检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2025年第6期41卷 62-70页

作者：沈跃孙浩沈亚运郭奕刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

实现水空两栖机器人安全、高效进行多目标点跨塘水质检测作业,减少传统水质检测模式时间及经济成本,合理的路径规划十分重要。针对传统A^(*)算法路径曲折、搜索效率低、无法考虑多栖机器人约束特性等问题,该研究提出一种改进A^(*)的水... 详细信息

实现水空两栖机器人安全、高效进行多目标点跨塘水质检测作业,减少传统水质检测模式时间及经济成本,合理的路径规划十分重要。针对传统A^(*)算法路径曲折、搜索效率低、无法考虑多栖机器人约束特性等问题,该研究提出一种改进A^(*)的水空两栖机器人路径规划算法。首先采集障碍物分布情况和高度信息,建立多水域2.5维栅格地图;其次在A^(*)算法评价函数中加入能耗、时间及安全代价,通过调节不同权重获取相应初始路径;然后通过动态分配权重改进启发式函数,加快搜索效率,并利用目标成本函数对所有目标进行优先级判定,实现多目标路径规划;最后通过增加空中模态切换点、删除冗余点及采用B样条曲线优化路径,生成可连接多水域多水质检测点的三维平滑轨迹。仿真试验结果表明:与传统A^(*)算法和陆空A^(*)算法相比,改进A^(*)算法迭代次数分别减少70.04%与68.07%,路径长度分别减少35.44%与7.6%,总转角分别减小83.63%与8.65%,危险节点数分别减少80.67%与33.33%。真实水域试验表明:改进A^(*)算法的迭代次数比传统A^(*)算法和陆空A^(*)算法减少84.89%与83.78%,路径长度分别减少12%与0.6%,总转角分别减小73.21%与22.1%,危险节点数分别减少84.62%与80%,可规划出通过多个目标点的安全、平滑路径,有效提高水质检测效率,为多栖机器人自主导航提供参考。

关键词：多目标路径规划水空两栖机器人 A^(*)算法轨迹优化

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基于多特征几何基元约束的轻量化激光雷达里程计方法

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机器人 2025年第1期47卷 99-108页

作者：刘慧张璇沈亚运沈跃江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

针对基于线面特征的激光雷达里程计算法易导致表面特征信息的冗余表述、增加计算复杂度的问题,提出一种基于水平扫描线段结构的轻量化激光雷达里程计构建方法。首先通过分析激光点云扫描线几何结构,将点云特征分为线段特征、边特征和离... 详细信息

针对基于线面特征的激光雷达里程计算法易导致表面特征信息的冗余表述、增加计算复杂度的问题,提出一种基于水平扫描线段结构的轻量化激光雷达里程计构建方法。首先通过分析激光点云扫描线几何结构,将点云特征分为线段特征、边特征和离散特征,分别表示3维点云中物体的平面信息、边界信息和空间分布信息,以线段表示平面降低特征数量;然后基于历史位姿,采用运动估计方式获取初始位姿,通过非迭代的两步加权位姿估计算法进行特征配准与位姿解算;最后以提取关键帧方式存储点云,避免因点云地图过大造成匹配延时。在KITTI数据集和自研数据集上的实验表明,与现有的开源LOAM(LiDAR odometry and mapping)系列算法相比,本文算法在实现高精度稳定定位的基础上运行效率显著提升,且绝对轨迹误差抑制效果较好。

关键词：激光雷达里程计同步定位与地图构建(SLAM) 线段特征特征提取轻量化

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永磁轮毂电机最优磁链矢量无权重价值函数模型预测转矩控制

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 736-747,I0028页

作者：朱孝勇乙峰张超杜怿徐磊张丽江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

永磁轮毂电机的外转子通常与轮辋轮胎直接相联结,相比内转子永磁驱动电机,转动惯量较大,其速度响应明显滞后负载变化。因此,复杂运行工况下,永磁轮毂电机驱动系统转速不稳定,电动车辆行走路径易出现偏移。为解决轮毂驱动下电动车辆的这... 详细信息

