из ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ

Устинов, Сергей Юрьевич

1. Динамика копирующей системы комБинированного

сельскокозяйственного агрегата

1.1. Российская государственная Библиотека

diss.rsl.ru

2005

Устинов, Сергей Юрьевич

Динамика копирующей системы

комБиниров анног о сельскокоз яйств енног о

агрегата [Электронный ресурс]: Дис....

канд. теки, наук

: 01.02.06, 05.20.01.-М РГБ, 2005 (Из фондов Российской Государственной Библиотеки) Сельское козяйство — Меканизация и электрификация сельского козяиства. Авиация в сельском козяйстве — Тракторы, сельскокозяйственные машины и орудия — Комбинированные, универсальные машины и агрегаты. Динамика, прочность машин, приборов U аппаратуры. Текнологии и средства меканизации сельского козяиства Полный текст:

http://diss.rsl.ru/diss/05/0431/050431015.pdf Текст воспроизводится по экземпляру, накодятцемуся в фонде РГБ:

Устинов, Сергей Юрьевич Динамика копирующей системы комбинированного сельскокозяйственного агрегата Ростов н/Д Российская государственная Библиотека, год (электронный текст).

Ц \ 0 5 - S 1 ^O'l.Q.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ (ДГТУ)

На правах рукописи

YCTPfflOB СЕРГЕИ ЮРЬЕВИЧ Динамика копирующей системы комбинированного сельскохозяйственного агрегата 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры.

05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Жаров В.П.

Научный консультант доктор технических наук Дьяченко А.Д.

г. Ростов-на-Дону -

СОДЕРЖАНИЕ

1.2. Основы построения динамической модели сельскохозяйственного ГЛАВА 2. Структурный анализ и синтез механизмов навесок мобильных сельскохозяйственных машин для копирования неровностей 2.1. Анализ и синтез конструкции заднего механизма навески 2.2. Анализ и синтез конструкции заднего механизма навески ГЛАВА 3. Моделирование копирующей системы комбинированного ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование комбинированного 4.2.1. Методика определения геометрических параметров 4.2.2. Методика определения инерционных характеристик 4.2.4. Методика определения диссипативных характеристик 4.2.6. Методика определения кинематических и силовых возмущений со 4.3. Стохастическая зависимость возмущений под опорным и ГЛАВА 5. Оптимизация копирующей системы комбинированного 5.5. Практическая реализация выполненного исследования и степень Постоянно возрастающая интенсификация процессов в сельском сельскохозяйственной техники. Качество и объемы урожая, а также качество земель, лугов и пастбищ напрямую зависят от того технического уровня сельскохозяйственной техники и технологий земледелия, которое на сегодняшний день может быть предложено.

Современные сельскохозяйственные мащины, в частности трактора, комбайны и другие, имеют постоянную тенденцию к наращиванию мощностей. Возрастает их энергонасыщенность, повышаются рабочие скорости и увеличивается ширина рабочего захвата. Всё более широкое применение находят средства компьютеризированного контроля и управления рабочим процессом.

сельскохозяйственные операции, и уменьшение затрат, связанных с расходом ГСМ, способствует соблюдению требований к почво- и энергосберегающим технологиям.

Многие страны мира в настоящее время имеют утверждённые агропромышленного комплекса. Это позволяет создавать нормативные базы (стандарты и нормативные документы ISO, ГОСТ, ОСТ, ТУ, РД и другие) для проектирования, производства и испытаний сельскохозяйственной техники, удовлетворяющей самым жёстким требованиям международных и европейских стандартов.

Во всём цикле сельскохозяйственных работ, связанных с получением урожая, операциями, определяющими эффективность всего процесса, распространённый точный способ посева, предполагает обеспечение распределения высеваемых семян в почве со строго заданными интервалами по длине и глубине рядка.

Наиболее важным требованием, и при этом наиболее сложно реализуемым, является требование к равномерности глубины заделки высеваемых семян. Особое значение это требование приобретает при заделке семян на малую глубину (не более 5 см) [56, 59]. Уже малые отклонения глубины хода рабочих органов от оптимальных значений могут приводить к тому, что либо семена будут заделаны слишком глубоко, и не прорастут, либо наоборот, не будут заделаны на должную глубину или будут выброшены высевающим аппаратом на поверхность поля. Это обстоятельство отрицательно сказывается на качестве и количестве урожая.

Следует отметить, что к овощным сеялкам предъявляются более жёсткие требования равномерности заделки семян по глубине в сравнении с зерновыми. Так, средняя глубина заделки семян овощных культур в почву не должна отклоняться от установленной более чем на 20%. На этой глубине должно быть не менее 80% семян; диапазон регулировки глубины заделки менее 0.05 м. Такие требования обусловлены малыми размерами семян овощных культур и небольшой энергией их прорастания.

Проведённые в [59] исследования свидетельствуют, что используемые в настоящее время овощные сеялки зачастую не обеспечивают заделку семян на требуемую глубину. В Таблице 1 представлены данные, полученные на посеве горчицы при настройке глубины заделки 0.03 см, на 3-х скоростях движения посевного агрегата- 1.08, 1.36 и 1.50 м/с.

Обеспечение равномерности глубины заделки семян может быть достигнуто только путём технологических решений, основанных на самом глубоком анализе протекающих процессов. Вполне естественным для создания модели здесь является применение математического аппарата, совместно с развитыми вероятностно-статистическими подходами.

Моделирование рабочих процессов сельскохозяйственного агрегата является базой для последующей оптимизации его параметров по обозначенным критериям. Применение электронно-вычислительных машин для всего комплекса задач, связанных с оптимизацией и экспериментом, позволяет сделать решение более эффективным и технологичным.

Средняя глубина заделки семян, м 0.0073 0.0121 0.0086 0.0096 0. Следует отметить, что копирование агрофона при работе является комплексной характеристикой всего сельскохозяйственного агрегата. Это означает, что для достижения требуемого качественного уровня необходимо, чтобы каждая составляющая агрегата была конструктивно ориентирована на обеспечение его копирующих свойств.

Одним из основных путей увеличения производительности труда, комбинированных агрегатов, выполняющих за один проход трактора несколько агротехнических операций. Большой накопленный опыт по созданию и эксплуатации комбинированных сельскохозяйственных агрегатов выявляет как эффективную их сторону, так и ряд, связанных с ними, сложностей.

