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题名基于多普勒与贪心策略的农机作业路径优化研究
被引量：5
- 1
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作者
姚竟发
刘静
张璠
滕桂法
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机构
河北农业大学机电工程学院
保定理工学院基础课教学部
河北农业大学信息科学与技术学院
河北省农业智能装备技术研究院
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出处
《中国农机化学报》
北大核心
2020年第4期130-137,共8页
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基金
河北省自然科学基金项目(G2018204093)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018012)。
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文摘
在进行大规模农田作业时,农业机械及其行走路线的选择不能再依靠传统经验。为实现精准农业及提高农机作业效率、降低作业成本,采用模拟退火算法进行农机作业路径优化,并改进模拟退火算法,提出一种基于多普勒与贪心策略模拟退火算法,从矩形农田、梯形农田、不同农机三方面对农机作业路径进行优化,并与贪心算法优化结果进行对比。试验结果表明,相比贪心算法,SA算法和SADG算法均能找到更优的农机作业路径,同时SADG算法较SA算法优化性能及寻优效率更高;在矩形农田中,SA算法和SADG算法平均优化性能比贪心算法提高均超过8%;在梯形农田中,随着作业角β增大,SA算法和SADG算法农机作业路径优化性能呈递增趋势,平均优化性能比贪心算法提高均超过9%;在不同农机参数下(作业幅宽w,最小转弯半径r),当2r/w>2时,随着农机最小转弯半径的增大,优化性能呈递减趋势,SA算法和SADG算法平均优化性能比贪心算法提高了9%左右。该研究为优化农机作业路径、提高农机作业效率、降低农机作业成本提供了一种更加高效、可行的方法。
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关键词
车辆路由问题
作业效率
作业成本
转弯距离
模拟退火
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Keywords
vehicle routing problem
operational efficiency
operational cost
turning distance
simulated annealing
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分类号
S24
[农业科学—农业电气化与自动化]
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题名机群协同作业路径动态优化
被引量：3
- 2
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作者
姚竟发
刘静
滕桂法
张璠
范晓飞
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机构
河北农业大学机电工程学院
河北农业大数据重点实验室
保定理工学院基础课教学部
河北农业大学信息科学与技术学院
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出处
《中国农机化学报》
北大核心
2021年第6期103-110,共8页
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基金
河北省重点研发计划项目(19227210D、20327403D)
河北省自然科学基金项目(G2018204093)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018012)。
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文摘
随着我国农业机械化不断发展,智能农机应运而生,其作业路径被农机大数据中心实时监测、调控。合理的作业路径不仅可以提高作业效率,而且当车队运行状态或农田环境改变后,能实现精准作业,因此,研究如何动态优化车队协同作业具有十分重要的理论意义和实用价值。以总作业时间和作业时长综合最短为优化目标,同时避免作业冲突,构建机群协同作业路径动态优化模型,设计冲突检测规则,提出一种机群协同作业路径动态优化(DOFOP)算法。试验结果表明,当有农机发生故障时,重新优化后的作业时长、总作业时间比并排作业均减少2.52%,平均作业农田能力AEFC、农田效率FE比并排作业平均提高2.63%、2.59%;当有农机作业速率发生改变时,重新优化后的作业时长、总作业时间比原作业分别降低7.22%、2.73%,AEFC、FE比原作业分别提高7.99%、2.82%;当农田面积发生改变时,重新优化后的作业时长、总作业时间比原作业降低6.26%、0.1%,AEFC、FE比原作业分别提高6.48%、0.1%。当机群作业状态发生改变时,DOFOP算法能有效动态优化机群作业路径,提高机群作业效率,实现机群精准作业。
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关键词
智能农机
机群
协同作业
动态优化
作业冲突
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Keywords
intelligent agricultural machinery
fleet
collaborative operation
dynamic optimization
operation conflict
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分类号
S24
[农业科学—农业电气化与自动化]
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题名异型机群协同作业路径实时优化
被引量：1
- 3
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作者
姚竟发
刘静
滕桂法
张璠
霍利民
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机构
河北农业大学机电工程学院
保定理工学院基础课教学部
河北省农业智能装备技术研究院
河北农业大学信息科学与技术学院
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出处
《中国农机化学报》
北大核心
2019年第12期118-124,共7页
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基金
河北省自然科学基金项目(G2018204093)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018012).
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文摘
当采用多台不同型号的农机同时作业时,农机作业速度、作业幅宽均不相同,为避免作业冲突、降低作业成本,首次提出一种异型机群协同作业路径实时优化算法,机群作业过程分为并排作业阶段和剩余农田作业阶段,按照作业速度从大到小,HAMCO算法实时调整机群作业顺序。实验结果表明,在作业20 min后,若农机M1作业速度从2.5 m/s分别变为2.95 m/s、3.4 m/s、4.5 m/s时,农机M1分别在第148行反超农机M2,在第71行、第139行分别反超农机M2、农机M3,在第56行、第71行、第142行分别反超农机M2、农机M3、农机M4;在作业15 min后,若农机M4作业速度从3.8 m/s分别变为2.8 m/s、2.51 m/s、2.1 m/s时,农机M4分别在第165行被农机M3反超,在第81行、第166行分别被农机M3、农机M2反超,在第57行、第78行、第132行分别被农机M3、农机M2、农机M1反超。剩余农田作业阶段,HAMCO算法可找出18种符合条件的联合收割机组合,农机M1、农机M2、农机M3、农机M4数量分别为0台、0台、3台、1台时,总作业成本最小,为6.11 kg,农机M1、农机M2、农机M3、农机M4数量分别为2台、0台、0台、2台时,总作业成本最大,为11.93 kg,最佳机群组合最大可节省油耗5.82 kg。HAMCO算法能实时为机群分配最合理的作业路径,同时确保机群作业成本最低。
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关键词
异型机群
路径优化
作业冲突
实时优化
作业成本
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Keywords
various types of agricultural machinery
path optimization
operation conflict
real time optimization
operation cost
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分类号
S22
[农业科学—农业机械化工程]
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题名大推力水下航行器运动偏移特性数学建模
被引量：1
- 4
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作者
窦林立
杨少静
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机构
保定理工学院基础课教学部
河北科技学院
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2020年第2期34-36,共3页
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文摘
水下航行器在维持深水域航行探测时需要大推力辅助,很容易产生运动偏移,为了提高水下航行器运动偏移特性数据分析的准确度,设计应用数学坐标建模思想,建立航行器偏移特性数学模型。引入地面坐标系和水下局部坐标系,建立整体坐标系概念,将航行器运行轨迹看做静态坐标变换过程,构建2项坐标转换方式,为了简化计算步骤,根据坐标系概念确定当前航行器水下流体微元,在浮力、环境力和重力引导下确定航行器运动方程表达式,依据运动方程表达式建立矢量控制模型,最终根据欧拉角关系速度矢量和偏转特性,解析控制模型,获取最终数据结果。实验数据表明,该分析模型法向阻力系数计算准确度提高了27%,切向阻力系数提高了22%,可以有效提高数据计算的准确度。
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关键词
水下航行器
偏移特性
局部坐标
控制模型
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Keywords
underwater vehicle
migration characteristic
local coordinates
control model
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分类号
TV131.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
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