大功率拖拉机多工况换挡自适应控制策略

拖拉机牵引不同农机具完成不同作业,其作业要求随着牵引机具的不同而变化。针对大功率拖拉机在不同工况下作业要求不同的问题,提出一种多工况换挡自适应控制方法。分析不同工况对拖拉机动力性经济性的要求,以滑转率、油门开度和速度为参数,根据工况要求计算兼顾动力性和经济性的理论换挡规律,采用神经网络离线训练换挡规律实现挡位智能控制;针对重载荷下随机载荷波动导致循环换挡问题,引入加速度和油门开度变化量作为参数,利用模糊逻辑判断拖拉机负载和驾驶员操作意图得到速度修正系数,对换挡速度进行修正,扩大挡位使用范围;通过对拖拉机纵向动力学分析,利用Simulink搭建大功率拖拉机数学仿真模型,并建立变速箱换挡控制系统硬件在环仿真平台验证换挡策略的有效性。仿真结果表明,在燃油经济性方面,道路运输和轻载荷作业工况燃油经济性分别下降5.78%、3.28%。在动力性方面,保证克服牵引阻力的同时,轻载荷和重载荷工况加速时间较快,速度波动减小且有效避免重载荷工况下循环换挡问题。

基于粒子群算法的农用轮胎柔性环模型参数辨识方法

轮胎柔性环模型能准确表达轮胎变形,但模型的刚度参数无法直接测定,因此模型刚度参数的辨识成为建模过程中的关键。本文基于轮胎柔性环模型运动学方程,分析农用轮胎固有频率与刚度参数之间的关系,提出基于粒子群算法的柔性环模型刚度参数辨识方法。通过轮胎模态试验获取轮胎固有频率,采用粒子群算法对柔性环模型刚度参数进行辨识。将固有频率的试验值与预测值的平均误差作为评价指标,对比粒子群算法与传统算法及遗传算法辨识结果,结果表明粒子群算法的参数辨识结果精度较高,平均绝对误差为1.67 Hz,平均相对误差为1.66%,相较于遗传算法,平均相对误差降低16.16%,运算时间减少93.19%。通过接地印痕试验获取农用轮胎接地角度,结合辨识所得刚度参数,估算轮胎所受到的垂向力,对比垂向力的试验值与预测值,结果表明粒子群算法的参数辨识结果精度较高,垂向载荷估算平均相对误差为1.97%,相对于遗传算法,平均相对误差降低12.05%。

基于多传感器融合的拖拉机驱动轮滑转率估算方法

拖拉机驱动轮滑转率的精确估计对提高拖拉机作业效率及安全性,实现拖拉机驱动防滑控制具有重要意义。本文提出了多新息并行扩展卡尔曼滤波算法,融合了包括机器视觉在内的多个传感器信息,并通过在线统计多传感器的新息,引入D-S证据理论进行决策,修正测量噪声矩阵,从而实现拖拉机驱动轮滑转率的精确估计。仿真结果表明,相较于普通的卡尔曼滤波算法,本文提出的融合算法估计滑转率的精度更高,滑转率估计值的均方根误差从2.34%降低到1.45%,且对干扰信号不敏感。试验结果表明,在多组工况下本文所提出的多传感器信息融合算法相较于单一视觉法或雷达法对拖拉机驱动轮滑转率估计的平均绝对误差、均方根误差均有所降低,从而验证了所提出的算法满足拖拉机驱动轮滑转率的精确估计,可对后续实现拖拉机驱动防滑控制提供依据。

基于特征工程的大田作物行中心线识别方法

针对大田作物行特征复杂多样,传统作物行识别方法鲁棒性不足、参数调节困难等问题,该研究提出一种基于特征工程的大田作物行识别方法。以苗期棉花作物行冠层为识别对象,分析作物行冠层特点,以RGB图像和深度图像为数据来源,建立作物行冠层特征表达模型。运用特征降维方法提取作物行冠层的关键特征参数,降低运算量。基于支持向量机技术建立作物行冠层特征分割模型,提取作物行特征点。结合随机抽样一致算法和主成分分析技术建立作物行中心线检测方法。以包含不同光照、杂草、相机位姿的棉花作物行图像为测试数据,运用线性核、径向基核和多项式核的支持向量机分类器开展作物行冠层分割试验;对比分析典型Hough变换、最小二乘法和所建作物行中心线检测方法的性能。结果表明,径向基核分类器的分割精度和鲁棒性最优;所建作物行中心线检测方法的精度和速度最优,航向角偏差平均值为0.80°、标准差为0.73°;横向位置偏差平均值为0.90像素,标准差为0.76像素;中心线拟合时间平均值为55.74 ms/f,标准差为4.31 ms/f。研究成果可提高作物行识别模型的适应性,减少参数调节工作量,为导航系统提供准确的导航参数。