Можно отметить следующие стороны, демонстрирующие основные преимущества от использования комбинированных агрегатов [117]:

• сокращение числа проходов трактора по полю, и как следствие этого: уменьшение вредного воздействия колёс на почву, экономия ГСМ и более рациональное использование трудовых агротехнических операций, позволяя проводить их в оптимально Одновременно с этим происходит и значительное увеличение проектирования новых машин, что приводит к увеличению как сроков, так и затрачиваемых на это ресурсов. Увеличение сроков может приводить к моральному старению проектно-конструкторских разработок.

Распространению комбинированных агрегатов в значительной степени гидроприводами и специальными сцепными устройствами [102, 103, 117].

Отмечена рациональность использования машинно-тракторных агрегатов, оборудованных механизмами навесок с комбинированным орудием. По сравнению с прицепными у них хорошая маневренность, относительно малая металлоёмкость, меньший расход топлива на единицу выполненной работы На основании изложенного можно сделать вывод, что выбранная тема исследования, направленная на решение задач моделирования, анализа и оптимизации копирующих систем комбинированных сельскохозяйственных агрегатов является актуальной.

Существующая степень разработанности задач моделирования и оптимизации копирующих систем комбинированных (особенно навесных и полунавесных) агрегатов является недостаточной.

сельскохозяйственного агрегата, снабжённого механизмом навески, каждая навесная секция которого снабжена культиваторной лапой и сошником, с последующей оптимизацией его параметров по критериям его копирующих свойств. Целью при постановке и решении этой задачи было обеспечение равномерности глубины хода рабочих органов комбинированного сельскохозяйственного агрегата при движении его на рабочих скоростях.

Проводимые теоретические и экспериментальные исследования рассматриваемой сельскохозяйственной машины являются новыми. До сих пор полный анализ копирующих свойств для подобных машин, и оптимизация их параметров по критерию копирования не проводились.

Следующие задачи, комплексное решение которых позволяет достичь обозначенной цели работы, выносятся на защиту:

сельскохозяйственного агрегата.

2. Оценка степени идентичности модели и реального агрегата.

3. Методика оптимизации параметров системы по критерию обеспечения равномерности хода рабочих органов при движении агрегата.

трактора, обеспечивающие необходимые условия для копирования неровностей агрофона полунавесной машиной.

5. Результаты экспериментальных исследований статических и динамических характеристик комбинированного сельскохозяйственного агрегата.

6. Экспериментально определенная стохастическая зависимость комбинированной секции.

оптимальными параметрами рабочих органов.

проработанности вопросов развития сельскохозяйственной техники, ориентированной на предпосевную обработку почвы и посев. Особое внимание уделено исследованиям, в которых затронуты вопросы влияния колебательных процессов и параметров синтезируемых конструкций на показатели качества работы мобильных сельскохозяйственных машин. Во второй главе диссертации проведен структурный синтез задних механизмов навесок трактора. Разработаны два новых задних механизма навески на трактор, обеспечивающие для полунавесной машины необходимые условия копирования неровностей агрофона. Третья глава работы посвящена моделированию динамики копирующей системы комбинированного сельскохозяйственного агрегата. Составлена математическая модель, представляющая систему дифференциальных уравнений второго порядка, стохастических возмущений со стороны неровностей агрофона. Четвертая глава посвящена описанию экспериментального исследования, проведенного с целью определения собственных (неоптимизируемых) параметров системы.

сельскохозяйственного агрегата с целью обеспечения равномерности глубины хода рабочих органов. Приведены результаты практической реализации комбинированного сельскохозяйственного агрегата и проведена оценка степени идентичности модели и реального агрегата.

В работах по теме исследования, опубликованных совместно с другими авторами, соискателем было сделано следующее: в работе [45] - проведен синтез рациональных задних механизмов навесок трактора; в работе [43] была построена механико-математическая модель комбинированного сельскохозяйственного агрегата; в работе [44] - разработана методика обеспечивающие копирование агрофона рабочими органами; в работе [2] решалась задача оптимизации нестационарных систем, на примере зерноуборочного комбайна.

Обзор литературы по теме исследования.

В главе сделан обзор литературы и рассмотрены основы построения динамических моделей сельскохозяйственных агрегатов. Особое внимание уделено исследованиям, в которых затронуты вопросы влияния колебательных процессов и параметров синтезируемых конструкций на показатели качества мобильных сельскохозяйственных машин, сельскохозяйственных машин установлены показатели качества: показатели назначения, показатели надёжности и долговечности, показатели технологичности, эргономические показатели, эстетические показатели, показатели стандартизации и унификации, патентно-правовые показатели, экономические показатели.

1.1. Обзор литературы.

Основные задачи

по изучению и применению колебательных процессов для обеспечения показателей качества сельскохозяйственных машин впервые были сформулированы основоположником земледельческой механики В.П. Горячкиным [25]. В период научной деятельности В.П.

Горячкина и начальной стадии отечественного сельскохозяйственного машиностроения (в период конной тяги и тихоходных машин и орудий на металлических колёсах) эти методы позволяли удовлетворительно описать и получить модели многих технологических процессов. Однако в связи с техническим прогрессом, в результате перевода машин на пневматические шины и увеличение их скоростей движения, значительно возросли возмущения со стороны обрабатываемой, а также окружающей машину среды (в частности, со стороны неровностей агрофона), в связи с чем к основным колебательным процессам добавились сопутствующие им случайные колебания, что привело к необходимости их учёта при обеспечении показателей качества машин и разработки стохастических методов анализа и синтеза колебательных систем и протекаюших в них колебательных процессов.

Обоснование параметров механизма навеки плуга проводилось в работе [64], где рассмотрены механизмы навески двухкорпусного плуга на трактора тягового класса 1,4, и методами классической механики составлены математические модели. В рамках такого подхода сделан ряд допущений как при построении модели, так и при анализе сил, действующих на плуг.

Согласно построенной расчётной схемы представлены уравнения движения плуга в продольно-вертикальной плоскости. На основе этих уравнений сделан ряд выводов о зависимости качественных показателей работы агрегата от геометрических параметров механизма навески трактора. Однако, указанные параметры и их зависимости рассматривались без учёта анализа копирующих свойств навесного механизма. А следовательно, не рассматривалась одна из основных характеристик качественной работы сельскохозяйственного навесного агрегата.

Общие вопросы движения машинно-тракторных агрегатов и их колебательных систем рассмотрены в работах академиков В.Н. Болтинского и П.М. Василенко [12, 16, 17].

Некоторые теоретические аспекты земледельческой механики подняты в работе кандидатов технических наук В.М. Мацепуро и B.C. Углова [66].

