基于參數(shù)優(yōu)化的植保無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)性能分析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-26 15:10
為進(jìn)一步提升植保無(wú)人機(jī)田間作業(yè)效率,從參數(shù)優(yōu)化角度出發(fā),對(duì)機(jī)體的飛控系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。通過(guò)全面理解植保機(jī)飛控系統(tǒng)原理,明確其控制流程,具體分析無(wú)人機(jī)作業(yè)變異系數(shù)、噴施壓力、飛行高度與角度等參數(shù)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),建立以影響飛控系統(tǒng)性能的各項(xiàng)參數(shù)為條件的二次性能指標(biāo)控制模型。進(jìn)行飛控系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì),并進(jìn)行植保機(jī)飛控系統(tǒng)性能穩(wěn)定性及參數(shù)優(yōu)化可行性試驗(yàn)。結(jié)果表明:在頻率7Hz、飛行速度為1.5m/s的條件下,系統(tǒng)理論軌跡偏差與試驗(yàn)軌跡偏差間的誤差較小,可控制在±0.2%,且在20%~60%占空比范圍內(nèi),占空比與軌跡誤差存在負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。試驗(yàn)過(guò)程中,整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,可為植保無(wú)人機(jī)及其他自動(dòng)化田間作業(yè)設(shè)備的深度優(yōu)化提供一定的參考思路。
【文章來(lái)源】:農(nóng)機(jī)化研究. 2020,42(11)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
植保無(wú)人機(jī)施藥作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)
序號(hào) 參數(shù)名稱(chēng) 單位 參數(shù)值 6 噴頭數(shù)目 個(gè) 4 7 作業(yè)高度 m 1~5 8 作業(yè)速度 m/s 1~6植保機(jī)動(dòng)力提供源泵體的均勻化參數(shù)調(diào)控與設(shè)置是實(shí)現(xiàn)該飛控系統(tǒng)準(zhǔn)確控制的核心環(huán)節(jié)之一,主要包含泵的流量與壓力、電機(jī)的執(zhí)行參數(shù)及藥液的體積控制等。經(jīng)初始化的飛控系統(tǒng)需對(duì)飛控指令進(jìn)行等值化匹配及飛行參數(shù)判定,才能輸出正確的執(zhí)行動(dòng)作,以符合指令停止參數(shù)為最終判定依據(jù),執(zhí)行一次控制作業(yè)。
植保無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)核心控制模型,如圖3所示。由圖3可知:整機(jī)控制在變異系數(shù)初始值r(t)的條件下展開(kāi),通過(guò)設(shè)定參數(shù)值與位姿值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,在控制系統(tǒng)的跟蹤目標(biāo)ym(t)的實(shí)時(shí)調(diào)整下,NNC與NNI間接配合,輸出植保機(jī)飛控系統(tǒng)的參數(shù)控制值;此時(shí),設(shè)定初始值與實(shí)際作業(yè)運(yùn)行值的差距e(t)被及時(shí)反饋至初始位置,形成閉環(huán)控制模型。以參數(shù)優(yōu)化為手段,飛行能耗與誤差之間的平衡點(diǎn)為最佳設(shè)計(jì)指標(biāo),針對(duì)整機(jī)飛控系統(tǒng)的控制裝置,建立飛控系統(tǒng)的二次型性能指標(biāo)控制模型,即
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植保無(wú)人機(jī)機(jī)載加固電子設(shè)備結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張瑞珠,吳高峰,孫夢(mèng)瑩,馬子領(lǐng). 汽車(chē)實(shí)用技術(shù). 2019(01)
[2]植保無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 田志偉,薛新宇,李林,崔龍飛,王光,李志杰. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]四旋翼無(wú)人機(jī)串級(jí)模糊自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于文妍,楊坤林. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(01)
[4]植保無(wú)人機(jī)水稻田間農(nóng)藥噴施的作業(yè)效果[J]. 張海艷,蘭玉彬,文晟,尹選春,梁冰,田維逵. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]四旋翼無(wú)人機(jī)軌跡跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王春陽(yáng),姜明瑞,史紅偉. 電光與控制. 2019(03)
[6]艦載無(wú)人機(jī)自動(dòng)著艦自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊柳青,甄子洋,邢冬靜,江駒. 飛行力學(xué). 2018(06)
[7]植保機(jī)械噴桿位置控制器設(shè)計(jì)[J]. 李樹(shù)江,夏彬,蘇錫輝,王向東. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(06)
