检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2025年第2期56卷 48-60页

作者：魏新华邓屹崔鑫宇王晔飞章少岑杨家鑫江苏大学智能农机装备理论与技术重点实验室镇江212013 省部共建现代农业装备与技术协同创新中心镇江212013 江苏大学农业工程学院镇江212013

针对协同控制在农机转场场景下受复杂环境影响导致的响应速度慢、控制精度低、稳定性差、鲁棒性不足等问题,提出一种农机编队转场多机协同控制方法。搭建主机人工驾驶领航、从机自动跟随的多机协同模型,基于弗莱纳坐标转换将协同控制解... 详细信息

针对协同控制在农机转场场景下受复杂环境影响导致的响应速度慢、控制精度低、稳定性差、鲁棒性不足等问题,提出一种农机编队转场多机协同控制方法。搭建主机人工驾驶领航、从机自动跟随的多机协同模型,基于弗莱纳坐标转换将协同控制解耦为横向、纵向控制,采用模型预测控制算法设计纵向控制器以实现机组间相对距离保持及速度、加速度跟随,采用纯追踪算法设计横向控制器以实现从机沿主机轨迹行驶,引入模糊算法实时调整关键控制系数以实现控制效果优化。基于CarSim/Simulink平台设计多种转场典型工况对本文方法进行仿真试验分析,结果表明相比传统控制方法本文方法具备更可靠优越的性能,并基于智能拖拉机机组开展实车试验验证,结果表明机组轨迹横向误差小于0.090 m,速度误差小于0.570 m/s,相对距离误差小于0.169 m,加速度误差小于0.252 m/s^(2),均能渐进稳定满足农机编队转场实际需求。

关键词：农机转场多机协同纯追踪算法模型预测控制算法模糊算法

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基于模糊间接迭代学习的植保无人车自抗扰控制

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第3期56卷 941-954页

作者：苗宪盛王环哲韩香江陈建中国农业大学工学院北京100083 江苏大学省部共建现代农业装备与技术协同创新中心江苏镇江212013 浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027 安徽智立通科技股份有限公司安徽合肥230088

针对植保无人车(plant-protection UGV)在田间施药时药箱中药液晃动、空气阻力和非线性摩擦等不确定因素对于速度和转向角控制的影响,设计了一种基于模糊间接迭代学习的自抗扰控制器(FILC-ADRC)。首先,建立了包含药箱的植保无人车的非... 详细信息

针对植保无人车(plant-protection UGV)在田间施药时药箱中药液晃动、空气阻力和非线性摩擦等不确定因素对于速度和转向角控制的影响,设计了一种基于模糊间接迭代学习的自抗扰控制器(FILC-ADRC)。首先,建立了包含药箱的植保无人车的非线性时变动力学模型;然后,将模糊迭代学习控制器与自抗扰控制器相结合,设计了基于模糊间接迭代学习的自抗扰控制器,其中,间接迭代学习控制器用于在线整定带宽和控制通道增益参数,模糊控制器负责实时更新间接迭代学习的学习参数;最后,通过仿真试验验证FILC-ADRC在植保无人车控制中的有效性。研究结果表明:在速度和转向角的阶跃信号、正弦信号跟踪试验中,FILC-ADRC较PID控制器、自抗扰控制器(ADRC)均呈现出更好的控制效果;在考虑真实干扰的速度跟踪试验中,FILC-ADRC在面对非线性摩擦和地面凹凸不平等复杂干扰时,仍能较好地实现速度控制;在路径跟踪控制试验中,FILC-ADRC对速度、转向角和路径均取得了较好的跟踪效果。本文所提方法可用于稻田、番茄种植园等具有复杂干扰的非结构化环境中,提升植保无人车施药作业效率。

关键词：植保无人车干扰抑制自抗扰控制器迭代学习控制模糊控制

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温室穴盘苗自动移栽机设计与试验

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农业机械学报 2016年第11期47卷 59-67页

作者：韩绿化毛罕平胡建平徐静云赵峥嵘马国鑫江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 江苏省现代农业装备与技术协同创新中心镇江212013 江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室镇江212013