Для изучения влияния скорости вспашки v, рассматривался критерий Фруда vV(g-/), где g - ускорение свободного падения, / - характерный линейный размер, для плужного корпуса принятый равным аЬ ' {а- глубина вспашки, b - ширина захвата корпуса). Критерий Фруда представлен как важнейшая характеристика процесса взаимодействия рабочего органа со средой, позволяющий оценить относительную значимость силы инерции и силы тяжести. Исследования показали, что критерий Фруда имеет три диапазона значений, соответствующие трём характерным режимам движения почвы при обработке: «малые» значения критерия, когда силы инерции пренебрежимо малы по сравнению с силами тяжести; «большие» значения критерия, когда характер процесса определяется преобладающими силами инерции; промежуточный диапазон, когда конкурирующие силы инерции и тяжести становятся соизмеримыми. При этом с критической точки зрения пересмотрена рациональная формула академика В.П. Горячкина для силы тяги плугов, по которой сопротивление почвы пропорционально квадрату скорости рабочего органа. В статье не рассмотрены конкретные конструкции сельскохозяйственных агрегатов, способных сделать почвообрабатывающие работы более экономичными и качественными.

Технологические и экономические показатели использования комбинированных машин, совмещающих за один проход предпосевную обработку почвы и посев, и зерновых сеялок рассмотрены в работе кандидатов технических наук Н.И. Любушко и В.Н. Зволинского [61, 62].

Приведены как исторические предпосылки применения комбинированных земледельческой механики, как в России, так и за рубежом. Основной решаемой задачей при появлении комбинированных агрегатов должно было быть сокращение числа походов и уменьшение тем самым опасности уплотнения почвы, снижение погектарного расхода топлива и удельной материалоёмкости агрегатов, высвобождение механизаторов, повышение производительности труда. Однако были выявлены и отрицательные моменты их применения, связанные в первую очередь с несовместимостью совершения некоторых операций за один проход. На основе работы получен ряд заключений, важнейшим из которых является вывод о совмещении предпосевной культивации, посева и сопутствующих операций (прикатывание почвы, внесение гранулированных удобрений или средств химической защиты), как о наиболее перспективном при возделывании зерновых культур. Относительно зерновых сеялок проведён поверхностный анализ требований, предъявляемых как к равномерности заделки семян, так и заделке семян на заданную глубину. Проведена оценка технологического уровня и принципов работы существующих конструкций высевающих аппаратов, заделывающих систем, включающих в себя сошники, механизмы заглубления, разравнивающие и уплотняющие устройства. Поскольку обзоры носят достаточно поверхностный характер, отмечены только предельно сельскохозяйственной техники, потребность в которой, ощущается уже в настоящее время. В частности, при обзоре существующих комбинированных агрегатов не приведены ни результаты их применения на конкретных землях, ни оценка их эффективности и качества работы.

Динамика мобильных сельскохозяйственных машин, их колебательных систем и пути снижения протекающих в них стационарных колебательных процессов и шумов рассмотрены в работах доктора технических наук Б.И.

Турбина [106, 107].

Общие принципы развития и практического применения новых «щадящих» и энергосберегающих технологий обработки почвы представлены в статье доктора технических наук И.М. Панова [80]. В основу всех вариантов почвосберегающих технологий (консервирующая, полосная, гребневая, «нулевая») положена минимизация количества и глубины обработок. Отмечено, что при использовании комбинированных агрегатов уменьшение числа проходов приводит, кроме того к сокращению расхода топлива. Так по среднестатическим оценкам, приведённым в статье, применение комбинированных машин, по сравнению с однооперационными позволяет снизить затраты труда на 30-50%, расход топлива на 10-30%, удельную металлоёмкость на 20-25%, повысить сбор урожая сельскохозяйственных культур на 10-15%. Упомянуты комбинированные агрегаты, позволяющие повысить производительность сельскохозяйственных операций в 4.7 раза. Но статья не приводит обоснования и конструктивных причин получения таких результатов. Также не рассмотрено применение конкретных систем комбинированных сельскохозяйственных агрегатов с точки зрения соблюдения почвосберегающих технологий и иных агротехнических требований.

Основные закономерности изменения энергетических свойств и научно-методологические основы выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин рассмотрены в работе доктора технических наук В.В. Кацыгина [50].

Влияние сопротивления почвы при обработке на энергоёмкость операции и параметры рабочих органов рассмотрено в статье доктора технических наук П.Н. Бурченко [13]. Проанализировано воздействие физико-механических свойств, влажности, адгезии, плотности почвы, скорости движения, геометрических параметров и состояние поверхности рабочих органов на изменение сил сопротивления. Отдельно рассмотрены возможности снижения общих энергозатрат сельскохозяйственной операции за счёт уменьшения силы трения почвы о металл, сил адгезии, представляющих собой сопротивление, которое необходимо затратить на отрыв прилипшей почвы, силы сопротивления де(1юрмации почвы, изменение геометрических параметров рабочих органов и силы инерции. На основании построенных конструкций предложены оптимальные параметры рабочих органов сельскохозяйственных агрегатов и сделан вывод, что для различных почв необходимо иметь набор сменных рабочих органов с разной геометрией или с регулируемыми параметрами. Рассматриваемые в статье оптимальные геометрические параметры рабочих органов получены без учёта конструктивных особенностей и динамических характеристик конкретного сельскохозяйственного агрегата.

Предельно общие теоретические положения задачи математического моделирования процессов земледельческой механики представлены функциональный подход, при котором формализация любого процесса сводится к отысканию конкретного вида функционала Yi=0,(Xi, Zj, АО, где Yj - критерий эффективности процесса, Xj, Zi, Aj - исходные входные, функциональная теория процессов земледельческой механики широко характеристик машин и отдельных рабочих органов. Также делается вывод, что с общетеоретических позиций формализацию технологических процессов работы сельхозмашин целесообразно развивать в следующих направлениях: систематизация исследований по выявлению наиболее вероятных типов функционалов; классификация функциональных зависимостей по входящим в них аргументам; разработка системы общих функционалов на базе единства или однородности с аналогичными продекламированные автором подходы позволяют описать наиболее характерные особенности рассматриваемого процесса и для конкретного применения в земледельческой механике требуют значительной дальнейшей доработки и уточнения.

сельскохозяйственных машин и их колебательных систем в условиях горного земледелия изучены академиком Х.А. Хачатрян [113]. Даны общие рекомендации по устойчивости мобильных агрегатов и стабилизации технологических процессов на основе предложенного критерия стабильности процессов. Отмечено, что в общем случае для рассмотренных условий, ввиду наличия уклонов агрофонов, возмущения с их стороны на машину являются нестационарными (как по математическим ожиданиям, так и по дисперсиям), а на отдельных участках (имеющих односторонний уклон) - стационарными, обладающими эргодическими свойствами.