永磁轮毂电机的外转子通常与轮辋轮胎直接相联结,相比内转子永磁驱动电机,转动惯量较大,其速度响应明显滞后负载变化。因此,复杂运行工况下,永磁轮毂电机驱动系统转速不稳定,电动车辆行走路径易出现偏移。为解决轮毂驱动下电动车辆的这一固有技术难题,提出一种磁链为唯一约束条件的无权重价值函数模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)策略,可实现复杂多变动态工况下电动车辆稳定运行的工作需求。所提价值函数将转矩、定子磁链幅值约束统一为定子磁链矢量的优化,消除了权重系数的整定,提高了复杂运行工况下轮毂电机的反应速度。同时,引入有效电压矢量与零电压矢量切换瞬间的定子磁链,以此为评估依据选择最优电压矢量,可降低转矩与定子磁链脉动,从而提高轮毂电机转速控制精度。实验验证了控制方法的正确性和有效性。

关键词：永磁轮毂电机模型预测转矩控制最优占空比无权重系数快速响应

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基于改进DGCNN的树木点云分割方法

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南京农业大学学报 2025年第1期48卷 240-248页

作者：刘超卜鑫荣刘慧杨官学沈跃徐婕江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212000

[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比... 详细信息

[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比,点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小,因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境作业的农业机械。[方法]本文基于DGCNN提出了一种分割精度准确、参数量小的树木点云分割网络——TSNet,它可以很容易被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点:1)该网络是基于DGCNN改进的,可以更好实现点云分割任务;2)网络引入了连续递归门控卷积模块(g^(n)Conv),可以提高树木分割的准确率;3)为避免全局信息损失并增加信息传递效率,我们设计了权重通道用于特征传递。[结果]TSNet分割树木的mIoU达到90.08%,模型大小为0.72 M,优于PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++等常用的点云分割算法。[结论]TSNet能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确的感知信息。

关键词：点云树木分割深度学习精准喷雾果园喷雾机

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基于降采样的光谱基线校正方法

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光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 351-357页

作者：胡颖惠曹政傅海军戴继生江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 东华大学信息科学与技术学院上海201620

基线漂移现象普遍存在于光谱数据的采集过程中,基线校正是对抗基线漂移干扰的重要手段。基于稀疏表示的基线校正方法能取得较好的光谱预处理目标,但在应用于高维度光谱基线校正时,计算复杂度极大,实效性差;且在纯光谱稀疏结构上的利用... 详细信息

基线漂移现象普遍存在于光谱数据的采集过程中,基线校正是对抗基线漂移干扰的重要手段。基于稀疏表示的基线校正方法能取得较好的光谱预处理目标,但在应用于高维度光谱基线校正时,计算复杂度极大,实效性差;且在纯光谱稀疏结构上的利用度不足,性能有待进一步提升。为充分利用稀疏结构并显著降低计算复杂度,提出了一种基于降采样的光谱基线校正方法。通过降采样策略构造一个多快拍并附加相关矩阵的稀疏恢复模型,在降低光谱数据维度的同时,确保各降采样快拍具有共同稀疏性和空间相关性。随后,在变分贝叶斯推理(VBI)框架中引入独立向量分解模式,利用向量乘积的数学变换技巧,自适应解耦多快拍间的空间相关性,进而分别推断出各快拍对应的贝叶斯最优稀疏解。此外,采用网格细化技术处理离网间隙,进一步提升了基线校正性能。模拟和真实数据集上的实验结果验证了所提方法的优越性。

关键词：基线校正光谱分析降采样稀疏贝叶斯学习

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基于能量法的磁场调制电机结构演化及转矩提升机理

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中国电机工程学报 2025年第8期45卷 3236-3248页

