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苹果采摘机器人快速跟踪识别重叠果实被引量：33: 2015年; 为解决采摘机器人在运动状态下对重叠果实的识别问题,减少采摘过程处理的时间,对重叠果实的快速跟踪识别进行了研究。首先,对采集到的第1幅图像进行分割并去噪,之后通过计算圆内的点到轮廓边缘最小距离的极大值确定圆心的位置,计算圆心到轮廓边缘距离的最小值确定半径,通过圆心与半径截取后续匹配的模板,经试验证明该算法能较准确地找到重叠果实的圆心与半径。然后,确定连续采集的10幅图像的圆心,根据每幅图像圆心的位置对机器人的运动路径进行拟合、预判、综合半径与预判路径确定下一次图像处理的范围。最后,采用快速归一化互相关匹配对重叠果实进行匹配识别。试验证明,经过改进后的算法匹配识别时间与原算法相比,在没有进行预判的情况下匹配识别的时间为0.185 s,经过预判之后,匹配时间为0.133 s,减少了28.1%,采摘机器人的实时性得到了提高,能够满足实际需求。该研究可为苹果等类球形重叠果实的动态识别提供参考。; 赵德安沈甜陈玉贾伟宽; 关键词：机器人果实图像处理图像匹配

非Lipschitz连续级联系统的稳定性分析及其应用(英文): 2014年; 当考虑级联系统稳定性时,一般都需要系统满足局部或者全局Lipschitz连续性条件.与已有文献中的结果不同,本文给出了一种处理满足非Lipschitz连续条件下级联系统的稳定性分析方法.首先,基于积分输入状态稳定的定义,给出了级联系统全局稳定的Lyapunov形式条件.基于此,继续讨论了非Lipschitz连续情况下级联系统的有限时间稳定性.然后,利用上述稳定性分析结果,讨论了一类驱动子系统具有上三角结构的级联系统的控制设计问题.最后,给出几个例子验证了上述结果的有效性.; 马莉贾如婷丁世宏; 关键词：级联系统齐次性

基于增量动态逆的高超声速飞行器控制律设计被引量：5: 2013年; 针对传统动态逆鲁棒性差的特点,设计了基于增量动态逆的高超声速飞行器的再入鲁棒控制律。首先建立了高超声速飞行器快慢两个回路的控制模型,通过非线性干扰观测器估计再入动力学外来的强干扰,进行前馈补偿;然后通过状态速率反馈,对快慢回路分别设计了增量动态逆控制律,期望动力学采用了抗干扰能力和收敛速度快的非光滑控制律,提高了系统的鲁棒性;引入了线性跟踪-微分器解决了增量动态逆控制律所需状态速率无法测量的问题。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性。; 张军丁世宏陆佳辉; 关键词：高超声速飞行器再入干扰观测器

Buck变换器扰动补偿控制算法及实现被引量：10: 2015年; 农业装备中普遍存在多种扰动,这些扰动对Buck变换器的输出电压影响很大,传统的比例积分PI(proportional integral)控制方法较难取得满意的控制效果。针对这一问题,该文基于扰动观测理论,提出了一种抗扰动控制方法。首先,采用变参数PI控制器代替传统PI控制器,作为改进的PI控制器。该变参数PI控制器不仅具有传统PI稳定简便的特点,而且通过实时调整PI参数可使系统在不同阶段都具有较高的性能。然后,设计扰动观测器(disturbance observer,DOB)观测出参数摄动与负载变化所带来的系统扰动,将其作为补偿量补偿到前馈通道,形成复合控制器,提高系统的收敛速度与抗扰动能力。最后,通过仿真和试验,分别验证了该算法的有效性。试验证明,采用这种基于扰动补偿的复合控制器可使Buck变换器在负载突变时,恢复时间缩短了71.4%,输出电压误差减小了20.8%。在输入突变时,恢复时间缩短了58.3%,输出电压误差减小了30.0%,有效地提高了Buck变换器的稳定性和抗扰动性。该研究为提高Buck变换器的控制性能提供了参考。; 丁世宏王加典黄振跃赵德安; 关键词：控制系统降压变换器扰动观测器

输入饱和情况下农用拖拉机的直线导航控制被引量：2: 2013年; 本文以农用拖拉机为研究对象,提出了一种基于饱和方法的直线路径跟踪导航算法.该算法可以为农用拖拉机导航中普遍存在的输入饱和控制问题提供一种有效的解决办法.首先,基于直线导航系统运动学模型,将其线性化得到易于控制设计的线性系统模型.其次,设计非饱和控制器,使得系统在该非饱和控制器作用下全局镇定.最后,结合饱和函数和非饱和控制器,构造出饱和控制器,并证明在该饱和控制器作用下系统全局渐近稳定.该控制方案的优点在于:控制器结构较为简单,且饱和控制器中从外到内的饱和度并不需要按照递减顺序选取,从而提高了闭环系统的收敛性能.仿真结果验证了上述方法的有效性.; 丁世宏姜月霞赵德安林相泽; 关键词：农用拖拉机控制器设计稳定性

饱和情况下二阶系统的终端滑模控制: 关于非线性系统的终端滑模控制问题,已有文献中有很多结果.然而,这些结果都没有考虑输入饱和情况下的终端滑模控制问题.基于此,本文给出了输入饱和情况下的终端滑模控制方法.控制设计可以分为两步.第一步,结合非奇异终端滑模和一类...; 丁世宏张弛李雪冰; 关键词：二阶系统终端滑模; 文献传递

农业机械路径跟踪的饱和控制: 本文以农用拖拉机为研究对象,基于直线跟踪系统运动学模型,提出了一种基于饱和方法的路径跟踪控制器,并证明了在该控制器下闭环系统的稳定性.该控制方案的优点在于,不需要常用饱和控制设计中所需的线性变换,因而使得控制器结构较为简...; 姜月霞丁世宏赵德安林相泽; 关键词：农用拖拉机控制器

农用拖拉机直线导航的有限时间饱和控制器设计: 有限时间控制系统具有抗扰动性能强和收敛速度快的优点.针对农用拖拉机直线导航系统线性化后的运动学模型,提出了一种基于有限时间控制技术和饱和方法相结合的饱和控制方案.根据此方法设计了直线导航系统的有限时间饱和控制器,且证明了...; 姜月霞丁世宏赵德安姬伟; 关键词：农用拖拉机; 文献传递

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国家自然科学基金(61203014)