В обзорной статье доктора технических наук И.М. Панова и кандидата технических наук А.Н. Черепахина [81] предложен анализ технического уровня почвообрабатывающих и посевных машин, подготовленный на основе протоколов приёмочных государственных и периодических контрольных испытаний в 1997-1999 годах. Проведено сравнение последних культиваторов и комбинированных машин на их базе с зарубежными аналогами и отмечен ряд недостатков, присущих отечественной продукции.

На базе проделанного анализа авторы выдвигают ряд рекомендаций по производственного процесса к отечественным производителям для повышения технического уровня и конкурентоспособности выпускаемой ими продукции. Поскольку работа носит обзорный ознако,\ттельный характер, то сельскохозяйственных агрегатов.

Проблема сохранения и рационального исгюльзования почвенной влаги и связанная с этим возможность использования комбинированных машин рассмотрена в работе кандидата технических наук А.Ф. Жука [47].

Отмечено, что потери влаги существенно ухудшают физико-механические и агробиологические свойства почвы, затрудняют её обработку, а потери на сток сопровождаются эрозией. В работе представлен комплекс новых почвовлагосберегающих комбинированных сельскохозяйственных агрегатов для возделывания различных культур в эрозийно-опасных засушливых условиях. Описанный комплекс ориентирован в первую очередь на обработку тяжёлых, глыбистых почв, и предполагает использование сменных органов и модулей, которые, по заявлениям авторов, обеспечивают приспособленность к различным условиям работы и требованиям к качеству обработки во все периоды от подготовки почвы под посев ранних яровых до зяблевой обработки, включая выполнение почвовлагосберегающих технологий. По приведённой в статье информации затруднительно определить насколько предложенный комплекс комбинированных агрегатов удовлетворяет агротехническим требованиям, и в частности, условиям копирования агрофона. Конструктивно комплекс ориентирован лишь на уменьшение потерь влаги при обработке почвы.

Разработанная технологическая схема двухрядной комбинированной посевной машины для посева пропашных культур и рабочих органов к ней представлена в статьях кандидата технических наук Д.В. Натрошвили [70, 71]. Комбинированная машина ориентирована на выполнение следующих операций: основная обработка почвы, предпосевное поверхностное рыхление, вскрытие борозды, высев и задел семян. Однако, не приведено никаких сведений и предпосылок к тому, чтобы продемонстрировать эффективность совмещения всех указанных мероприятий. Кроме того, автором не рассматривается выполнение предложенной комбинированной машиной агротехнических требований по обработке почвы и посеву, и в частности, равномерности распределения семян по площади посева и по глубине.

интенсификации технологических процессов применительно к культиваторам рассмотрено в работе учеников доктора технических наук Л.Ф. Бабицкого [20]. Авторами продекламировано уменьшение тягового сопротивления на 30-50%, налипания почвы - на 39%, и увеличение срока службы рабочих органов (без заточки) в 2-3 раза при использовании активных вибрационных культиваторов, совершающих колебательные движения в горизонтальной плоскости. Однако, в работе не отмечено насколько при этом возрастает энергоёмкость операций, и для каких глубин обработки использование вибрационных рабочих органов является эффективным.

Конструкция и принцип работы гидравлического оборотного механизма для навесного плуга рассмотрен в работе академика О.В. Лебедева и его учеников [55]. Статья не располагает теоретическими и практическими данными о том, насколько предлагаемый механизм для навесного плуга позволяет удовлетворять агротехническим требованиям по обработке почвы.

Теоретическое исследование систем подрессори[5ания гусеничного трактора рассматриваемое на основе дифференциальных уравнений колебаний его остова приведено в работе докторов технических наук А.А.

Дмитриева, В.А. Савочкина [34]. Согласно сделанным допущениям и

CTCUCIHI

положение в любой момент времени определяется ;и^умя обобщёнными координатами: z - вертикальное перемещение центра масс остова и ф угловое перемещение. Отмечено, что анализ конструкций систем подрессоривания тракторов показывает, что связи по упругим и демпфирующим элементам подвесок могут быть весьма сложными. Поэтому предполагая, что силы реакции от катков гусениц на остов трактора в вертикальном направлении непрерывны, в общем случае нелинейные дифференциальные уравнения колебаний остова трактора сводятся к линейным, путём разложения указанных сил в ряд Гсйлора около их статического значения. Все расчёты проводились для од1юго трактора, как для самостоятельной колебательной системы. Возможность навешивания на трактор орудий в работе не рассматривалась.

Исследование колебательных систем трактора, автомобиля и машиннотракторного агрегата в связи с задачей устойчивого движения в горизонтальной плоскости и его связь с пoкaзaтeля^иl качества этих машин выполнено доктором технических наук Л.В. Гямевым [29]. На основе предложенной гипотезы о пропорциональности касател1>ных составляющих реакций опорной поверхности колеса деформации его шины, получены уравнения движения колесных машин в виде ингегро-дифференциальных уравнений, приводящихся к линейным дифференциальным уравнениям с постоянными коэффициентами. Устойчивость движения осуществлялась исследованием коэффициентов характеристического уравнения с использованием теоремы Гурвица. Однако полученные результаты нельзя использовать для изучения динамики колебательной системы в вертикальнопродольной и вертикально-поперечной плоскостях.

представляющий собой трактор с плугом, в зависи.\юсти от схемы движения рассмотрены в работе польских авторов В, Таларчпка и 3. Збытека [104].

Приведён анализ исследования трёх вариантов перемещения агрегата «трактор-плуг»: правыми колёсами по борозде предыдущего прохода, частично засыпанной разрыхлённой почвой; правыми колёсами в неглубокой борозде, образованной специальным заплужником при предыдущем проходе;

всеми колёсами по невспаханному полю - «целине». Рассматривался плуг, имеющий модернизированную раму с передвижной трёх точечной системой навески. На основе проделанных испытаний и анализа выяснено, что движение трактора с навесным плугом по целине позволяет уменьшить уплотнение предпахотного слоя почвы, при этом задатшя глубина обработки сохраняется лучше, а буксование задних колёс и схммарные продольные силы в нижних тягах трактора меньше, чем при движении по глубокой борозде. Данные, на которых основана работа, имеют экспериментальную природу. Теоретическая база, устанавливающая зависи.\юсти качественной работы агрегата от рассматриваемых вариантов перемещения в статье не приведена.

