LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Сільське та лісове господарство → Автоматизація контролю геометричних параметрів рядка рослин у системі точного землеробства

КІРОВОГРАДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ








Сакало Віктор Миколайович


УДК 631.356



АВТОМАТИЗАЦІЯ КОНТРОЛЮ

ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РЯДКА РОСЛИН У СИСТЕМІ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА




Спеціальність 05.13.07 – Автоматизація технологічних процесів





АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук






Кіровоград - 2003



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Кіровоградському державному технічному університеті Міністерства освіти і науки України і Полтавській державній аграрній академії Міністерства аграрної політики України.


Науковий керівник – кандидат технічних наук, доцент Віхрова Лариса Григорівна,

Кіровоградський державний технічний університет,

доцент кафедри "Автоматизації виробничих процесів".


Офіційні опоненти : доктор технічних наук, професор Галай Микола Васильович,

Полтавський державний технічний університет

ім. Ю. Кондратюка, завідувач кафедри "Автоматика

і електропривод";


кандидат технічних наук Кишенько Василь Дмитрович, Український Національний університет харчових технологій, м. Київ, доцент кафедри "Автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій".


Провідна установа: Науково-виробнича корпорація "Київський інститут автоматики" Міністерства промислової політики України, м.Київ, державне науково-виробниче підприємство "Автоматизовані інформаційні системи та технології"


Захист відбудеться 31.10.2003р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 23.073.01 в Кіровоградському державному технічному університеті за адресою: 25006, м. Кіровоград, пр.Університетський,8.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Кіровоградського державного технічного університету за адресою: 25006, м. Кіровоград, пр.Університетський,8.


Автореферат розісланий 30.09.2003р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.М. Каліч


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми досліджень. В сучасних умовах ефективність сільського господарства в багатьох випадках залежить від ступеня освоєння досягнень науки і техніки, а також своєчасного впровадження нових наукових технологій в процес виробництва сільськогосподарської продукції. Поєднання нових наукових технологій та останніх досягнень в галузі сільськогосподарської техніки дає змогу розробити систему точного землеробства, як комплекс заходів вдосконалення процесів землеробства, починаючи з дослідження грунтів та внесення добрив, посіву, обробітку всходів та моніторингу розвитку рослин, і закінчуючи збиранням врожаю. Однією з задач, яка визначена системою точного землеробства, є автоматизація виконання найбільш трудомістких та відповідальних операцій:

  • ведення сільськогосподарської машини по вісі рядка;

  • наближення до кореневої системи рослини засобів внесення добрив;

  • зменшення площі зони обробітку грунту навколо рослин.

Досягнення найвищої якості виконання визначених операцій потребує розробки спеціальних адаптивних систем автоматичного управління, як рухом транспортних засобів, так і положенням робочих органів механізмів відносно культурних рослин.

Одним із найбільш відповідальних і складних етапів при цьому є отримання точної і достовірної інформації про взаємне розташування рослин і робочих органів або сільськогосподарської машини при їх переміщенні по полю. Це дає підстави для розробки автоматизованої системи контролю вісі рядка рослин та вісей рослин поперек рядка.

ЇЇ впровадження дозволить не тільки автоматизувати деякі етапи процесу вирощування рослин, але й оцінити розподіл рослинної маси по площі поля. Інформація про розподіл в сукупності з картами розподілу кінцевого врожаю, вологи ґрунту по шарах, важливих елементів ґрунту (азоту, фосфору, калію) дозволить розробити конкретні заходи по управлінню технологічними процесами в рослинництві, а також оцінити перспективи врожаю.

Таким чином, створення автоматизованої системи контролю геометричних параметрів рядка рослин є актуальним та дозволить підвищити ефективність вирощування просапних культур.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано згідно з "Програмою виробництва технологічних комплексів, машин і обладнання для агропромислового комплексу на 1998-2005 р. р.", затвердженою Постановою Кабінету Міністрів України № 403 від 30.07.98, планами наукових робіт Кіровоградського державного технічного університету та Полтавської державної аграрної академії.

Мета роботи і задачі дослідження. Метою роботи є вдосконалення технологічного процесу обробітку всходів просапних культур шляхом створення автоматизованої системи контролю геометричних параметрів рядка рослин.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

1.Визначити найбільш придатний для умов вирощування просапних культур метод контролю геометричних параметрів рядка рослин та обрати тип чутливого елементу.

2. Обґрунтувати та дослідити електричні параметри зони контролю чутливих елементів та побудувати математичну модель процесу перетворення інформації про положення рослини в електричний сигнал.

3. Визначити геометричні параметри зони контролю, спосіб та засоби їх регулювання.

4. Розробити структурну схему, алгоритм функціонування системи автоматичного контролю, дослідити вплив дестабілізуючих факторів і методи їх усунення.

5.Виконати економічну оцінку створеної системи і розробити рекомендації для її подальшого впровадження.

Об'єкт і предмет досліджень. Об'єктом досліджень є процес контролю геометричних параметрів рядка рослин в системі точного землеробства. Предмет досліджень – автоматизована система контролю геометричних параметрів рядка рослин.

Методи досліджень. Для розв'язання поставлених задач застосовані методи теорії електромагнітних полів і радіотехнічних ланок та сигналів, теорії автоматичного управління. Експериментальні дослідження виконувались за допомогою полунатурного і натурного моделювання, а також класичних методів статистичного аналізу експериментальних даних з використанням ПЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна полягає в наступному:

- вперше доведено, що за умов вирощування просапних культур для контролю геометричних параметрів рослин найбільш доцільно використовувати високочастотний ємнісний перетворювач з чутливим елементом у вигляді плоского електроду;

- отримана аналітична залежність ємності зони контролю обраного чутливого елементу від її заповнення рослинною масою, що дозволяє оцінити вплив інформаційних та інших факторів на перетворювач та дає змогу визначення конструктивних параметрів чутливих елементів;

- доведена необхідність та визначені параметри регулювання розмірів зони контролю чутливих елементів в залежності від виду та стадії розвитку рослин, що дає можливість забезпечення максимальної чутливості перетворювача;

  • вперше доведено, що амплітуда вихідної напруги перетворювача є інформаційним параметром для контролю розмірів та вісей рослин уздовж та