Система исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян

Цугленок, Галина Ивановна

Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Система исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян

доктора технических наук: Цугленок, Галина Ивановна
город: Красноярск
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.20.02
цена: 450 рублей

Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Система исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян»

Автореферат диссертации по теме "Система исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян"

На правах рукописи УДК 621.535.2

ЦУГЛЕНОК Галина Ивановна

СИСТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВЧ И СВЧ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

Специальность: 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборул' в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Красноярск 2003

Работа выполнена в Красноярском государственном аграрном университете

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор, академик РАСХН Бородин Иван Федорович

доктор технических наук, профессор Худоногов Анатолий Михайлович

доктор технических наук, профессор Иванов Геннадий Яковлевич

Ведущая организация:

Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита диссертации состоится «20» июня 2003 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 064.29.03 Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова по адресу: 656099, Алтайский кра" г. Барнаул, пр. Ленина, 46

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государс1 венного технического университета

Автореферат разослан «20» мая 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук, профессор

А.Г. Порошенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Анализ тенденций развития агропромышленного комплекса России и развитых капиталистических стран показывает, что рост энергоматериальных затрат на производство продукции растениеводства опережает рост урожайности.

Использование современных комплексов в растениеводстве для увеличения урожайности указывает на многообразие факторов воздействия на семена и развитие растений, зачастую не объединенных единой системой исследования, организационной структурой агротехнических и методологических подходов выбора технологических процессов с учетом природно-климатических условий и относительных признаков возделываемых культур. Анализ методологических подходов в решении проблемы систематизации технологических процессов растениеводства раскрывает проблемную ситуацию увеличения урожайности при снижении энергоматериальных затрат в растениеводстве и приводит к постановке народнохозяйственной проблемы - увеличение продуктивности в растениеводстве при снижении энергоматериальных затрат.

Актуальность решения этой проблемы связана не только с эффективным использованием существующих методов обработки почвы, растений, уборки урожая и эффективных методов подготовки семян к посеву: химических, термохимических, термических методов и технических средств, но и в разработке энергоэкономичных электротехнологических приемов обработки семян и растений.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в этом направлении отечественными и зарубежными учеными и их научными школами: М.Г. Бвреиновым, A.C. Гинзбургом, Л.Г. Прищепом, И.Ф. Бородиным, С.П. Лебедевым, А.МБасовым, Ф.Я. Изаковым, В.И. Тарушкиным, А.М. Ходо-ноговым, Н.В. Цугленком и другими, определили широкий круг задач по определению различных методов обработки семян и растений и их применению в современном сельскохозяйственном производстве.

Однако существующая методика исследований разрабатываемых электротехнологических процессов не позволяет раскрыть причинные и функциональные связи между явлениями, наблюдаемыми при воздействии электротехнологических и экологических параметров на качественные показатели семян и растений, и не позволяет применять полученные закономерности для решения практических задач эффективного использования этих методов и технических средств в сельскохозяйственном производстве.

Широкое распространение для этих целей электротермических ВЧ и СВЧ технологий обработки семян также сдерживается сложностью, стохастическим характером процессов воздействия электромагнитных полей на семена, большим количеством полевых опытов и неопределенностью зависимостей последующего развития растений от внешних воздействий.

В связи с этим сформулирована и решается научно-техническая проблема - создание и техническое обеспечение системы исследования по определению причинных и функциональных связей в процессах ВЧ и СВЧ обработкихемян,

обеспечивающих и увеличивающих урожайность и снижающих энергетические затраты.

При решении данной проблемы необходима разработка адекватных методических, математических и информационных средств комплексного исследования ВЧ и СВЧ технологии обработки семян в условиях неполной информации, включая ее техническое обеспечение, что и определяет актуальность темы диссертации: «Система исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян».

Цель и задачи исследования. Разработать научные и методологические принципы создания комплексной системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян, обеспечивающих увеличение продуктивности растений, при снижении энергоматериальных затрат.

Для достижения поставленной цели необходимо решить общую научную задачу: определить причинные и функциональные связи взаимодействия между явлениями в процессах ВЧ и СВЧ обработки семян, обеспечивающие урожайность при снижении энергетических затрат.

Объект исследования - электротехнологические процессы ВЧ и СВЧ обработки семян.

Предмет исследования - причинные и функциональные связи и закономерности взаимодействия электротехнологических параметров и показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить ряд задач: Провести анализ существующих методов исследования электротехнических методов обработки семян и на основе анализа обосновать проблему и сформулировать научные и методологические принципы создания системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Разработать теоретические модели причинных и функциональных связей между явлениями, возникающими при взаимодействии электротехнологических режимов на показатели эффективности.

Разработать теоретические модели и алгоритмы математического обеспечения системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Разработать систему управления комплексными исследованиями, изготовить нестандартное оборудование и провести исследования по определению эффективных электротехнологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Провести комплексные системные исследования по определению эффективных электротехнологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян. Изготовить промышленные ВЧ и СВЧ установки и определить эффективность комплексной системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались теории вероятностей и математической статистики, теория активного планирования эксперимента и имитационное моделирование.

Научная новизна исследований. Впервые с единых методологических позиций на основе системы методических, технических и информационных средств разработаны технологии ВЧ и СВЧ предпосевной обработки семян пшеницы, картофеля и валерианы лекарственной, включающие:

-систематизацию существующих технических методов и разрабатываемых электротехнологических процессов для подготовки семян к посеву;

-теоретические модели причинных и функциональных связей взаимодействия между явлениями в электротехнологических процессах ВЧ и СВЧ обработки семян;

, -теоретические модели и алгоритмы математического обеспечения систе-

мы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян;

-параметрические и непараметрические модели прогнозирования показа> телей эффективности ВЧ и СВЧ электротехнологических процессов обработки семян;

-систему управления комплексными исследованиями по определению эффективных режимов ВЧ и СВЧ обработки семян;

-результаты системы исследований эффективных электротехнологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян;

- технические задания на разработку и изготовление устройств ВЧ и СВЧ обработки семян, повышающих урожайность и снижающих энергоматериальные и трудовые затраты.

Практическая значимость работы. Особенность разработанных в диссертации статистических моделей и алгоритмов оптимизации состоит в их использовании при комплексных исследованиях различных электротехнологических процессов растениеводства и решении задач прогнозирования и управления этими процессами.

Полученные результаты исследования создают базу для проектирования технологии и технических средств предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян сельскохозяйственных и лекарственных культур и для использования в сельскохозяйственном производстве разработанных практических рекомендаций по применению ВЧ и СВЧ технологий обработки семян. Реализация результатов:

данная технология включена в систему ведения сельского хозяйства Красноярского края.

Бюро Отделения механизации и электрификации сельского хозяйства РАСХН, рассмотрев результаты исследований Красноярского СХИ по применению электромагнитных полей ВЧ и СВЧ для борьбы с болезнями и вредителями на семенах сельскохозяйственных культур, рекомендовало их для широких производственных испытаний в других регионах страны;

результаты исследований использованы в методических рекомендациях "Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ полей", утвержденных на НТС Госагропрома СССР; результаты исследований использованы в учебном процессе КрасГАУ и при написании трех опубликованных монографий: «Имитационные моде-

ли пространственно распределенных экологических систем» (1999), «Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций» (2003), «Методология и теория системы исследований» (2003). Автор защищает:

теорию и методологию системы комплексных исследований ВЧ и СВЧ технологий предпосевной обработки семян;

параметрические модели выбора эффективных технологических режимов предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян, разработанных на основе теории активного планирования эксперимента;

способы, устройства и программное обеспечение комплексных исследований по предпосевной ВЧ и СВЧ обработке семян сельскохозяйственных культур;

гибридные непараметрические модели и коллективы решающих правил для исследования технологических режимов и прогнозирования показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян, посевных качеств и динамики развития растений, обеспечивающие совместное использование известных полиномиальных аппроксимаций искомых зависимостей и непараметрических статистик для их корректировки по экспериментальным данным;

эффективные режимы термообработки семян сельскохозяйственных и лекарственных культур энергией ВЧ и СВЧ полей, образцы производственных устройств и результаты испытаний ВЧ и СВЧ технологий в производственных условиях.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись и обсуждались на международных, всероссийских и региональных конференциях, симпозиумах, совещаниях и семинарах, в частности: НИИ защиты растений, Ленинград, 1983-1985 гг.; научная конференция, ЧИМЭСХ, 1983 г., ВНИИ ТВЧ, Ленинград, 1983-1985 гг.; VIII Всесоюзный симпозиум по водному режиму растений, Ташкент, 1984 г.; Киевское специальное проектно-конструкторское бюро "Укрсор-тсемовощ", Киев, 1986 г.; ГПО "Союзлекраспром", Ленинград, 1987 г.; НТС Красноярского СХИ, 1987 г.; Научно-технический совет Госагропрома СССР, Москва, 1988-1989 г.; региональная научно-техническая конференция "Ресурсосберегающие технологии" в Волгоградском СХИ, 1988 г.; научные конференции КрасГАУ, Красноярск, 1983-2002 гг.; Всесоюзная научно-практическая конференция с международным участием "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов", Красноярск, 24-26 марта 1999 г., 2001 г., Москва, МГАУ, 2002.

схемы решения проблемы, системы математического моделирования комплексных исследований, теоретические принципы синтеза и анализа моделей и алгоритмов, постановка задач и методов их реализации. В работах, выполненных в соавторстве, автору принадлежит от 30 до 90 % объема выполненных работ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 работ, из них 4 монографии, 5 авторских свидетельств и учебное пособие по планированию активного эксперимента в агропромышленных исследованиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов после каждой главы, основных выводов, списка литературы (217 наименований, из них 18 на иностранных языках) и 4-х приложений. Работа содержит 256 страниц основного текста, 46 рисунков, 24 таблицы, 19 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определяются цели и задачи исследований, дается общая характеристика, показана научная новизна и практическая ценность работы, отражены вопросы реализации и апробации полученных научных результатов, определены основные положения работы, выносимые на защиту.

В первой главе приводится системный анализ методов предпосевной обработки семян, направленных на их биостимуляцию и обеззараживание, и обосновывается научно-техническая проблема поиска показателей эффективности ВЧ и СВЧ методов обработки семян, увеличивающих урожайность растений и снижающих энергетические и трудовые затраты.

Указывается, что при помощи разработанных способов обработки невозможно разрешить все задачи, связанные с проблемой обеззараживания при одновременном увеличении урожайности. Разработанные способы не нашли широкого распространения из-за бессистемных комплексных исследований, так как не учитывались факторы внешних воздействий на растения (нормы высева, разнофонность почвы и т.д.) и поиска относительного глобального оптимума между двумя функциями обеззараживания и увеличения урожая.

Анализ направлений разработки статистических методов исследования электротехнологических и других процессов высокочастотной обработки семян для этих целей показал, что недостаток рассматриваемых параметрических моделей состоит в использовании в основном интегральных свойств восстанавливаемой зависимости у= <р (х). Кроме того, параметрические модели имеют систематическую погрешность, т.е. не обладают свойством обучаемости и не решают проблему оптимизации показателей эффективности развития сельскохозяйственных растений.

Решение данной проблемы возможно при разработке системы комплексных исследований с использованием синтеза непараметрических: гибридных и коллективных моделей, которые сочетают преимущества параметрических и локальных аппроксимаций.

Для разработки методологии комплексных исследований по выбору рациональных технологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян и оптимиза-

цин показателей эффективности динамики развития сельскохозяйственных и лекарственных растений сформулированы направления исследований.

Во второй главе на основе системного подхода разработана структурно-логическая схема системы комплексных исследований энерготехнологических режимов и показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян к посеву, включающая три основные подсистемы (рис.1).

Подсистема 1, объединенная активным планированием эксперимента, включает в себя выбор обработки семян ВЧ или СВЧ, теоретического обоснования механизмов воздействия, выбор оборудования и проверки полученных сравнительных результатов в лабораторных условиях для нахождения эффективных режимов обработки.

Подсистема 2 базируется на математическом моделировании и системе автоматизированной обработки информации (САОИ) последующих вычислительных сравнительных исследований по определению эффективных режимов ВЧ или СВЧ обработки семян и оптимизации качественных показателей в условиях неполной информации, т.е. неадекватности для уточнения полиномиальных моделей активного планирования эксперимента и нахождения относительного глобального оптимума между двумя функциями обеззараживания и увеличения урожайности.

Данная подсистема позволяет с помощью математического моделирования, основанного на непараметрических моделях (гибридных и коллективных), получить в условиях неполной информации объявленные характеристики взаимодействия электротехнологических режимов и качественных показателей обработки семян и полученного результата.

Подсистема 3 представляет технико-экономические исследования и результаты практических рекомендаций и технических условий на изготовление промышленных ВЧ и СВЧ установок по подготовке семян к посеву.

