ВИКОРИСТАННЯ АЛГОРИТМІВ ПІД ЧАС МОДЕЛЮВАННЯ МАНЕВРІВ ПОЛЬОВИМИ АГРЕГАТАМИ

Ключові слова: маневри, продуктивність, машинний агрегат, швидкість, поворот, траєкторія, шлях, моделювання, математична модель, ефективність, система точного землеробства

Анотація

Продуктивність польових машинних агрегатів значною мірою залежить від робочої ширини захвату, швидкості руху, номінальної потужності двигуна, тягового зусилля засобу, коефіцієнту робочих ходів, а також від раціонального використання робочого часу. Продуктивність також визначається умовами роботи, зокрема формою та розміром ділянки, глибиною обробітку, об’ємом технологічних місткостей, маневровими властивостями агрегатів, кваліфікацією оператора тощо. До одних з резервів підвищення продуктивності відноситься кінематичний параметр коефіцієнт робочих ходів φ, що показує ступінь використання на корисну роботу загального шляху агрегату в загінці, і є важливою характеристикою обраного способу руху, і являється відношенням сумарного робочого шляху агрегату на загінці до всього пройденого шляху. Значення коефіцієнта залежить від розмірів оброблювальної ділянки (довжини гону), кінематичних показників агрегату – радіуса повороту, довжини виїзду, ширини агрегату, способу і швидкості руху під час поворотів і заїздів. Що більший коефіцієнт φ, то менший холостий шлях агрегату і більша його продуктивність. Метою наукового дослідження є аналіз на основі створеної математичної моделі криволінійного руху центра ваги польового агрегату з передніми керованими колесами, запропонований алгоритм використання математичних рівнянь в параметричній формі для моделювання траєкторій (маневрів) енергетичних засобів з використанням передньої вісі на базі табличного процесора Microsoft Excel. В аналізі літературних джерел використовувались методи теоретичного аналізу шляхів підвищення продуктивності машинно-тракторних агрегатів, систематизація параметрів, послідовний аналіз характеристик. У багатьох статтях світових науковців досліджені спроби та шляхи підвищення продуктивності роботи польових агрегатів. Це призводить до скорочення необхідної ширини поворотної смуги, збільшенню довжини гонів, підвищенню продуктивності роботи агрегату, значному зменшенню кількості пошкоджених рослин на засіяних поворотних смугах, зменшенню механіко-технологічних властивостей ґрунту. У висновках наукового дослідження наведений результат раціонального використання змодельованих траєкторій криволінійного руху польових агрегатів з передніми керованими колесами під час виконання робіт сільськогосподарського призначення за допомогою запроваджених алгоритмів, які більш прості і придані для використання на практиці.

Посилання

1. AdamchukV., Bulgakov V., NadyktoV., Ihnatiev Y., Olt J.Theoretical research in to the power and energy performance of agricultural tractors. Agronomy Research. 2016. Vol. 14(5). P. 1511–1518.