针对种苗从高密度穴盘移植到低密度穴盘,或者从穴盘直接移植到花盆的温室穴盘苗移栽生产需要,设计了一种轻简型自动移栽机。利用成熟的直线模组和无杆气缸组合设计出自动移栽机械臂,驱动取苗末端执行器往复于来源盘和目标盘进行取苗、... 详细信息

针对种苗从高密度穴盘移植到低密度穴盘,或者从穴盘直接移植到花盆的温室穴盘苗移栽生产需要,设计了一种轻简型自动移栽机。利用成熟的直线模组和无杆气缸组合设计出自动移栽机械臂,驱动取苗末端执行器往复于来源盘和目标盘进行取苗、移苗、栽苗操作,采用双排链传动实现穴盘和花盆输送,对穴盘苗的夹取操作采用气动两指四针钳夹式夹钵取苗方法。根据所设计的移栽机工作要求,构建电气控制系统。试制样机,开展试验研究。采用直线位移传感器系统检测分析机器取苗移栽移位性能,结果显示对于128/72孔穴盘苗,移栽效率分别达到1 221株/h和1 025株/h,运用单样本t检验法分析得到实测取苗移位间隔与理论设定穴孔间隔无显著差别,标准差低于0.5,整机工作精度准确。以当地自行培育的种苗为移栽对象,进行温室穴盘苗移栽生产试验,对比分析自动取苗移栽效能,结果显示多种穴盘苗移栽成功率平均达到90.70%,苗钵夹取破碎率低于5%,自动取苗移栽效果较好。

关键词：温室穴盘苗移栽机位移传感器

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射流泵全特性工况的数值分析及试验研究

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排灌机械工程学报 2016年第12期34卷 1022-1027页

作者：欧鸣雄贾卫东邱白晶管贤平江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 江苏省现代农业装备与技术协同创新中心江苏镇江212013

为了解射流泵在全特性工况下的性能和内部流场特性,采用数值分析和试验的方法对其进行研究.结果显示:在全特性工况范围内,射流泵数值模型的扩散管出口静压与流量比之间近似呈负线性关系,基于Realizable k-ε湍流模型预测的射流泵量纲一... 详细信息

为了解射流泵在全特性工况下的性能和内部流场特性,采用数值分析和试验的方法对其进行研究.结果显示:在全特性工况范围内,射流泵数值模型的扩散管出口静压与流量比之间近似呈负线性关系,基于Realizable k-ε湍流模型预测的射流泵量纲一化性能曲线与试验结果基本一致,压力比和流量比之间也近似呈负线性关系;在正压正流状态下,数值分析与试验结果之间的压力比相对误差随着流量比的增大而增大,相对误差最大值约为0.26;在正压反流状态下,相对误差较小且较为稳定,最小值约为0.02;在最高效率工况附近,射流泵吸入室内部流场的速度矢量分布比较均匀,随着流量比减小,吸入室内流场会出现较为明显的局部涡旋;射流泵喉管进口截面的轴向流速分布不均匀度最大,喉管中间截面及其后续流动空间的轴向流速分布则较为均匀,在正压正流状态下,喉管内的流体混合过程主要发生在喉管中间截面之前的流动空间.

关键词：射流泵全特性流速分布计算流体动力学

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轮式拖拉机水田轮辙覆土装置设计与试验

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农业工程学报 2016年第16期32卷 26-31页

作者：杨文武罗锡文王在满张明华曾山臧英华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 江苏大学现代农业装备与技术协同创新中心镇江212013

以轮式拖拉机为动力的水稻精量穴播机作业时会在田面压出宽而深的轮辙,严重影响播种质量。为此,该文提出了一种变螺距等径螺旋覆土方式。该文分析了覆土原理,进行了运泥过程动力学和运动学分析,建立了螺旋覆土器的运泥量数学模型,经过... 详细信息