Построение упрощённой динамической модели транспортного агрегата для исследования вертикальных колебаний остова трактора с учётом инерционных и упругодиссипативных свойств иолуиавесного прицепа с догружателем рассмотрено в работе Азимжанова [1]. Благодаря ряду принятых допущений, удалось значительно сократить число независимых переменных и уравнений движения по сравнению с детализированной моделью. Основой математического аппарата, для составления системы дифференциальных уравнений, описывающих движение агрегата, являлись уравнения Лагранжа второго рода для упругой колебательной системы с рассеянием энергии. В статье не рассматривалось требование копирования агрофона, поскольку для транспортировочных полуиавесных прицепов оно не является обязательным. Следовательно полученные уравнения и результаты не могут быть применены для сельскохозяйсгвенных процессов, связанных с обработкой почвы и посевом.

Анализ динамики тракторов с навесными плугалш проведён в работе доктора технических наук Е.П. Огрызкова и его учеников [76]. Рассмотрены механизмы навески плуга на гусеничный трактор по трёхточечной и двухточечной схемах. На основе найденных моментов и сил сопротивления авторами замечено, что при трёх- и двухточечных схемах навески условия работы плуга с трактором практически одинаковы. Был сделан вывод о несостоятельности мнения об обязательной переналадки трёхточечной навески в двухточечную при использовании гусеничных тракторов. Это ведёт лишь к дополнительным затратам труда и средств, не устраняя агрокинематические недостатки систем. Рассмотрен э(1)фект галопирования — раскачивания гусеничного трактора относительно нл\га в вертикальной плоскости. Несовершенство систем навески, не учитывающих возникновение этого эффекта, приводит к поломке опорных колёс, накло1шых тяг плугов и другим недостаткам. Даны общие рекомендации на создание устройств, которые не позволяли бы передавать галопирование трактора на плуг.

Акцент работы сделан на избежании преждевременных поломок навесок и навесных орудий. Характеристики механизмов навесок, оказывающие влияние на качественные показатели работы навесного орудия в статье не рассмотрены.

В работе доктора технических наук А.Ж. Джураеиа и его учеников [33] рассмотрены вопросы износа лезвий стрельчатых лап применяемых в настоящее время культиваторов. Выяснено, что стрельчатые лапы выбраковываются из-за линейного износа носка, при этом их крылья изнашиваются незначительно, а задние не изнашиваюгся вовсе. На основе этих заключений авторами предложены модернизированные конструкции культиваторов, повышающие ресурс рабочего органа за счёт образования резервных рабочих поверхностей. В статье не отмечено, какой модернизации потребует существующий парк техники для возможности работы с новой конструкцией культиваторов. Также не указано об условиях для использования новых культиваторов в комбинированных агрегатах.

Некоторые принципы работы устройства для регулирования сцепного веса трактора при заданной глубине обработки почвм рассмотрены в статье [37]. Основным направлением исследовательской деятельности авторов является тезис, что для получения высоких урожаев глубина обработки почвы должна оставаться постоянной. Отмечена иеэ(])фективность работы существующих устройств гидроувеличителя сцепного i^cca и предложены механизмы манипулирования сцепным весом трактора для стабилизации его буксования при заданной глубине обработки на участках с переменной плотностью почвы. В статье авторы предлагают ycTpoiicTBo регулирования сцепного веса трактора за счёт изменения сил сопротивления почвы, без учёта конструктивных особенностей почвообрабатывающего агрегата. Кроме того это устройство не учитывает влияния неровностей агрофона.

В работе [69] авторами рассмотрена проблема снижения затрат энергии, труда и сохранения плодородия почв с точки зрения применения комбинированных агрегатов, созданных не путем последовательного расположения органов, которые не взаимодействуют друг с другом, а комбинацией различных рабочих органов, одновремещю обрабатывающих весь объем почвы. В результате проведённого моделирования и оптимизации предложена конструкция, которая включает в себя плоский пассивный нож и установленный над ним плавающий ротор с пружиппыми зубьями. В результате совместного действия плоскорежуп1его гюжа и зубьев ротора на пласт почвы снижается энергоемкость его обработки, как за счет исключения призмы волочения перед ножом и очистки плоскости ножа ротором, что уменьшает силу трения при движении отдельного плас га почвы по плоскости ножа и силу трения ножа по дну борозды, так и за счет облегчения отделения зубом ротора по плоскости скола порции почвы и снижения затрат энергии на ее перемещении по этой плоскости и плоскости 1южа. Конструкция созданной машины снижает вероятность заклинивания камней и аварийные режимы нагруженности активных рабочих органов. Отмечено, что преимущества от применения такой конструкции в надежности работы можно достичь на почвах, засоренных камнями.

В статье [72] авторами предложена конструкция распределителя семян для внутрипочвенно-разбросного сошника сеялок-культиваторов для обеспечения равномерного распределения семян по площади и глубине.

Распределитель создавался на базе серийной стойки культиватора КПС-4 и универсальной стрельчатой лапы с углом раствора 56°, углом крошения 30° и шириной захвата 0.270 м, и включает в себя защитную пластину, пластинуудлинитель, отражатель и рассекатель в виде трехгранного клина. Однако конструкция не учитывает колебания агрегата в целом от неровностей агрофона.

В статье [124] авторами предложен подход к точному высеву семян с применением новейшей техники с использованием комги.ютера. Отмечено, что снижение расхода семян и их точное размещение при высеве является важной проблемой совершенствования сеялок. Разработан оптосенсорный счетчик высеваемых семян. Устройство представляет собой оптическую решетку, образуемую парами излучателя - светочувствительный диод, расположенными по краям рамки. Расстояние между лучами решетки 0. м. Испытывались 2 варианта решетки (с 24 и 64 napaNni излучатель - диод).

При падении зерна на почву оно пересекает оптическую решетку, создавая при этом сигнал, который поступает в лщкроконтроллер и далее в компьютер. Авторами отмечено, что результаты испытания устройства выявили 2% ошибку счёта семян пшеницы при частоте их падения 60 шт/с.

Аналогичные результаты получены для семян рапса и кукурузы. Вопросы, связанные с обеспечением равномерности заделки семян по глубине авторами не рассматривались.

В статье [122] авторами предложен метод оценки качества работы сеялки с точки зрения оптимизации расстояния между семенами для обеспечения наилучшего распределение света, 1ю;н.1 и удобрений между отдельными растениями. В основу метода положеью разделение поверхности участка с растениями на многоугольники, в центре которых находятся растения. Идеальным распределением считается равномерное расположение семян, при котором все растения имеют равные условия для развития.