Разработанная система предназначена для решения возникающих проблем в электротехнологических исследованиях и создания адекватных методических, математических и информационных средств комплексного исследования эффективности технологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Моделирование систем является трудноформализуемым процессом, в значительной степени определяющимся уровнем исходной информации. По мере усложнения систем и увеличения априорной неопределенности возникает необходимость создания специализированных методов анализа, к которым относятся имитационные модели. Становление идей имитационного моделирования объясняется практически отсутствием ограничений в детализации математического описания структуры сложных систем, возможностью изучения их динамических режимов в многомерном пространстве параметров.

Вышеперечисленные модели позволяют получить как параметрические, так и непараметрические алгоритмы оптимизации, выраженные в традиционных параметрических и непараметрических алгоритмах, алгоритмах векторной оптимизации и самообучающихся алгоритмах нахождения относительного глобального экстремума с помощью имитационного моделирования.

Рис. 1. Система комплексных исследований электротехнологических режимов и показателей эффективности ВЧ и СВЧ подготовки семян к посеву

Руководствуясь системным подходом, систему математического моделирования комплексной системы исследования технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур (рис. 2) можно представить следующим образом:

Подсистема 1. Предлагается разработка параметрических моделей исследования и прогнозирования показателей эффективности в технологических процессах выращивания сельскохозяйственных культур в различных условиях априорной информации. Предлагаемые модели позволяют более полно использовать исходные сведения об изучаемой технологии, тем самым представляют исследователю современные математические средства моделирования и оптимизации подготовки семян к посеву.

В подсистеме 2 рассматриваемые методики синтеза и анализа непараметрических, гибридных и коллективных моделей стохастических зависимостей, определяющие взаимосвязь между показателями эффективности семян и выращиваемых растений и технологическими параметрами.

При ВЧ и СВЧ технологии предпосевной обработки семян основными показателями эффективности в лаборатории являются: энергия прорастания, всхожесть, температура массы семян после обработки. К электротехнологическим параметрам относятся: частота электромагнитного поля, напряженность, удельная мощность, экспозиция обработки. К характеристикам внешних условий - период «обработка-посев», норма высева, показатели качества семенного материала перед высокочастотной обработкой, характеристики почв, температура окружающей среды и количество осадков во время вегетации.

Обобщенным показателем эффективности процесса производства сельскохозяйственных культур служит урожайность, которая зависит не только от условий их развития, но и от показателей этапа предпосевной подготовки семян.

В подсистеме 3 показатели эффективности каждого _|'-го этапа рассматриваемого процесса определяются его технологическими параметрами, внешними условиями и результатами предыдущих этапов и оцениваются в конечном итоге целевыми функциями или сравнительными исследованиями, или технико-экономическими показателями.

То есть на основе имитационного моделирования, для сокращения трудовых расходов и денежных затрат, предлагается найти оптимальные режимы обработки, проверить их в производственных условиях и определить искомый относительный глобальный оптимум. Дать технико-экономическую оценку разработанной технологии и разработать практические рекомендации и технические условия на изготовление промышленных ВЧ и СВЧ комплексов.

Экспериментальные исследования электротехнологических режимов и показателей эффективности ВЧ и СВЧ подготовки семян к посеву указывают на многообразие факторов, действующих на семена при обработке и последующем выращивании из них растений и получении из них семян нового урожая. С помощью пассивного эксперимента провести в полном объеме комплексные исследования по теоретическому обоснованию и определению ВЧ и СВЧ режимов обработки и проведения сравнительных испытаний по показателям эффективности практически невозможно, поэтому необходимы соответствующие теоретические разработки.

Рис. 2. Схема математического моделирования системы исследования технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур

Теория процесса предпосевной высокочастотной обработки семян основана на разделении диэлектрических свойств путем увлажнения паразитирующей микрофлоры и сухих структур зерновки [1] и на решении уравнения теплового баланса имеющего вид.

- для высокочастотной обработки без увлажнения

Ооб=%К2п, (1)

- для высокочастотной обработки с увлажнением

Ооб=<Зз+<3»+Рм+<5п. (2)

Для увлажненных:

Р„б - общее количество тепла, подведенное в обрабатываемую массу семян; <3з - количество тепла, выделяемое в неувлажненных структурах семени; <3,—количество тепла, выделяемое в увлажненных структурах семени; Ом - количество тепла, выделяемое в микроорганизмах; Оп - потери, связанные с испарением и размерами рабочей камеры. Для определения влияния параметров электромагнитного поля на температуру нагрева зерновой массы расшифруем их значения.

?уд-с1г = <2о6=0.55/Е2е^8#-<1 г. Если £), =Р)д,-<1т,

где Руд3 - удельная мощность, выделяемая электромагнитным полем в массе семян;

£ • =к- средний коэффициент диэлектрических потерь различных структур зерна и микроорганизмов;

/ - частота колебаний электромагнитного поля МГц; Е - напряженность электромагнитного поля кВ/м; <1 г - время воздействия на семена, С.

С учетом этого уравнение теплового баланса для сухого зерна имеет вид: Р^т = с3Л + а,1^т, (3)

где Сз - удельная теплоемкость зерна, кДж/кг, аз - удельная теплоотдача зерна, кВт/м2; ^ - температура нагрева зерна, °С.

Для увлажненных структур зерна и соответствующих микроорганизмов: й = Р^т и РуМс1т = СвЛ+ав1^г, (4)

где Рудв - удельная мощность, выделяемая в увлажненных структурах зерна, кВт/кг;

</г - время нагрева, С;

С, - удельная теплоемкость увлажненных структур зерна и микроорганизмов, кДж/кг,

а, - удельная теплоотдача воды, кВт/м2;

и - температура нагрева увлажненных структур семени, °С..

Решив полученное уравнение относительно 13, получим температуру нагрева

/ -_2Ё1 зерна 'э --

1-/

-/X

(5)

Аналогично определяем температуру нагрева увлажненных структур и микрофлоры:

1-1

= —(1-е )-е

1 \ 1 \ а \

Рис. 3. Теоретические зависимости температуры нагрева увлажненных семян пшеницы от времени обработки в ЭМПВЧ (нагрев сухих структур семени составляющая (1), увлажненные структуры (2), интегральной температуры нагрева семян (3))

(6)

(7)

При высокочастотном подводе тепла температура сухих семян, рассчитанная по формуле б, изменяется в зависимости от изменения экспозиции (времени) нагрева и частоты электромагнитного поля (ЭМП) (рис. 3). При этом с увеличением частоты ЭМП, т.е. скорость нагрева семян возрастает. Аналогично для увлажненных структур семян и соответственно микроорганизмов с увеличением времени нагрева их температура резко возрастает по отношению к структурам сухого семени. На основании полученных параметрических зависимостей, для исследований и определения режимов предпосевной высокочастотной обработки, можно использовать пределы для частоты разрешенного диапазона ¿=19...

27 мГц, а для времени обработки г =5...150 с, позволяющих нагревать семена до предельно допустимой температуры.

В основу комплексных исследований может быть положена методика активного планирования технологического эксперимента: план Хартли Н5-25"' и планы Бокса В2, Вз, В4, позволяющая минимизировать необходимый объем исходной информации и сократить материальные затраты на проведение исследований. Эта планы позволяют получить параметрические уравнения регрессии в виде полинома второй степени

М (=1 )=5

1><

(8)

связывающие основные факторы воздействия (х1...х„) с результативными признаками (У|...У„) [32]. (х1...х„), равные (-1;0;1), кодированные значения (Х|), определяемые по формуле

(9)

Х = -

Ах,

где

х, - абсолютная величина ¡-го фактора на любом уровне; хю - значение 1-го фактора на основном (нулевом) уровне;

Лх, - интервал варьирования фактора.

Особенностью выбранных планов является то, что по сравнению с планами центрального композиционного планирования они осуществляются меньшим числом опытов, сохраняя при этом удовлетворительные статистические характеристики.

В третьей главе разрабатываются непараметрические комбинированные (гибридные и коллективные) модели оценивания показателей эффективности ВЧ и СВЧ технологий обработки семян, преимущество которых заключается в возможности сочетания параметрических и локальных методов аппроксимации.

Комбинированные модели представляют собой комплекс различных по назначению и методам синтеза решающих правил, состав и порядок функционирования которых в процессе восстановления зависимостей определяется уровнем априорной информации.

В общем случае такие модели записываются в виде

У = ф(х) = СК^(х)},Ш(х)}). (10)

Другое перспективное направление моделирования показателей эффективности высокочастотной технологии обработки семян связано с использованием принципов коллективного оценивания, что позволяет в одном решающем правиле объединить модели, разработанные другими авторами. Тем самым соблюдается преемственность научных исследований и возможность обобщения их результатов.

Использование гибридных и коллективных моделей в задачах оптимизации ВЧ и СВЧ технологии обработки семян затруднено из-за их неявного вида. Поэтому актуальной является проблема создания адекватных алгоритмов оптимизации. Подобные алгоритмы должны в наиболее полной мере сочетать преимущества гибридных моделей и обеспечивать выбор эффективных режимов ВЧ и СВЧ обработки семян. В связи с этим необходимо получить непараметрическую оценку условного математического ожидания

- я, И^1)

называющегося непараметрической регрессией.

Многомерный аналог для х = будет иметь вид

5>'П®

7-777ТТ-. <12>

in*

1*1 V.1

Гибридная модель формируется как некоторая комбинация F(x,a) и q(x), зависящая от вида введенного преобразования q.

Принимая f(x) = <p(x)-F(x,a\ либо f(x)=<р(х)~F(\ тогда гибридная модель запишется соответственно в виде

к Л4

уп=7Ш*.«). _ (13)

Пусть, кроме данных V = (дс'.У,/ = 1,и) о локальном поведении исследуемой модели развития сельскохозяйственных растений у = <р(х) в условиях высокочастотной обработки, известны ранее построенные их модели у, = (р, (х), г = 1 ,т, по тем или иным причинам не удовлетворяющие к настоящему времени исследователя. Поэтому, естественно, возникает идея использовать их полезные свойства при восстановлении у =<р(х) в едином решающем правиле. Существуют два подхода организации интегрированного решающего правила. Первый реализует следующую вычислительную схему:

у(х) = ф,(х),1=Щ) (14)

Получаемые при этом алгоритмы называются коллективными.

В простейшем случае Г - линейная функция:

!>,«(*)■ (15)

Оптимизация решающего правила (15) осуществляется двухэтапной процедурой. Сначала проводится оптимизация при выборе первичных моделей Щ(х), затем - выбор параметров а,,/ = 1,т частных моделей в режиме "скользящего экзамена" либо на основании контрольной выборки

(16)

Для второго подхода коллективной модели высокочастотной обработки семян

Я*) = *■«(*)). (17)

свойственна зависимость принимаемого решения не только от решений первичных моделей, но и от складывающейся ситуации х.

Большая размерность вектора условий х формирования урожайности сельскохозяйственных растений и ограниченные объемы п экспериментальных данных (*',У,/ = Пл) создают в ряде случаев непреодолимые трудности при построении моделей показателей эффективности высокочастотной обработки семян у = р(х).

Предположим, что имеются модели зависимости урожайности от качества почв посевных площадей и сведений об агротехнологических мероприятий выращивания сельскохозяйственных растений, климатических условий.

у) = \,т набор моделей урожайности в пространстве частичных

наборов признаков хр] = 1,т.

На этой основе сформулируем коллектив

где параметры а„, - "веса" частичных моделей определяются из условия минимума статистической оценки среднеквадратического критерия

Общепринятая методика рассмотрения непараметрической модели временной динамики созревания сельскохозяйственных растений в зависимости, например, от параметров технологии предпосевной обработки семенного материала и его нормы высева предполагает построение последовательности моделей

соответствующих конкретным интервалам времени / = 1 ,М.

Анализ моделей типа (21) позволяет установить лишь качественные закономерности, что не обеспечивает эффективного использования результатов научных исследований в практике.

Для обобщения частных моделей (21) с целью количественного прогнозирования динамики созревания сельскохозяйственных растений предлагается модель

где Ф(») - "ядерная" мера близости между частными моделями на оси времени.

Оптимизация модели (22) по параметру с осуществляется из условия минимума статистической оценки среднеквадратического критерия.

С изменением ситуации (х,1) за счет мер близости Ф(«) происходит перераспределение "весов" частных моделей и, следовательно, степень их влияния на формирование значения у = (*,<)■

Обобщив полученные результаты исследования пространственно-временной динамики созревания сельскохозяйственных растений в следующей постановке, получим у(х,г1) = ра{х),г & е.Т - модели зависимости показателей развития сельскохозяйственных растений от параметров х, соответствующие временному интервалу / е Т и некоторому земельному участку с усредненными координатами по разнофонности почвы.

Введем обозначения: — координаты, определенные на посевной площади; п2 - количество частных моделей <рг,(х). построенных для земельного

участка с координатами т при / е Г; п - количество исследуемых земельных участков для проведения целевых опытов.