以轮式拖拉机为动力的水稻精量穴播机作业时会在田面压出宽而深的轮辙,严重影响播种质量。为此,该文提出了一种变螺距等径螺旋覆土方式。该文分析了覆土原理,进行了运泥过程动力学和运动学分析,建立了螺旋覆土器的运泥量数学模型,经过理论计算和优化设计,确定了螺旋外径为250 mm、内径80 mm和最大螺距200 mm等关键参数。田间试验结果表明:在拖拉机轮辙自动填覆系数大于0.6,拖拉机前进速度不超过1 m/s条件下,轮辙覆土装置能较好的填覆辙深不超过250 mm,辙宽小于400 mm的轮辙,并保持泥面平整,满足实际生产要求。研究结果可为拖拉机轮辙覆土装置的研究和设计提供依据。

关键词：拖拉机设计运动学轮辙螺旋覆土水田

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蔬菜穴盘苗自动精确移栽组合式取苗机构设计与测试(英文)

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农业工程学报 2015年第S2期31卷 17-23页

作者：韩绿化毛罕平胡建平徐静云赵峥嵘马国鑫江苏省现代农业装备与技术协同创新中心镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

Precision planting is one key point of precision agriculture.A doorframe type swing seedling pick-up device for the automatic precise field transplanter was designed and tested in a *** seedling device could automatically extract seedlings from growing trays,transfer them,and release them into the planting unit where they were to be precisely transplanted into the *** consisted of a path manipulator and two *** path manipulator for seedling extraction was constructed with creative design ofⅡ-type mechanism combination in *** consisted of an oscillating guide linkage mechanism and a grooved globoidal cam *** to the planned seedling pick-up trajectory,the design of the path manipulator for seedling extraction was finished with a set of the closed loop vector *** gripper was a pincette-type mechanism using the pick-up pins to penetrate into the root mass for seedling *** consisted of multiple pick-up pins,U-type pull rod,shaft,stop block,compression spring and *** mechanical dimensions of the gripper were determined by the tray size and plant characteristic with a set of rectangular equations and the boundary constraint *** final gripper was developed on the basis of cultural practice for vegetable seedling in China.A prototype of the seedling pick-up device was constructed to examine whether its working efficacy was satisfactory or *** to the analysis on the work process,the seedling pick-up device could precisely complete a work cycle of approaching,penetrating,extracting,transferring,erecting and discharging a *** pepper seedlings,tomato seedlings and cucumber seedlings as the transplanting objects,the performance tests were conducted to evaluate the practicality and adaptability of the pick-up *** laboratory evaluation showed that the pick-up device equipped with two grippers could extract 70 seedlings per minute with an average success ratio of 90.49%.T

关键词： design agricultural machinery transplants vegetabl

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可见/近红外光谱结合GWO-SVM对千禧番茄的分类鉴别

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光谱学与光谱分析 2022年第10期42卷 3291-3297页

作者：张伏王新月崔夏华曹炜桦张晓东张亚坤江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 河南科技大学农业装备工程学院河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

千禧番茄营养丰富且酸甜可口,不同千禧番茄品种的风味和营养价值均有明显差异,尤其是番茄红素、柠檬酸、维生素C和氨基酸含量的差异较大。传统人工分类方式效率低、主观性强、误检率高等问题亟待解决。为筛选综合营养价值高且风味佳的... 详细信息