2. Backman J., Piirainen P. Timo Oksanen, Smooth turning path generation for agricultural vehicles in headlands, Biosystems Engineering. 2015. Vol. 139. P. 76–86. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2015.08.005
3. Barabash H.I., Tatsenko O.V., Bakai R.B. Ekspluatatsiia mashyn i obladnannia – [Operation of machines and equipment]. R. 2. Vykorystannia mashyn v mekhanizovanykh tekhnolohichnykh protsesakh : Praktykum shchodo vykonannia laboratornopraktychnykh robit dlia studentiv 4-ho kursu spetsialnosti 6.100102 “Protsesy, mashyny ta obladnannia ahropromyslovoho vyrobnytstva” dennoi ta zaochnoi formy navchannia / SNAU. Sumy, 2014. 135 p. [in Ukrainian]
4. Bendera I.M., Hrubyi V.P., Rozdorozhniuk P.I. ta in. Ekspluatatsiia mashyn i obladnannia – [Operation of machines and equipment]: navchalno-metodychnyi kompleks : navch. posibnyk dlia studentiv inzhenernykh spetsialnostei osv.-kvalif.rivnia “Bakalavr”. Kamianets-Podilskyi, 2013. 576 p. [in Ukrainian]
5. Bietresato M., Calcante A., Mazzetto F. A neural network approach for indirectly estimating farm tractors engine performances. Fuel. 2015. Vol. 143. P. 144–154. doi: 10.1016/j.fuel.2014.11.019
6. Bochtis D.D., Vougioukas S.G. Minimising the non-working distance travelled by machines operating in a headland field pattern. Biosystems Engineering. 2008. Vol. 101(1). P. 1–12. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2008.06.008
7. Cavallo E., Ferrari E., Coccia M. Likely Technological Trajectories in Agricultural Tractors by Analysing Innovative Attitudes of Farmers (May 6, 2015). Int. J. Technology, Policy and Management. 2015. Vol. 15(2). P. 158–177. doi: 10.1504/IJTPM.2015.069203
8. Damanauskas V., Janulevičius A. Differences in tractor performance parameters between single-wheel 4WD and dualwheel 2WD driving systems. Journal of Terramechanics. 2015. Vol. 60. P. 63–73. doi: 10.1016/j.jterra.2015.06.001
9. Ilchenko V.Yu., Kobets A.S., Melnyk V.P. ta in. Praktykum z vykorystannia mashyn v roslynnytstvi – [Workshop on the use of machines in crop production] : navch. posibnyk. Dnipropetrovsk : Redaktsiino-vydavnychyi viddil Dnipropetrovskoho derzhahrouniversytetu, 2002. 212 p. [in Ukrainian]
10. Imdadul H.K., Masjuki H.H., Kalam M.A. Zulkifli N.W.M., Kamruzzaman M., Shahin M.M., Rashed M.M. Evaluation of oxygenated n-butanol-biodiesel blends along with ethyl hexyl nitrate as cetane improver on diesel engine attributes. Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 141. P. 928–939. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.09.140
11. Janulevičius A., Juostas A., Pupinis G. Tractor’s engine performance and emission characteristics in the process of ploughing. Energy Conversion and Management. 2013. Vol. 75. P. 498–508. doi: 10.1016/j.enconman.2013.06.052
12. Janulevičius A., Damanauskas V., Pupinis G. Effect of variations in front wheels driving lead on performance of a farm tractor with mechanical front-wheel-drive. Journal of Terramechanics. 2018. Vol. 77. P. 23–30. doi: 10.1016/j.jterra.2018.02.002
13. Juostas A. & Janulevičius A. Tractor’s engine efficiency and exhaust emissions’ research in drilling work. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management. 2014. Vol. 22(2). P. 141–150. doi: 10.3846/16486897.2013.852556
14. Karparvarfard S.H., Rahmanian-Koushkaki H. Development of a fuel consumption equation: Test case for a tractor chisel-ploughing in a clay loam soil. Biosystems Engineering. 2015. Vol. 130. P. 23–33. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2014.11.015
15. Koniuszy A, Kostencki P, Berger A, Golimowski W. Power performance of farm tractor in field operations. Eksploatacja i Niezawod-nosc – Maintenance and Reliability. 2017. Vol. 19(1). P. 43–47. doi: 10.17531/ein.2017.1.6
16. Kozachenko O.V., Sychov I.P., Sorokin S.P. ta in. Praktykum z tekhnichnoi ekspluatatsii silskohospodarskoi tekhniky – [Workshop on technical operation of agricultural machinery] / KhDTUSH. Kharkiv : Tornado, 2001. 374 p.
