传算法优化广义回归神经网络、粒子群算法优化广义回归神经网络、果蝇算法优化广义回归神经网络和改进果蝇算法优化广义回归神经网络模型在均方根误差指标上分别下降4.45%、1.89%、4.54%和5.03%,表明遗传算法、粒子群算法、果蝇算法和改进果蝇算法能够优化广义回归神经网络模型的平滑因子，提高模型的预测精度。从平均绝对误差、均方误差、均方根误差3个评价指标看，改进果蝇算法优化广义回归神经网络模型比其他6个单一预测模型具有更高预测精度。结果证明了改进果蝇算法优化广义回归神经网络模型在绿色农产品消费行为预测的有效性，... 相似文献
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全膜双垄沟播直插式玉米播种装置双面凸轮的设计 总被引：2，自引：0，他引：2
针对全膜双垄沟播直插式玉米播种装置的核心部件单面凸轮控制的穴播杆水平位移不精确、振动较大等问题,设计采用双面凸轮代替。在沟播机虚拟样机基础上,生成双面凸轮内外接触轨迹曲线,由于生成的双面凸轮轨迹在奇点处过渡急剧,会造成凸轮与顶杆运动过程中冲击过大而无法实现设定的运动,甚至卡死,对轨迹过渡奇点段进行了圆弧过渡优化,对优化前后的凸轮在x、y方向位移曲线进行了对比,相应位移量较小。经沟播机虚拟样机仿真,双面凸轮驱动下的成穴器在入土前不会与地面发生干涉;对双面凸轮进行的冲击力和拉力作用下最大形变和应力进行分析的结果表明,双面凸轮在受到最大冲击力和拉力时最大变形量为0.092 mm,且其最大Von–Mises应力均远低于67 MPa,应能满足直插式玉米全膜覆盖双垄沟播机作业需求。 相似文献
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为提高液压伺服系统力跟踪控制性能,针对不同环境模型及变期望力条件下,液压伺服系统末端位置力跟踪存在稳态误差及动态特性差问题,提出一种复合粒子群自适应阻抗控制策略。在建立液压伺服系统数学模型和阻抗模型基础上,根据环境刚度及力偏差,采用模糊算法确定阻抗参数范围,结合莱维飞行粒子群快速通过局部与全局搜索确定不同环境刚度下的阻抗参数,采用三次样条插值拟合阻抗参数随环境刚度变化方程;分析末端位置力跟踪稳态误差原因及并建立数学模型,根据末端位置力及当前末端位置,利用自适应算法估计环境刚度与环境位置,对期望位置补偿并选择阻抗参数。通过Matlab-Adams虚拟样机仿真,验证复合粒子群自适应阻抗算法对液压伺服系统力跟踪有效性。二连杆串联机构台架试验结果表明,采用复合粒子群自适应阻抗策略液压伺服系统力跟踪控制,末端位置稳态误差范围0~1,在期望力发生变化时,力跟踪动态性能良好。研究为液压伺服驱动足式农业移动平台及大型农业采摘机械臂末端位置力控制设计提供参考。 相似文献
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【目的】食品3D打印技术是食品领域具有发展前景的新技术,但是打印过程影响因素多,存在打印参数确定困难、打印精度预测能力差等问题。寻找有效建模方法,对杏鲍菇粉3D打印参数进行寻优,以确定最佳3D打印条件。【方法】本研究采用杏鲍菇粉和刺槐豆胶为3D打印原料,以单因素试验为基础,通过中心组合试验设计,研究喷嘴直径、打印高度、喷嘴移动速度和填充率4个关键的工艺参数对杏鲍菇粉3D打印精度的影响,并在此基础上采用响应面法和神经网络-遗传算法分别建模分析,确定3D打印的工艺参数。【结果】单因素试验及中心组合试验结果表明,影响3D打印精度的主要因素从大到小顺序为填充率、喷嘴直径、喷嘴移动速度、打印高度。响应面法和神经网络-遗传算法均可用于杏鲍菇粉3D打印参数优化,但是优化效果不同。响应面法的决定系数R 2值、均方根误差、相对误差、预测最优值分别为0.8817、0.2314、72.73%、0.148;神经网络-遗传算法的决定系数R 2值、均方根误差、相对误差、预测最优值分别为0.9389、0.2269、33.85%、0.215。比较模型参数可得,神经网络-遗传... 相似文献
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智能柠条收获机平茬农艺参数控制方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】针对柠条智能化收获过程中存在的问题,研究柠条收获机留茬高度和漏割率的控制方法。【方法】根据柠条平茬农艺要求建立智能柠条收获机运动学模型,然后基于自适应模糊控制理论,结合遗传算法优选技术研究轨迹控制方法,并在Matlab/fuzzy平台上设计模糊控制器,对智能柠条收获机转向角度和评价函数收敛性进行仿真分析。依据割台结构及预先作用概念,在Matlab/Simulink和Adams软件中搭建割台控制算法仿真平台,对割台高度跟踪sin函数和矩形波函数的准确性进行分析。【结果】基于自适应模糊控制系统调整后的智能柠条收获机输出转角波动控制在-5°~5°,评价函数快速收敛;采用预先作用的方式进行割台高度控制,割台高度跟踪sin函数和矩形波函数效果良好,超调量较小。仿真结果符合柠条平茬农艺要求,漏割率明显降低,留茬高度控制精确,控制效果得到提高。【结论】智能柠条收获机轨迹及割台控制系统稳定可靠、适应性良好,可以实现柠条智能收获过程中重要农艺参数的自适应控制。 相似文献
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以刨花板施胶工艺过程为研究对象,确立了被控对象的二阶系统模型,针对系统的模型不确定性以及外加干扰问题设计了自抗扰控制器(ADRC);利用非线性函数fal()设计了三阶扩张状态观测器,能够对系统的总扰动进行快速、实时的估计;针对自抗扰控制整定参数较多的问题,引入自适应的方法调整惯性权值,对ADRC中的6个参数进行寻优整定,提出了一种自适应粒子群算法的自抗扰控制器优化设计方法,提高了参数整定的工作效率.仿真试验表明:优化后的自抗扰控制策略,能够使施胶系统的流量输出基本不受控制对象参数改变和外加干扰的影响,有效抑制外部扰动对施胶系统流量控制精度的干扰,具有比PID控制器更好的控制性能. 相似文献
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针对农用轴流风机通风量小、能效比偏低的问题,以ATK48HS3P1H型农用轴流风机为研究对象,采用风室试验、逆向建模、CFD数值模拟等方法,对扩散器扩散角(φ)和长度(L)对风机风量(Q0)和能效比(N)的影响进行研究。结果表明:1)扩散器的静压恢复系数(CP)随着φ的增大先增大再减小,扩散器风速分布均匀度(γ)随φ的增大上下波动,风量优化量(τ)随着φ的增大呈先增加而后缓慢下降的趋势,N曲线的变化趋势整体与τ的趋势一致,φ=12°时CP、γ、τ、N同时取得较大值;2)当L=575mm,φ为3°～25°时,τ和N随着φ的增大先增大再减少,φ=12°时同时取得较优性能;当φ=12°,L为485～665mm时,随着L的增大τ和N呈现先增加再减小的趋势,当L=575mm时同时取得最大值;3)交叉模拟试验证明φ=12°,L=575mm是该扩散器的最优参数,此时较原型风机Q0提高了6.11%,N提高了7.83%。 相似文献