千禧番茄营养丰富且酸甜可口,不同千禧番茄品种的风味和营养价值均有明显差异,尤其是番茄红素、柠檬酸、维生素C和氨基酸含量的差异较大。传统人工分类方式效率低、主观性强、误检率高等问题亟待解决。为筛选综合营养价值高且风味佳的千禧番茄品种,实现千禧番茄快速准确分类,提出了基于千禧番茄光谱特征的分类模型构建及GWO优化SVM算法研究,以期解决千禧番茄自动化分类问题。以四个品种千禧番茄作为研究对象,试验样本240个,将其按2∶1比例划分为训练集160个和测试集80个样本,利用可见-近红外光谱采集系统获取350~1000 nm范围内的千禧番茄反射强度,经光谱校正得样本反射率;为增强信噪比,截取481.15~800.03 nm范围内的光谱波段作为有效波段。由于数据采集过程受无关信息干扰影响建模效果,故将平滑点数设置为3进行Savitzky-Golay(SG)平滑预处理。预处理后采用连续投影算法(SPA)提取特征波长变量,优选得到11个特征波长反射率作为输入矩阵X,预设样本变量1,2,3和4作为输出矩阵Y,利用支持向量机(SVM)建立SPA-SVM千禧番茄定性分类模型,训练集和测试集平均分类准确率分别为59.38%和48.75%;在此基础上,引入灰狼优化算法(GWO)对训练集160个样本训练,寻求SVM最优惩罚系数(c)和核函数参数(g),根据模型训练结果对测试集80个样本预测,建立SPA-GWO-SVM千禧番茄分类模型,训练集和测试集平均分类准确率分别为100%和81.25%。研究结果表明:经灰狼算法优化后的支持向量机模型性能明显提高,其中训练集和测试集平均分类准确率分别提高了40.62%和32.50%,灰狼优化算法可用于提高支持向量机的分类性能,实现对千禧番茄品种的分类。本研究为千禧番茄及其他果蔬快速准确分类提供了新的思路和方法。

关键词：可见-近红外光谱千禧番茄分类灰狼优化算法支持向量机

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多位置可见/近红外光谱检测与种鸡蛋受精信息的关系研究

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光谱学与光谱分析 2021年第10期41卷 3064-3068页

作者：张伏崔夏华张亚坤王永县河南科技大学农业装备工程学院河南洛阳471003 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

种鸡蛋孵化过程耗时、耗能,但种蛋由于未受精导致胚胎发育率不足100%,种鸡蛋孵化早期快速判别,可有效提高种蛋孵化效率和降低经济损失。近红外光谱分析技术可实现快速、无损检测,用于判别研究孵化早期种鸡蛋受精信息,但现有光谱检测方... 详细信息

种鸡蛋孵化过程耗时、耗能,但种蛋由于未受精导致胚胎发育率不足100%,种鸡蛋孵化早期快速判别,可有效提高种蛋孵化效率和降低经济损失。近红外光谱分析技术可实现快速、无损检测,用于判别研究孵化早期种鸡蛋受精信息,但现有光谱检测方法未能满足孵化早期受精判别位置要求,亟需构建采集数据时的检测位置与内部信息之间的关系。该研究利用可见/近红外光谱检测系统采集种蛋壳漫反射光谱强度,试验选用壳色相近、表面无裂纹的181个新鲜种鸡蛋,从中随机选择61个样本完成交叉验证。为消除暗电流的影响,进行光谱校正,得出种蛋壳漫反射率,发现受精蛋与未受精蛋的光谱曲线趋势相同,受精蛋和无精蛋赤道处的光谱曲线均高于两端。剔除光谱曲线两端噪声大、信噪比低的波段,选择440.27~874.6 nm作为有效光谱波段,并采用Savitzkg-Golay(S-G)平滑法、二阶导数法Second Derivative、标准正态变量校正SNV、变量标准化Normalization和多元散射校正MSC预处理法分别构建PCA-SVM判别模型。通过对入孵后24,48,72,96和120 h不同位置所采光谱数据,与受精信息综合分析,结果发现二阶导数法Second Derivative和多元散射校正MSC两种预处理方式在同一时间、不同位置的训练集和验证集的判别准确率均相同,说明这两种预处理方法对数据来源位置不敏感;变量标准化Normalization预处理和S-G平滑法预处理验证集的判别准确率则随着时间的推移在一定范围内波动,在种鸡蛋胚胎发育120h时的判别准确率可达91.71%;SNV预处理赤道处验证集判别准确率随着时间的推移呈现上升趋势,对数据来源时间及位置敏感,种鸡蛋胚胎发育越长判别效果越佳,120 h赤道侧的判别准确率为91.16%。且平滑处理、标准正态变量校正和变量标准化三种预处理方式均存在赤道侧判别准确率高于种蛋端部的现象,这主要是由于赤道侧较种鸡蛋两端表面平缓,采集到的信息更多,该研究为早期判别受精蛋与无精蛋的数据采集位置提供新思路和新方法。

