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基于改进YOLOv5s的番茄成熟度识别技术研究 被引量：1
1
作者 刘坤 吉宏亚 +2 位作者 黄程菲 王晓 朱一帆 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第5期79-85,共7页
在实现番茄自动高效采摘的过程中,精确识别番茄的成熟度至关重要。针对目前番茄成熟度识别算法皆依赖高性能硬件设备,限制实际番茄采摘机器人移动端的有效部署,提出一种基于改进YOLOv5s的轻量化番茄成熟度识别方法。首先,将YOLOv5s初始... 在实现番茄自动高效采摘的过程中,精确识别番茄的成熟度至关重要。针对目前番茄成熟度识别算法皆依赖高性能硬件设备,限制实际番茄采摘机器人移动端的有效部署,提出一种基于改进YOLOv5s的轻量化番茄成熟度识别方法。首先,将YOLOv5s初始的骨干特征提取网络替换为ShuffleNetV2网络,将特征融合网络中的传统卷积替换为Ghost卷积,减少模型的参数计算量,同时降低模型权重的大小。接着,为提高模型对番茄成熟度的识别效果,在特征提取中引入轻量级注意力机制CA来捕捉番茄成熟度的横向与纵向信息。测试结果显示,改进后的模型内存为原始模型的1/2,且相比原始YOLOv5s模型,算法模型的精确率、召回率和平均精度均值分别提高0.3%、0.1%、0.2%。最后,将模型移植到树莓派4B中,保证番茄成熟度识别准确率前提下,优化模型推理过程,证明改进算法对番茄成熟度识别任务的有效性。 展开更多
关键词 番茄成熟度 YOLOv5s Ghost卷积 CA注意力机制 树莓派4B
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基于改进RRT^(*)-Connect的采摘机械臂避障路径规划算法研究
2
作者 刘坤 黄程菲 +1 位作者 吉宏亚 石建全 《南方农机》 2025年第12期17-22,共6页
【目的】解决传统RRT算法采样存在的规划时间长、路径冗余等问题,提高路径规划效率。【方法】提出了一种改进RRT^(*)-Connect避障路径规划算法。首先,通过引入随机点半目标导向策略,找到连接起始点与目标点的初始节点组,平衡探索与拓展... 【目的】解决传统RRT算法采样存在的规划时间长、路径冗余等问题,提高路径规划效率。【方法】提出了一种改进RRT^(*)-Connect避障路径规划算法。首先,通过引入随机点半目标导向策略,找到连接起始点与目标点的初始节点组,平衡探索与拓展之间的权重。其次,采用目标偏置函数,在当前最优路径的周边范围进行新节点动态采样,优化密化当前节点树。在此基础上,提出了一种近障碍物节点重选取策略,并与人工势场法相结合,提高随机树路径规划的适应性和效率。最后,在MATLAB软件中进行了三维算法的模拟实验,并基于Linux系统对ER3A-C60工业机械臂进行了物理实验验证。【结果】1)在固定障碍物实验环境中,改进RRT^(*)-Connect算法相比于原RRT^(*)-Connect算法,平均收敛时间减少了51.13%,平均路径长度缩短了1.7%,节点数减少了55.62%。2)在随机障碍物复杂实验环境下,改进RRT^(*)-Connect算法相较于原RRT^(*)-Connect算法,平均收敛时间减少了62.4%,平均路径长度缩短了38 mm,成功率达到98%。3)改进算法应用于机器人操作系统,机械臂可以平滑稳定地避开障碍物到达目标点,平均规划时间为3.704 9 s,证明了改进算法在机械臂应用上的有效性。【结论】改进算法能够在真实机械臂上较好地实现避障运动规划,完成各种复杂果园场景的作业任务,有助于提高农业生产效率和质量。 展开更多
关键词 机械臂 路径规划 RRT^(*)-Connect
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一种缓速器控制系统P型功率管驱动电路设计
3
作者 丁左武 沈裕 丁鑫跃 《农业装备与车辆工程》 2025年第2期119-123,共5页
电磁液冷缓速器制动过程无磨损、响应时间短,已广泛搭载于重载运输车辆。目前利用IRFB3207和IPP039N04L功率管组成的缓速器控制系统最大工作电流仅有150 A,无法满足极端工况,且时常因没有过温过流保护而炸管。为此,通过并联多个BTS5008... 电磁液冷缓速器制动过程无磨损、响应时间短,已广泛搭载于重载运输车辆。目前利用IRFB3207和IPP039N04L功率管组成的缓速器控制系统最大工作电流仅有150 A,无法满足极端工况,且时常因没有过温过流保护而炸管。为此,通过并联多个BTS50085智能功率管组成缓速器控制系统的驱动电路,解决了传统控制器过流自保护难以实现的问题;借助台架试验,验证了该控制系统具有更高的工作效率。 展开更多
