автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности работы прицепов-разбрасывателей органических удобрений за счет создания систем оперативного контроля качества их работы

9 0'

Ленинградский огдена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт

На правах рукописи

ШЛАКОВ Юрий Федорович

УДК 631.333.6:681.3:658,562.3(043.3)

повышение эффективности работы прицепов-разбрасывателей органических удобрений за счет создания

систем оперативного контроля качества их работы

Специальность: 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Iекянград-Пупклн 1С90

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамена сельскохозяйственном институте.

Научный руководитель: Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЕНИКЕЕВ В.Г. кандидат технических наук, доцент ТЕПЛИНСКИЙ И.8.

доктор технячнских наук, профессор ИОФШОВ С.А.;

кандидат технических наук, с.н.с. СЗЬРОВ В.Г..

Ведущее предприятие: Головное специализированное про ектно-конструктореаде технологическое бюро, г,Бобруйск.

Защита диссертации состоится "d?" нол-р-л, jggQr> в 12 часов 30 щщ на заседании специализированного совета К 120,37,05 по защите диссертации ка соискание ученой степени кандидата технических наук в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамена сельскохозяйственном институте по адресу: 189620, Ленинград-Пушкин, Ленинградское шоссе,2, ауд. 719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке . Ленинградского ОХИ.

Автореферат разослан.о^иин^м, 1990г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, , йОД/1 ^

доцент НИКОЛАЕВ Д.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

| . : Актуальность теми. Вашэйшдя проблема земледелия в усло-■ виях1интенсивного ведения сельского хозяйства - расширенное воспроизводство плодородия почвы, а также создание бездефицитного баланса питательных веществ в системе почва-растение. Один из важнейших показателей плодородия почвы - содержание в ней гумуса.

Органические удобрения - лоточник питательных макро- и микроэлементов для растений, улучшают физические свойства почвы, ее поглотительную способность я буферность, а также

показатели, характеризующие' плодородие. При атом, эффективность органических удобрений зависит не только от количества содержащихся в них питательных веществ, норм, сроков применения, но и в значительной мера от затрат трудовых и материальных ресурсов, связанных с процессом внесения, от качества выполнения технологических операций.

Современный комплекс мапин для внесения органических удобрений используется по двум технологиям! прямоточной (ферма-Поле) и перевалочной (ферлг-бурт-поле). Общим яаля-. ется то, что для внесения основной массы ТОУ, во всех поч-венно-климатических зонах страны, используются прицепы -разбрасыватели (РОУ), Недостатком РОУ является значительная неравномерность внесения удобрений по ходу движения и по ширине захвата. Зто вызвано воздействием многочисленных факторов ведущих к изменении настройки дозируюцих систем РОУ. Существующие методы оценки качества работы РОУ основаны на ретроспективном контроле, при котором факт расстройки дози- •' руЫеЙ системы устанавливается лишь после регламентной проверки. Компенсация же влияния помех монет быть эффективно выполнена средствами оперативного контроля, создание которых невозмояно без знания характеристик контролируемых процессов, необходимых для синтеза и реализации алгоритма опе- '. ративного контроля» В овяза о этим изучение динамика про- • цессов, определявших работу дозирувдей системы РОУ, выбор метода и критерия оценка качества ее работы я разработка • на этой основе системы контроля и корректировка (СКК) является актуальным. , .

Лиссертацпонная работа выполнен? по перспективному

'плану Проблемной лаборатории во методам и средствам автоматизации систем управления и контроля мобильных сачьскохозяй-ственных агрегатов Ленинградского СХИ и соответствует координационному плану ГКНТ СССР - проблема 0.51.II (задание 01.02И).

Пел*» работы. Изучение динамики технологического процесса внесения ТОУ прицепами - разбраоывател,ями (в частности прочес, с а дозирования удобрений) с учетом вероятностной природа условий его функционирования и разработка на этой основе системы контроля и корректировки (СКК).