Тогда статистическая модель пространственно - временной динамики созревания сельскохозяйственных культур представляется в виде:

(19)

(20)

(21)

„(г 2 Л - V с_) к с 1 ПОЛ

где Ф(>) - положительные, нормированные и симметричные ядерные функции, формирующие "веса" частных моделей. Параметры с ядерных функций выбираются из условия соответствия результатов прогнозирования на основании модели экспериментальным данным. ( Сложный характер зависимости показателей эффективности развития

сельскохозяйственных растений от параметров предпосевной подготовки семенного материала, агротехники, условий их выращивания в изменяющихся климатических условиях является следствием многоэкстремального характера I целевой функции в задаче оптимизации.

Поэтому возникает проблема поиска относительного глобального экстремума, эффективные методы решения которой в настоящее время отсутствуют.

В данной главе предлагается подход поиска глобального экстремума на основе принципов самообучения, что позволяет провести декомпозицию исходной задачи на последовательность задач локальной оптимизации.

Рассмотренные положения самообучающегося метода поиска глобального экстремума реализуются на основе непараметрических коллективов решающих правил.

В четвертой главе приводится техническое и информационное обеспечение системы электротехнологических исследований и прогнозирования показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян. Приведена схема математической обработки результатов опыта. Приводятся лабораторные установки для проведения исследований. Разрабатываются схемы планирования эксперимента, оборудование и методика исследования по предпосевной ВЧ и СВЧ обработке семян сельскохозяйственных и лекарственных культур.

Для управления системой исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян разработана специальная структурно-логическая схема (рис.4), включающая в себя в иерархической последовательности банк исходной информации, изготовление и выбор оборудования, математический аппарат активного планирования эксперимента, теоретически обоснованные режимы, специальное оборудование для контроля качественных показателей семян и систему автоматизированной обработки информации (САОИ) с комплексом программного обеспечения для реализации результатов имитационного моделирования прогнозирования режимных параметров.

Для практического использования структурно-логической схемы предлагается комплекс программ, реализующий статистические модели оценивания и оптимизации показателей эффективности высокочастотной обработки семян по экспериментальным данным. Комплекс программ предназначен для обеспечения автоматизации решения задач моделирования и оптимизации технологии ВЧ и СВЧ обработки семян в условиях неполной информации (рис.4).

Рис. 4. Структурно-логическая схема управления системой исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян

В подсистеме 1 и подсистеме 2 (рис. 1) программные средства реализованы в среде визуального программирования Delphi 6.0 и Microsoft EXCEL2000 и представляет собой диалоговый пакет программ, который предназначен для работы в операционной среде Windows 98 или Windows 2000 на компьютерах типа Pentium 4 с объемом оперативной памяти не менее 128 Mb.

Подсистемы ориентированы на конкретную структуру без данных и предусматривают возможность подключения новых баз данных.

Программные модели комплекса представляют исследователю следующие возможности:

» Первичная обработка данных и обнаружение статистических закономерно-

стей, характеризующих технологический процесс ВЧ и СВЧ обработки семян и их посевных и урожайных качеств.

Построение параметрических моделей прогнозирования посевных качеств ^ семян и урожайности сельскохозяйственных растений.

Синтез и оптимизация непараметрических моделей оценивания показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян по экспериментальным данным.

Восстановление закономерностей ВЧ и СВЧ технологии обработки семян на основе гибридных моделей, обеспечивающих сочетание преимуществ параметрических и локальных аппроксимаций.

Анализ динамики развития сельскохозяйственных растений с помощью непараметрических моделей временных зависимостей коллективного типа по коротким рядам наблюдений их параметров.

Оценивание вклада параметров высокочастотной обработки семян в формировании значений показателей их эффективности.

Ориентация имитационных моделей и алгоритмов комплекса программ на обнаружение скрытых закономерностей при малом уровне исходной информации придает ему универсальный характер и возможность исследовать ВЧ и СВЧ обработку семян различных сельскохозяйственных растений (рис. 5).

Структура комплекса программ и блоки структуры комплекса соответствуют задачам, имеющим самостоятельное значение, что обеспечивается заложенными программными возможностями. Пользователь включается в режим ' диалога после обращения к пакету. Основу диалога составляет древовидная

структура представления вариантов анализа данных ВЧ и СВЧ обработки семян либо конкретизации знаний, заложенных в справочном материале.

Предусматривается вывод результатов работы пакета в стандартном DBF формате. Это дает возможность выхода на специализированные программные средства, например, привлечение широко распространенных пакетов «STATGRAF», «STATISTICA», «QUATTRO» и т.д. Пакет программ реализован в двух вариантах на языке Delphi с ориентацией на персональные компьютеры типа IBM PC. Статистические данные представляются в коде ASCII и DBF формате.

Функционально математические модели условно могут быть разбиты на 4 уровня: восстановления стохастических зависимостей, моделирования временных процессов и оптимизации систем при неполной информации.

Рис. 5. Система алгоритмов программного обеспечения моделирования процесса развития сельскохозяйственных растений

На первом уровне структуры вычисляются параметры упрощенных параметрических аппроксимаций для двух противоположных стратегий их формирования. На втором уровне формируются локальные непараметрические модели коллективного типа. На третьем уровне находятся их оптимальные коэффициенты размытости (С[, с2) по исходной обучающей выборке. Формирование обобщенного коллектива решающих правил, сочетающего преимущества первой и второй модели, осуществляется на четвертом уровне структуры программного обеспечения. Здесь же подбираются оптимальные веса моделей (Р) из минимума среднеквадратического критерия. После чего по вектору входной переменной можно оценить значение функции, т.е. на основе имитационного моделирования произвести прогноз состояния исследуемой системы.

Пятая глава содержит результаты исследования ВЧ и СВЧ обработки семян сельскохозяйственных и лекарственных культур на основе статистических имитационных моделей зависимости показателей эффективности их посевных качеств и урожайности от электротехнологических режимов. Приводятся закономерности влияния режимов ВЧ и СВЧ обработки на урожайность и посевные качества семян различных культур и определяются оптимальные режимы.

Параметрические модели прогнозирования показателей эффективности СВЧ предпосевной обработки семян пшеницы позволили в результате реализации матрицы плана Хартли (Н3) 23"1 и определения, по методике исследований по обеззараживанию семян пшеницы от твердой головни, коэффициентов, получены адекватные уравнения регрессии по следующим выходным параметрам: по температуре

у 1=41,5 +8,8*22 +18,5*, + *|*2, (23)

по зараженности

у2= 99,76 - 0,07*,2 - 0,05*22 + 0,19дг32 + 0,26л:, + 0,99х2 + 0,08*,д:г+0,08л:,*э, (24) по всхожести

Уз=92,4-9,4*,2 -4,9*г2 -14,3*,2 -7,4*, -4,6*, -4,9*, -1,4*,*г -1,3*,*, -18,6*2*4, (25) по урожайности

У4=129,5-7*,2 -3,3*,2 -33,5*,2 -26,3*, -12,6*, -18,4*, +10,7*,*, +16,1*,*, +6,9*2*,. (26)

В данных уравнениях у1,у2,уЗ,у4 соответственно значения температуры нагрева, по зараженности, энергии прорастания, лабораторной всхожести и урожайности семян.

Данные уравнения позволили получить графические зависимости.

На рис. 6 приведена зависимость изменения температуры нагрева массы семян Л? от времени их увлажнения М и экспозиции обработки т в ЭМПВЧ. Сравнивая теоретические кривые по температуре нагрева увлажненных семян (рис. 2) с графическими зависимостями (рис. 5, рис. 6), полученными экспериментальным путем, можно сделать вывод, что полученное уравнение, определяющее температуру нагрева увлажненных семян, адекватно описывает процесс и позволяет рассчитывать допустимую температуру нагрева семян при их обеззараживании.

Графическая зависимость (рис. 7) показывает, что сохранение максимального эффекта прибавки урожая и обеззараживания находится на уровне срока "отлежки" Т=0...7 суток, экспозиции обработки т=10...15 с, времени увлажнения ^ =1...3 мин, частоте колебаний электромагнитного поля Г=2400 МГц и

норме высева 4,2 млн шт/га и температуре нагрева семян 1= (35-58)°С, что соответствует удельной мощности, выделяемой в семенах Руд=1...3,4 Вт/см3 (контроль - 5,5 млн шт/га, урожайность - 31,3 ц/га, ВЧ обработка - 4,2 млн. шт/га, урожайность - 37,9 ц/га).

Гибридные модели оценивания посевных качеств пшеницы при ВЧ и СВЧ обработке семян базировались на изучении влияния электротехнологических режимов и внешних факторов на показатели эффективности процесса развития растений. По данным активного эксперимента (план Бокса), объектом исследования являлась стохастическая зависимость у=Б{х1.х2-хз-х<), где у -показатель эффективности процесса развития пшеницы (энергия прорастания, лабораторная всхожесть, урожайность, количество влаги в крахмале и др.), а {х1,х2'хз-х4) - соответственно экспозиция нагрева, частота электромагнитного поля, период "обработка-посев", норма посева семенного материала на гектар площади.

В качестве параметрических моделей искомых зависимостей использовался полином второго порядка. На основе традиционного метода регрессионного анализа по экспериментальным данным осуществлена оценка параметров полиномиальных моделей энергии прорастания.

Частичная модель урожайности пшеницы в зависимости от внешних факторов и параметров предпосевной ВЧ обработки семенного материала и нормы посева имеет вид:

у = 100.1+9х,2 +3.2х22 -7.1х32 -19.5х42 -4.8х, +10.4х3 + ^

+ 15.1х4 -4х,х2 +3.9х|х3 -5.5х|х4 -5.9х2х4,

где х1,х2,хЗ,х4 - кодированные значения экспозиции обработки (т), частоты электромагнитного поля (0, периода "обработка-посев" (Т), нормы высева (Ы), полученное уравнение протабулировано в соответствии с различными сочетаниями V = 1.4 на интервале (-1 ;1) с шагом 11=0.5.

г«.-с 70 60

I 2 3

\ \

- \

Рис. 6. Экспериментальные зависимости температуры увлажненных структур зерна пшеницы Тк от изменения времени обработки Т (режим обеззараживания):

1 - при времени увлажнения 16 мин;

2 - при времени увлажнения 23,5 мин;

3 - при времени увлажнения 31 мин

В, А % к контролю /

шш ШШ ■ ■1

шш шш ■1

шш ШШ Щ

Щё ш

фт т т

ШШ ■ ■ т

% к контролю

Рис. 7. Зависимость изменения всхожести В (а), урожайности У (б), зараженности 3 (в) семян пшеницы,

зараженных твердой головней от времени увдажнения № (мин) и экспозиции нагрева в ЭМПВЧ т(с)

Точность моделирования оценивалась средней относительной ошибкой

где п - объем экспериментальных данных; (*,«, ) - параметрическая модель j-гo показателя эффективности развития пшеницы, а - его среднее значение.

Значения точности восстановления Wj, ] = 1,4 показателей эффективности развития пшеницы находятся в пределах 10...30%, что затрудняет выбор рациональных параметров технологии предпосевной обработки семенного материала.

Для уточнения разработанных параметрических моделей была использована методика гибридного моделирования.

На рис. 8 представлена зависимость точности восстановления урожайности пшеницы от объема экспериментальных данных с помощью полиномиальной и гибридной моделей.

Рис. 8. Зависимость средней относительной ошибки аппроксимации урожайности пшеницы параметрической (1) и гибридной (2) моделью

Анализ результатов вычислительного эксперимента подтверждает преимущество гибридной модели и наличие у нее асимптотических свойств. С ростом объема экспериментальных данных точность аппроксимации увеличивается. Наблюдается присутствие систематической ошибки в пределах 13%, что определяется ограниченностью аппроксимационных свойств полиномиальной модели второго порядка.

Анализ гибридных моделей показателей эффективности развития пшеницы позволил выявить рациональные режимы предпосевной обработки семян в электромагнитных печах высокой частоты: экспозиция обработки 30... 150 с при частоте 19 МГц и средней температуре нагрева семенного материала -15...40°С; длительность периода "обработка-посев" - 10...20 суток; норма вы-

сева - 4...5 млн шт/га. При этом с увеличиением частоты электромагнитного поля для сохранения максимальных показателей эффективности развития растений необходимо снижать время ВЧ и СВЧ обработки семян.

Коллективы решающих правил при исследовании ВЧ обработки семян основаны на реализации матрицы плана Хартли и полученной полной полиномиальной моделью зависимости энергии прорастания семян пшеницы от ВЧ режимов обработки семян (рис. 9).