基于多传感器融合的拖拉机侧滑量估计方法及其验证

针对丘陵山地中拖拉机的侧滑估计,提出了一种融合机器视觉与全球卫星导航定位系统(Global navigation satellite system,GNSS)的多传感器信息融合算法。首先提出了简化的拖拉机运动学模型,再阐述基于GNSS与机器视觉技术的侧滑量估计方法。并通过CarSim和Simulink的联合仿真验证侧滑估计方法的可行性。引入卡尔曼滤波和权重函数对传感器数据进行融合和动态调节。搭建模拟丘陵山地实验平台,在不同的地面倾角、GNSS遮挡条件以及路面条件下进行了实验。实验结果表明,在干燥路面且GNSS遮挡条件下,拖拉机在9°、18°路面条件下行驶时最终融合后的总侧滑量分别为0.322 m和0.432 m,相对误差分别为7.86%和6.00%,即在GNSS信号遮挡的情况下依然能够准确地估计出拖拉机的侧滑量。研究可为拖拉机的精确横向控制提供新的方法和实验基础。

玉米果穗剥皮的运动仿真与高速摄像试验

针对玉米剥皮田间试验和室内试验存在玉米品种多样、适收期短等问题,该文提出了采用理论分析、虚拟仿真技术与高速摄像技术相结合的方法,研究果穗在剥皮机构中的运动。首先,对玉米果穗在剥皮机构中的受力及运动进行了理论分析,得到影响果穗剥净率、剥皮效率以及剥皮损失的主要因素;其次,应用ANSYS/LS-DYNA建立了玉米果穗与剥皮机构相互作用有限元仿真模型,获取了剥皮辊不同转速下玉米果穗在剥皮机构中的运动速度、绕自身轴线的角速度和受力情况。仿真结果表明,随着剥皮辊转速的增大,果穗的运动速度由0.2增大到0.4 m/s;果穗绕自身轴线的旋转角速度增加,在0-15 rad/s之间变化;果穗的受力增大,且波动性更强,3种工况下最大受力分别为11.9、14.5和16.3 N。以玉米果穗沿剥皮辊的速度和加速度为验证参数,仿真数据与果穗剥皮高速摄像试验数据进行了对比。结果表明,仿真数据与高速摄像试验结果基本一致,证明了仿真模型可以较好地替代物理试验。该研究结果可为剥皮机构的设计与分析提供了参考。

基于虚拟现实的联合收获机底盘虚拟装配关键技术

研究了基于虚拟现实的联合收获机底盘部件虚拟装配关键技术,并实现了其虚拟装配。利用Pro/E建立联合收获机底盘部件的三维模型,通过CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据转换方法获取虚拟现实模型,在虚拟装配系统中建立包括装配对象信息模块、装配层次信息模块和装配约束信息模块的装配模型。通过虚拟现实系统与位置跟踪系统联用,实现了联合收获机底盘部件的交互性装配,同时研究了相同零部件互换性装配方法、装配工具的驱动方法以及装配路径的记录与优化。应用虚拟现实软件EON及其二次开发技术,进行了某联合收获机底盘部件的虚拟装配试验,验证了上述方法的正确性。

拖拉机队列自动控制系统

为了提高拖拉机田间作业效率,开发了拖拉机队列自动控制系统。建立了拖拉机队列模型,设计了队列控制方法。首先应用三阶样条曲线拟合先行拖拉机的行驶位置点,动态生成跟踪拖拉机的参考路径。然后设计了最优路径跟踪器,用来引导跟踪拖拉机沿着参考路径行驶。在平坦的草地上进行了拖拉机队列的自动控制试验,试验结果表明,跟踪拖拉机能够成功沿着先行拖拉机的轨迹行驶,横向偏差的平均值和均方根值分别小于0.015 m和0.079 m。

基于置信度加权的拖拉机组合导航融合定位方法

针对拖拉机在田间复杂工作环境中可能遇到因异常波动或传感器信息丢失而造成定位失败或偏差过大的问题,设计了一种基于置信度加权的多传感器融合定位系统,该系统主要由GPS定位系统和航位推算(DR)系统组成,并基于联邦Kalman滤波设计了相应的子滤波器以及全局滤波器。同时,基于各传感器的置信距离与置信度函数计算得到各子滤波器的置信度,并将其进行加权运算后作为自适应因子,在全滤波器中进行最优融合,得到更准确的位姿估计。最后通过计算机仿真和田间试验验证了该方法的有效性和可靠性。