Объект доследований. Дозирующая система машины для внесения Т0У-Р0У-6 и разработанная СКК,

Научная новизну сакличаетоя в разработке информационной " модели процесса дозирования роу, получении математичеокой модели дозируадей оиотемы в виде совокупности линейных одномерных уравнений, обосновании ¡матерая качества ее функционирования, выбот« метода и алгоритма контроля, процедуре опре- . деления шшималько-нбобхсдимого'интервала контроля, процедуре исследования на ЭВМ довирувдей системы РОУ, оснащенной . СКК.

Практическая значимость состоит в установлений оценок статистических характеристик равномерности расхода ТОУ по ходу движения агрегата, установлении параметров контроля, схемотехнических решениях по созданий СКК, б также в разработке требований на создание таких систем,

?еВД*МНВД тутотэдотовдий» Результаты теоретических и вкспоримекталыаос исследований по равномерности расхода ТОУ, алгоритм контроля, охвмотехничеокме решения и программное обеспечение СКК передайн вВШпН, J.

Устройства контроля раохсда органических удобрений прицепами - разбрасывателями и управления (корретировки) скоростью подающего траяспсртера (дозатора), рэалиаущиэ предложенный алгоритм, решмавм ВШЙГПЭ признан« изобретениями (заявки «4419860 от OS.Of.&Sr, а ШШ36 от 29.01,90г.),

Апробация. Основные положения и результаты диссертационной работы дояоаевн йа Республиканской каучно-нрактичоской конференции молодых учш&я специалистов a г.Яуаанбв (IS89r.) и научных конференциях Ленинградского сельскохозяйственного института в 1987 - 1390гг.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в научных трудах Ленинградского СХИ, авторских свидетельствах, тезисах конференции молодых ученых и студентов ЛСХИ (всего 5 работ).

Объем таботн. Диссертация изложена на 164 страницах и состоит кз взедения, пяти глав, выводов, списка литературы п приложений. Работа ссдчркит 50 рисунков и 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОИ

I. Состояние вопроса.-Цели к задача исследований.

Реш°нию вопросов оовериенотвования оценки качэства механизированных работ в растениеводства и повышения' эффективности использования с.х.агрегатсв, посвяшны работы академиков В.Л.Горячкаяа, М.Н.Летошнз:за, Б.С.Свирщевского, В.Н.Бол-тинского и профессоров А.Б.ЛурЬ0, В.Г.Еникеева, Л.З.Агеева, С.А.Иофинова и др. ученых* Эффективности функционирования технологического процесса РОУ посвящены работы К.М.шарченко, Г.И.Личмана, А.З.Шебалкина, Б.П.Черникова и др. авторов.

Из анализа работы следует, что основное количество ТОУ вносится прицепами - рззбрзсквателшя на обеспечивающими заданный расход И равномерность распределения материала по поверхности. Кроме того, конструктивные соверпенстэовааия ад-шин не позволяют существенно улучшигь качество внесения ввя- • ду быстро меняющихся условий функционирования, ведупих к нарушении настроечных параметров, что требует непрерывного контроля и своевременной корректировки. Суиествувщиа лее методы а средства контроля качества работ» РОУ основаны на ретроспективном, периодическом контроле.

3 связи с этим цель® настоящего исследования явилось изучение динамики технологического процесса внесения ТСУ прицепами-разбрасывателями (в частности процесса дозирования удобрений) с учетом вероятностной природы условий его функционирования и разработка на этой основе систзш оперативного контроля и корректировки данным процессом.

Для выполнения поставленной цели бклй определена следующие основные задачи:

I. Разработать инлюрлашонкую модель процесса внесения ТОУ прицепами-разбрасывателями как обгекта контроля его • • качеством.

з'

2. Провести статистическую идентификация) процесса дозирования удобрений прщепами-разбрасывателяш с целью получения математической модели,

3. Установить контролируемый параметр оценки качества работы приц0лов-разбраоывг»та19й и обосновать его информативность.

4. Разработать алгоритм контроля и корректировки лроцес- ■ са дотирования удобрений.