[in Ukrainian]
17. Lacour S., Burgun C., Perilhon C., Descombes G., Doyen V. A Model to assess tractor operational efficiency from bench test data. Journal of Terramechanics. 2014. Vol. 54. P. 1–18. doi: 10.1016/j.jterra.2014.04.001
18. Limont A.S., Melnyk I.I., Malynovskyi A.S. ta in. Praktykum iz mashynovykorystannia v roslynnytstvi – [Workshop on machine use in crop production] : navch. posibnyk dlia studentiv VNZ. Kyiv : Kondor, 2009. 284 p. [in Ukrainian]
19. Lovarelli D., Bacenetti J. Bridging the gap between reliable data collection and the environmental impact for mechanised field operations. Biosystems Engineering. 2017. Vol. 160. P. 109–123. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2017.06.002
20. Lovarelli D., Bacenetti J., Fiala M. Effect of local conditions and machinery characteristics on the environmental impacts of primary soil tillage. Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 140(2). P. 479–491. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.02.011
21. Lovarelli D., Fiala M., Larsson G. Fuel consumption and exhaust emissions during on-field tractor activity: A possible improving strategy for the environmental load of agricultural mechanisation. Computers and Electronics in Agriculture. 2018. Vol. 151. P. 238–248. doi: 10.1016/j.compag.2018.06.018
22. Marchenko V.V. Mekhanizatsiia tekhnolohichnykh protsesiv u roslynnytstvi – [Mechanization of technological processes in crop production] : navchalnyi posibnyk. Kyiv : Kondor, 2007. 334 p. [in Ukrainian]
23. Mashynovykorystannia v zemlerobstvi – [Machine use in agriculture] / V.Iu. Ilchenko ta in. ; za red. V.Iu. Ilchenka, Yu.P. Nahirnoho. Urozhai, 1996. 384 p. [in Ukrainian]
24. Matviienko O.O., Krylov O.V. Metodychni vkazivky do vykonannia praktychnykh zaniat z kursu “Teoretychni osnovy ekspluatatsii silskohospodarskoi tekhniky” – [Methodical instructions for the implementation of practical classes from the course “Theoretical bases of operation of agricultural machinery”] : dlia studentiv spetsialnosti 208 “Ahroinzheneriia”, spetsializatsii “Tekhnichnyi servis” OKR mahistr. Kropyvnytskyi : TsNTU, 2018. 105 p. [in Ukrainian]
25. Melnik V., Dovzhik M., Tatyanchenko B., Solarov O., & Sirenko Y. Analytical method of examining the curvilinear motion of a four-wheeled vehicle. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 3(7(87)). P. 59–65. doi: 10.15587/1729-4061.2017.101335
26. Melnyk V.I., Artomov M.P., Anikieiev O.I., Syrovytskyi K.H., Chyhryna S.A. Mashynovykorystannia v suchasnomu zemlerobstvi – [Machine use in modern agriculture] : metod. vkazivky № 1, 2 dlia vykonannia prakt. robit studentam pershoho (bakalavrskoho) rivnia vyshchoi osvity dennoi (zaochnoi) formy navch. OPP “Ahroinzheneriia” spets. 208 Ahroinzheneriia / Kharkiv. der. biotekh. un-t. Kharkiv, 2022. 75 p.
