摘要：[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比,点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小,因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境作业的农业机械。[方法]本文基于DGCNN提出了一种分割精度准确、参数量小的树木点云分割网络——TSNet,它可以很容易被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点:1)该网络是基于DGCNN改进的,可以更好实现点云分割任务;2)网络引入了连续递归门控卷积模块(g^(n)Conv),可以提高树木分割的准确率;3)为避免全局信息损失并增加信息传递效率,我们设计了权重通道用于特征传递。[结果]TSNet分割树木的mIoU达到90.08%,模型大小为0.72 M,优于PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++等常用的点云分割算法。[结论]TSNet能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确的感知信息。

摘要：针对现有图像处理系统无法对不同种类的物品进行处理识别这一问题,提出农业图像云平台中的参数化图像处理系统设计方法,根据物品的不同特征,设置不同的参数,即可选择不同的算法对物品处理识别。给出了图像处理系统顶层控制模块的设计和仿真结果,并以几种图像为例,说明了图像处理系统中各个参数的设置。系统具有较强的灵活性和鲁棒性。

摘要：图像处理在农业领域中的应用十分普遍,但要做到对图像实时处理的同时降低用户的使用成本是该领域的难题。该文以棉花图像处理系统为例,提出一种基于图像处理系统模块化设计方法,首先划分图像处理系统功能模块,基于Petri网模型构建顶层控制器;然后将Petri网模型图转换为VHDL语言文件,并在QuartusII环境中进行仿真验证;最后以底层模块中的图像分割模块为例,说明系统的并行性。这种基于Petri网的全局异步的设计方法,可以降低图像处理系统设计与调试的难度和对时序的要求。

摘要：针对飞轮电池支承与传动系统集成度低、能量损耗大等问题,该文设计了一种兼顾卸载和轴向悬浮的不对称励磁混合磁轴承,该磁轴承拓扑结构由含永磁环的上定子、下定子及转子组成。分析了不同工作模式下的运行机理;综合考虑永磁退磁、最大偏心以及轴向扰动等因素对磁轴承卸载能力的影响,制定了磁轴承额定卸载力约束准则;结合永磁材料工作曲线,推导出卸载力数值模型以及退磁/最大偏心下轴向补偿力数值模型并实现了磁轴承关键结构参数设计。三维有限元分析表明,正常卸载力、退磁卸载力、偏心卸载力的有限元分析值与理论值误差分别为4%、3.7%和5.8%,验证了参数设计结果的准确性。样机试验结果表明,卸载力理论计算值与实测值的最大误差约为4%,平均误差为2%;轴向负载80 N时,转子由上定子气隙处保护磁轴承起浮,稳定悬浮后轴向单边位移约为25μm,轴向负载120 N时,转子由下定子气隙处保护磁轴承起浮,稳定悬浮后轴向单边位移约为35μm,所设计的磁轴承具有良好的卸载与悬浮性能。研究结果可为高集成、低损耗、高可靠性的飞轮电池系统设计提拱参考。

摘要：精准施药过程中变量喷雾电磁阀对流量的控制起着至关重要的作用。为了提高电磁阀工作的线性区间,设计了由单片机、脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)发生器和电磁阀驱动电路组成的电磁阀流量控制器。该控制器利用电磁阀的电感特性,将BOOST电路和传统的电磁阀驱动电路相结合,为储能电容提供高电位电能。采用双电压驱动的电磁阀,无需额外的电源电压转换电路,通过对电磁阀高频通断工作模式的精准控制,实现了高电压打开、低电压高频率维持导通,关闭时快速释放能量。测试了改进前后不同压力(110、180、250、320、390 kPa)和不同占空比(3%~97%)下的流量。结果表明,5种压力下,改进后的流量线性区间分别从10%~92%、10%~92%、10%~92%、10%~92%、8%~92%提高至4%~92%、4%~94%、4%~94%、4%~94%、3%~94%。与未改进的方法相比,设计的基于BOOST电路的电磁阀流量控制器适用于更宽范围的流量线性区间。

摘要：提出了一种基于三导体耦合线结构的毫米波Marchand巴伦的新型宽带模型.基于c模和π模理论,对三导体耦合线进行了分析并采用传输线和理想变压器对其建立了模型.通过电磁场仿真提取了模型参数并使用该耦合线模型建立了Marchand巴伦的模型.基于该模型,使用GaAs工艺设计了一种毫米波Marchand巴伦并进行了流片制造,所设计的巴伦工作在15~55 GHz频率范围,测试结果表明该巴伦具有较好的幅值和相位平衡度,同时验证了模型的准确性.

摘要：五相永磁电机传统直接转矩控制（direct torque control,DTC）系统中磁链给定是固定的。为了维持这个恒定的定子磁链,往往需要定子电流提供较大的无功分量。为解决该问题,提出了一种基于定子磁链最优的DTC策略。该策略利用定子磁链与定子电流幅值之间的关系,设计了定子磁链最优探测器。该策略在不影响DTC性能的同时,能有效降低定子电流幅值,且不依赖任何电机参数。同时,该策略保持了DTC运算简便和结构简洁的初衷。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及所提控制策略的可行性。

摘要：提出一种具有微升压能力的有源功率解耦电路及无电解电容驱动系统控制策略。在同等升压条件下,该电路功率器件驱动信号范围更为合理,在降低逆变器功率器件电压应力的同时,有效地提高了无电解电容驱动系统输入侧电流质量。将直流母线电压交流分量总谐波引入到驱动系统输入参考电流控制中,控制直流母线电压在设定范围内,并实现静、动态工况下无电解电容驱动系统高性能运行。分析该有源功率解耦电路的工作机理,对其数学模型进行推导,详述电路关键参数设计思路。最后,通过原理样机验证该解耦电路及对应无电解电容驱动系统的有效性。

摘要：为实现三自由度六极混合磁轴承高精度非线性解耦控制，提出一种线性/线性自抗扰切换控制策略。首先，介绍了三自由度六极混合磁轴承的基本结构，利用等效磁路法推导了悬浮力数学模型；其次，分析了线性自抗扰控制和非线性白抗扰控制各自的优缺点，并提出一种切换控制策略；在此基础上，设计了线性／非线性自抗扰切换控制器对三自由度六极混合磁轴承系统进行解耦控制，并提出一种简便的参数整定方法。最后，构建了线性／非线性自抗扰切换控制系统的仿真模型与实验平台，仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

摘要：将直接转矩控制理论和方法应用于无轴承永磁薄片电机,并借鉴该思想,构建转子位移和径向悬浮力双闭环控制系统。同时,针对传统直接控制系统中,磁链观测精度低的弊端,引入一种基于锁相环原理的磁链观测器,用于改善电机低速运行时的性能。首先推导了无轴承永磁薄片电机转矩和径向悬浮力数学模型。其次,设计锁相环磁链观测器,并阐述直接控制实现算法,构建基于锁相环磁链观测的无轴承永磁薄片电机直接控制系统。运用Matlab/Simulink模块对控制系统进行仿真,仿真结果验证了数学模型和控制算法的正确性。最后,将该控制策略用于一台4kW样机。实验结果表明,与传统直接控制相比,所提出的直接控制策略不仅能有效提高转矩和悬浮力控制精度,同时具有良好的动、静态性能。