5. Разработать функциональную и принципиальную схемы системы контроля я корректировки качеством работы прицепов-разбрасывателей.

6. Провести экспериментальную проверку работы агрегата, оснащенного оно темой оперативного контроля и дать технихо-эконешчеокую оценку эффективности его функционирования.

2. Теоретические птшгд ссылки к порыпенки качества работа дрднздрр-избраоимтел^й ТО/

Объвтт исследования являлоя РОУ-6, схема которого приведена на рис. I,.

На процесс дозирования влияют вектор-функции условий работы (внешних возмущений)

и управления .

где.- МО - неровности поверхности nami Q)im(t) - скорость Ераиеная BOMj ««(С) - скорость движения агрегата} uVp{t) -скорость подающего транспортера; Hj(i) - уровень удобрений в прицепе» 4(1) - физико-шханячеокие свойства ТОУ; колебания раш РОУ; UihU) - управление окоростыэ подашюго транспортера.

В качестве выходной переменной рассматривается равномерность расхода удобрений, К(1) .

Модель функционирования РСУ приведена на рио. 2 в виде, функциональноевязанных звеньев. Первым звеном представлен трактор, выходом которого является частота вращения В0Мйвм(<] и поступательная скорость движения агрегата Ра(1) , задаю- ., щаяся передаточным числом граномиосил ¿и . Вторым эвеном является механизм привода, входным воздействием которого

Рио. I. Схема работы магшш для внесения ' ТОУ, ГОУ-6,

Рис. 2. Модель функционпрованяя Р07.

является скорость вращения Ж'.А, а выходным - скорость пода»-цего транспортера, <Лр1г). Кроме того, второе звено имеет регулировку й« , изменявшая радиус кривошипа храпового механизма, что ведет к изменению 1гт?(<) . Третьим звено является по-даквдй транспортер, создающий ноток удобрений к«) , находящийся под возмущающим воздействием стохастических процессов ЯД«} I впР(1) (поперечные я продольные колебания рамы РОУ) и детерминированного процесса Ну(<] . Четвертым и пятым звеньями представлены измельчающий и разбрасывающий битера, которые соответственно м&часьчэют и распределяют по ширине захвата агрегата поступающий к ним поток удобрений К(1). Шестым звеном является рама и опорные колеса РОУ, входкш воздействием которого рассматриваются неровности поверхности • поля, 2(1) , создающие поперечные $„{() и продольные дпр(1) колебаэт.я.

Из обдей модели функционирования РОУ можно выделить три подсистемы: подсистему дозирования удобрений (ДУ), включающая в себя механизм привода-2 и подающий транспортер 3; подсистему распределения удобрений (РУ) по ширине захвата агрегата, включающая в себя измельчающий 4 и разбрасывающий 5 битера и подсистему колебаний агрегата, включающая опорные колеса н раму 6.

При решении задачи построения математической модели процесса дозирования удобрений РОУ использовался метод статистической идентификации, основанный на экспериментальных исследованиях з услошях нормального функционирования. Для РОУ зто означает выполнение процесса дозирования ТОУ в полевых условиях при синхронном измерении параметров модели функционирования и получение их совокупности реализаций. При этом частная модель о ] чи входом и выхадом образует элементарную модель о оператором , совокупность которых образует оператор для I -ой частной модели, Например, совокупность операторов обравуат искомый оператор Л к" , описывающий преобразование скорости движения агрегата в процесс . К(*) ,• Получение операторов остальных частных моделей аналогично*

Соответствие модели объектуоригиналу уд^ынаЫшвалось. на основания выбранного критерия близоста выходных перемен-'шве и модели $(() , Для этого вводятся: некоторая •

функция потерь & {у, у) , которая нэ зависит от оператора

flfl , а зависит только от ординат истинной реализации и ее оценки у(t) , т.е. принималось, что

м[<$(У;У)1ос(*)] , (I)

где: М[<Нч;3)] - функция потерь а критерий оптимальности (I) - критерий минимума среднего риска.