Рис. 9. Зависимость относительной ошибки оценивания энергии прорастания семян пшеницы сорта "Скала" от объема исходной выборки на основе коллектива решающих правил (1) и полной полиномиальной модели (2)

у = 93,1 -0,8х23 +0,7х, -1.6хг+2.4х,х} и частные модели у, = 92,56 + 0,7х,, уг-92Л-1,6х2. У]= 93.1-0,8*1 где переменные х, = г,х2 - /,х3 = Т.

Коллектив решающих правил формировался на основе частных моделей. На рис. 9 представлена зависимость относительной ошибки коллектива решающих правил и полной полиномиальной модели от объема п исходной выборки.

Относительные ошибки оценивания моделей энергии прорастания семян у,у1,]' = 1,3 принимали соответственно значения 0.27, 0.45, 0.35, 0.41 при объеме исходной выборки п=27. Анализ частных моделей показывает более высокую информативность частоты электромагнитного поля (/) по сравнению с экспозицией высокочастотной обработки семян (т) и периодом "обработка-посев" (Т).

Полиномиальная модель более чувствительна к изменению объема обучающей выборки, т.к. требует одновременного определения 5 параметров. При синтезе коллектива решающих правил максимальное количество параметров, определяемых одновременно, составляет 3. Поэтому достоверность оценивания параметров повышается, что проявляется на рис.9 в меньших значениях относительной ошибки для коллектива решающих правил особенно в области малых значениях п.

Выбор оптимальных режимов высокочастотной предпосевной обработки пшеницы сводится к следующей стохастической задаче условной оптимизации.

max

(28)

где х|=т, х2=£ х3=Т, х4=М, следовательно, имеем 30<г£150 (сек) 19<г/£27 (МГц) 1£Г£30 (суток) 1,5 ^ N £ 5,5 (млн. пгг/га), которая решилась на основе итерационной процедуры.

Поиск оптимального значения, например времени экспозиции т, осуществлялся следующим образом.

?•(*) = £ КО (г,/,т,ю+Дф),

где А(т,/,т,Ю = Ф

C(s)

Пз8п( *„(,)).

При вычислении р'() значения у\ = шах/(/), T(i\

r=t,»-l

/ /ЛЧ [1, если дcr(/)eil„ [О, если *v(i)eil,

где Q, - область допустимых значений х, = г, х2 = /, х, = Т, xt = N в соответствии с ограничениями задачи (28).

Используя поиск из различных начальных условий, установлено наличие двух локальных экстремумов, являющихся относительным глобальным оптимумом - максимумом задачи (28). Первый режим соответствует значениям технологических параметров: экспозиция обработки - 150 с, частота электромагнитного поля - 19 МГц, период "обработка - посев" - 20...24 суток, норма высева - 4,5 млн штук/га. Второй режим: дг, - 30 сек., х2 - 27 МГц, х, - 10.. .20 суток, и, - 4,5 млн штук/га.

При этом наблюдается повышение урожайности на 20...30% по сравнению с контрольным вариантом (обработка ядохимикатом).

У ц/га

■ ■

*4V >

10 12 14 16 1« 20 32 24 Я Зв 30

Параметрическая модель

У. u/ra

Непараметрически модель

Ф • контроль

Рис. 10. Зависимость урожая корневищ валерианы, обработанной в ЭМПСВЧ, от экспозиции (т), при Руд « 10,35,60 Вт/см3

У u/ra

Параметрическая модель

У ц/га

«SÉ

10lS»2SMa5404eSaHM

Непараметрическая модель

Рис.11. Зависимость урожая корневищ валерианы, обработанной в ЭМПСВЧ, от экспозиции удельной мощности (Руд), при т » 10,20,30 с

Статистический анализ исследования влияния параметров технологии ВЧ обработки семян валерианы лекарственной на показатели эффективности, проведенный регрессионный и дисперсионный анализ позволили получить адекватные модели взаимосвязи между режимными параметрами ВЧ и СВЧ технологического воздействия и основными количественно-качественными характеристиками состояния растений (лабораторная всхожесть, динамика накопления биомассы урожая, содержание экстрактивных веществ, количество растений сохранившихся после перезимовки) (рис. 10,11).

Уравнения взаимосвязи основных количественно-качественных характеристик состояния растений и режимных параметров, по данным 1988 г., имеют вид:

по температуре нагрева семян, °С,

У„ = 46,5 + Иде, + 9, дс2 + 3,5л:,2 - 2,5*1 + 9,5х,х2; (29)

по урожайности, ц/га,

У, = 35,5 + *, - 4,Зл2 - 4х* - Ах\ +1,3*,*,; (30)

по содержанию экстрактивных веществ в абс. сухом сырье, %, У2 = 33,7 - 0,46д:2 + 0,6** - 0,86*2 - 0,91*Л; (31)

по количеству растений после перезимовки, шт/м2,

У, = 104,9 + 7,5*, -16,1*2 - 20,б*2. (32)

Зависимости показателей эффективности: температуры нагрева, всхожести семян и урожайности корневищ, содержание экстрактивных веществ, количество растений после перезимовки - от обработки семян валерианы лекарственной ВЧ полем показывается в сравнении с обработкой ядохимикатами при Руд=от 10 до 60 Вт/см3 и х=от 10 до 24 с, повышение урожайности корневищ на 2...8 ц/га, увеличение экстрактивных веществ на 8-10% и увеличение перезимовавших растений на 8-10%.

Уточнение полученной непараметрической модели коллективного типа показывает аналогичное влияние режимов ВЧ и СВЧ обработки на урожайность семян валерианы. Проведенные расчеты подтвердили основные выводы и полностью выявили экстремальный характер кривых по урожайности от Руд=50...60 Вт/см3, и х=15...25 с (рис. 9, 10).

В систему эффективных мероприятий по борьбе с болезнями картофеля входит получение здорового посевного материала в основном с помощью дорогостоящего меристемного метода безвирусного выращивания картофеля от пробирки до поля.

В настоящее время известно более 20 видов вирусов картофеля, потерй урожая из-за которых составляют 20...50%.

Дня решения проблемы обеззараживания после разработки способов, устройств и проведения исследований по реализации матрицы плана Ко2 на СВЧ печи "Электроника" по обработке клубней картофеля получены уравнения регрессии:

по температуре нагрева клубней картофеля

У,=41,6 - 4,3х,2 + 4,7х22 + 5,0х, +13,3х2 + 2,0х,х2; (33)

по всхожести:

У2=73,1 - 4,Ox,2 - 1,0х22 - 1,5х, - 4,6Х2 - 3,2х,х2; (34)

по зараженности вирусами:

Уз=18,7 - 0,9Х]2 - 3,7х22 - 3,0х, + 1,0х,х2; (35)

по урожайности (общей):

У4= 228,2 - 21,4х,2 + 21,1х22 + 6,8х2 -19,4х2 - 8,2х,х2; (36)

по урожайности (товарной):

У5= 208,4 -18,8Х]2 +15,2х22 + 7,8xi -17,0х2-8,1х,х2, (37)

где У|... У5 - соответственно значения урожайности (общей) клубней, урожайности товарных клубней, температуры клубней после обработки, зараженности вирусами, всхожести клубней, при изменении X) - экспозиции нагрева, Х2 -удельной мощности в ЭМПСВЧ.

Для определения лучшего варианта обработки, увеличения урожайности и обеззараживания клубней картофеля уравнения протабулированы на компьютере Pentium 4.

Табуляция уравнений, составленных по результатам опыта, показывает, что нагрев клубней в ЭМПСВЧ положительно влияет на рост и развитие растений.

Параметрические оценки зависимости показателей эффективности обработки клубней картофеля в ЭМПСВЧ: урожайность и зараженность, от параметров воздействия (Руд т,) представлены на рис. 12,13.

С увеличением экспозиции обработки выявляется незначительное увеличение урожая на отрезке т=5...90 с и лучшей является Рул=270 Вт/дм3.

Результаты по обеззараживанию клубней картофеля показывают, что все режимы СВЧ обработки являются эффективными от минимального до максимального уровня Руд и т. Минимальный уровень значений Руд и т дает максимальный эффект по обеззараживанию клубней и урожайности товарного картофеля.

Для уточнения полученных зависимостей на рис. 12 и 13 с помощью непараметрических моделей коллективного типа проведенные расчеты подтвердили основные выводы, и полностью выявлен экстремальный характер, являющийся относительным глобальным оптимумом урожайности от Руд=270 Вт/дм3 и т=60...90 с.

Варианты обработки с экспозицией обработки т=60... 90с при Руд=270 Вт/дм3 дают увеличение урожая на 10... 17%. Температура нагрева клубней в ЭМПСВЧ Т°С=31...36°С. Всхожесть клубней у этих вариантов лежит на уровне с контролем обработкой ядохимикатами.

В шестой главе приведены технико-экономические исследования, доказывающие эффективность использования токов высокой и сверхвысокой частоты на предпосевной обработке семян, практические рекомендации по реализации ВЧ и СВЧ способов и устройств и результаты производственных исследований в технологиях подготовки семян сельскохозяйственных и лекарственных культур к посеву.

Проведенное экономическое исследование трех вариантов предпосевной обработки семян зерновых, лекарственных и картофеля по критерию максимума чис-

того дисконтированного дохода показало, что предложенная технология обработки семян экономически выгодна и может обеспечить доход в среднем:

- по зерновым - 160 рублей с каждого гектара в год, что на З5...46% выше, чем при применении существующих технологий, при снижении энергозатрат в 4,2...7,5 раз;

- по валериане лекарственной - 2080 руб./га, что в 2 раза выше, чем при существующей технологии, при снижении энергозатрат в 7-10 раз, при увеличении содержания экстрактивных веществ на 8-10% и увеличении урожайности на 20-25%;

- по картофелю - 4400 рубУга, при увеличении урожайности на 10-17% и снижении энергоемкости в сравнении с меристемной технологией получения безвирусного картофеля в 350 и более раз.

Разработаны и переданы технические задания на изготовление опытных образцов промышленного оборудования на базе генераторов ВЧД2-2.5/81, ВЧДЗ-6/81 и «Импульс-ЗУ»: заводу термического оборудования «Кристалл», г. Таганрог, НИИТВЧ, г. С.-Петербург, ЧИМСХу и производственному объединению «Полет», г. Челябинск. Оборудование, испытанное в производственных условиях на предпосевной обработке семян, показало хорошие технико-экономические результаты (рис. 14).

Основные выводы и результаты исследований

1. На основе анализа установлено, что существующая методология исследования разработанных электротехнологических процессов не позволяет в полной мере раскрыть причинные и функциональные связи между явлениями, наблюдаемыми при воздействии электротехнологических и экологических параметров на качественные показатели семян и растений, и не позволяет применять полученные закономерности для решения практических задач увеличения урожайности при снижении энергоматериальных затрат.

2. Разработанная структурно-логическая схема системы исследования и теория электротермического обеззараживания позволили разработать параметрические модели, использующие теорию активного планирования эксперимента, и на этой основе выявить причинные и функциональные связи между явлениями, возникающими при воздействии электротехнологических параметров на показатели эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян.

3. Разработанные функциональные схемы математического моделирования и алгоритмы математического обеспечения системы исследования электротехнологических процессов позволили на основе непараметрических гибридных моделей и алгоритмов оптимизации, с учетом внешних факторов воздействия на развитие растений (времени от обработки до посева, нормы высева, разнофонности почвы и т.д., от 1 до п), получить статистическую имитационную модель пространственной динамики развития растений с поиском относительного глобального экстремума и в 2-3 раза снизить относительную ошибку прогнозирования показателей эффективности по сравнению с полиномиальными аппроксимациями.

4. Разработанная система управления комплексом исследования позволила изготовить нестандартное оборудование, определить структуру исследований по оптимизации режимов и провести производственные сравнительные испытания.

У ц/га

-7« -1280

50 5Л 5в 62 вв 70 7< 7В 82 вб Ю Т, СвК

Параметрическая модель

У ц/га

гт».

-это

—765 -1280

т, сек

50 54 55 02 вв 70 74 78 В2 88 90

Непараметрическая модель

Рис. 12. Зависимость урожайности клубней картофеля, обработанных в ЭМПСВЧ, от экспозиции (т), при Р„ = 270, 765, 1260 Вт/дм'

-270 -475 -1280

50 54 58 62 66 70 74 78 82 86 90

Параметрическая модель

3,%

58 62 6« 70 74 78 Непараметрическая модель

Рис. 13. Зависимость зараженности вирусами клубней картофеля, обработанных в ЭМПСВЧ, от экспозиции (т), при Ру, = 270, 475, 1260 Вт/дм1

Установка ВЧДЗ-6/81

СВЧ установка "Импульс-ЗУ" Установка ВЧД2-2.5/81

Рис. 14. Промышленное оборудование для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных и лекарственных культур

зерновых культур на 10... 15% по сравнению с обработкой ядохимикатами; валерианы лекарственной на 12... 17 % и увеличении экстрактивных веществ на 8... 10% по сравнению с обработкой ядохимикатами; картофеля на 10... 17%, в сравнении с обработкой ядохимикатами и мери-стемным методом.