Отклонения от идеального расположения приводит к угнетению одних растений другими и снижению урожайности. В качестве показателя размещения семян предлагается использовать коэффициент (К), представляющий собой среднее значение отношения размера идеального многоугольника к реальному. Авторами приведены (})ормулы для расчета коэффициента К.

В работе [74] авторы поднимают проблему самопроизвольного почвообрабатывающих машин (в частности, плугов и культиваторов).

Отмечено, что применение традиционных методов кинетостатики для выявления причин технологической неустойчивости хода орудий не включает в себя изменяющиеся свойства o6pa6aTbmaeNn.!X почв, состояние режущих лезвий и условия работы орудий. Анализ причин неустойчивости орудий методом математического моделирования показывает, что наибольшее влияние имеют геометрические параме7ры рабочих органов.

Полученные при исследовании данные позволяют обосновать и создать такие технологические параметры плужных лемехов, которые стабилизируются в процессе изнашивания и не увеличивают неустойчивости хода плугов. Как результат исследовательской работы, авторами для использования полученных формул в инженерных расчетах разработаны инструкция и почвообрабатывающих орудий в зависимости от состояния обрабатываемых почв и условий работы машин.

В работе Н.М. Беспамятновой [9] подняты проблемы научных основ совершенствования технологических процессов посева с целью создания нового поколения посевных машин с повышенными качественными и ресурсосберегающими показателями. На основе анализа динамических процессов, протекающих в исполнительных подсистемах посевной машины, выполнен синтез её модульно-блочной структур!)!. Отмечено, что для обеспечивать одновременно уменьшение амплитуды и час готы передаваемых на сошники колебаний от рамы и увеличение часготы собственных колебаний сошников. Задача равномерной заделки семян на заданную глубину решается как задача минимизации амплитуды сошниковой группы гашением вибрации. Введением вязкоупругого сопротивления в механизм подвески в моменты наибольших отклонений обеспечивается режим отрицательного ускорения, порождающий срыв амплитуды перемещения сошника. Результаты исследования использовап1>1 при конструировании широкозахватной зернотуковой сеялки «Казачка».

В работе В.П. Жарова [39] рассмотрена проблема оптимального проектирования колебательных систем сельскохозяйственных машин.

Данная проблема была сформулирована как "проблема обеспечения на стадиях конструирования оптимальных значений тех показателей качества машин, которые могут быть получены на основе моделирования их как зерноуборочных и сеноуборочных машин. При этом были разработаны научные основы механико-математического моде;п1рованпя стационарных и нестационарных колебательных систем мобильных ceJп.cкoxoзяйcтвeнныx характеристика воздействий на мобильные сельскохозяйствегшые машины со стороны неровностей агрофона. Отмечено, что обобщённые характеристики случайного поля агрофона - его корреляционная (1)урп1х экспериментов. Также предполагалось, что как входное воздействие на систему со стороны неровностей агрофона, так и реакция системы являются стационарными случайными функциями. В результате проведённых экспериментов было определено, что упругие характеристики шин •\юлотилки и навески жатки пропорциональны первой степени скорости перемещений. Это позволило исследовать колебания зерноуборочного комбайна с помощью теории линейных дифференциальных уравнений. Для этих целей использовались уравнения Лагранжа с неопределёнными множителями.

сельскохозяйственного агрегата.

Общие вопросы статистической динамики колебательных систем сельскохозяйственных агрегатов в рамках ста1июнарной теории и их связь с показателями качества рассмотрены в работах А.Б. Лурье [56, 57, 58, 59] и В.П. Чичкина[117].

В работах отмечено, что сельскохозяйст1зсн1[ьп1 агрегат представляет собой управляемую систему, работаюи^ую в условиях непрерывно изменяющихся внешних воздействий. Анализ технологического процесса работы сельскохозяйственных машин показывает, что основными внешними возмущающими воздействиями, оказывающи\н1 влия1те на их работу, являются профиль поверхности поля, твёрдость н влажность почвы, скорость движения агрегата, нестабильность работы двигателя, буксование колёс трактора и другие. Случайностный фактор изменчивости внешних воздействий агрофона как на колёса, так и на рабочие органы является причиной того, что технологические и энергетические показатели работы агрегата оказываются также случайными. Для учёта случайных факторов, имеющих место при работе сельскохозяйственного агрегата необходимо установить закономерности изменения этих факторов, дать им качественную и количественную оценки. Тем самым возникает необходимость в создании динамической модели агрегата, которая бы адекватно отражала поведение системы.

Совместное использование механико-математических и вероятностностатистических методов упрощает построение модели системы и оказывается достаточно эффективным при исследовании мобильных сельскохозяйственных агрегатов, выходными параметрами технологических процессов которых являются качествеш{ые и ко]П1чественные показатели распределения обрабатываемых материалов, а основные возмущающие переменные, действующие на входе системы, представляют собой случайные процессы, обуславливающие колебательный характер поведения машины.

Сельскохозяйственные агрегаты являются достаточно сложными динамическими системами, на работу которых оказывают влияние внешние возмущения в виде случайных функций.

Поэтому построение и анализ моделей рассматривае.\п,1х динамических систем проводят при некоторой идеализации реальных процессов, имеющих место при работе агрегата.

Идеализация может зaключaт^JCя в замене реальных динамических систем на их линейные аналоги, и в задании внешних воздействий на агрегат функциями от времени.

Также модель системы рассматривается и анализируется исходя из предположения о наличии равновесных состояний.

Используя такие предположения и упрощения, можно сформулировать чёткие математические критерии устойчивости движения агрегата.

случайных функций от времени, задача анализа динамики агрегата усложняется, В этом случае статистически установивииьмся процессом считают такой процесс, у которого математическое ожидание и дисперсия постоянны. Для систем регулирования при воздействиях в виде случайных функций времени статистическая устойчивость определяется условием, что дисперсия процесса на выходе системы (регулируемого параметра) должна быть конечной или меньше некоторой заданной величины.

При разработке на практике модели описания дина.чшческих систем зачастую используют метод основанрнлй на характеристиках «входвыход»[56], В общем случае при таком подходе для сельскохозяйственного агрегата динамическая модель представляется в виде системы с входными и выходными переменными (Рис,1.1). Вход1и,1е переменные Xj (i=l„n) представляют все внешние возмущения, приложенные к различным точкам агрегата, а также задающие и управляющие воздействия. К входным переменным относятся неровности агрофона, сопротивление среды и другие.