Оптимальный оператор устанавливайся но критерию минимума средней квадратическсй ошибки, принимая функцию потерь

в ВПД0 ^ , , - \9

6(У(е); (2)

И тогда, уравнакае наилучшей в смысле (I) оценки оператора имеет вид

yi(i)-/ïc{J,[ïi(0]-M[VïiO|ii«;;Î.ti<L] (з)

Оптимальной оценкой j -го элементарного оператора ù -ой частной модели яшяется условное мзтемятическое огя-дание или регрессия выходной переменной относительно вхсдкой. При линейной связи медку входным и выходным процессами уравнение регрессии имеет вид

M- tu щ/ц =- CU(i'+Xj (4)

Для определения наиболее вероятных коэффициентов учитывалось, что в общем случае процессы реботн сельскохозяйственных машш з установившемся режиме (после затухания переходных процессов) можно считать стационарными. Поэтому выражения для определения этих коэффициентов выглядят, так 1

о*«»

(5)

Совокупность полученных коэффициентов (tiU) и 6си) определяет значение коэффициентов ai. а Si, оператора L -ей частной мотеля.

Оценкой э;г|ектпвчостк йункциокированйя РОУ принята средняя относительная длительность (вероятность) Pj* сохранения допуска Л « на отклонения фактического значения контролируемого параметра ст настроечного. Для РОУ агротехническими

»

• требованиями предусмотрен допуск на отклонения от настроечной дозы вкеоения ГОУ, задающаяся в г/га. Следовательно, заданное значение параметра К« (¿1 определится из соотношения

K«(t) - IO^GUBaI, , (6)

где: Он - настроечная до^а внесения ТОУ, т/га? В - ширина захвата, м; дI - шаг дискретизация ординат контролируемого процесса» Количество удобрений, поступающих на 4I пройденного агрегатом пути должно быть

4 Кн-4 О +,6н)Кн (V)

где: ^ 0,1 - относительный допуск. Критерием допустимого качества при атом принято Р^к > А0„ • , причем |Рял1а»п « 0,7.

Практически оценку качвотва процесса дозирования удобрений удобней определять по выражении

Рм = 1-6Р< (8)

где: 6jiK = (а++ft_)//V - оценка 'вероятности выбросов за поле допуска; - количество выходов контролируемого процесса

выше верхней границы допуска (■И£к)Кн ; - количество заходов-ниже ншсней граница допуска ; ы - коли-

чество значений процесса на интервале контроля L* ,

Соотношения (6), (7) и (8) положены в основу разработки алгоритма контроля, причем для обеспечения оперативности контроля в алгоритме предусмотрено получение оценок за интервалы L« последовательно сдвигаемый на шаг дискретизации ординат дt процесса KUJ ,

3. Дрогтазда _,и методика экспериментальных исследова-• ний процесса дозитоварт удобрений РСУ

Экспериментальные исследования проводилась в два этапа. Программа Первого этапа предполагала получение информации о параметрах ГО РОУ согласно модели функционирования его дозирующей системы (риз.2) необходимой для: выбора и обоснования параметров контроля; обоснования алгоритма контроля, а так йе для выбора приемлемых схем первичных преобразователей, посредством которых велась синхронна^3запись процессов t(t) , Oklt) , МрЩ 4 ti>m(t) , Bolt) , Gnflt) , Hy(iJ и , K(t) о целью их идентификации. Програмла второго этапа'

В

включала проведение эксперимента, связанного с получением ансамбля реализаций процесса агрегата, оснащенного

оистамой контроля и корректировка (СКК) процесса дозирования удобрений.

Для регистрации процессов , iM*) , , 0n(fj,

ВлрИ), uW(i) и Ни (</ использовалась общеиззестнне оптоэлектрические, тахсмэтрическив и.потенциомэтрические датчики, устанавливаемые в различных точ: зх агрегата. Интерес представляет устройство (рмо.З), позволяющее косвенно оценить непрерывный поток удобрений К (О , формирующийся на выходз дозирующей системы PCУ, на которое было получено автор-

ckoo свил'этбльотво.