6. Полученные результаты использования системы исследования электротехнологических параметров ВЧ и и СВЧ обработки семян позволили снизить энергоемкость процесса:

по зерновым - в 4,2... 7,5 раз; по валериане лекарственной - в 7-10 раз; по картофелю - в 350 и более раз.

7. Результаты исследований приняты и утверждены на НТС Госагропрома СССР, включены в методические рекомендации "Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ полей", опубликованы в трех монографиях и рекомендованы для широкого внедрения в сельскохозяйственное производство и дальнейшего продолжения исследований.

На основании результатов исследований, разработанных и запатентованных способов и устройств, технико-экономических исследований и технических условий, изготовлено 3 производственных образца ВЧ и СВЧ оборудования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих рабо-

1. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В. Способ обработки семян с.-х. культур: А. с. №563938, 16.03.77 г.

2. Цугленок Г.И. Методика проведения исследования по предпосевной высокочастотной обработке семян пшеницы сорта "Скала" // Совершенствование процессов с.-х. производства. - Красноярск, 1981. —С. 4.

3. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В. Результаты исследований процесса высокочастотной предпосевной обработки семян пшеницы сорта "Скала" // Совершенствование процессов с.-х. производства. - Красноярск, 1979. - С. 6.

4. Цугленок Г.И. Результаты исследований по предпосевной высокочастотной обработке семян пшеницы сорта "Скала" II Совершенствование процессов с.-х. производства. - Красноярск, 1981. - С. 6.

5. Цугленок Г.И. Влияние предпосевной высокочастотной обработки на посевные качества пшеницы // Науч.-техн. бюл. СО ВАСХНИЛ. Вып. 33. -Новосибирск, 1984. - С. 5.

6. Цугленок Г.И., Шахматов С.Н. Технологическая схема процесса высокочастотной сушки семян зерновых культур при их термическом обеззараживании И Повышение эффективности процессов послеуборочной обработки

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.Петервург ОЭ t00 акт

зерна и переработки кормов: Науч.-техн. бюл. СО ВАСХНИЛ. Вып. 26. -Новосибирск, 1986.-С. 8.

7. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н. Энергетика сельскохозяйственных предприятий. Система ведения сельского хозяйства Красноярского края: Рекомендации. - Новосибирск, 1988.

8. Цугленок Г.И. Экономия энергоресурсов при термической обработке семян пшеницы перед посевом энергией высокочастотного поля // Ресурсосберегающая технология в с.-х. производстве: Регион, науч.-техн. конф. - Волгоград, 1988.-С. 4.

9. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н. и др. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ: Рекомендации. - М.: ВО "Агропромиздат", 1989. - 40 с.

10. Цугленок Г.И. и др. Устройство диэлектрического нагрева сыпучих материалов: A.c. №1607081 СССР МКИ H 05 В 6/46. Опубл. 1990. Бюл. № 42.

11. Цугленок Г.И. Способ приготовления среды для разбавления спермы производителя: Пат. №>1769422 ОАС №4849889/15. Заявл 09.07.1990г.

12. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н. Способ обработки семян и устройство для его осуществления: Пат. № 2051562 по заявке № 5039597,

10.01.96.

13. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Бастрон A.B. Обработка зерна в ворохе активным вентилированием // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1996. - № 8. - С. 6.

14. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н. Способ предпосевной обработки семян: Пат. № 2072757 по заявке № 5064519 Российская Федерация,

10.02.97.

15. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н. Планирование активного эксперимента в агроинженерных исследованиях: Учеб. пособие / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 1998. - 24 с.

16. Цугленок Г.И. Непараметрические алгоритмы оптимизации процесса предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян сельскохозяйственных культур // Го-меостаз и окружающая среда. - Красноярск, 1998. - С. 8.

17. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Александрова C.B. Влияние воздушно-тепловой обработки на продуктивность пшеницы // Между народ, науч.-практ. конф., посвящ. пам. акад. В.П. Горячкина: Тезисы и доклады. Т.2. - М.: Изд-во МГАУ, 1998.

18. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Александрова C.B. Влияние воздушно-тепловой обработки на продуктивность пшеницы // Международ, науч.-практ. конф., посвящ. пам. акад. В.П. Горячкина: Тезисы и доклады. Т.2. - М.: Изд-во МГАУ, 1998. - С. 4.

19. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Шахматов С.Н. Методика планирования активного эксперимента при преподавании агроэкологических и инженерных дисциплин // Вестн. КрасГАУ. - 1998. - № 3. - С. 86-88.

20. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Лапко A.B. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем: Монография. — Новосибирск: Наука, 1999. - 205 с.

21.Цугленок Г.И. Гибридные модели показателей эффективности режимов предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян пшеницы // Достижения науки и техники — развитию сибирских регионов: Тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф. с международ, участием. - Красноярск, 1999. - С. 36-38.

22. Цугленок Г.И. Коллективы решающих правил и непараметрические алгоритмы оптимизации в задачах исследования процесса предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян пшеницы // Достижения науки и техники — развитию сибирских регионов: Тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф. с международ, участием. - Красноярск, 1999. - С. 39.

23. Цугленок Г.И. Определение эффективных режимов высокочастотных обработок семян с использованием коллективов решающих правил // Вестн. КрасГАУ. - 1999. - № 4. - С. 47-52.

24. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г., Бастрон A.B., Бастрон Т.Н. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на энергию прорастания и всхожесть семян томата // Вестн. КрасГАУ. Спец. вып. «Электротехника и экономика». - Красноярск, 2002. - С. 21-25.

25. Цугленок Г.И., Лапко A.B., Лапко В.А. Непараметрические коллективы в задаче прогнозирования эффективных режимов электротехнологических процессов // Вестн. КрасГАУ. - 2003. - Вып. 2. - С. 74-78.

26. Цугленок Г.И., Лапко В.А. Гибридные модели стохастических зависимостей в условиях их частного описания // Вестн. КрасГАУ. - 2003. - Вып. 2. -С. 67-72.

27. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Халанская А.П. Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций: Монография. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003. - 242 с.

28. Цугленок Г.И. Методология и теория системы исследований: Монография. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003. - 180 с.

Подписано в печать 14.05.03 Заказ №1184

Формат 60x84/16 Тираж 100 экз.

Объем 2,5 печ. л.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 020605 от 23.07.97.

Издательский центр Красноярского государственного аграрного университета 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 88, тип. КрасГАУ

»J

2oo3-fl zçào

»-8560

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Цугленок, Галина Ивановна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ СЕМЯН.

1.1 Предпосевная обработка и определение ее роли в подготовке семян к посеву.

1.2 Технология ВЧ и СВЧ обработки семян и особенности ее исследования.

1.3 Анализ статистических методов для исследования электротехнологических процессов обработки семян и развития растений.

1.4 Выводы и направления дальнейших исследований.

ГЛАВА 2. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЧ И СВЧ ОБРАБОТКИ СЕМЯН.

2.1 Модель комплексной системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений.

2.2 Аналитическая модель электротермического процесса ВЧ и СВЧ обработки семян.

2.3 Параметрические модели оптимизации и оценки эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений.

2.4 Параметрические модели прогнозирования посевных качеств и урожайности семян.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ СИСТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЧ И СВЧ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ.

3.1 Непараметрические модели оценки показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян в условиях неполной информации.

3.2 Гибридные модели уточнения закономерностей процессов ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений.

3.3 Коллективы моделей синтеза локальных закономерностей процессов ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений

3.4 Алгоритм определения значимости параметров процесса ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений.

3.5 Алгоритмы поиска относительного глобального экстремума в процессах ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений.

ГЛАВА 4. ТЕХНИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЧ И СВЧ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ.

4.1 Планирование эксперимента, оборудование и методика для проведения лабораторных и полевых опытов.

4.2 Программное обеспечение системы исследования изучаемых процессов.

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВЧ И СВЧ

ОБРАБОТКИ СЕМЯН.

5.1 Параметрические модели прогнозирования показателей эффективности ВЧ предпосевной обработки семян пшеницы и развития растений.

5.2 Параметрические модели исследований процесса СВЧ обеззараживания семян пшеницы от твердой головни.

5.3 Гибридные модели уточнения эмпирических (параметрических) закономерностей процессов ВЧ и СВЧ обработки семян пшеницы.

5.4 Коллективы решающих правил локальных закономерностей при исследовании процессов ВЧ и СВЧ обработки семян пшеницы.

5.5 Выбор эффективных режимов ВЧ и СВЧ предпосевной обработки семян пшеницы на основе алгоритмов поиска относительного глобального экстремума.

5.6 Статистический анализ моделей системы исследования по влиянию параметров процесса ВЧ обработки семян валерианы лекарственной на показатели эффективности.

5.7 Статистическая модель динамики развития валерианы лекарственной.

5.8 Статистический анализ исследования влияния технологии СВЧ обработки клубней картофеля на показатели эффективности.

ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ИСПЫТАНИЙ ОБОРУДОВАН™ И ТЕХНИКО

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЧ И СВЧ ОБРАБОТКИ

СЕМЯН.

6.1 Целевые функции определения параметров и показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян.

6.2 Методика расчета экономической эффективности применения

ВЧ и СВЧ технологии.

6.3 Результаты испытания установок по предпосевной ВЧ и СВЧ обработке семян.

Введение 2003 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Цугленок, Галина Ивановна

Актуальность проблемы. Анализ тенденций развития агропромышленного комплекса России и в развитых капиталистических странах, показывает, что рост энергоматериальных затрат на производство продукции растениеводства опережает рост урожайности.

Использование современных комплексов в растениеводстве для увеличения урожайности, указывает на многообразие факторов воздействия на семена и развитие растений, зачастую не объединенных единой системой исследования, организационной структурой агротехнических и методологических подходов выбора технологических процессов с учетом природно-климатических условий и отличительных признаков возделываемых культур. Анализ методологических подходов в решении проблемы систематизации технологических процессов растениеводства раскрывает проблемную ситуацию увеличения урожайности при снижении энергоматериальных затрат в растениеводстве и приводит к постановке народнохозяйственной проблемы - увеличения продуктивности в растениеводстве при снижении энергоматериальных затрат.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в этом направлении отечественными и зарубежными учеными и их научными школами: М.Г. Евреиновым, А.С. Гинзбургом, Л.Г. Прищепом, И.Ф. Бородиным, С.П. Лебедевым, А.М.Басовым, Ф.Я. Иза-ковым, В.И. Тарушкиным, A.M. Худоноговым Н.В. Цугленком, и другими, определили широкий круг задач по определению различных методов обработки семян и растений и их применению в современном сельскохозяйственном производстве.

Однако существующая методика исследований разрабатываемых электротехнологических процессов не позволяет раскрыть причинные и функциональные связи между явлениями наблюдаемые при воздействии электротехнологических и экологических параметров на качественные показатели семян и растений и не позволяет применять полученные закономерности для решения практических задач эффективного использования этих методов и технических средств в сельскохозяйственном производстве.

Разработанные электротермические ВЧ и СВЧ технологии обработки семян также характеризуются сложностью, стохастическим характером процессов воздействия электромагнитных полей на семена, большим количеством полевых опытов и неопределенностью зависимостей последующего развития растений от внешних воздействий.

В связи с этим сформулирована и решается научно-техническая проблема - формирование системы исследования процессов ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений, обеспечивающих увеличение урожайности и снижающих энергетические затраты.

Для достижения поставленной цели необходимо решить общую научную задачу: - определить причинные и функциональные связи взаимодействия параметров в процессах ВЧ и СВЧ обработки семян и развития растений.

Объект исследования — электротехнологические процессы ВЧ и СВЧ обработки семян пшеницы, картофеля и валерианы лекарственной.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

Провести анализ существующих методов исследования электротехнологических процессов обработки семян и на основе анализа обосновать проблему и сформулировать научные и методологические принципы создания системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян. Разработать теоретические модели причинных и функциональных связей между явлениями, возникающими при взаимодействии электротехнологических параметров и показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян.

Разработать систему управления комплексными исследованиями, изготовить нестандартное оборудование для проведения исследования по определению эффективных электротехнологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Провести комплексные исследования по определению эффективных электротехнологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян.

Изготовить промышленные ВЧ и СВЧ установки и определить эффективность комплексной системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян в производственных условиях.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались, методы теории вероятностей и математической статистики, теория активного планирования эксперимента и имитационное моделирование.

Научная новизна исследований. Впервые с единых методологических позиций на основе системы методических, технических и информационных средств, разработаны процессы ВЧ и СВЧ предпосевной подготовки семян пшеницы, картофеля и валерианы лекарственной к посеву включающие:

-теоретические модели и алгоритмы математического обеспечения системы исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян;

-параметрические и непараметрические модели прогнозирования показателей эффективности ВЧ и СВЧ электротехнологических процессов обработки семян;

-результаты системы исследований эффективных электротехнологических режимов ВЧ и СВЧ обработки семян;

- технические задания на разработку и изготовление устройств ВЧ и СВЧ обработки семян повышающих урожайность и снижающих энергоматериальные и трудовые затраты.