энергетические параметры, определяющие качество работы агрегата. К ним относятся глубина обработки почвы, глубина и равномерность заделки семян, скорость и направление движения, загрузка ;1ви1ателя и другие.

Количество входных и выходных переменных зависит от типа сельскохозяйственного агрегата, выбранной расчётной схемы, степени учёта различных условий работы и других фактороп.

многомерными динамическими система.\н1 с нескол1.кими входными и позволяют в общем случае одной входной переменной влиять на изменение нескольких выходных переменных.

Следует учесть, что как входные, так и выходные переменные системы непрерывные или дискретные переменные от времени и записываются в виде x{t)=Mt),X2it\..,.Vn(0) и v(/)=(y,(0, V2(/),.., Vm(/)).

ориентированных на обработку почвы и посев, основными показателями заделки семян, и равномерность распределения интервалов между семенами в рядке.

Основными внешними возмущающими воздействиями, оказывающими влияние на распределение семян при посеве, профиль поверхности поля, твёрдость и влажность почвы, скорость движения агрегата, нестабильность работы двигателя, буксование колёс трактора и другие. Следует учитывать, что при функционировании посевном машины выходные показатели технологического процесса зависят не только от внешних воздействий, но и от внутренней структуры высевающих систем.

комбинированного агрегата, заменяющего две однооперационные машины:

культиватор и овощную сеялку. На вход многомерной динамической системы (Рис. 1.2.) поступают внешние воздействия (случайные функции) от профиля поля Z(L) по пути L, твёрдости и влажности почвы, соответственно p(L) и W(L), скорости движения агрегата v(L), буксование колёс трактора Б(Ь) И нестабильность работы двигателя N(L); внутренние воздействия от высевающего аппарата То(п), семяпровода Т(к), сошника Тс(к), культиватора Ти(к), профиля борозды Hn(|J.), заделывающих устройств H(L) и колебания рамы сеялки K(L). Выходом системы будут равномерность распределения интервалов между семенами 1(L) и глубина заделки семян h(L).

Динамическая модель комбинированного Одним из главных внешних воздействий на любой мобильный сельскохозяйственный агрегат является профиль поверхности поля. Он оказывает существенное влияние на неравномерность хода рабочих органов машин, линейные и угловые колебания агрегата в целом. Следует отметить, что для изучения показателей работы мобильных сельскохозяйственных агрегатов измерение микропрофиля должно проводиться под каждым опорным устройством агрегата после его прохода.

Также необходимо отметить, что оценка неровностей поверхности поля как функции воздействия на агрегат должна проводится при различных скоростях движения.

Случайную функцию Z(L) неровностей агрофона по пути L получают профилированием поля и построением профилограммы. Из функции Z(L) получают корреляционную функцию R(/), где аргумент / имеет размерность длины.

Для перехода от случайной функции профиля поля Z(L) к случайной функции воздействия профиля при работе агрегата необходимо значения аргумента L в функции Z(L) или значения аргумента / в функции R(/) разделить на скорость движения агрегата v. При этом будут получены соответственно случайная функция Z(/), и неслучайная - R(/).

На практике для вычислегшя статистических характеристик приходится аппроксимировать коррелящюнные функции более простыми аналитическими выражениями. Для аппроксимации корреляционной функции неровностей агрофона воспользуемся следующим аналитическим выражением:

Таким уравнением описываются профили большинства полей, подготовленных под посев [59]. Здсо, D - дисперсия процесса.

Коэффициенты а и (3 характеризуют свойства корреляционной функции, а следовательно и самого случайного процесса. Коэффициент а характеризует интенсивность затухания корреляционной функции, а Р - частоту периодической составляющей случайного процесса. Отметим, что тенденция периодические колебания со случайной амплитудой и фазой. Чем меньше а, тем более спектральная плотность будет сосредоточена около частоты со=р и тем меньше будет ширина спектра. При больших а спектр дисперсии растянут, и в спектральном составе сл>чайной функции не наблюдается преобладания тех или иных частот.

Характер и последовательность протекания технологического процесса посева, а также внутренняя структура и функциональные особенности функционирования сеялок точного высева на две самостоятельные схемы (динамические модели), одна из которых будет отражать работу высевающей системы - процесс распределения семян в;юль рядка, другая - по глубине заделки. Правомерность такого расчленения вытекает из слабой зависимости этих процессов [И7].

Процесс распределения семян вдоль рядка может быть представлен динамической моделью (Рис. 1.3), состояи1ей из трёх взаимосвязанных последовательно соединённых частей, осио15Ным входом в которую является комплексный показатель Q(L) Biienjnnx возмущающих воздействий, а входами и выходами отдельных частей служат обороты (скорость вращения) опорно-приводных колёс сеялки T|,(Q), время между выбрасыванием семян раскрытой сошником Нп(ц). Общим выходом модели является равномерность распределения интервалов между семенами в рядке 1(L).

—Z(L)-»-\ —P(L)-^ \ —e(L)-^ / Структурная схема процесса заделки семян в почву (распределение семян по глубине) показана на Рис. 1.4. Входными переменными в этой динамической системе приняты сечения профиля поля Z(L) под опорными колёсами трактора и комбинированной машины как факторы, оказывающие основное влияние на работу сош1пи ' + ^4 Fsy, Fsz - проекции силы сопротивления Fs на соответствующие оси координат;

Xs, ys5 Zs - координаты точки приложения силы Fs в инерциальной системе координат Oxyz;

Fkx) Fky, Fkz - проекции силы сопротивления Fk на соответствующие оси координат;

Хк, Ук, Zk - координаты точки приложения силы Fk в инерциальной системе координат Oxyz.

Найдём обобщённые силы Qj (j=1..6) системы:

Qj = V^+F.^+F ^'^^ ^ Выразим для этого координаты точки приложения силы Fs (Xs, ys, Zs) и координаты точки приложения силы Fk (Хк, Ук, Zk) через линейные размеры:

Находить координаты Z и Zk не требуется, поскольку проекции сил Fs и Fk на ось Oz рассматриваем равными нулю.

Отсюда имеем выражения для обобщённых сил рассматриваемой системы:

в режиме копирования навесным агрегатом агрофона на систему накладываются две дополнительные голономные связи - связи копирования, которые вынуждают рабочие органы агрегата двигаться по агрофону без отрыва:

обобщённые координаты:

b=(P5=j{Si-y-U' + /2^,)-2C2/3(g,-3^-/3.^,)+ + 2 ^ 2 ( ^ 7 - J + ^2^1)-2^3/3 ( g i - > ' - / 3 ^, ) hFsy+hFky j=3).

