Підвищення точності руху машинно-тракторного агрегату на міжрядній обробці просапних культур - Автореферат

Найбільш трудомісткою операцією при обробці цукрового буряка є догляд за посівами, що складається з операцій розпушування ґрунту в міжряддях і знищення бурянів. Збільшення захисних зон приводить до підвищення витрат ручної праці на знищення з необроблених смуг бурянів, наявність яких на посівах буряка знижує його врожайність або взагалі губить посіви. Це може бути досягнуто, в основному, за рахунок удосконалення системи автоводіння МТА, зокрема її корекції (напівавтоматичного керування) водієм щодо обробляюваного рядка посівів цукрового буряка. розробити методику оцінки точності руху МТА при міжрядній обробці посівів цукрового буряка при ручному, напівавтоматичному й автоматичному керуванні. Практичне значення отриманих результатів: - розроблено пропозиції щодо використання різних видів корекції системи автоводіння МТА при міжрядній обробці посівів цукрового буряка;Підвищення стійкості руху МТА може бути досягнуто за рахунок застосування системи автоматичного керування (САК) сільськогосподарської машини, що за структурою може бути одноконтурною (при керуванні начіпкою) і двоконтурною (при керуванні колесами культиватора). Для оцінки точності руху МТА при міжрядній обробці цукрового буряка, що характеризується імовірністю виходу робочих органів за допустимі агротехнічні межі по захисній зоні, обґрунтовано математичну модель точності руху МТА при різних видах корекції САК. Після вирішення даної задачі якість функціонування САК задовольняє агротехнічним вимогам на міжрядну обробку цукрового буряка, тобто САК збереже працездатність, якщо поперечне відхилення робочого органу культиватора (вихідний параметр Dz(t)) від номінального значення zk знаходиться в допустимій області Для випадку короткочасного однократного впливу на САК при ручній корекції ймовірність виконання системою поставленої задачі (функція ефективності) визначається залежністю: (2) де Ф(Dz/t) - ймовірність виконання САК функціональної задачі в момент t; Dz - похибка функціонування САК; wt(a),wt(b) - відповідно щільності ймовірності нижньої і верхньої меж області працездатності. Структурна схема системи керування МТА: - передаточні функції відповідно датчика, електронного блоку, обмотки електромагнітів, гідроприводів; - передаточна функція МТА за узагальненими координатами; ут - відхилення робочого органа; bt - зміна курсового кута; D - зсув культиватора щодо подовжньої осі трактора; ур - вплив, що задає, (конфігурація рядка рослин); ук - відхилення робочих органів культиватора.1.Аналіз виконаних досліджень з міжрядної обробки просапних культур показав, що постановка і вирішення задачі досліджень у напрямку автоматизованих систем керування тракторним агрегатом за участю людини при міжрядній обробці посівів цукрового буряка є новими для механізації сільськогосподарського виробництва України. 2.За функцією ефективності оцінено точність руху машинно-тракторного агрегату при міжрядній обробці посівів цукрового буряка, яка характеризується виходом робочих органів культиватора за допустимі агротехнічні межі по захисній зоні, при однократній і багаторазовій, тривалій дискретній і безупинній корекції (впливі) людини на систему автоводіння агрегату. Визначено, що при корекції системи автоводіння забезпечується міжрядна обробка посівів цукрового буряка з захисними зонами 5,2...5,7см. 4.Для системи автоводіння машинно-тракторного агрегату, що реалізує пропорційність відхилення ук робочих органів культиватора від конфігурації рядка цукрового буряка ур, точність спостереження вихідного параметра за координатою ур істотно залежить від динамічних параметрів системи автоводіння і її ланок. 7.Застосування напівавтоматичного керування напрямком руху агрегату при міжрядній обробці посівів цукрового буряка у порівнянні з режимом автоводіння підвищує точність спостереження на 10…11%, що за результатами досліджень інституту цукрового буряківництва УААН дає додатково 7,5...8,3 ц/га цукрового буряка при середній врожайності 359 ц/га і засміченості 115,5Ч104 шт/га.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1.Аналіз виконаних досліджень з міжрядної обробки просапних культур показав, що постановка і вирішення задачі досліджень у напрямку автоматизованих систем керування тракторним агрегатом за участю людини при міжрядній обробці посівів цукрового буряка є новими для механізації сільськогосподарського виробництва України.

2.За функцією ефективності оцінено точність руху машинно-тракторного агрегату при міжрядній обробці посівів цукрового буряка, яка характеризується виходом робочих органів культиватора за допустимі агротехнічні межі по захисній зоні, при однократній і багаторазовій, тривалій дискретній і безупинній корекції (впливі) людини на систему автоводіння агрегату.

Визначено, що при корекції системи автоводіння забезпечується міжрядна обробка посівів цукрового буряка з захисними зонами 5,2...5,7см.