关键词 电磁液冷缓速器 大电流工况 大功率励磁线圈
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基于扰动观测器的直线电机速度系统预测函数控制 被引量：1
4
作者 周磊 林健 +1 位作者 汪木兰 黄家才 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第11期146-149,共4页
针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测... 针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测函数控制器,建立带有干扰信息的预测模型,从而优化控制方法,提高伺服系统的控制效果。仿真结果表明,采用该复合控制方法设计的扰动观测器和预测函数控制器能够有效抑制扰动,满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现伺服系统的有效控制。 展开更多
关键词 直线电机 扰动观测器 预测函数控制
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基于TRIZ理论的汽车水泵装配尺寸自动测量装置设计 被引量：2
5
作者 刘树青 施兆春 +2 位作者 汪木兰 王华生 李耀 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第3期75-81,共7页
汽车水泵的装配精度直接影响其冷却能力,为解决汽车水泵装配完成以后关键装配尺寸的自动测量问题,并使测量装置便于集成到自动装配线上,以提高测量精度和效率,从而保证水泵装配质量,减少不合格品率。文中运用TRIZ理论,对自动测量装置设... 汽车水泵的装配精度直接影响其冷却能力,为解决汽车水泵装配完成以后关键装配尺寸的自动测量问题,并使测量装置便于集成到自动装配线上,以提高测量精度和效率,从而保证水泵装配质量,减少不合格品率。文中运用TRIZ理论,对自动测量装置设计中存在的问题和技术矛盾进行分析,基于TRIZ发明原理解决技术矛盾,提出了自动测量装置的模块化设计方案;基于机电一体化设计理念对自动测量装置的机械结构、电气控制和上位机数据处理软件进行了设计;在物理样机上进行了装配尺寸的自动测量试验,并对测量精度和重复性进行了计算和分析,验证了设计的有效性。 展开更多
关键词 TRIZ理论 汽车水泵 自动测量装置
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考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工 被引量：7
6
作者 郭二廓 任乃飞 +1 位作者 任旭东 张新洲 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期3011-3019,共9页
针对柔性包络铣齿过程中加工效率与加工精度之间的矛盾,提出一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工方法。根据空间包络铣削理论和齿面展成成形过程,建立通用刀具的空间曲面包络成形数学模型,并求解含残高差的包络铣齿刀位点... 针对柔性包络铣齿过程中加工效率与加工精度之间的矛盾,提出一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工方法。根据空间包络铣削理论和齿面展成成形过程,建立通用刀具的空间曲面包络成形数学模型,并求解含残高差的包络铣齿刀位点;综合考虑齿面的微分几何特性和精度特性,研究铣齿刀具路径规划与齿面精度特性优化匹配关系,构建了渐开线齿廓展开角度与齿面残高差之间的曲线方程;在通用的四轴加工中心上采用通用立铣刀的包络铣齿加工实例验证了所提方法的正确性。实例分析结果表明,所提方法在保证包络铣齿加工效率的前提下,提高了渐开线圆柱齿轮主啮合区域的加工精度。 展开更多
关键词 渐开线圆柱齿轮 包络铣齿 齿面精度 刀路优化
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基于干扰观测器的快速刀具直线伺服系统的增量滑模控制 被引量：1
7
作者 周磊 许艺严 +2 位作者 刘新成 万其 林健 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第11期79-83,共5页