关键词：可见/近红外光谱漫反射种鸡蛋判别位置判别时间

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基于改进型YOLOv4-LITE轻量级神经网络的密集圣女果识别

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农业工程学报 2021年第16期37卷 270-278页

作者：张伏陈自均鲍若飞张朝臣王治豪河南科技大学农业装备工程学院洛阳471003 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 机械装备先进制造河南省协同创新中心洛阳471003

对密集圣女果遮挡、粘连等情况下的果实进行快速识别定位,是提高设施农业环境下圣女果采摘机器人工作效率和产量预测的关键技术之一,该研究提出了一种基于改进YOLOv4-LITE轻量级神经网络的圣女果识别定位方法。为便于迁移到移动终端,该... 详细信息

对密集圣女果遮挡、粘连等情况下的果实进行快速识别定位,是提高设施农业环境下圣女果采摘机器人工作效率和产量预测的关键技术之一,该研究提出了一种基于改进YOLOv4-LITE轻量级神经网络的圣女果识别定位方法。为便于迁移到移动终端,该方法使用MobileNet-v3作为模型的特征提取网络构建YOLOv4-LITE网络,以提高圣女果果实目标检测速度;为避免替换骨干网络降低检测精度,通过修改特征金字塔网络(Feature Pyramid Networks,FPN)+路径聚合网络(Path Aggregation Network,PANet)的结构,引入有利于小目标检测的104×104尺度特征层,实现细粒度检测,在PANet结构中使用深度可分离卷积代替普通卷积降低模型运算量,使网络更加轻量化;并通过载入预训练权重和冻结部分层训练方式提高模型的泛化能力。通过与YOLOv4在相同遮挡或粘连程度的测试集上的识别效果进行对比,用调和均值、平均精度、准确率评价模型之间的差异。试验结果表明:在重叠度为0.50时所提出的密集圣女果识别模型在全部测试集上调和均值、平均精度和准确率分别为0.99、99.74%和99.15%,同比YOLOv4分别提升了0.15、8.29、6.55个百分点,权重大小为45.3 MB,约为YOLOv4的1/5,对单幅416×416(像素)图像的检测,在图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)上速度可达3.01 ms/张。因此,该研究提出的密集圣女果识别模型具有识别速度快、识别准确率高、轻量化等特点,可为设施农业环境下圣女果采摘机器人高效工作以及圣女果产量预测提供有力的保障。

关键词：机器视觉模型 YOLO 深度学习图像识别目标检测

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论规模化高效农业模式的制度保障

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农业经济 2017年第2期 68-70页

作者：刘同君江苏省现代农业装备与技术协同创新中心江苏大学法学院江苏镇江212013

建立规模化高效农业模式是农业现代化的内在要求,在我国各地农业现代化过程中也有初步实践,但无论是从该模式遭遇的瓶颈制约还是国外成功经验来看,制度保障对规模化高效农业模式都是极为必要的。从规模化高效农业模式的内在要求出发,高... 详细信息

建立规模化高效农业模式是农业现代化的内在要求,在我国各地农业现代化过程中也有初步实践,但无论是从该模式遭遇的瓶颈制约还是国外成功经验来看,制度保障对规模化高效农业模式都是极为必要的。从规模化高效农业模式的内在要求出发,高素质劳动力、土地产权、农业知识产权、新型农业经营组织等的制度保障应成为该模式制度建设的重点内容。应进一步完善农民职业教育制度、深化农村土地产权制度改革、创新农业知识产权制度以及农业生产经营组织制度,以便为规模化高效农业模式的展开奠定良好制度基础。

关键词：农业现代化规模化农业高效农业制度保障

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