27. Nadykto V.T., Didur V.A., Fedorenko V.V. Vplyv biodyzelia na ekspluatatsiini pokaznyky roboty MTA – [The impact of biodiesel on the performance indicators of MTA]. Tekhnika APK. 2008. Vol. 1. P. 27–29. [in Ukrainian]
28. Nadykto V.T. Enerhonasychenist traktoriv ta shliakhy yii realizatsii – [Energy saturation of tractors and ways of its implementation]. Tekhnika i tekhnolohii APK. 2011. Vol. 9. P. 8–11. [in Ukrainian]
29. Nadykto V.T., Kiurchev V.M., Aiubov A.M. ta in. Perspektyvy zrostannia produktyvnosti roboty mashynno-traktornoho ahrehatu – [Prospects for increasing the productivity of the machine-tractor unit]. Naukovyi visnyk Tavriiskoho derzhavnoho ahrotekhnolohichnoho universytetu. 2019. Vol. 8(2). [in Ukrainian]
30. Olasiuk Ya.V. Ekspluatatsiia mashyn i obladnannia. Metodychni vkazivky dlia vykonannia kursovoho proektu dlia studentiv spetsialnosti “Ekspluatatsiia ta remont mashyn i obladnannia ahropromyslovoho vyrobnytstva” – [Operation of machines and equipment. Methodological guidelines for the implementation of a course project for students of the specialty “Operation and repair of machines and equipment of agro-industrial production”]. Liubeshivskyi tekhnichnyi koledzh Lutskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Lutsk, 2016. 101 p. [in Ukrainian]
31. Perozzi A., Mattetti M., Molari G., Sereni E. Methodology to analyse farm tractor idling time. Biosystems Engineering. 2016. Vol. 148(2). P. 81–89. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2016.05.007
32. Ruzhytskyi M.A., Riabets V.I., Kiiashko V.M. ta in. Ekspluatatsiia mashyn i obladnannia – [Operation of machines and equipment] : navchalnyi posibnyk. Ahrarna osvita, 2010. 617 p. [in Ukrainian]
33. Sabelhaus D., Röben F. Lars Peter Meyer zu Helligen, Peter Schulze Lammers, Using continuous-curvature paths to generate feasible headland turn manoeuvres. Biosystems Engineering. 2013 Vol. 116(4). P. 399–409. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2013.08.012
34. Santosh K., Pitla J., Luck D., Werner J., Lin N., Scott A. Shearer, In-field fuel use and load states of agricultural field machinery. Computers and Electronics in Agriculture. 2016. Vol. 121. P. 290–300. doi: 10.1016/j.compag.2015.12.023
35. Senchuk M.M., Demeshchuk V.A. Osnovy mashynovykorystannia v roslynnytstvi – [Basics of machine use in crop production] : metodychni vkazivky dlia samostiinoi roboty ta laboratorno-praktychnykh zaniat za kredytno-modulnoiu systemoiu navchannia studentiv ahronomichnoho fakultetu. Bila Tserkva, 2010. 85 p. [in Ukrainian]
36. Seyyedhasani H., Dvorak S. Reducing field work time using fleet routing optimization. Biosystems Engineering. 2018. Vol. 169. P. 1–10. doi: 10.1016/j.biosystemseng.2018.01.006
37. Shuliak M., Mikulina M., Mudryi Ya., Pyrohov V. Vplyv vykorystannia bezpilotnykh litalnykh aparativ na pidvyshchennia efektyvnosti tekhnolohichnoho protsesu v roslynnytstvi – [The influence of the use of unmanned aerial vehicles on increasing the efficiency of the technological process in crop production]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu “KhPI”. Seriia “Avtomobile- ta traktorobuduvannia”. Kharkiv, 2023. Vol. 12023. P. 133. doi: 10.20998/2078-6840.2023.1.13
38. Syvolapov V., Kyslyi S., Marchenko V. Yak pidvyshchyty produktyvnist mashynnykh ahrehativ – [How to increase the productivity of machine units]. Tekhnika. 2016. Vol. 2(91). [in Ukrainian]
39. Van Linden V., Herman L. A fuel consumption model for off-road use of mobile machinery in agriculture. Energy. 2014. Vol. 77. P. 880–889. doi: 10.1016/j.energy.2014.09.074
Опубліковано
2023-12-04
Як цитувати
Зубко, В. М., Сіренко, Ю. В., & Калнагуз, О. М. (2023). ВИКОРИСТАННЯ АЛГОРИТМІВ ПІД ЧАС МОДЕЛЮВАННЯ МАНЕВРІВ ПОЛЬОВИМИ АГРЕГАТАМИ. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів, (3 (53), 32-39. https://doi.org/10.32782/msnau.2023.3.6

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 > >>