针对快速刀具直线伺服系统在实际加工过程中存在参数变化、摩擦力、切削力等不确定性干扰,为提高系统在周期性输入信号作用下的跟踪精度,提出一种基于干扰观测器的增量滑模控制方法。设计干扰观测器对不确定性干扰进行有效估计和抑制,... 针对快速刀具直线伺服系统在实际加工过程中存在参数变化、摩擦力、切削力等不确定性干扰,为提高系统在周期性输入信号作用下的跟踪精度,提出一种基于干扰观测器的增量滑模控制方法。设计干扰观测器对不确定性干扰进行有效估计和抑制,在增量滑模控制中通过将上一时刻控制量叠加到当前控制量中实现增量式控制,从而较好地降低抖振。仿真结果表明:与传统滑模控制方法相比,采用基于干扰观测器的增量滑模控制方法有效解决了快速刀具直线伺服系统在周期性干扰作用下的跟踪问题,提高了系统的跟踪精度和抗干扰性能。 展开更多
关键词 快速刀具直线伺服系统 干扰观测器 增量滑模控制 跟踪精度 抗干扰性能
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基于PROFINET的E-车间通信模型构建及调度优化设计 被引量：1
8
作者 朱昊 朱晓春 谢潇晗 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第10期146-148,153,共4页
为了解决E-车间通信的实时性问题,提出一种基于PROFINET的车间通信网络体系。在此基础上,重点设计了基于greedy算法的车间通信调度模型、得出了多任务调度时刻表、构建了物理检测平台,对算法的可行性进行了验证。在消息任务数目相同的... 为了解决E-车间通信的实时性问题,提出一种基于PROFINET的车间通信网络体系。在此基础上,重点设计了基于greedy算法的车间通信调度模型、得出了多任务调度时刻表、构建了物理检测平台,对算法的可行性进行了验证。在消息任务数目相同的条件下,采用文中提出的调度算法比使用传统西门子S7内部调度策略的任务交付时间有显著减少,且任务量越大,该算法越有优势。 展开更多
关键词 车间通信 模型构建 调度优化
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低能耗柔性作业车间调度研究 被引量：9
9
作者 解潇晗 朱晓春 +2 位作者 周琦 周志成 梁伟 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第2期132-137,共6页
针对柔性作业车间低能耗调度问题,对机床运行模式下能源消耗特点和完工时间进行了研究。建立了以能源消耗和完工时间为目标函数的多目标优化模型;结合该模型特点,采用目标加权法,得到了能源消耗和完工时间两个变量加权求和的最小值;针... 针对柔性作业车间低能耗调度问题,对机床运行模式下能源消耗特点和完工时间进行了研究。建立了以能源消耗和完工时间为目标函数的多目标优化模型;结合该模型特点,采用目标加权法,得到了能源消耗和完工时间两个变量加权求和的最小值;针对遗传算法单一染色体在解决较复杂问题时,无法准确表达问题解的缺点,设计了多层编码策略,对柔性作业车间制造过程中工件加工顺序和机床选择进行了优化,实现了面向能耗优化的多目标柔性作业车间调度;在Matlab环境中对生产实例进行了仿真。实验结果表明:在加入低能耗要求的车间调度中,基于改进遗传算法的调度策略是可行和有效的,决策者可根据偏好在一系列可行解中进行选择,以提高解的合理性、科学性。 展开更多
关键词 柔性作业车间 多目标调度 多层编码 遗传算法
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钢铝双金属复合板的轧制及其界面分析 被引量：7
10
作者 黄海涛 王辉 《热加工工艺》 北大核心 2019年第11期57-61,71,共6页
采用不同的表面处理方式制备了20钢和纯铝板基材的冷轧双金属复合板,并用剥离试验法测定了钢铝双金属复合板的结合强度,对比得出了最佳表面处理方式。在此方式下,研究了压下率对钢铝双金属复合板结合强度的影响,得出最佳压下率。采用电... 采用不同的表面处理方式制备了20钢和纯铝板基材的冷轧双金属复合板,并用剥离试验法测定了钢铝双金属复合板的结合强度,对比得出了最佳表面处理方式。在此方式下,研究了压下率对钢铝双金属复合板结合强度的影响,得出最佳压下率。采用电子显微镜、扫描电镜观察分析了复合板结合界面的金相组织、结合面形貌、元素分布及基材表面形貌。结果表明:化学处理和机械处理相结合的表面处理方式可以提高复合板的结合强度。在最佳表面处理方式下,当压下率为65%时,钢铝双金属复合板的结合强度最高,为13.3 N/mm(误差值±0.1 N/mm)。复合板界面钢侧没有Al元素扩散,Al侧没有Fe元素扩散,界面结合方式以机械结合为主。 展开更多
关键词 钢铝双金属复合板 冷轧结合 表面处理 压下量 界面分析
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