[8]小型油動(dòng)無(wú)人直升機(jī)機(jī)架振動(dòng)特性與試驗(yàn)研究[J]. 婁尚易,薛新宇,顧偉,崔龍飛,肖會(huì)濤,田志偉. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(05)
[9]植保機(jī)均勻性噴霧的優(yōu)化控制方法[J]. 鄭薇,王向東,李樹(shù)江,張凱麗. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(05)
[10]自平衡精量施藥施肥植保機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王榮,曹冬林,柳亞輸,金家楣. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(03)
本文編號(hào):3364470
【文章來(lái)源】:農(nóng)機(jī)化研究. 2020,42(11)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
植保無(wú)人機(jī)施藥作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)
序號(hào) 參數(shù)名稱(chēng) 單位 參數(shù)值 6 噴頭數(shù)目 個(gè) 4 7 作業(yè)高度 m 1~5 8 作業(yè)速度 m/s 1~6植保機(jī)動(dòng)力提供源泵體的均勻化參數(shù)調(diào)控與設(shè)置是實(shí)現(xiàn)該飛控系統(tǒng)準(zhǔn)確控制的核心環(huán)節(jié)之一,主要包含泵的流量與壓力、電機(jī)的執(zhí)行參數(shù)及藥液的體積控制等。經(jīng)初始化的飛控系統(tǒng)需對(duì)飛控指令進(jìn)行等值化匹配及飛行參數(shù)判定,才能輸出正確的執(zhí)行動(dòng)作,以符合指令停止參數(shù)為最終判定依據(jù),執(zhí)行一次控制作業(yè)。
植保無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)核心控制模型,如圖3所示。由圖3可知:整機(jī)控制在變異系數(shù)初始值r(t)的條件下展開(kāi),通過(guò)設(shè)定參數(shù)值與位姿值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,在控制系統(tǒng)的跟蹤目標(biāo)ym(t)的實(shí)時(shí)調(diào)整下,NNC與NNI間接配合,輸出植保機(jī)飛控系統(tǒng)的參數(shù)控制值;此時(shí),設(shè)定初始值與實(shí)際作業(yè)運(yùn)行值的差距e(t)被及時(shí)反饋至初始位置,形成閉環(huán)控制模型。以參數(shù)優(yōu)化為手段,飛行能耗與誤差之間的平衡點(diǎn)為最佳設(shè)計(jì)指標(biāo),針對(duì)整機(jī)飛控系統(tǒng)的控制裝置,建立飛控系統(tǒng)的二次型性能指標(biāo)控制模型,即
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植保無(wú)人機(jī)機(jī)載加固電子設(shè)備結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張瑞珠,吳高峰,孫夢(mèng)瑩,馬子領(lǐng). 汽車(chē)實(shí)用技術(shù). 2019(01)
[2]植保無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 田志偉,薛新宇,李林,崔龍飛,王光,李志杰. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]四旋翼無(wú)人機(jī)串級(jí)模糊自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于文妍,楊坤林. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(01)
[4]植保無(wú)人機(jī)水稻田間農(nóng)藥噴施的作業(yè)效果[J]. 張海艷,蘭玉彬,文晟,尹選春,梁冰,田維逵. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]四旋翼無(wú)人機(jī)軌跡跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王春陽(yáng),姜明瑞,史紅偉. 電光與控制. 2019(03)
[6]艦載無(wú)人機(jī)自動(dòng)著艦自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊柳青,甄子洋,邢冬靜,江駒. 飛行力學(xué). 2018(06)
[7]植保機(jī)械噴桿位置控制器設(shè)計(jì)[J]. 李樹(shù)江,夏彬,蘇錫輝,王向東. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(06)
[8]小型油動(dòng)無(wú)人直升機(jī)機(jī)架振動(dòng)特性與試驗(yàn)研究[J]. 婁尚易,薛新宇,顧偉,崔龍飛,肖會(huì)濤,田志偉. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(05)
[9]植保機(jī)均勻性噴霧的優(yōu)化控制方法[J]. 鄭薇,王向東,李樹(shù)江,張凱麗. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(05)
[10]自平衡精量施藥施肥植保機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王榮,曹冬林,柳亞輸,金家楣. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(03)
本文編號(hào):3364470
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