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麦克纳姆轮农业机器人路径跟踪——基于改进野马算法
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作者 穆占海 艾尔肯·亥木都拉 郑威强 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期1-8,18,共9页
针对麦克纳姆轮农业机器人在智能大棚中的路径跟踪问题,建立了运动学模型和动力学模型,设计了一种新型的双环比例微分-分数阶比例积分导数(Proportional Derivative-Fractional Order Proportional-Integral Derivative,PD-FOPID)控制... 针对麦克纳姆轮农业机器人在智能大棚中的路径跟踪问题,建立了运动学模型和动力学模型,设计了一种新型的双环比例微分-分数阶比例积分导数(Proportional Derivative-Fractional Order Proportional-Integral Derivative,PD-FOPID)控制器对全局路径进行动态跟踪控制。对于控制器参数多且整定困难的问题,首先采用帐篷映射初始化种群策略、精英主义记忆策略、动态余弦权重策略和柯西—高斯变异策略对原始野马算法进行改进,然后利用略改进野马算法(Improved Wild Horse Optimizer,IWHO)对控制器最优增益参数优化。实验结果表明:所开发的算法在探索和开发阶段方面性能优异,且PD-FOPID控制器在整定工作中表现突出。路径跟踪仿真证明,设计的双环PD-FOPID控制器比FOPID控制器更具显著的优势,能够避免动态误差累积,快速响应调整到规划路径,在提高农业大棚机器人路径跟踪控制质量方面具有巨大的潜力。 展开更多
关键词 麦克纳姆轮农业机器人 路径跟踪 运动学模型 动力学模型 新型双环控制器 改进野马算法
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改进野马算法求解低碳开放式送取货选址路径问题
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作者 虎翼飞 张惠珍 陈曦 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第1期229-238,共10页
目的针对当前物流背景下普遍出现的送货公司外包、退换货频繁等问题,结合现有的碳排放政策,提出低碳背景下开放式同时送取货选址−路径模型(Low-Carbon Open Location-routing Problem with Simultaneous Pickup and Delivery Problem,LO... 目的针对当前物流背景下普遍出现的送货公司外包、退换货频繁等问题,结合现有的碳排放政策,提出低碳背景下开放式同时送取货选址−路径模型(Low-Carbon Open Location-routing Problem with Simultaneous Pickup and Delivery Problem,LOLRPSPD),并通过改进野马算法进行求解。方法首先设计一种新的解码方式,使得原离散问题可以采用连续算法求解。之后,运用哈尔顿序列生成初始解,改进非线性进化概率因子,使用模拟二进制交叉,增加变异操作,以及精英保留、设置连续失败重新初始化等步骤,改进野马算法。最后,通过6组不同大小的算例将改进野马算法与原始野马算法、模拟退火算法、粒子群算法、遗传算法进行对比。结果针对中大型算例,改进野马算法远超原始野马算法。针对小型算例,在确保准确率的同时,改进野马算法对比各经典算法也在速度上具有优势。结论提出的LOLRPSD模型具备合理性,改进的野马算法针对选址路径问题具有较好的搜索能力。 展开更多
关键词 选址路径问题 开放式问题 同时送取货 改进野马算法 元启发式算法
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智能优化预测算法下船舶航行稳定性控制研究
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作者 柯金丁 仲金召 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第8期60-64,共5页
船舶在水中航行时,所受到的水动力与船舶的运动状态之间存在着复杂的非线性关系,导致传统的线性控制方法难以取得理想的控制效果。为此,本文引入智能优化预测算法对船舶航行稳定性控制方法进行改进。首先,以航向角偏差为PID控制器输入,... 船舶在水中航行时,所受到的水动力与船舶的运动状态之间存在着复杂的非线性关系,导致传统的线性控制方法难以取得理想的控制效果。为此,本文引入智能优化预测算法对船舶航行稳定性控制方法进行改进。首先,以航向角偏差为PID控制器输入,输出船舶舵令控制值;然后,利用智能优化预测算法中的改进野马算法优化径向基函数神经网络参数,完成水动力与船舶的运动状态之间的非线性关系线性化处理;最后,结合舵令补偿值与舵令控制值,得到最终的舵令控制值;依据最终的舵令控制值获取舵速控制指令,完成船舶的航行稳定性控制。实验证明,该方法在风速扰动与时变航向下,仍能对船舶航行稳定性进行控制,精准跟踪船舶轨迹。 展开更多
关键词 智能优化 预测算法 船舶航行 稳定性控制 改进野马算法
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基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测系统研究 被引量:8
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作者 王淞 衣淑娟 +3 位作者 赵斌 李衣菲 陶桂香 毛欣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期75-84,共10页
为解决免耕播种机高速(12~16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer,IWHO)优化扩展卡尔... 为解决免耕播种机高速(12~16 km/h)作业时因地势起伏造成机械振动与传感器测量误差导致的播种深度监测系统精度降低,以及单一传感器监测可靠性较差的问题,研究了一种基于改进野马算法(Improved wild horse optimizer,IWHO)优化扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF)中关键参数Q_(sigma)、R_(sigma1)、R_(sigma2)、R_(sigma3)的多传感器数据融合算法(IWHO-EKF)的高速免耕播种机播种深度监测系统。首先,建立以激光、超声波与角度传感器为多传感器监测单元的播种深度监测模型;其次,通过卡尔曼滤波算法对3个单一传感器分别滤波;最后,提出一种加入莱维飞行与高斯变异的IWHO-EKF算法,将滤波后的3个单一传感器进行数据融合,从而解决机械振动干扰与传感器测量误差降低的问题,同时充分发挥多传感器融合信息,确保免耕播种机高速作业时实现高精度、高可靠性播种深度实时监测。为验证其优越性,通过IWHO-EKF算法与单一传感器监测、单一传感器滤波和WHO-EKF算法进行仿真对比试验与田间试验。仿真试验表明:基于IWHO-EKF的高速免耕播种机播种深度监测算法平均绝对误差为0.073 cm,均方根误差为0.090 cm,相关系数为0.983,实现了高精度监测,且精度相较于传感器原始监测值、滤波值与WHO-EKF算法均显著提升。田间试验结果表明:基于IWHO-EKF算法的高速免耕播种机播种深度监测系统相较于3个单一传感器监测值,平均绝对误差和平均均方根误差分别降低0.063 cm和0.067 cm,同时平均相关系数提升0.027,该系统能够提高播种深度监测系统的精确性和可靠性。 展开更多
关键词 高速免耕播种机 播种深度监测系统 改进野马算法 扩展卡尔曼滤波器 数据融合
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