Реализация результатов: - данная технология включена в систему ведения сельского хозяйства Красноярского края.

- результаты исследований использованы в методических рекомендациях "Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ полей", утвержденных на НТС Госагропрома СССР;

- результаты исследований использованы в учебном процессе Крас-ГАУ и при написании трех опубликованных монографий: «Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем», 1999г., «Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций»,2003г., «Методология и теория системы исследования электротехнологических процессов», 2003г

Автор защищает:

- теорию и методологию системы комплексных исследований ВЧ и СВЧ процессов предпосевной обработки семян;

- параметрические модели выбора эффективных технологических режимов предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян, разработанных на основе теории активного планирования эксперимента;

- способы, устройства и программное обеспечение комплексных исследований по предпосевной ВЧ и СВЧ обработке семян сельскохозяйственных культур;

- гибридные непараметрические модели и коллективы решающих правил для исследования технологических режимов и прогнозирования показателей эффективности ВЧ и СВЧ обработки семян, посевных качеств и динамики развития растений, обеспечивающие совместное использование известных полиномиальных аппроксимаций искомых зависимостей и непараметрических статистик для их корректировки по экспериментальным данным;

- эффективные режимы термообработки семян сельскохозяйственных и лекарственных культур энергией ВЧ и СВЧ полей, образцы производственных устройств и результаты испытаний ВЧ и СВЧ технологий в производственных условиях.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись и обсуждались на меледународных, всероссийских и региональных конференциях, симпозиумах, совещаниях и семинарах, в частности: НИИ защиты растений, Ленинград, 1983-1985 гг.; научная конференция, ЧИМЭСХ, 1983 г., ВНИИ ТВЧ, Ленинград, 1983-1985 гг.; VIII Всесоюзный симпозиум по водному режиму растений, Ташкент, 1984 г.; Киевское специальное проектно-конструкторское бюро "Укрсортсемовощ", Киев, 1986 г.; ГПО "Союзлекраспром", Ленинград, 1987 г.; НТС Красноярского СХИ, 1987 г.; Научно-технический совет Госагропрома СССР, Москва, 1988-1989 г.; региональная научно-техническая конференция "Ресурсосберегающие технологии" в Волгоградском СХИ, 1988 г.; научные конференции КрасГАУ, Красноярск, 1983-2002 гг.; Всесоюзная научно-практическая конференция с международным участием "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов", Красноярск, 2426 марта 1999 г., 2001 г., Москва, МГАУ, 2002.

Личный вклад. Основные научные результаты, изложенные в диссертации, получены самостоятельно. На основании разработанных способов, устройств и научных результатов исследования изготовлено лабораторное оборудование, разработаны и переданы технические задания на изготовление опытных образцов промышленного оборудования ВЧД2-2,5/81, ВЧДЗ-6/81 и «Импульс-ЗУ» заводу термического оборудования «Кристалл», г. Таганрог, НИИТВЧ, г. С.-Петербург, производственному объединению «Полет» и ЧИМЭСХу, г.Челябинск, испытанные в производственных условиях на предпосевной обработке семян. В собственных работах автору принадлежат структурные, структурно-логические и функциональные схемы решения проблемы, система математического моделирования комплексных исследований, теоретические принципы синтеза и анализа моделей и алгоритмов, постановка задач и методов их реализации. В работах, выполненных в соавторстве, автору принадлежит от 30 до 90 % объема выполненных работ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 работ, из них 3 монографии, 5 авторских свидетельств и учебное пособие по планированию активного эксперимента в агропромышленных исследованиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов после каждой главы, основных выводов, списка литературы (217 наименований, из них 18 на иностранных языках) и 3-х приложений. Работа содержит 265 страниц основного текста, 45 рисун

Заключение диссертация на тему "Система исследования электротехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа установлено, что существующая методология исследования разработанных электротехнологических процессов не позволяет в полной мере раскрыть причинные и функциональные связи между явлениями наблюдаемыми при воздействии электротехнологических и экологических параметров на качественные показателя семян и растений и не позволяет применять полученные закономерности для решения практических задач увеличения урожайности при снижении энергоматериальных затрат.

5. Проведенные комплексные исследования с использованием математического моделирования позволили: минимизировать затраты на организацию экспериментальных работ, путем сокращения количества опытов в 27 и более раз (Зк"3, где к - количество изучаемых параметров) и выявить эффективные режимы предпосевной обработки семян увеличивающие урожайность: зерновых культур на 10. 15% по сравнению с обработкой ядохимикатами валерианы лекарственной на 12. 17 % и увеличении экстрактивных веществ на 8. 10% по сравнению с обработкой ядохимикатами; картофеля на 10. 17%, в сравнении с обработкой ядохимикатами и меристемным методом.

6. Полученные результаты использования системы исследования электротехнологических параметров ВЧ и и СВЧ обработки семян позволили снизить энергоемкость процесса: по зерновым в 4,2. 7,5 раз; по валериане лекарственной в 7-10 раз; по картофелю 350 и более раз.

7. Результаты исследований приняты и утверждены на НТС Госагропрома СССР, включены в методические рекомендации "Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ полей" опублинкованы в трех монографиях и рекомендованы для широкого внедрения в сельскохозяйственное производство и дальнейшего продолжения исследований.

242

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой системное исследование процессов воздействия электромагнитных полей ВЧ и СВЧ на биологические объекты.

Полученные результаты представляют собой разработанные теоретические положения, методы, технические средства и рекомендации обеспечивающие интенсификацию технологических процессов в растениеводстве, представляющие собой научно-обоснованные технические и электротехнологические разработки. Теоретические положения раскрывают закономерности формирования системы исследования и закономерности распределения энергии электромагнитного поля в биологических структурах, микроорганизмах и семенах, и ее влияния на показатели качества биологических объектов.

Система исследования процессов воздействия электромагнитных полей на семена позволяет установить закономерности их влияния на динамику развития растений.

Разработанная система исследования энерготехнологических процессов ВЧ и СВЧ обработки семян, включающая: структурно-логические схемы; теоретические модели обеззараживания семян; параметрические модели взаимодействия параметров обработки и показателей эффективности; функциональные схемы математического моделирования и алгоритмы математического обеспечения системы исследования энерготехнологических процессов; имитационные модели поиска относительного глобального экстремума при прогнозировании электротехнологических параметров и основных показателей эффективности (урожайности и зараженности семян); схему управления исследовательским комплексом; разработанное и изготовленное оборудование: и полученные эффективные режимы обработки семян - представляет собой законченное научное исследование.

Данная система исследования и разработанные технологии ВЧ и СВЧ обработки семян позволяют соответственно минимизировать затраты на организацию электротехнологических работ в 27 и более раз и увеличить урожайность обработанных семян пшеницы, картофеля и валерианы лекарственных от 10 до 17% в сравнении с обработкой ядохимикатами; снизить энергоемкость разработанных электротехнологических процессов от 4,2 до 10 раз, а по картофелю от 350 и более раз. Производственные испытания подтвердили результативность разработанной системы исследования электротехнологических параметров ВЧ и СВЧ обработки семян и показатели, что внедрение таких технологий вносит значительный вклад в развитие сельскохозяйственного производства.

Библиография Цугленок, Галина Ивановна, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

1. Азии JLA., Басов A.M., Изаков Ф.Я., Шмигель В.Н. Предпосевная обработка семян в электрическом поле. Вестник с-х науки, № 4, 61.

2. Аксенов С.И. В сб.: Анабиоз и преданабиоз у микроорганизмов, 41. Рига, "Зинатне", 1973.

3. Аксенов С.И., Аскоченская Н.А., Петинов Н.С. Физиология растений, 16,71, 1969.

4. Андреев С.В., Мартене Б.К., Молчанова В.А. Биофизические методы в защите растений от вредителей и болезней. Издательство «Колос», 1976.

5. Аскоченская Н.А., Петинов Н.С. В сб.: Физиолого-биохимические проблемы семеноведения и семеноводства, 2, 91.

6. Афонин М.И., Юрмос МА. Эффективность предпосевного облучения семян гамма-лучами. 6 кн. "Теоретические и практические аспекты использования ионизирующего излучения в сельском хозяйстве". Кишинев, 1976.

7. Бадарева Н.И. Семеноводство зерновых в США. М., 1965.

8. Барановский П.И., Мищенко JI.T., Паша П.Н. Температурные и полевые зависимости энергии прорастания семян люцерны от их обработки в постоянном магнитном поле перед посевом //Электронная обработка материалов. 1982. № 3. С. 75-77.

9. Басов A.M. и др. Электрозерноочистительные машины. Изд. "Машиностроение", М., 1968.

10. Басов A.M. Электрические способы обработки зерна и других продуктов сельскохозяйственного производства, в сб. "Комплексная механизация и автоматизация послеуборочной обработки и хранения зерна в колхозах и совхозах". М. Госнити, 1964.

11. Басов A.M., Потанин П.Д., Яснов Г.А. Электрическое поле как стимулятор улучшения посевных качеств зерновых культур. Вестник сельхознауки, № 2, 1960.

12. Басов A.M., Шмигель В.Н. Влияние электрических полей на хлебопекарные качества зерна. В сб. "Новые физические методы обработки пищевых продуктов", ГОСТтекстиздат СССР, 1963.

13. Басов A.M., Шмигель В.Н. Измерение диэлектрической проницаемости отдельных зерен. "Измерительная техника", № 10, 1971.

14. Батичин Н.Ф., Ушакова С.И., Никонова Н.Д. Комплексная оценка процесса воздействия электромагнитного поля высокой частоты на семена //Применение энергии высок, и сверхвысок, частот в технолог. процессах с.-х. пр-ва. Челябинск, 1963. С. 41-44.

15. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа /Пер. с англ. М.: Мир, С. 312.

16. Березина И.М., Сабешкина JI.M. Воздействие электромагнитных колебаний на семена. "Механизация и электрификация соц. с-х". № 4, 1972.

17. Богачков И.В. Использование двух волн различных частот для улучшения равномерности распределения энергии в рабочей камере мощной СВЧ печи. Омск, 1998. № 1508. С. 6.

18. Борисенко С.И. Термическая обработка семян. Селекция и семеноводство. № 1, 1950.

19. Бородин И.Ф. и др. //Сел. электрифик. и электропривод /Моск. гос. агроинж. ун-т. М., 1995. С. 3-9.

20. Бородин И.Ф. Перспективы использования СВЧ энергии в сельском хозяйстве /Автомат, контроль и управление в с.-х. М., 1984. С. 23-28.

21. Борьба с вирусными болезнями растений /Пер. с нем. Г.И. Лойди-ной; Под ред. И.Г. Атабекова. М.: Агропромиздат, 1986.

22. Брицый Н.Д. Нагрев в электрическом поле высокой частоты. М., "Машиниздат", 1957.

23. Будько И.А., Бородин И.Ф., Тарушкин В.И. Методы разделения семян зерновых культур в электростатистическом поле //Механизация и электрификация с.-х. 1974. № 11. С. 32-33.

24. Вапник В.Н. Восстановление зависимостей по эмпирическим данным. М.: Наука, 1979. - 447 с.

25. Вапник В.Н., Червоненкис А.Я. Теория распознавания образов. — М.: Наука, 1974.-414 с.

26. Васильев В.И., Коноваленко В.В., Горелов Ю.М. Имитизионное управление неопределенными объектами. — Киев: Наукова думка, 1989.-215 с.

27. Васильев В.Н., Коноваленко В.В., Горелов Ю.И. Имитационное управление неопределенными объектами. Киев: Наукова думка, 1989.-216 с.

28. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М., Колос, 1973.

29. Вехов В.Н., Губанов И.А., Лебедева Г.Ф. Культурные растения СССР.М., «Мысль», 1978.

30. Виленчик М.Н. Влияние магнитного поля на биологические объекты. М., "Наука", 1971.

31. Виноградов В., Лазовский В.В. Основные принципы формирования научной работы, этапы ее организации и выполнения: Метод, рекомендации. Новосибирск, 1983. С. 52.

32. Власов Н.С. и др. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники. М., Колос, 1979.

33. Вознесенский B.A. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М., Финансы и статистика, 1981.

34. Высокочастотная обработка семян //Земледелие. 1980. № 11. С. 17.

35. Гаммерман А.Ф., Гроле И.и. Дикорастущие лекарственные растения СССР. М., «Медицина», 1976.

36. Гермейер Ю.В. Введение в теорию исследования операций. —М.: Наука, 1971.-250 с.

37. Гиков П.С., Павлов М.И. Наука и лекарственные растения. Изд-во Знание. М., 1981.