Ролик I находится в постоянном контакте с ведущей ветвью цели 2 привода разбрас:шающего барабана 3. Искусственный прогиб создается с цельэ использования эффекта зависимости поступившей масон на разбрасывавший барабан 3 (создающая нагрузку) и, в соответствии с нагрузкой, изменения усилия в цепи его привода (именно ее ведущей ветви). Этот эффект достигается следующим образом. В зависимости от массы удобрения, попавшей на разбрасывающий барабан 3, изменяется реакция R цепи 2 на ролик I, ветвь цепи о определенным уеллием стремится выпрямиться. Это усилие воспринимается упругой балкой 4 к которой укреплен датчик 7, веспринимающий ее напряжение пли перемещение. Определенному прогибу упругой балка 4 соответствует определенный сигнал датчика 7.

15

6 13 м з 5

Рис. 3. Устройство контроля расхода уг.ебтаи1:£ ?0Г,

Синхронная регистрация информации, поступающая с первичных преобразователей, производилась микропроцессорным измерительным комплексом. Комплекс размещался в кабине тракто-

• ра и представлял собой блок питания, вычислительный блок, видеотерхшач, устройство сопряжения с первичными преобразователями а внешнее сапсминающее устройство ("злектронннй диск"). Гоступашая во время экспериментального заезда информация запоминалась в памяти вычислительного блока, а в

' конце заезда переписывалась на "электронный диск" для возможности дальнейшей обработки.

Обработка исходной информации проводилась по алгоритмам и программам разработанный! в Проблемной лаборатории Ленинградского СШ.

4. результаты исследований дозирующей система РОУ

В результате обработки информации были получены статистические характеристики, включающие оценки средних значений, средних кведратичеоких отклонений и коэффициентов вариации. Для этих характеристик определены границы S5%-т. доверительных • инт ервалов.

Анализ вероятностных характеристик входных процессов 2(tj , W.i) , Vr,(tJ , COta*(i) , вп(*) , 9пр(0 и показал их существенную неравномерность. Наибольший раз' броа значений характеристик наблюдается у процессов (0^(1) и Oip(t) , оценки коэффициентов вариации которых находятся соответственно в пределах 22,1...32,и 27,7...34,5%. Было сделано предположение о тш, что на нестабильность расхода удобрений основное влияние оказывают процессы скорости вращения БОИ трактора и его производная - скорость пода»-

• щаго транспортера.

Огатистичеокие характеристики равномерности раохода ТОУ K(t) по ходу движения агрегата определялись на трех дозах внесения - 35, 40 и 70 т/га. Анализ кривых нормированных спектральных ялогноотей покаеал, что с уменьшением дозы внесения ТОУ спектры дисперсий, процесса К (I) сдвигаются в сторону больших частот. Так, например, при изменении дозы с 70 т/га до 35 т/га максимум олектральноДэШютнооти сдвигается с нулевой частоты на частоту it) =0,65 м1"*. Диапазон существенных частот для различных доэ ограничива-

ется следующими частотами: С0с1 « 1,3 м ; Сд)еге»0,7 м~ ;

№»»0,5 а существенные зориоды, соответственно имеют значения: Ц « 4,3 м;. м а ь» » 12,5 м. Кроме того спектры дисперсий процесса к и) при меньших дозах внесения имеют большую растянутооть, чем спектры дисперсий при больших дозах. Это позволило сдолать вывод о том, что дозирующая система РОУ осуществляет некоторую фильтрацию по частоте, положительно сказывающуюся на качестве работа агрегата при больших дозах внесения ТОУ. Оценки вероятности Р^к сохранения относительного'допуска я ОД, рго-сматриваомого процесса, представлены в таблицу I, из которой следует, что вычисленный показатель неудовлетворяет уо-ловии IV >|ЕЬичто в свою очередь подтверждает необходимость контроля данного процесса.

