大田播种机器人控制系统设计

本文基于不断发展的农业机器人,设计一款大田播种机器人的控制系统。整个机器人的控制系统基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS),将机器人分为决策单元、传感器模块和底层运动控制模块,各个模块与模块、程序与程序之间利用ROS提供的信息通信方式进行交互。具体实现的功能包括自动播种、自动定位、比例―积分―微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制,这些功能通过在一个双轮差速机器人前面安装一个滚筒式单行播种机,并借助全覆盖路径规划来实现。机器人的控制系统以安装ROS的树莓派3B+为核心,通过单线激光雷达获得二维激光数据并建立二维栅格地图,以此来获得周围的信息;结合二维栅格地图,通过混合了简单牛耕往复式算法计算得出最合理的路径,再由树莓派3B+向单片机发出指令,单片机向电机驱动电路发出脉冲宽度调制(PWM)信号进行控制,控制过程运用PID控制形成闭环控制。实验验证了所提出的控制系统设计有效性,结果表明,该系统能够有效控制大田播种机器人完成播种任务,并且在作业质量和效率方面较市面上大多农机具有显著优势。本研究对于进一步推动农田装备自动化、农业生产现代化具有一定的意义。

基于改进Faster-RCNN的绝缘子检测算法

为了提高高压输电线路巡检效率,提出改进Faster-RCNN的绝缘子检测算法。首先,在特征提取网络中添加具有注意力机制动态选择机制网络(SKNet),从而使网络着重学习与绝缘子特征相关通道;其次,借助滤波器响应归一化(FRN)层替代原批归一化(BN)层,以避免模型陷入梯度饱和区域;最后,使用距离交并比(DIoU)代替原交并比(IoU)方法,以精确表达特征候选区域框位置。对开源航拍绝缘子数据集进行平移、旋转、Cutout和CutMix等操作来进行增强,将数据集扩充到3000张并从中随机选择2500张作为训练集,其余500张作为测试集。相较于原Faster-RCNN算法,所提算法平均准确率提高了3.46个百分点,平均召回率提高了2.76个百分点。实验结果表明:所提算法具有较高检测精度和稳定性,可满足电力巡线绝缘子检测应用场景需求。

基于混合算法的含分布式电源的配电网优化

考虑到分布式电源的选址与定容对配电网有着重要影响意义,针对分布式电源的接入对配电网系统能量损耗和各节点电压影响的问题,首先建立了以有功功率损耗和系统节点电压的目标函数优化模型,提出了充分整合引力搜索算法(GSA)的勘探能力和粒子群(PSO)的开采能力的混合算法(PSOGSA),同时确定权重系数,最后采用IEEE-33标准节点配电网模型进行了仿真实验,通过和其他两种算法的比较,验证了配电网系统在该算法下的有效性和可靠性。算例分析表明,合理的DG接入能够一定程度上降低系统有功功率损耗,改善节点电压。

基于OPC自动化接口的监控系统的设计与开发

本文介绍了OPC及其数据访问规范,并详细讲述了基于RSLinx OPC服务器自动化接口的客户端开发原理及其实现方法。在某港口电力监控系统中的应用证明了使用OPC自动化接口可以快速地开发并部署监控系统的应用项目,同时达到节约资金的目的。

基于BP神经网络的数字识别研究

为了提高数字识别的准确性和可靠性,将BP神经网络应用于数字识别,并考察了网络结构对系统实时性、识别效果的影响以及初始权值对收敛速度的影响,选取了最佳的隐层节点数和权值初始化函数,实现了基于BP神经网络的数字识别系统。利用MATLAB进行仿真实验,实验结果表明该系统能够实现对数字的有效识别。

基于自适应模糊器的飞行器轨迹跟踪控制

针对四旋翼飞行器提出一种基于模糊自适应控制的自适应轨迹跟踪控制算法。在外界气流及姿态转动模型干扰的影响下,保证了位置及姿态角可以快速、精准地进行轨迹跟踪。位置控制器为解决飞行器在外界干扰下失衡或反应不灵敏的问题,设计自适应算法,提高了飞行器对外界干扰离的适应性。姿态控制器为消除转动干扰力矩的问题,设计模糊自适应控制算法,对干扰进行模糊化并根据扰动的强弱而调节模糊输出的大小。利用Lyapunov理论,证明整个闭环系统全局渐近稳定。仿真结果表明,该控制器对外界干扰具有较强的鲁棒性。

模糊温控仪表的研究与发展

对工业上广泛使用的温控仪表的工作特点进行了概述,并介绍了“MWK型模糊温控仪”,最后,对模糊温控仪表的未来研究方向提出一些展望。

电力巡线无人机航拍图像匹配算法研究

基于局部特征的图像匹配算法是电力巡线无人机航拍图像匹配算法中最为实用的一种方法。针对传统匹配算法构建尺度空间会致使图像边缘信息丢失或者效率较低等问题,提出一种基于高斯曲率尺度空间的航拍图像匹配算法。借助高斯曲率滤波器构建一阶尺度空间,利用FAST算法提取特征点并选择特征采样区域,再以对特征采样区域建立二阶尺度空间并提取二阶尺度空间层内LIOP描述符,随后二阶尺度空间两两层LIOP描述符做差值并二值化处理,累加二值化值得到ASV-LIOP描述符完成匹配。在航拍图像上,使用SIFT、ORB、KAZE、AKAZE、改进KAZE等算法与所提对比实验,实验表明,所提算法正确匹配率平均提高5%左右,匹配效率约降低50%,可应用对稳定性要求较高且实时性较低的场景。

模糊温控仪表控制芯片的EDA设计研究

在分析总结模糊控制本质思想基础上,提出了一种非线性变权控制规则自调整的模糊控制算法,以及如何通过PAC-Designer软件,利用EDA技术进行控制芯片的硬件设计,并且在模糊温控仪的设计制造中,成功地使用了该控制芯片及控制算法,经实验与对比分析,该温控仪表比同类产品具有更强的优越性。

一类模糊PD控制算法及控制芯片的EDA研究

本文在分析总结模糊控制本质思想基础上,提出了一种非线性变权控制规则自调整的模糊控制器,并成功将其用于模糊温控仪的设计制造中。在此基础上,介绍了EDA的概念和它的发展趋势,并利用EDA技术设计了控制算法硬件电路。总结了EDA技术实现的模糊PD控制器的优点,仿真结果证实了模糊PD控制算法的有效性。

微型电子电路实验装置的设计

本文设计了一种微型电子电路实验装置,该装置采用模块化设计思想,由固定的电源模块和可动的电子电路实验模块组成。电源模块提供电子电路实验模块所需的电源,实验模块中的每一个元件的引脚通过2根排针引出,设计有多组电源,实验时,用排线将要连接的两引脚的排针连接即可。使用该装置更利于进行项目教学,提高学生动手操作能力。

基于PLC控制的竹签自动包装机设计分析

本文论述基于PLC控制的竹签自动包装机设计,提出采用先进的伺服电动机进行驱动,并配备多个舵机控制其辅助动作,由PLC对伺服电动机和舵机进行统一控制,完成进料、送料、压封、剪切、输送产品等任务,并设有温度检测与控制装置、包装产品自动计数装置功能,从而提高自动化程度,提高生产效率。

简易型单片机实验装置的设计

本文提出为解决现有单片机实验装置存在的不方便携带、易损坏且难以修复、开放性不足、难掌握内部电路等问题,设计一种简易型单片机实验装置,该装置中元件的放置采用夹紧的形式,能完成单片机技术方面的课程实验,增强单片机技术实验的灵活性、扩展性与开放性,节约实验器材,更好提高学生的设计能力和实践技能。