38. Гинзбург А.С., Резщиков В.А., Дубровский В.П. Влага в зерне. М., Колос, 1959.

39. Гуляев Б.И. и др. Фотосинтез, продуктивный процесс и продуктивность растений. Изд. Киев: Наук. Думка, 1989. С. 151.

40. Турецкий Н.И. Электромагнитные методы воздействия на биосистемы. //Электроснабж. и электриф. /Моск. гос. агроинж. ун-т. —М, 1997. С. 65-67.

41. Гуров Ю.В. Влияние некоторых факторов на эффективность СВЧ обработки сорных растений и нематоды /Электрификация и автоматизация с.-х. пр-ва. Новосибирск, 1985. С. 100-107.

42. Данович К.Н., Соболев A.M., Жданович Л.П. и др. В кн.: Физиология семян. М.: "Наука", 1982.

43. Дебай П., Закк Г. Теория электрических свойств молекул. М-Л. Глав, ред. общетехн. лит., 1936. С. 40-42.

44. Деврой Д., Дьерфи Л. Непараметрическое оценивание плотности (Lr подход). М.: Мир, 1988.-407 с.

45. Денисов В,И. Технико-экономические расчеты в энергетике: Методы экономического сравнения вариантов.-М.: Энергоатомиздат, 1985.-216 с.

46. Дмитриев A.M., Страцкевич JI.K. Стимуляция роста растений. Минск. Урожай, 1986.

47. Доспехов В.А. Методика полевого опыта. М., Колос, 1979.

48. Еникеев М.Г. Влияние термического и химического протравливания семян на их всхожесть. Журнал Сельское хозяйство Сибири № 1, 1960.

49. Енишин П.К., Лошкарев П.М. и др. Валериана лекарственная. М., Медгоз, 1953.

50. Живоглядов В.П., Кебец Е.П. Непараметрические алгоритмы векторной оптимизации// Обучающиеся алгоритмы в системах управления и обработки информации. Новосибирск.: Наука, 1978. - С. 1619.

51. Живылядов В.П., Медведев А.В. Непараметрические алгоритмы адаптации. Фрунзе: Илим, 1974. — 136 с.

52. Журавлев Ю.И. Алгоритмы распознавания, основанные на вычислении оценок //Кибернетика. 1971.-№ 3.- С.3-12.

53. Заиграев С.А., Заборский В.В. Действие предпосевного гамма-облучения на некоторые физические процессы и урожай яровой пшеницы, приемы и методы повышения урожайности зерновых культур в Восточной Сибири, Иркутск, 1972.

54. Иванов М.В., Рубан А.И. Алгоритм спуска в область Парето при многокритериальной оптимизации // Проблемы техники и технологии XXI века. Красноярск: КГТУ, 1994. - С. 9.

55. Закгейм А.Ю. введение в моделирование химикотехнологических процессов. М.; «Химик», 1982.

56. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. —Киев: Техника, 1975.-311 с.

57. Игнатьев В.В. и др. Влияние ЭМПВЧ диапазона на бактериальную клетку//Тр. Саратовского ун-та. Саратов, 1978. С. 17-20.

58. Изаков Ф.А., Блонская А.П. Влияние параметров предпосевной обработки семян на развитие растений и урожайность. Эс-п «Механизация и электрификация сельского хозяйства» № 12, 1965.

59. Изаков Ф.Я. и др. Методика определения показателей процесса электросепарации //Механизация и электрификация соц. с.-х. 1974. № 5. С. 45.

60. Изаков Ф.Я. Основные направления научных исследований по применению сверхвысокочастотной энергии в сельском хозяйстве //Применение энергии высокой и сверхвысокой частот в технол. процессах с.-х. пр-ва. Челябинск, 1983. С. 5-9.

61. Изаков Ф.Я., Матвеев Б.А. Перспективы использования СВЧ энергии для борьбы с сорной растительностью //Тр. Челябин. ин-та механизации и электрификации с.-х. Челябинск, 1980. № 165. С. 93-95.

62. Изаков Ф.Я., Полевик Н.Д., Жданов Б.В. Влияние поляризационной пространственной структуры электромагнитных полей СВЧ на всхожесть семян //Вестн. Челябин. Агроинж. ун-та. 1995. С. 91-100.

63. Казьмин И.П. Зерноведение. Загодиздат, 1950.

64. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ ИСВЧ, Рекомендации. М.: ВО «Агропромиздат», 1989.

65. Катковник В.А. Непараметрическая идентификация и сглаживание данных. — М.: Наука, 1985. 336 с.

66. Карпов Б.А. Уборка, обработка и хранение семян. М., "Россельхоз-издат", 1974.

67. Кожевников Н.Ф. Предпосевная обработка в электрическом поле переменного тока. Механизация и электрификация с-х, № 3, 1973.

68. Кондратьев Р.Б. Главная культура Сибири. Красноярск, 1975.

69. Кропп Л.И. Обработка и хранение семенного зерна. М., Колос, 1973.

70. Ксенз Н.В. и др. Магнитное поле и водопоглощающая способность семян /Черномор, гос. агроинж. акад. — Зеленоград, 1998. С. 8.

71. Кубышев В.А. Технологические основы интенсификации процессовсепарации зерна: Автореф. дис.д-ра техн. наук. Л.Пушкин,. 1968.1. С. 51.

72. Куварин В.В. Воздействие физических факторов на семена и урожай //Селекция и семеноводство. 1985. № 2. С. 45-51.

73. Куперман Ф.М. Дейтвие электромагнитной энергии на с.-х. растения //Бюл. ВАСХНИЛ. 1937. № 4. С 50.

74. Лапко А.В. Имитационные модели неопределенных систем. — Новосибирск: Наука, 1993 — 112 с.

75. Лапко А.В. Непараметрические методы классификации их применение. Новосибирск: Наука, 1993.-152 с.

76. Лапко А.В., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем. — Новосибирск: Наука, 1999. 205 с.

77. Лапко А.В., Ченцов С.В., Крохов С.Н., Фельдман Л.А. Обучающиеся системы обработки информации и принятия решений. -Новосибирск: наука, 1996. — 296 с.

78. Масло И.П., Целуйко А.С. Экономия топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве Украины //Механизация и электрификация с.-х. 1986. № 9. С. 10.

79. Макеенко С.Г. Зеленая аптека. Красноярское книжное издательство, 1975.

80. Максименко В.Г., Кузнецов П.М., Хацевич Н.В. Пшеница Западной Сибири. Новосибирск. Зап. Сиб. кн. изд. 1975, стр. 175.

81. Мардин В.В., Кривонос А.И. Справочник по электронным измерительным приборам. М., «Связь», 1978.

82. Медведев А.В. Основы теории обучающихся систем. — Красноярск: КГТУ, 1982.-107 с.

83. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1988.-231.

84. Методические рекомендации по оценке эфективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования /Под ред. А.Г. Шахназарова: Официальное издание -М.: 1994. — 79 с.

85. Надарая Э.А. Непараметрические оценки кривой регрессии / Тр. ВЦ АН ГССР. 1965. - вып. 5. - с. 56-68.

86. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экспериментальных экспериментов. М.: Наука, 1965. С. 215.

87. Нейман А.Р., Колонтаров П.Р. Теоретические основы электротехники. М., Госэнергоиздат, 1955.

88. Нетушил А.Б. Высокочастотный нагрев в электрическом поле. М., Высшая школа, 1961.

89. Нетушил А.Б. Современное состояние и перспективы промышленного нагрева непроводниковых материалов в электрическом поле высокой частоты. "Промышленное применение токов ВЧ". Электротермия. 1961.

90. Нетушил А.В., Жуховицкий Б.А., Парини В.Н. Высокочастотный нагрев в электрическом поле. М.: /Высш. шк., 1961. С. 45.

91. Новиков Ю.Ф. Сотников В.И., Базаров Е.И. Биоэнергетическая оценка технологических процессов в сельском хозяйстве (на примере производства протеиновых концентратов растительного происхождения) //Вестн. с.-х. науки 1982. № 10.

92. Одум Г., Одум Э. Энергетический базис человека и природы. М.: Прогресс, 1978.

93. О составе затрат и единых нормах амортизационных отчислений. -М.: Финансы и статистика, 1995. — 208 с.

94. Окулова В.А. Влияние электрического поля на наследственность зерновых. Труды ЧИМЭСХ, вып. 22, Челябинск, 1965.

95. Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения. М., Гостехиз-дат, 1962.

96. Павлык Н.И. Сравнительные исследования влияния различных видов электромагнитного излучения на посевные качества семян //Сб. науч. тр. ВИН. 1984. Т. 100. С. 146-150.

97. Панова А.Ф. Действие предпосевного облучения семян лазером на рост и продуктивность люцерны семегибридной. Примечание оптического излучения в сельском хозяйстве: Межвузовский сб. тр. Саранск, 1985. С. 90-94.

98. Панус Ю. Модель затрат энергии в сельскохозяйственном производстве//Экономика с.-х. 1983. № 12.

99. Пен Р.В. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства. Красноярск, изд. Красноярского университета, 1982.

100. Петрова-Завгорская А.П. Действие обработки семян пшеницы электромагнитным полем ВЧ на растения и мицелий пыльной головни. Труды ВИЗРа, вып. 14, 1960.

101. Полетаев И.А. О математических моделях роста //Физиология приспособления растений к почвенным условиям. Новосибирск: Наука, 1973. С. 7-24.

102. Предпосевная обработка зерновых культур оптическим излучением. Методические рекомендации. Новосибирск, 1977.

103. Птицын С.Д. Допустимый нагрев зерна пшеницы. Доклад ВАСНИЛ, вып. 8. М., 1960.

104. Птицын С.Д. Зерносушилки. М., Колос, 1966.

105. Птицын С.Д., Елизаров В.П. Исследования электрических свойств влажного зерна. НТБВИИ, вып. 7-8, М., 1970.

106. Путинцев А.Ф., Платонова Н.А. Обработка семян электромагнитным полем //Земледелие. 1997. № 4. С. 45.

107. Пятков И.Ф. Основы терморадиоционной обработки семян лучистой энергией: Метод, рекомендации Новосибирск, 1983. С. 42.

108. Раля Ф.Х., Тимчук К., Филипп Б.С. Влияние ультрафиолетового излучения на прорастающие семена пшеницы и других растений //Вопросы физиологии пшеницы. Кишинев, 1981. С. 258-260.

109. Рамазанов Ж., Темралиев Б. Урожай по программе //С.-х. Казахстана. 1986. №5. С. 35.

110. Растригин JI.A. Адаптация сложные систем. — Рига: Зинатые, 1981.375 с.

111. Рогемберг И.Л., Бейман В.М. Сплавы для термопар. Справочник. М., Металлургия, 1983.

112. Рубцов П.А., Осетров П.А. Применение электрической энергии в сельском хозяйстве. М., «Колос», 1971.

113. Сабешкина Н.П. Сравнение физических способов предпосевной обработки семян методом электронного парамагнитного резонанса. "Механизация и электрификация соц. с-х", № 3, 1972.

114. Савельев В., Куликов В. Физические способы обработки семян //Уральские нивы. 1986. № 11. С. 14-15.

115. СВЧ в сельском хозяйстве. //Энергия: экон., техн., экол. 1996. № 6. С. 47.

116. Семена и посадочный материал сельхозкультур. В., Изд. комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совм. Мин. СССР.

117. Семенов А.А., Федорова Р.Н. Инфекция хлебных злаков. М., Колос, 1984.

118. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. M.-JL, Гостехиздат, 1949.

119. Справочник по планированию и экономике сельскохозяйственного производства: в 2 ч. Ч. 1 /Сост. Г.В. Кулик, Н.А. Окунь, Ю.М. Пех-терев. — М.: Россельхозиздат, 1987. — 512 с.

120. Строкин Д.А. Теория электромагнитизма. JI.-M., Гостехиздат, 1948.

121. Суворов С.С. Диэлектрический нагрев и сушка пшеницы. Вопросы качества переработки зерна. Треды ВНИИЗ, вып. 4. М., 1952.

122. Суворов С.С. Развитие зерновки в период созревания и влияния ее строения на технологические свойства зерна. Труды ВНИИЗ, вып. 24, 1952.

123. Суворов С.С. Удельная электропроводимость пшеницы при постоянном токе. Труды ВНИИЗ, вып. 1954.

124. Суворов С.С. Диэлектрический нагрев и сушка пшеницы //Тр. ВИ-ЭСХа. Т. З.М, 1958. С. 13.

125. Сыроватка В.И., Пирхавка ПЛ. Энергосберегающие технологии в сельском хозяйстве //Вестн. с.-х. науки. 1985. № 6.

126. Таблицы планов эксперимента для факторных и полинаминальных моделей. М., Металлургия, 1982.

127. Тарасенко Ф.П. Непараметрическая статистика-Томск: ТГУ, 1996 — 292 с.

