科研产出
除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：智能除草机器人在草坪作业时，易受到外界扰动以及系统不确定性的影响，从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此，设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先，考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素，建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型，设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点，能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时，在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下，可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿，提高系统的鲁棒性。最后，通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明，所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛，并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径，同时具有较强的鲁棒性。
关键词： 除草机器人 轨迹跟踪 动力学模型 自适应估计 快速积分终端滑模
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牛粪厌氧发酵产气动力学与加热策略研究
《干旱地区农业研究 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以牛粪为研究对象,开展不同温度(15℃~35℃)及有机负荷(0.5~6.0 g·L-1·d-1)条件下沼气产气率研究,构建半连续式沼气发酵产气动力学模型.结果显示,模型对牛粪的容积产气率有较好的拟合度,在15℃、20℃、25℃、30℃和35℃下的最大容积产气率(Rpmax)分别为20.18、54.45、73.86、143.90、146.35 mL·L-1·d-1.通过Rpmax-θ公式计算得到的不同温度区间内温度活性系数θ值分别为1.22(15℃~20℃)、1.06(20℃~25℃)、1.14(25℃~30℃)、1.00(30℃~35℃),相比其它温度区域,15℃~20℃范围内牛粪产气速率对温度的敏感性最大.能量投入与产出估算结果表明,低浓度条件下的牛粪沼气工程(总固体浓度TS约1%)在我国南方冬季不适合额外增温,其热损失以及原料加热至理想温度所需求的热量远大于产能.
关键词： 牛粪 厌氧发酵 沼气工程 产气率 动力学模型 加热策略
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瓢儿菜采后微生物生长动力学模型研究
《南方农业 》 2017
摘要：以采后瓢儿菜为试验对象,研究了不同贮藏温度下瓢儿菜的微生物生长趋势,建立了瓢儿菜微生物生长动力学模型和微生物货架期预测模型。结果表明:修正的Gompertz方程能够较好地拟合不同温度下瓢儿菜微生物生长的初级模型,其R~2均大于0.90;瓢儿菜的最大菌数Nmax随温度的变化波动不大,平均值为(6.85±0.1265)cfu/g;最大比生长速率μmax随温度的上升而增加,生长延滞时间λ随温度的上升而减小;二级模型为=0.040×[T-(-0.198)]及=0.260×[T-(-3.379)],其R2均大于0.90。通过初级模型和二级模型确立了瓢儿菜的微生物货架期预测模型。
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