Таблица I

Численные значения показателя качества равномерности распределения ТОУ по ходу движения агрегата

Р ¿к \ = од)

11 1 1Пр СУр Границы доверительных интервалов

35 0.31 0,18 0,12 ... 0,51

40 0,42 0,14 0,21 ... 0,62

70 0,48 0,12 0,31 ... 0,69

Статистическая идентификация проводилась по алгоритму основанному на знании оценок уоловного математического ожидания выходной переменной относительно входной, корреляционных и взамино-корреляционных функций или соответствующих спектральных плотноотей. Наличие линейной связи мезду переменными определялось по значению Г -критерия, т.е. связь считалаоь линейной при $ <. Гтлд.

Результаты расчетов даны в таблице 2, в которой представлены осреднению числовые характеристики. Коэффициент корреляции мевду лерэменными находится в пределах от 0,08 до 0,67, что свидетельствует о различной степени влияния входных процессов на равномерность расхода ТОУ по ход' движения агрегата. Такие процессы как скорость движения агрегата и скорость подающего транспортера оказывают наибольшее

влияние, Р^х соответственно равны - 0,67 и 0,52, что позволило сделать вывод об высокоэффективном воздействии данных процессов на контролируемый параметр, определяющий качество

работы дозирующей системы РОУ. Учитывая, что скорость .движения агрегата определяется агротехническими требованиями, кроме того, определяет производительность агрегата, удобнее использовать в качестве корректора расхода удобрений -скорость подающего транспортера.

Таблица 2

Числовые характеристики коэффициентов си и 6с уравнений регрессии модели процесса дозирования удобрений

Модели процесса дозирования удобрений - Рчх Б-р (ВлгЗД) Оч

СОвом — (Утр Щ 0,65 2,92 8.Г0~?..39.Ю"Й 0,01. ..0,049

Яр —- кс«) 0,52 2,33 11,3 ... 98,86 1,73. ..10,54

9п —- К(е) 0,14 4,75 -2,76...0,24 4,73. ..22,31

е„р —. к и) 0,08 5,21 -0,031...-0,12 2,91. ..16,82

На —* К (1) 0,18 4,90 -0,011...0,003 2,01. ..24,49

Ок -► К«] -0,67 1,98 -0,56 ... 0,47 4,23. ..16,72

На основании полученных моделей было выполнено математическое моделирование, целью которого являлось уточнение значений параметров 1-к. и д I и разработанного алгоритма • контроля. Моделирование включало два этапа. На первом этапе моделировались входные процессы (Огщ{1) и Уа-СО , а на втором'исследовалась математическая модель дозирующей системы РОУ, оснащенной системой контроля и корректировки (СКК).

Входные процессы, математической модели, рассматривались как квухкомпонектныэ. Поэтому на первом шаге данного этапа исследования производилось разделение указанных процессов на две составляйте - информационную и низкочастотный тренд (нестационарность, определяемая различными пумами). Для обоих составляющих бклп- вычислены корреляционные функции.

На следующем этапе получешше корреляционные функции аппроксимировались акспоненциальчо-косинустч выражением к (?) = ~са. Моделирование полученных стационарных процессов осуществлялось методам имитационного моделирования, б основа которого лазкат комбинация имитационного алгоритма и генератора случайных чисел. В результате были получены машинные реализации процессов (£) и ,

причем массв коэдой реализации был принят N - 1000. Корреляционный анализ показал, что степень совпадения заданных и смоделированных тункиий достаточно высокая. Раохоягэ-яил между значениями дисперсий отмечалось в третьем знак-после запятой.

При исследовании вд ЭВМ дозирующая онотема РОУ, оснащенная СКК, представлялась в виде структурной схемы, изображенной на рлс. 4. Структурная схема оостоит из двух блоков, первый из которых соответствует модели прот©соа дозирования удобрений, а второй - модели системы контроля. Аргумент, указывает на то, что процессы представлены в виде дискретных последовательностей. Математическую основу для расчета параметра К1'(п-) составила совокупность уравнений регрессий полученных ранее. Реализация на 2В.Л модели системы контроля осуществлялась путем программирования последовательности процедур.алгоритма работы этой системы.

Рис. 4. Структурная схема дозирующей системы РОУ, сонащзнной СКК.