128. Тарушкин В.И. Диэлектрическая сепарация семян: — Автореф. дис. д-ра. техн. наук. М., 1991.

129. Тельник Б.Е. Технико-экономическая эффективность вентилирования зерна. М., Колос, 1975.

130. Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. М.: Наука, 1972. С. 547.

131. Турова А.Д. Лекарственная растения СССР и их применение. М., Медицина, 1974.

132. Тютерев С.Л. и др. Протравливание семян сельскохозяйственных культур пленкообразующими составами и препаратами: Метод, указания. М.: ВО «Агропромиздат», 1988. С. 41.

133. Ушакова С.И., Никонова Н.Д. Влияние ВЧ обработки семян капусты на активность роста и урожай //Тр. ЧИМЭСХа, Челябинск, 1977. № 127. С. 98.

134. Филипов Р.Л. Исследование метода СВЧ для автоматического измерения влажности зерна в потоке. Автореферат дис. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук Челыбинск, 1972.

135. Фогель А.А. Применение высокочастотного нагрева для сушки в повышении посевных качеств семян. Промышленное применение ТВЧМ-П. 1954.

136. Фогель А.А. Повышение посевных качеств семян пшеницы ВЧ нагревом //Тр. научной сессии, посвященной достижениям и задачам советской биофизики в с.-х. М, 1935. С. 5.

137. Худоногов A.M. и др. Высококонцентрированный электроин. Нагрев в технологиях обработки дикорастущих и сельскохозяйственных продуктов: Информ. листок /Иркут. межотрасл. территор. центр на-учн.-техн. информ. и пропаганды. Иркутск, 1986.

138. Цугленок Г.И. Влияние предпосевной высокочастотной обработки на посевные качества пшеницы. Научно-техн. бюл. СО ВАСХНИЛ, Новосибирск, 1984, вып. 33.

139. Цугленок Г.И. Влияние предпосевной обработки токами высокой частоты на водный режим и засухоустойчивость пшеницы. VIII Все-союз. симпоз. по водному режиму растений, тезисы докладов. "ФОН" УзССР, 1984.

140. Цугленок Г.И. Влияние режимных параметров воздействия ЭМПВЧ на урожайность семян зерновых культур. Научная конференция тезисы Красноярск, 1989.

141. Цугленок Н.В. Способ предпосевной обработки семян. А.С Цугленок Н.В. 950214, СССР, опбл. 1982. бюл. №30

142. Цугленок Г.И. Высокочастотный метод предпосевного нагрева семян пшеницы. Проблемы электрификации, автоматизации и теплоснабжения с-х производства. Тезисы доклада Всесоюз. научн.-техн. конференции 25-27 ноября 1985.

143. Цугленок Г.И. Исследование и внедрение процесса предпосевной высокочастотной обработки семян пшеницы сорта "Скала". Научный отчет № гос. per. 770054935 Красноярск, 1980.

144. Цугленок Г.И. Лапко А.В., Лапко В.А. Непараметрические коллективы в задаче прогнозирования эффективных режимов электротехнологических процессов. Вестник КрасГАУ «Посвященный 50-летию» В. 2., Красноярск 2003, С. 74.

145. Цугленок Г.И. Методика проведения исследования по предпосевной высокочастотной обработки семян пшеницы сорта "Скала". Совершенствование процессов с-х производства Красноярск, 1981.

146. Цугленок Г.И. Непараметрические алгоритмы оптимизации процесса предпосевной ВЧ и СВЧ обработки семян сельскохозяйственных культур. Гомеостаз и окружающая среда. Красноярск 1998.

147. Цугленок Г.И. Определение эффективных режимов высокочастотных семян и использованиебм коллективов решающих правил. Вестник КрасГАУ № 3, Красноярск, 1998, С. 23-28.

148. Цугленок Г.И. Определение эффективных режимов высокочастотных семян и использованием коллективов решающих правил. Вестник КрасГАУ № 4, Красноярск, 1999, С. 47-52.

149. Цугленок Г.И. Результаты исследований по определению влияния ЭМПВЧ на семена свеклы столовой сорта "Бордо". Наука сельского хозяйства, тезисы, Красноярск, 1993.

150. Цугленок Г.И. Результаты исследований по предпосевной высокочастотной обработки семян пшеницы сорта "Скала". Совершенствование процессов с-х производства Красноярск, 1981.

151. Цугленок Н.В. Практические рекомендации по технологии подготовки семян с.-х. культур к посеву энергией ВЧ и СВЧ полей //Агропромышлен. комплекс. Красноярск, 1987.

152. Цугленок Н.В., Меновщиков Ю.А. Современное состояние и перспективы развития технологии предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур //Hayчн.-техн. бюл. СО ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1977. Вып. 6-7. С. 77-80.

153. Цугленок Г.И. Установка по предпосевной обработки семян. Инф. листок № 325-82.

154. Цугленок Г.И. Экономия энергоресурсов при термической обработке семян пшеницы перед посевом энергией высокочастотного поля. Региональная научно-техническая конференция "Ресурсосберегающая технология в с-х производстве", Волгоград, 1988.

155. Цугленок Г.И., Лапко В.А. Гибридные модели стохастических зависимостей в условиях их частного описания. Вестник КрасГАУ «Посвященный 50-летию» В. 2., Красноярск, 2003, С. 67.

156. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В. Результаты исследований процесса высокочастотной предпосевной обработки семян пшеницы сорт "Скала". Совершенствование процессов с-х производства Красноярск, 1979, С. 23.

157. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н. Планирование активного эксперимента в агроинженерных исследованиях. Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, 1998.

158. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н. Способ предпосевной обработки семян. Патент № 2072757 по заявке № 5064519 Российская Федерация, 10.02.97 г.

159. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Александрова С.В. Влияние воздушно-тепловой обработки на продуктивность пшеницы. МГАУ, Москва, 1998.

160. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Бастрон А.В. Обработка зерна в ворохе активным вентилированием. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1996 № 8.

161. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Бастрон Т.Н., Шахматов С.Н. Методика планирования активного эксперимента при преподавании агро-экологических и инженерных дисциплин. Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, 1998, С. 86-88.

162. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Лукьянова А.А. Современные проблемы развития АПК. Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, 1997.

163. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Осташко Ф.И., Шахматов С.Н. и др. Способ приготовления среды для разбавления спермы производителя. Патент № 1769422 по заявке № 4849889 Российской Федерации, 25.05.93.

164. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н. и др. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ. Рекомендации. Москва, ВО "Агропромиздат", 1989.

165. Цугленок Н.В., Ореховский З.Б. Технико-экономические показатели интенсификации с.-х. производства. Издат. //Сибирский вестник с.-х. науки. Новосибирск Наука1986. № 5.

166. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н. Способ обработки семян и устройство для его осуществления. Патент № 2051562 по заявке № 5039597, 10.01.96.

167. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н. Энергетика сельскохозяйственных предприятий. Система ведения сельского хозяйства Красноярского края. Реком. Новосибирск, 1988.

168. Цугленок Г.И., Цугленок Н.В., Шахматов С.Н., Кригер А.И. Разработать агротребования на технологию ВЧ и СВЧ обеззараживания стимуляции и сушки семян с-х культур. Научный отчет № гос. per. Красноярск, 1985.

169. Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г., Головина Т.А. Энергосберегающие технологии в борьбе с грибными инфекциями продовольственного зерна. Материалы XLII научно-технической конференции. Ч. 3., Челябинск, 2003, С. 179.

170. Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г., Роашкина, А.В.Микотоксины: причины, возникновение, вредоносность, способы обезвреживания. Материалы XLII научно-технической конференции. Ч. 3., Челябинск, 2003, С. 184.

171. Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г., Толмачева Т.А. Экологический метод обеззараживания сырья, используемого в хлебном и кондитерском производствах. Материалы XLII научно-технической конференции. Ч. 3., Челябинск, 2003, С. 235.

172. Цугленок ГИ., Цугленок Н.В. Способ обработки семян с-х культур. Автор, св. № 563938 16.03.77 г.

173. Цугленок Н.В. Обеззараживание и подготовка семян к посеву Ж. Механизация и электрификация с/х № 4, 1984.

174. Цугленок Н.В., Меновщиков Ю.А. Современное состояние и перспективы развития технологии предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур. Научно-технический бюллетень СО ВАСХНИЛ Новосибирск, вып. 6-7, 1977.

175. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Халанская А.П. Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций. Монография, Издательская служба КрасГАУ, Красноярск, 2003, 242 с.

176. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Обеззараживающее действие электромагнитного поля высокой частоты на семена томата. Вестник КрасГАУ. Специальный выпуск «Электротехника и экономика», Красноярск, 2002, С. 33.

177. Цугленок Г.И. Методология и теория системных исследований электротехнологических процессов. Монография. Изд-во КрасГАУ, Красноярск, 2003 180с.

178. Цыпкин ЯЗ. Основы теории обучающихся систем—М.: Наука, 1970280 с.

179. Шарков Г.А., Шахматов В.П., Андреев С.А. Эффективность облучения дражированных семян СВЧ полем //Повышение экономичности и надежности электрификации с.-х. М., 1985. С. 17-20.

180. Шепетнев П.Е. и др. Влияние электромагнитной энергии сверхвысокой частоты на сорняки и микроорганизмы почвы //Применение энергии высокой и сверхвысокой частоты в технол. процессах с.-х. пр-ва. Челябинск, 1983. С. 78-80.

181. Шибаев П.Н., Карпов Б.А. Активное вентилирование семян, Россельхозиздат, М., 1969.

182. Шматько И.Г., Григорюк И.А., Манк В.В., Брехунец А.Г. в сб.: Биофизика растений, 203, Краснодар, 1974.

183. Шмигель В.Н. и др. Применение электрического поля для очистки поверхности зерна от вегетативных клеток, спор, бактерий, грибов //Сб. науч. тр. ЧИМЭСХа, Челябинск, 1972. Вып. 67. С. 135-140.

184. Шмидт В.Н. Математические методы в ботанике. Л.: Изд-во. ЛГУ ун-та, 1984. С. 278.

185. Юртаев С.Е., Богун В.П., Никульшин В.П. Предпосевная обработка семян лука электромагнитным полем СВЧ // Земледелие. 1997. № 5. С. 40-41.

186. A 23 К 3/00 AT 28/04/82 - JT 03.11.83. D: Verfahren Jum kon-servieren von Futterstoffen ynd oder Erutegutern und Vorrichtung Jbr Durchfuhrung dieses Verfahrens. A: Bischoff, Theo, Prof, Dr.; Wandel, Hermann, Jng (grad), 7000 Stuttgart, (DE).

187. Bloch F. Phys. Rev, 1946, wol 70 p. 460.

188. Carr H.Y., Percell E.M. Phys. Rew, 1954, 94 h. 630/.

189. Effect of x-ray irradition on germinaition of ruce and Wheat at different temperatures fnd pH levels of Wates. — Zudian I. Agr. Sc. 1981. 51.2. S. 83-86.

190. Hahn E.L.-Phys. Rew, 1950, wol 60, h. 580.

191. Hakkaart F.A.: Maat, D.Z.; Quak, F.: Acta Hort, 47 (1975). S. 51-53.

192. Hakkaart F.A.;Van Hoof, H.A. Maat, L.Z.: Neth. Z. Pe. Path. 78 (1972). S. 15-18.

193. Новиков Ю.Ф., Рябштына B.H., Сотников В.И. Математическая модель определения энергоемкости и энергоотдачи сельскохозяйственного производства //Науч.-техн. бюл. по механизации и электрификации животноводства. Вып. 15. Запорожье, 1981 С. 10-11.

194. Kuntz J.D. Kauzmann W.-Adv. Protein Chem 1977, v 0128, h. 239247.

195. Patent 3940885 Process and equipment for treating seeds fnd product thereoh. Oscar Sam Gray. 25.03. hincoin Ave.Evansvill Jbd 47700 Filed jan. 21.19.75. Ser# 542.775 (SU).

196. Pollocr B.M., Roos E.E., Monalo R. Amer. Soc. Hortic. Sci., 1969, wol 94, h. 577-584.

197. Swift J.G, Buttrose M.S. J.Ultrast, 1972, wor 40, № 3/4, h. 378-390.

198. Tajsek Т., Magajna P. The inflnence of ultrasounce on red clover (Tri-folium prateuse) hard gud. Elornik Bictehu. Fak. Univ. E. Kardelja v Ljubljani. Kmetijstvo (Zivinoreja). 1981. SV. 36. S. 37-43.

199. Wieneke F. Moglichkeiten des Mikrowelleneinsatzes in der Land-wirtschaft // Landtechnik 1988. Jd. 43 № 4. S 191-192.

200. Joseph P. Martino Technological Fopecasting for Decisionmaking. New York. 1972. P. 177. Д.Ж. Мартино. Технологическое прогнозирование. M.: Пресс, 1977.

Похожие работы

Процессы и машины агроинженерных систем
05.20.00