作者：凌志健顾友壮赵文祥吉敬华曾煜江苏大学电气信息工程学院南京工程学院电力工程学院

磁场调制电机因高转矩密度而受到广泛关注，得益于双边磁场调制效应，双永磁游标(dual-permanentmagnet excited vernier,DPMEV)电机拥有更高的转矩密度。然而，由于其调制关系复杂，谐波贡献分析具有一定的困难。因此，提出一种基于能... 详细信息

磁场调制电机因高转矩密度而受到广泛关注，得益于双边磁场调制效应，双永磁游标(dual-permanentmagnet excited vernier,DPMEV)电机拥有更高的转矩密度。然而，由于其调制关系复杂，谐波贡献分析具有一定的困难。因此，提出一种基于能量法的谐波贡献计算方法。首先，以一5/12/19对极DPMEV电机为例进行性能分析，并利用有限元法进行验证，验证结果表明：在定子侧永磁体产生的气隙磁密中，存在部分谐波阶次对反电势产生负贡献。其次，基于所提分析方法，演化出新型DPMEV电机结构，提升电机整体性能。然后，通过谐波相角变化，实现新型DPMEV电机对负贡献谐波的有效利用，进一步提升转矩密度。最后，通过实验验证解析计算和有限元仿真的合理性。

关键词：磁场调制永磁游标双永磁能量分析法谐波分析

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永磁同步电机低载波比精确无差拍预测电流控制

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中国电机工程学报 2025年第3期45卷 1108-1117,中插25页

作者：卢宏平赵文祥陶涛王化南钱渊方王政江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市 212013 东南大学电气工程学院江苏省南京市 210096

永磁同步电机预测电流控制具有动态响应快、控制结构简单等优点.但在低载波比工况下传统无差拍预测控制存在电流预测误差和指令电压计算误差较大、转矩和磁链耦合严重等缺陷.该文提出一种同时适用于永磁同步电机高、低载波比运行的精确... 详细信息

永磁同步电机预测电流控制具有动态响应快、控制结构简单等优点.但在低载波比工况下传统无差拍预测控制存在电流预测误差和指令电压计算误差较大、转矩和磁链耦合严重等缺陷.该文提出一种同时适用于永磁同步电机高、低载波比运行的精确无差拍预测电流控制方法.首先,建立考虑转子磁链定向误差的永磁同步电机定子电压方程,将 dq坐标系视为静止坐标系,同时考虑转子在控制周期内的旋转过程,对电机进行动态建模,解决了低载波比下转子磁链定向误差导致的交直轴耦合问题;同时,进一步提出多坐标系变量同步方法,消除多坐标系变量跨空间计算导致的预测误差和指令电压误差,实现了低载波比精确无差拍预测电流控制.实验结果表明,所提DPCC方法在低载波比工况下具有更好的转矩磁链解耦能力、dq轴电流预测精度和跟踪精度.

关键词：永磁同步电机低载波比电流预测改进电压方程坐标系同步

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基于多变运行工况的漏磁可控型永磁电机变参数最大转矩电流比控制

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中国电机工程学报 2025年第5期45卷 1935-1945,I0027页

作者：吴润秋徐磊朱孝勇范文杰杨贺雅江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

漏磁可控永磁(flux leakage controllable permanent magnet,FLCPM)电机是一种新型磁通可控型永磁电机,具有低速大扭矩和宽调速特性,在多变运行工况电驱动领域具有潜在的广泛应用前景。针对该类电机磁链、电感等参数随电流变化导致控制... 详细信息

漏磁可控永磁(flux leakage controllable permanent magnet,FLCPM)电机是一种新型磁通可控型永磁电机,具有低速大扭矩和宽调速特性,在多变运行工况电驱动领域具有潜在的广泛应用前景。针对该类电机磁链、电感等参数随电流变化导致控制系统参数失配、效率偏低等问题,该文提出一种变参数最大转矩电流比控制策略。根据FLCPM电机运行原理,建立漏磁变化与运行工况的映射关系,将运行工况分为轻载区、中高负载区以及饱和区,并将参数变化明显的中高负载区分为3个典型工况。在此基础上,提出非线性分段变参数偏导项求解方法,推导变工况下FLCPM电机最大转矩电流比求解方程,实现该类电机最优d/q轴电流分配,提高多变运行工况下电机效率。最后,通过实验验证所提理论和控制策略的有效性。

关键词：漏磁可控永磁电机变参数最大转矩电流比电流矢量角多变运行工况

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基于非气隙侧调制的永磁电机绕组因数提升机理

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中国电机工程学报 2025年第4期45卷 1260-1270,I0004页

作者：贾晨吉敬华凌志健赵文祥曾煜罗泽宇江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013 南京工程学院电力工程学院江苏省南京市211167

磁场调制电机因具有高转矩密度而受到广泛关注。首先,以12槽19对极传统磁场调制电机为研究对象,讨论定子开空气槽对绕组因数的影响。结果表明,将空气槽开在绕线齿处可以使绕组原始磁动势变化,进而导致绕组因数变化。通过推导模块化张角... 详细信息

磁场调制电机因具有高转矩密度而受到广泛关注。首先,以12槽19对极传统磁场调制电机为研究对象,讨论定子开空气槽对绕组因数的影响。结果表明,将空气槽开在绕线齿处可以使绕组原始磁动势变化,进而导致绕组因数变化。通过推导模块化张角变化对工作谐波绕组因数的影响,演化出一种绕组因数提升型磁场调制电机。其次,基于能量法分析对比绕组因数提升型结构和传统结构的谐波对转矩的贡献,并利用有限元进行验证。研究表明,绕组因数提升型结构可进一步提升工作谐波的绕组因数,进而实现转矩的提升。最后,制造了样机,通过实验验证了解析计算和有限元仿真的合理性。

关键词：非气隙侧磁场调制绕组因数提升磁场调制电机能量法

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基于改进粒子群算法的高地隙无人喷雾机对不规则凸田块的全覆盖作业路径规划

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华南农业大学学报 2025年第3期46卷 390-398页

作者：刘国海万亚连沈跃刘慧何思伟张亚飞江苏大学电气信息工程学院

【目的】满足高地隙无人喷雾机自主导航全覆盖作业的应用需求并优化农机作业效率。【方法】提出了一种针对不规则凸田块的全覆盖遍历路径规划算法。首先，通过获取农田区域的边界数据，得到不规则凸田块的边界轮廓模型；其次，在传统U... 详细信息

【目的】满足高地隙无人喷雾机自主导航全覆盖作业的应用需求并优化农机作业效率。【方法】提出了一种针对不规则凸田块的全覆盖遍历路径规划算法。首先，通过获取农田区域的边界数据，得到不规则凸田块的边界轮廓模型；其次，在传统U型转弯方式的基础上，引入作业行与田块边界的夹角，对作业行间的衔接路径原理进行详细阐述；由经过不规则凸区域中心点的直线进行平行线偏移，生成随机方向角的全覆盖作业行后，通过改进的粒子群优化(Particle swarm optimizer,PSO)算法对作业行方向角进行最优化，规划出遍历田块的全覆盖作业路径；最后，将算法在4块典型实际田块中进行仿真测试。【结果】与传统路径规划算法相比，改进PSO算法在1～4个田块的总遍历距离分别减少9.01、23.25、8.71和14.32 m，转弯次数减少率分别下降11.1%、61.5%、16.7%和5.3%，额外覆盖比分别减少0.20、0.96、0.45和1.96个百分点，有效减少了无人农机的能量消耗、提高了作业效率。【结论】在作业区域被完全覆盖的前提下，本算法能规划出无人农机行驶路程较短、覆盖率较高和转弯次数较少的作业路径，可为无人农机的路径规划技术的发展提供理论支撑。

关键词：无人农机全覆盖路径规划路径规划粒子群算法不规则凸田块高地隙无人喷雾机

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