Direct3D在开发汽车驾驶训练模拟器视景系统中的应用

介绍了 Direct3D在三维动画编程中的强大功能。结合系统结构 ,对如何利用 Direct3D所提供的先进功能来完成模拟器视景的表示和生成进行了探讨。为了保证动画质量 ,采用了多缓存、页面翻转和区域显示技术。基于 Direct3D开发的汽车驾驶训练模拟器视景系统能比较逼真的仿真车外场景 。

基于PD控制的拖拉机半挂车机组自动直线倒车系统

利用PD控制设计了拖拉机半挂车机组的自动直线倒车控制系统。建立了表达拖拉机半挂车机组行驶特性的运动学模型。对非线性的拖拉机半挂车机组控制系统进行了线性化处理。应用计算机仿真找出适当的比例系数和微分系数,然后进行田间试验。试验结果表明所设计的PD控制器不但稳定,而且成功地实现了拖拉机半挂车机组的自动直线倒车。

汽车驾驶训练模拟器中的三维建模技术

介绍了获取几何对象模型的方法。根据驾驶训练模拟器中三维几何对象的类别 ,对如何在 Direct3D中建立各几何对象的模型进行了分析与研究。建模过程中 ,运用硬编码与三维建模工具建模相结合的方法和纹理映射等多种图像处理措施 ,提高了视景生成效率 ,增强了视景立体感和真实感 ,尤其是贴图建模能够用 2 D图像模拟 3D效果。开发的驾驶训练模拟器视景系统软件已成功应用于汽车驾驶训练 ,经测试 ,动画频率能达到 2 2帧 /

大学生安全意识的现状调查与思考——以南京工业大学学生为例

通过问卷和访谈对南京工业大学学生的安全意识进行抽样,研究发现安全教育内容普遍贫乏单调,大学生在防火、防盗、防骗以及心理健康等方面存在意识隐患,自救能力明显不足,建议高校进一步加强新生安全教育工作,高度重视实践在教育中的指导作用。

科学发展观视域下独立学院贫困生双线资助探析

独立学院一律采用民办机制,学费普遍较高,学生承受着较大的经济压力。然而,独立学院的贫困生资助工作却面临着认定不够规范、资助资金投入不足、勤工助学岗位供不应求、资助与育人环节脱离、资助工作队伍和机制不够健全等困境。因此,独立学院必须以科学发展观为指导,规范贫困生认定程序,夯实财力资助基础,创新素质资助体系,以完善的双线资助体系服务于大学生的成长成才。

高校学生社团与大学生社会化的关系研究

社会化有助于大学生培养优良习惯、构建多元智能结构、定位社会角色,这些直接影响到大学生的成长成才以及价值实现。高校学生社团作为自发形成的同辈团体,在大学生基本技能社会化、基本规范社会化、角色社会化等方面具有积极意义。因此,必须积极引导、科学管理、加强扶持,有效发挥学生社团对大学生社会化的促进作用。

多元智能理论对培养大学生自信心的启示

高校目前的学生评价机制和教学体制一定程度上打击了大学生的成功感和自信心,阻碍了其成长成才。多元智能理论认为智能是多元的,是可以挖掘的,高校应该构建多元化评价体系,充分发挥学生主动性,让学生体验成功以激发其自信心。

“90后”大学生政治社会化的若干思考

大学生政治社会化成功与否直接影响到大学生的成长成才,甚至一定程度上关系到社会的稳定。当前,"90后"大学生政治社会化过程中存在着政治信仰淡化、政治情感冷漠、政治取向功利化等问题。因此,高校应该改进思想政治理论课教学、浓厚校园政治氛围、加强对学生社团的引导和对网络信息的监管,从而推动大学生政治社会化顺利完成。

国防教育:独立学院大学生综合素质养成的重要载体

独立学院大学生由于文化基础薄弱,存在一些不利于自身成长成才的思想行为倾向,例如集体主义观念淡薄、自控能力和纪律性较差等。高校国防教育不仅增强了大学生的国防观念,更能潜移默化地提升独立学院大学生科学文化素质、增强集体主义精神、磨练大学生意志,成为了大学生综合素质养成的重要载体。

论新世纪大学生综合素质及其培养

新世纪高新科技迅猛发展,社会进步,经济转型和国际竞争呼唤大学生综合素质的提高,端正教育思想,更新教育观念,改革教育内容与方式,构建综合素质教育课程新体系,学校与社会,家庭相互渗透联动教育,培养"智商"与"情商"统一的创新型人才,我国的学科发展与世界高精尖水平相比才不会落伍,一才能适应新世纪社会的需要.