3.Для забезпечення необхідних корекцій системи автоводіння машинно-тракторного агрегату найбільш прийнятна система керування, що реалізує відхилення копіра від напрямку рядка цукрового буряка.

При описі вхідного параметра системи автоводіння за законом імовірності, що рівномірно змінюється, середньоквадратичні відхилення похибок функціональної точності руху агрегату більші початкового значення в 1,44 рази, а при описі вхідного параметра законом рівної імовірності - у 1,73 рази.

4.Для системи автоводіння машинно-тракторного агрегату, що реалізує пропорційність відхилення ук робочих органів культиватора від конфігурації рядка цукрового буряка ур, точність спостереження вихідного параметра за координатою ур істотно залежить від динамічних параметрів системи автоводіння і її ланок.

При напівавтоматичному керуванні з тривалою корекцією системи автоводіння умова стійкості роботи агрегату зберігається у всьому діапазоні зміни його динамічних параметрів. При короткочасній однократній і багаторазовій корекції системи автоводіння стійкість руху агрегату зберігається при відношенні динамічних параметрів агрегату, що характеризують його інерційність за швидкістю (Т1) і прискоренням (Т0), у межах

5. При ручній корекції системи автоводіння дії водія агрегату оцінюється трьома ступенями свободи: перша - зорова інформація, друга - ухвалення рішення про необхідність керування, третя - силовий вплив на систему керування.

При запізнюванні силового впливу водія на систему керування від зорової інформації про необхідність корекції напрямку руху агрегату, що знаходиться в межах 0,8…1,2с водій пропускає частоти 2Гц (граничне значення 5Гц). Тракторист на міжряднії обробці посівів цукрового буряка здатний робити до двох відповідних реакцій у секунду при двох роздратуваннях, що визначає смугу його пропущення 0,5Гц.

6.З точності і стійкості руху при міжрядній обробці посівів цукрового буряка кращі показники має машинно-тракторний агрегат у складі гусеничного трактора Т-70С з культиватором КОЗР-5,4 при напівавтоматичному керуванні, яке характеризується дисперсією Dc=0,384см2 і помилкою спостереження Dc=1,90см.

7.Застосування напівавтоматичного керування напрямком руху агрегату при міжрядній обробці посівів цукрового буряка у порівнянні з режимом автоводіння підвищує точність спостереження на 10…11%, що за результатами досліджень інституту цукрового буряківництва УААН дає додатково 7,5...8,3 ц/га цукрового буряка при середній врожайності 359 ц/га і засміченості 115,5Ч104 шт/га. Впровадження напівавтоматичного керування МТА на міжрядній обробці посівів цукрового буряку дозволяе отримати годовий економічний ефект у сумі 8,428 гривень на один агрегат.

8..Методику розробки коректорів систем автоводіння сільськогосподарської техніки впроваджено в Українському НДІ сільгоспмашинобудування, рекомендації з раціональної структури і параметрів напівавтоматичного керування орно-просапних тракторів типу ХТЗ-120 і ХТЗ-160 прийняті для впровадження на ВАТ "Харківський тракторний завод".

Основні положення дисертації опубліковано в таких роботах

1.Антощенков В.Н., Бережецкий А.Е., Есипов А.В. Оценка надежности систем автовождения сельскохозяйственных агрегатов// Повышение надежности восстанавливаемых деталей машин: Сб.научн.тр.-Харьков.: ХГТУСХ.-1997.-с.27-29. (Участь у збиранні фактичного матріалу і аналізі результатів).

2.Есипов А.В. Полуавтоматическое управление сельскохозяйственным агрегатом// Вестник Харьковского политехнического университета, №11:Сб.научн.тр.-Харьков.:ХГПУ.-1998.- с.113-117.

3.Антощенков В.Н., Есипов А.В. Обоснование параметров тракторного агрегата с системой автовождения для междурядной обработки пропашных культур// Тракторная енергетика в растениеводстве: Сб.научн.тр.-Харьков.: ХГТУСХ.-1998.-с.198-206. (Участь у розробці алгоритмів і виконання розрахунків).

4. Антощенков В.Н., Есипов А.В. Обоснование точности вождения тракторного агрегата при междурядной обработке пропашных культур// Тракторная энергетика в растениеводстве: Сб.научн.тр.-Харьков.:ХГТУСХ.-1998.-с.206-210. (Участь у постановці задачі та розробці методик розрахунків).

5.Есипов А.В. Влияние износа гидромеханического рулевого управления на эргономические параметры управления трактором// Тракторная энергетика в растениеводстве: Сб.научн.тр.-Харьков.:ХГТУСХ.-2000.-с.37-47.

6.Антощенков В.Н., Есипов А.В. Синтез автоматического управления МТА при междурядной обработке// Тракторная энергетика в растениеводстве: Сб.научн.тр.-Харьков.:ХГТУСХ.-2000.-с140-143. (Участь у збиранні матеріалу, розробка алгоритмів і виконання розрахунків).