- /5Я1 - /5Я2 = = ^^^ + ^^^ j=4).

j=5).

seu-l-e6.2kp Я 1. S » 4. Ш 1 3. 2.98 >«|»«(B(»«(«tl*l*4l#t\»t**|**|*| )•»»«*»«)•* */l*««»«**(*«»**(»l*«(*l,ta4*alt«l*»**l»«l»i»*»* ia(*4**«»«(**i**i••»

(Рис.4.30, Рис.4.33, Рис.4.36) представлены в Таблице 4.2.

Для автокорреляционных функций процессов изменения усилий на опорном колесе комбинированной секции при скоростях движения v=0. м/с, 1.39 м/с и 2.78 м/с (Рис.4.31, Рис.4.34, Рис.4.37) наибольшие значения Rmax=R(0)=l. Положительная корреляционная связь наблюдается при т=1.57 сек.

Как можно заметить из графиков спектральных плотностей (Рис.4.32, Рис.4.35, Рис.4.38), при увеличении скорости движения агрегата происходит растягивание спектра частот и увеличение беспорядочности.их пульсаций.

При этом, основной спектр частот со колеблется от О до 2 Гц для v=0.83 м/с и до 5 Гц для v=2.78 м/с.

seu-l-64.3(f 0.S6 '«»»4»«4«>4f**.l»lt*l*«l«.J«tt4l'tl*t«»**••• перемещение опорного колеса при v=1.39 м/с.

seu-l-€6.41(r перемещение опорного колеса при v=2.78 м/с.

Распечатка автокорреляционной функции:

перемещение опорного колеса при v=2.78 м/с.

^iOl 1. D[X2] 1,если/(х'"'")> /(х"";"') В допустимых и граничных точках штраф равен нулю. При удалении точки от границ допустимой области штраф растёт пропорционально квадрату расстояния от точки до границы. Тем самым легко проверяется допустимость найденных решений.

Штраф типа квадрата срезки удобен в применении. Штрафная функция при использовании такого штрафа определена и непрерывна всюду. Штраф легко реализуется на ЭВМ, и позволяет регулировать допустимость найденных решений при решении задачи безусловной оптимизации за счёт варьирования параметра h.

Рис.5.1.Используемый штраф типа квадрата срезки системы прикатывающего колеса комбинированного навесного агрегата, Угловой коэффициент сопротивления системы прикатывающего колеса комбинированного навесного агрегата, Линейный размер механизма навесной комбинированной секции, м Линейный размер механизма прикатывающего колеса, м 5.5. Практическая реализация выполненного исследования и степень идентичности модели и реального агрегата.

В соответствии с рассмотренными теоретическими исследованиями сельскохозяйственного агрегата, выполняющего предпосевную культивацию и посев мелкосеменных овощных культур, совместно с предприятием «С- Реал Лтд».

На Рис. 5.2. приведена реализованная машина, конструктивно аналогичной Рис.3.1-3.2. На трактор навешена многосекционная несущая система с помощью заднего механизма навески (Рис.5.3). Каждая секция выполнена по двухопорной схеме с параллелограммной подвеской, и снабжена культиваторной лапой и сошником килевидного типа. При конструировании машины были использованы найденные оптимальные значения параметров.

Рис.5.2. Опытная модель комбинированного Учитывая то, что сопротивление почвы приложенное к рабочим органам вызывало гашение колебаний равноценное введению демпферов из Таблиц 5.2-5.4, на секции дополнительно демпфирующие элементы не устанавливались.

Техническим результатом проводимых работ была реализация и испытания машины, обеспечивающей требуемую глубину заделки мелкосеменных культур.

Практическая реализация агрегата по его оптимальным параметрам проведена ООО НПФ «С-2 Реал Лтд».

Эксперименты проводились на посеве семян томатов (сорт Кросс 525) на полях ряда колхозных хозяйств Семикаракорского района (Ростовская область). Выставлялась глубина заделки в 20 мм. Условия проведения измерялись по ГОСТ 20915-75 (СТ СЭВ 5630-86). Все условия отвечают требованиям к агротехническому фону согласно ГОСТ 26711-89.

Осреднённые значения найденных параметров представлены в Таблице 5.5.

Программа эксперимента включала определение фактической глубины заделки семян. Для этого использовались методика по ОСТ 70.5.1-82: после появления у всходов 2-3 листочков, стебли срезались, и проводился замер по этиолированной части растения.

1. Метеорологические условия Характеристики поля 2.1.

Характеристики почвы 3.1.

3.3.

4. Характеристики посевного материала 4.1.

Согласно существующим агротехническим требованиям на овощные сеялки точного высева коэффициент вариации не должен превышать 20%.

Согласно картам требований №№ 19.6 и 19.7 на сеялку овощную универсальную - 10%. Отклонение от установленной глубины культивации по ГОСТ 262244-84 не должно превышать +10 мм.

В результате исследования реализованного комбинированного агрегата определено, что при выставленной глубине заделки семян томатов 20 мм, среднее квадратичное отклонение (а) не превышало значения 1.6 мм, а коэффициент вариации (V) - 8%. Таким образом, агрегат удовлетворяет существующим требованиям к равномерности глубины предпосевной культивации и заделки семян.

На Рис.5.4 представлены гистограммы распределения семян при различных рабочих скоростях.

Рис. 5.4. Распределение высеянных семян по глубине при рабочих скоростях агрегата: а) v=1.39 м/с; б) v=2.78 м/с.

Для оценки степени идентичности построенной колебательной модели использованием дисперсионной меры степени идентичности [39]:

ожидание условной дисперсии относительно принятых входов совокупность значений^/ при всех значениях аргумента 5,(е7}).

Условная дисперсия выхода относительно входов равна дисперсии ошибки предсказания выхода объекта по его оптимальной модели и принятому числу выходов. Для рассматриваемых линейных, стационарных переменных определяется выражением:

D{q^{t)} - фактическая дисперсия выходной переменной ^j, от всех входов, найденная экспериментально;

переменной qy, найденное теоретически по колебательной модели при принятых входных возмущениях.

Из (5.22) и (5.23) имеем:

Для измерения D[q^{t)\ использовалась методика и аппаратура, описанная в главе 4.

Нахождение D'{q^{t)\ проводилось на основе использования (3,27) и описанного ранее алгоритма решения задачи оптимизации системы, с переменных.

В Таблице 5.6 дана оценка степени идентичности колебательной системы комбинированного сельскохозяйственного агрегата по исследуемым выходам, определённым в главе 3.

Оценка степени идентичности реального агрегата