Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия

• Автор: Городничев, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Коломна
• Количество страниц: 420 с. : ил.

Глава 1 Проблемы и перспективы совершенствования методов, систем контроля, управления и оценки качества полива дождевальными машинами фронтального действия (ДМФД)
1.1 Полнота и достоверность оценки качества полива, совершенствование методов и средств контроля его показателей

1.2 Проблемы и перспективы совершенствования способов и

средств управления ДМФД

Глава 2 Теоретические исследования качества управления дождеваль-ной машиной фронтального действия, достоверности контроля и оценки полива

2.1 Структурная схема конструкции ДМФД, концептуальная модель управления

2.2 Структура и передаточные функции ДМФД

2.3 Способы стабилизации длины многоопорной машины заданием форм перемещения и оценка качества их работы
2.4 Синтез и разработка обшей структуры, обоснование параметров системы управления (СУ) ДМФД, режима орошения
2.5 Разработка метода, методики расчета и определения динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса дождевания

*) 2.6 Обоснование технических решений электроснабжения ДМФД

2.7 Разработка способов повышения достоверности измерений и
требований к средствам контроля показателей качества полива
Глава 3 Разработка ДМФД, средств контроля, управления и теоретическая оценка качества работы
3.1 Разработка физических моделей ДМФД
3.2 Управление работой однокрылой ДМФД для внесения подготовленных животноводческих стоков
3.3 Разработка ДМФД с централизованным электроснабжением
^ 3.4 Разработка информационно-измерительных систем для оценки качества работы ДМФД
Глава 4 Экспериментальные исследования достоверности научных положений и оценка качества выполнения технологического процесса (ТП) полива, работы ДМФД
4.1 Физическое моделирование движения, оценка достоверности
научных положений и качества выполнения ТП
4.2 Исследования качества выполнения ТП полива ДМ "Коломенка-100" с индукционной системой управления
4.3 Исследование показателей качества работы ДМФД с центра-
•> лизованным электроснабжением

4.4 Исследование влияния точности измерения на показатели
оценки качества дождя
^ 4.5 Оценка размера и скорости капель дождя
Глава 5 Разработка рекомендаций по контролю и управлению дождевальной машиной фронтального действия
5.1 Программа и методика исследований, испытаний ДМФД для
оценки динамической составляющей показателей качества выполнения ТП дождевания (основные положения)
5.2 Методика укладки направляющей для автоматического вождения ДМФД
5.3 Методика контроля показателей качества дождя, работы по-
♦ ливной техники
5.4 Совершенствование технологии многофункционального орошения и разработка машины с лазерной системой управления
Глава 6 Экономическая эффективность научных разработок
6.1 Экономическая эффективность работы ФДМ с автоматическим управлением
6.2 Экономическая эффективность информационно-измерительных систем оценки качества полива
6.3 Реализация разработанных средств контроля, управления и
полива
ф/ Общие выводы
Литература
Приложения

Актуальность проблемы. Основным способом механизации и автоматизации орошения является дождевание. В России 2003 году полив дождеванием производился на площади 4,5 млн. га. Около 70% этой площади поливают широкозахватные дождевальные машины. Наиболее высокие показатели качества работы могут обеспечить дождевальные машины фронтального действия (ДМФД). Сама машина без системы управления не самовыравнивается и при малейших возмущающих воздействиях может самопроизвольно смещаться на орошаемом участке. При этом резко возрастает повреждаемость растений и снижается равномерность дождевания, до 50% может меняться скорость движения машины в заданном направлении и норма полива.
Для устранения этого негативного явления необходимо разрабатывать системы управления, находить их оптимальную структуру, чтобы обеспечить устойчивую динамику движения ДМФД, оптимальные показатели качества полива. Обеспечение лимитируемого режима орошения, создание устойчивых систем управления, теоретическая оценка динамики работы ДМФД требуют разработки метода и методики расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса (ТП) полива, а экспериментальной оценки - дополнительно программу и методику испытаний.
Из многообразия фронтальных дождевальных машин, кроме ДМФД "Коломенка-1 00", нет машины, способной работать непрерывно в автоматическом режиме от закрытой сети. Для обеспечения экологической безопасности от загрязнения окружающей среды необходима машина, способная утилизировать животноводческие стоки и обеспечить высокие показатели качества.
Вредное влияние на окружающую среду оказывают продукты сгорания жидкого топлива от дизель-генераторной установки, и для обеспечения экологической безопасности целесообразно переводить ДМФД, особенно широкозахватные, на централизованное электроснабжение.
Для восстановления парка машин в течение 2...3 лет сельскому хозяйству необходимо поставить порядка 60 тысяч дождевальной техники, чтобы поливать в
С учетом передаточной функции звена смещения, обобщенная переда-точная функция машины имеет вид:
>Уи(р) = у(р)/А ч(р) = vт ■ у,./Ьр2 = к^/р2, (2.25)
V ■ V V2
где км = т = ~^кмн (2.26)
- коэффициент передачи машины.
Линейный коэффициент передачи машины равен
(2.27)
С учетом сказанного, передаточная функция машины как объекта управления
при асимметричном расположении элемента контроля опорной тележки можно записать:
* MvЛ(l-.>^./L)q + ,№/L}V <2'28)
Для конкретных машин, а именно ДМ "Кубань-М,Л,Э,Ф,Ш", "Таврия", "Мини Фрегат", ДМ "Каравелла-Л", ДДА-100МА, "Зимматик" и др., когда направляющая расположена под серединой машины, передаточная функция имеет следующий вид:
+ (2.29)
При этом, когда скорость корректируемой крайней тележки равна нулю , (у* = фУх = 0), передаточная функция примет вид:
1Ум(р) = 0,5ут2д/1р2 (2.30)
У машин, когда контролируется смещение крайней тележки и направляющая расположена возле нее (ДМ "Ладога", "Коломенка-100", "Мини Кубань-ЛШ"), передаточная функция примет следующий вид: