畜牧业有限空间清洗作业机器人设计与研究

为了解决畜牧业有限空间清洗作业劳动强度大、工作环境差、工作效率低的问题,试验以养猪场内的水泡粪粪沟清洗为研究对象,设计了一种可实现自动化作业的清洗机器人。结合清洗对象的特点,对清洗机器人进行总体方案设计,清洗机器人带动高压水喷头在粪沟底部行进,通过高压水的冲洗作用带走粪污。清洗机器人本体采用单节履带式移动底盘,实现清洗机器人的行走驱动及其他系统的承载;采用云台系统控制高压水打击位置;以ARM芯片STM32F103作为控制系统的核心控制器,通过控制伺服驱动电机、红外避障传感器、舵机、超声波测距传感器等完成清洗机器人的各个动作。设计清洗机器人的自动控制流程,以完成全流程的自动化作业。同时以人工清洗为对照,在广西壮族自治区来宾市试验场的产仔舍验证清洗机器人的清洗效果。结果表明:设计的粪沟清洗机器人可以有效实现水泡粪粪沟的自动清洗。相对于人工清洗,清洗机器人清洗一条粪沟用时由23′10″降低为15′49″,极显著提升了清洗效率(P<0.01);用水量由478 L降低为325 L,极显著降低了用水量(P<0.01);清洁率由98.58%提升为99.36%,极显著提高了清洁率(P<0.01)。说明采用清洗机器人作业可满足水泡粪粪沟清洗的要求,为畜牧业有限空间的清洗作业提供了一种有效方案。

多源组合导航系统故障检测技术研究

为了提高基于MEMS-SINS/GNSS/ODO/高度计的车载多源组合导航系统的稳定性,带故障检测模块的联邦卡尔曼滤波器应运而生,在检测缓变故障的过程中,残差x2检测法缺乏较高的灵敏度,而改进序贯概率比检测法虽然灵敏度较高,但在故障结束后无法在较短时间内恢复到检测阈值,由此对下一次检测造成明显干扰。基于此,文章提出了一种残差x2-改进SPRT联合故障检测方法,该方法融合了上述两种方法的优势,在开展故障判定的过程中,通常以系统故障综合决策规则为参考重点,促使故障检测的灵敏度得到进一步提升。跑车实验结果表明,残差x2-改进SPRT联合故障检测方法能够降低缓变故障和突变故障的检测难度,避免导航系统无法适应现存的工作条件,为多源导航系统的导航精度提供有力保障。

捷联惯导基组合导航研究与发展趋势

捷联惯导基组合导航具有精度高、可靠性高、实时性强等特点,在军事领域应用潜力大,但一直以来,传统的捷联惯导基组合导航存在的主要问题是实时性、可靠性和高精度难以高度兼容,因此限制了其应用发展。鉴于此,文章简要概述了捷联惯导基组合导航的原理和特性,综述了捷联惯导基组合导航的应用现状,并对捷联惯导基组合导航今后的发展趋势进行了展望,旨在为捷联惯导基组合导航在军事和民用产业的发展应用提供一定的理论指导。

某型捷联惯导系统标定方法研究

文章以捷联惯导系统为核心研究对象,根据该系统目前采用的标定方式进行分析,找出其在实际运用中出现的问题,并结合问题分析,融合仿真试验技术来对问题提出合理化的解决方案和意见。为了进一步分析该系统出现的问题,需要为之构建相应的误差建模,研究环节主要从三种标定方式来着手,一是传统分立标定,二是系统级标定,三是加速度敏感项标定,以船用专用类型的捷联惯性导航系统作为切入点,来分析该系统运用的标定方式所具有的精准性,依靠仿真综合验证技术对其摇摆运用进行有效的模型。希望文章的研究成果能为捷联惯导系统采取的自动化标定方式的发展贡献力量,为其增强实践运用的精准性提供有价值的理论参考。

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

智能化技术是一种综合性技术,涉及到多个学科,相较于传统的人工技术来说更具应用优势,例如可以替代人工完成生产。在电气工程项目中,多数工作内容复杂、难度高,仅仅依靠传统的人工技术是无法满足生产需求的,所以要借助智能化技术的应用,以此来提升生产效率和生产质量。现阶段,电气工程企业市场竞争日益激烈,为了在竞争激烈的环境中站稳脚跟,就需要在电气工程自动化控制中大力应用智能化技术,进而降低电气工程控制成本、弥补以往人工控制中存在的不足。

基于模糊相关向量机的UUV中缓变故障检测方法

作为海洋探索的重要运载平台之一,水下无人航行器(unmanned undersea vehicle,UUV)中导航系统多数时间以惯性/多普勒计程仪组合方式工作,但仍需要接收GNSS信号以修正累积的导航误差。由于受到无线电信号及卫星信号质量的影响,GNSS信息会存在缓变误差,从而降低UUV的导航精度。针对此问题,论文设计一种基于模糊相关向量机(fuzzy relevance vector machine,FRVM)的状态估计器对新息进行预测,克服了传统方法存在较大检测延时的问题。该方法利用模糊隶属度来模糊化样本,避免过度拟合影响模型的泛化能力。与基于自主完好性监测外推法及最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)的故障检测方法相比,该方法能够更精确地描述新息与量测信息之间的相关性。试验结果表明,针对GNSS的缓变故障,该方法能够显著降低了故障检测的延时,从而提高UUV的导航性能。

一种半球谐振子固有刚性轴方位的标定方法

固有刚性轴方位是半球谐振子振动性能参数的一个核心指标,其方位的精确标定对于谐振子质量平衡精度提升具有重要意义。利用矩阵逼近法将谐振子的径向振动分解为主驻波和辅驻波,从理论上论证了主驻波和辅驻波在圆周角和振动相位上的正交性,从而说明了谐振子节点振动和辅驻波之间的关系,进而设计了谐振子固有刚性轴方位的标定方案,即在谐振子上相隔22.5°的两个位置上分别进行静电激励,并测量二者各自的节点振幅,通过节点振幅的比值可以标定固有刚性轴的方位。数值仿真的结果表明:针对超低频率裂解(0.005 Hz以下)谐振子的固有刚性轴方位标定,所提出方法的理论辨识误差量级可达到10^(-12)度,此外,该测试方法的理论测试时长可控在100秒以内,与其他方法相比,在测试效率上有着较为明显的优势。

基于主动驱动旋转的全角模式半球谐振陀螺驻波漂移补偿方法

全角模式半球谐振陀螺具有动态范围大、应用场景广泛等特点,但由于品质因数周向不均匀导致的驻波漂移问题尚未完全解决。针对这一问题,提出一种驻波漂移模型参数辨识及补偿方法。首先,根据二阶振动模型推导了驻波漂移模型;其次,提出一种辨识漂移速率峰值及阻尼轴位置的方法;最后,通过主动驱动驻波旋转补偿驻波漂移并通过实验验证方法的有效性。实验结果表明:补偿后的驻波漂移速率降低了95.55%,可以明显降低谐振子驻波漂移。

半球谐振陀螺星载惯性测量单元设计与实现

半球谐振陀螺是一种新型固体振动陀螺,具备功耗低、寿命长、稳定性高等特点,可完美适应卫星的姿态控制。针对微小卫星应用需求,利用半球谐振陀螺构建了星载惯性测量单元。首先,通过测量单元硬件结构设计,对其内部空间进行优化,并通过力学特性及力学试验仿真分析,验证其机械可靠性。其次,针对微小卫星应用环境优化半球谐振陀螺电路设计,提高惯性测量单元可靠性。最后,力学环境试验结果表明,三轴半球谐振陀螺的零偏稳定性均优于0.1°/h,敏感器件满足标度因数非线性度≤500ppm和零偏稳定性≤0.1°/h(1σ)的要求,实现了满足微小卫星应用需求的低成本、小体积、高可靠的半球谐振陀螺星载惯性测量单元。

电子技术中测控技术的应用研究

科学技术的飞速发展提高了我国的电子技术水平。当前,电子技术已经广泛应用于各个行业的生产和发展中,在我们的生活中,电子技术起着非常重要的作用,影响着我们的生活质量和生活方式。测控技术是一门新兴的技术,包括测控技术、通信技术、光电技术等多种技术内容。在当前的行业中,利用测控技术对行业的工作进行实时监控,收集相关数据,准确分析存在的问题,对行业的发展具有重要意义。文章主要对测控技术在电子技术中的应用进行研究。

基于自动控制系统的汽车电子技术应用探究

目前,我国汽车工业虽然发展迅速,但与西方发达国家相比仍有较大差距。要想缩小差距,就要重视高端技术的研发和应用,把更多的新技术和智能技术应用到汽车领域,以保证汽车的安全运行,加快汽车产业的发展步伐。因此,有必要将自动控制系统与汽车电子技术紧密结合,然后在汽车领域中广泛有效地应用,为汽车工业的发展奠定了坚实可靠的基础。

试析绿色制造的新型机械制造工艺技术

随着我国经济社会的蓬勃发展,工业生产与生态环境的矛盾日益突出。随着居民的环境保护意识和生态意识不断增强,绿色理念已成为指导各行业可持续发展的重要原则。绿色制造以环保、节能、为基本原则。在产品制造和设计过程中,强调产品的生命周期,以减少环境影响、提高资源利用效率为重要目标,解决以往制造技术中存在的能源消耗和环境污染问题,实现制造技术的生态化、绿色化发展。文章主要分析了绿色制造的新型机械制造工艺技术,希望可以为相关行业提供参考。

现代机械制造技术与精密加工技术的应用探究

在社会发展的新形势下,机械制造技术的提高和精密加工技术的进步,对推动我国工业化具有重要作用。在此基础上,分析了现代机械制造技术的应用,如,气体保护焊工艺的应用、电阻焊工艺的应用、埋弧焊技术的应用。探索纳米技术、精密磨削技术和精密切削技术的应用,以最大限度地发挥相关工艺和技术的作用,满足新时期产品的生产需要,促进我国机械制造业的进步,实现理想的经济效益和社会效益,为关注此类话题的人们提供参考。

基于多磁信标的指纹匹配定位算法

针对室内、地下以及障碍物较多的复杂环境中,可用导航源匮乏问题,本文提出一种利用低频时变磁场实现目标高精度位置与姿态解算的解决方案。传统时变磁场定位方法要求磁信标坐标系与目标坐标系一致且无法解算目标相对姿态角信息,同时精度普遍较差。本文提出的方案在解决传统方案的局限性基础上,又提出一种基于指纹匹配的改进方案,具有穿透性好、鲁棒性强且精度高的特点。首先根据空间中测量磁场计算磁信标接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indicator)拟合直线,根据指纹匹配原理估计目标位置;再根据测量磁场方向矢量模型,反演解算目标姿态角信息,实现目标位置与姿态信息解算过程,研究并分析了磁信标导航系统误差来源及解决方案;最后通过对比实验,验证本文提出的算法在实验条件下,位置估计误差期望为0.069 m,姿态角估计误差期望为2.3°,且误差不随时间积累,相对于传统的磁信标导航方案具有明显优势,具有较高的工程应用价值。