Исследования проводились дт двадцати смоделированных реализаций процессов ("-) и в результата чего

было установлено, что вероятность сохранения заданного допуска для процесса 1<11(и) дез контроля находилась в диапа-' зоне 0,30...0,64, а в результате осуществления оперативного контроля и своевременной корректировки ее значение на ..

опускалось гаже 0,79. Это обстоятельство позволило использовать выбранные параметры контроля и алгоритм при изготовлении устройства оперативного контроля и корректировки.

•5. Практическая реализация схемотехнических: талений по сознании СКК прояо'сса лозиттоэдкия удобрений. Анализ качества таботн агрегата оснащенного разработанными устройствам;!

Центральное устройство СКК было выполнено в виде автономного блока, снаружи которого расположены нидкокриоталли-чеокий матричный индикатор, сетевой выключатель, панель 'ручного ввода, разъемы для подключения питания и дгтчнков. Взаимосвязь основных функциональных блоков изображена на рис. 5. Е&есь I - центральный вычислительной блок (контроллер) , предназначений для сбора и хранения данных, вычислений в соответствии с алгоритмом и управления остальными блоками; 2 - блок буквенно-цифровой индикатши и звуковой сигнализации; 3 - блок питания; 4 - блок ввода настроечных значений и управляющих воздействий пользователя; 5 - блок сопряжения, еьшолнякщлй функцию преобразования сигналов поступающих от датчиков в цифровой код; 6,г; и 8 - соответственно датчик расхода, пути и включения ВОМ трактора.

Ре с. 5. Елок-схз:.:а микропроцессорного устройства оперативного контроля процесса дозирования удобрений ?СУ.

'На основе блок-схемы была разработана схема контроллера, структура которой соответствует структуре принятой в микропроцессорных системах. Контроллер выполнен на основе универсального 8-разрядяого микропроцессора К 1821 Ш 85 и программируемых периферийных БИС серии ХР580. Разработка программного обеспечения бш® осуществлена методом декомпозиции. Б качеотве шструментальноро средства при разработке программы использовалась ФСРГ-сисгема. Вое это позволяет микропроцессору вырабатывать световую и звуксвуи сигнализацию оператору (трактористу) о параметре контролируемого процесса, являющейся подсказкой доя своевременного и правильного воздействия на корректор (рис.6) посредством рычага гвдрораопределителя, расположенного в кабине трактора. Корректор предотавляет собой измененный механизм привода подающего транспортера (дозатора) и включает в себя гидроцилиндр I, кривошип 2, регулировочный даек 3, шатун 4, храповое колесо 5 и коромысло 6. Данное устройство признано изобретением (заявка М679338 от 29.01»90г»).

щаго трйнопортера, ч?. 0. уменьшение или увеличение расхода удобрений происходит 0а очет изменения раоотоянш "Аи, поскольку происходит йвманениэ утла сектора колйбанйй коро-. мысла 6, что приводит к иймснеквл числа'зацепляемых зубьев .

•храпового колеса б,

Полевые исследования показали, что при использовании СКК сокращается время настройки агрегата ка- требуемую дозу внесения ТОУ и повышается качество внесения за счет своевременной корректировки процесса дозирования. Так вероятность сохранения допуска Pjik увеличилась с 0,12...0,69 (табл.1) до 0,67...О,84 (габл.З). Кроме того, фактическое количество

Таблица 3

Результаты исследований процесса дозирования удобрений агрегата оснащенного СКК

Показатель Настроечное значение 0. н

качества 35 т/га 70 т/га

0,17 ... 0,20 0,10 ... 0,18

6" 0,10 ... 0,13 0,06 ... 0,11

PjK 0,67 ... 0,73 0,71 ... 0,84

QTl т/га 32,46 ... 37,68 63,35 ... 76,80

внесенных удобрений не превышает десятипроцентный агротехнический допуск.

Годовой экономический эффект от использования СКК ооставит, за опет экономии удобрений и снижения затрат технологического времени, 468 рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разбрасыватели органически удобрений (РОУ) доганы рассматриваться как многомерные системы в которых на процесс дозирования оказывают воздействия; *(1) , №(() , УтР(е),

Нч(€) , Опр(е) а бп(С) , а контролируемым параметром - равномерность расхода удобрений К {<) по ходу движения' агрегата.

2. В качестве оценки эффективности процесса дозирования целесообразно использовать вероятность сохранения допуска на отклонен;« секрш: значений оч заданных с уровнем сохранения заданного допуска Р> > 0,7.

3. Экспериментальными исследованиями установлено, что акаченае вероятности сохранения допуска на равномерность распределен::.1: ТСУ по ходу движения агрегата без применения

СКК находится в пределах 0,12...0,67.

4. Установлено, что t первом приближении математически модель дозирующей системы РОУ моянс рассматривать как линейную систему и зависимости расхода удобрений K(t) от скоростей \}'а. , Отр (скорость движения агрегата, скорость подающего транспортера ) идентифицировать оледующими уравнениями:

ПЬл/W + Л, Ob , До = -0,56...0,47, Я) =» 4,23...16,72| tnx/л, « Ло + Рл Утр > йо e II,3...90,06, Я) « 1,73...10,54,

5. Предложенный алгоритм контроля позволяет оперативно принимать решения по качеству процесса дозирования. Оперативность достигается за счет последовательного сдвига интервала контроля Lk на шаг дискретизации ДI . При этом достоверная оценка эффективности обеспечивается на интервале

Lk я 40 м при « 0,4 м,

6. Установлена возможность реализации алгоритма оперативного' контроля с пемощыо устройства основанного на универсальном микропроцессоре К 1821 БМ 65 и программируемое ЕИС серии KP 580. Экспериментальная проверка макетного ббразца такого устройства проведена в полевых условиях в течении сезона 1999 года я показала его работоспособность и надежность.

7. Применение микропроцессорной СКК повчшает качественный показатель работы агрегата (вероятность сохранения заданного допуока при этом от 0,67 и выив) за очет своевременной а оперативной корректировки скорости подающего транспортера (дозатора), производительность труда йовы-шаетсд на 14,2$, затраты труда снижаются на 12,2$, а годовой экономический эффект от использования СКК составит 468 рублей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах:

1. Малакоя Ю.ф, Выбор параметров устройства контроля расхода органических удоб^ний.//Сб.научн,трудов ЛСХЙ "Совериекотвованяе рабочих органов машин я Повышение эффективности их технологических процессов в растениеводстве и кизотноводотве". -Л», IS89»

2. Малаиов Ю.Ф, Обоснование контролируемого параметра технологического процесса прицепа-разбрасывателя органических удобрений.// Сб. научных трудов ЛСХИ "Контроль и

управление технологическими процессами сельскохозяйственных машн", Л., 1988.

3. Малахов 10.<5. Быбор и обоснование параметров контроля технологического процесса внесения тверда органических удобрений Брицег.Егда - разбрасывателями.// Тезисы докладов

к конференции молодых ученых и студентов ЛСХИ "Вклад молодых учешх в развитие сельскохозяйственного производства", Я., 1988,

4. Устройство контроля массового расхода удобрений разбрасывателями /Авторы: Еникеев Б.Г., Теплинский И.З., Ливов A.B., Маяаков Ю.Ф./. Заявлено 03.05.1988 M4I9660.ÜO-ложительное ракмкие от 05.07.19В9г..

5. Устройство управления дозатором разбрасывателей органических удобрения /Авторы} Еникеев В.Г., Теплинский И.З., Абелев В.А., Крякев A.C., Малаков Ю.Ф./, Заявлено 18.04.1989 М4679338. Положительное решение Ьт 29.01 Л990г..

Подписано к печати Формат 60 хэО 1/16 П.л.I Заказ б(6}>1> Тигая 100 Бесплатно Типограф Ленинградского ордена ^рудового Красного Знамени сельскохозяйственного института,т.Пушкин,ул.Комсомольская 14