Совершенствование управления водным и питательным режимами орошаемых пастбищ и сенокосов в аридных зонах

• Автор: Молотникова, Антонина Александровна
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Фрунзе
• Количество страниц: 212 c. : ил

РЕФЕРАТ

Диссертация содержит 146 страниц машинописного текста, 31 рисунков, 16 таблиц.

Ключевые слова: ПРОГРАММИРОВАНИЕ УРОЖАЕВ, ФАКТОРЫ РОСТА РАСТЕНИЙ, ОРОШЕНИЕ, ПОДКОРМКА, ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ, ПРИНЦИП МАКСИМУМА.
Рассматривается макропроцесс продуцирования урожая пастбищных травостоев. Записано дифференциальное уравнение, связывающее урожай с компонентами режима внешней среды. Дается формулировка задачи управления продуктивностью сенокосов и пастбищ как задачи программирования оптимальных траекторий. В замкнутом виде получены решения задач оптимального управления орошением и режимом минерального питания пастбищных^Щф. Аналитические решения сопоставляются с экспериментальными данными, полученными на опытно-производственном участке культурных пастбищ. На основе сопоставления делается вывод о неоптимальности традиционных режимов дождевания травостоев. Даются предложения по приближенному исполнению оптимальных режимов орошения серийными дождевальными машинами. При подкормке травостоев по оптимальной программе вскрыта возможность безубыточного сокращения доз удобрений почти на 16 %. Получены простые расчетные формулы, которые могут быть использованы для прогнозирования урожая, расчета параметров режимов орошения и подкормки. Фазовые траектории процесса с достаточной точностью приближаются к экспериментально наблюдаемым. Для практического использования результатов работы построены цепные сетчатые номограммы, позволяющие определять параметры режимов орошения и питания, водопотребление, потребность в удобрениях и др.

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СООТНОШЕНИЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ СЕНОКОСОВ И ПАСТБИЩ В АРИДНЫХ ЗОНАХ

2Л.Исходные положения. Основные гипотезы

2.2.Балансовые уравнения модели

2.3.Постановка задачи

2.4.Конструирование оператора

2.5.Обсуждение модели
3. ПРОСТЕЙШАЯ ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ ВЛАГОЗАПАСАМИ
3.1.Рабочие гипотезы. Формулировка задачи
3.2.Получение общих соотношений
3.3.Исследование особого управления
3.4.Синтез оптимального управления 39 3.5.Завершение интегрирования дифференциальных
уравнений задачи
3.6.Задача максимизации урожая при фиксированном
времени
3.7.Квазиоптимальное управление при традиционной технике орошения
3.8.Сопоставление модельных расчетов с экспериментальными данными
3.9.Обсуждение полученных результатов
ЗЛО.Представление расчетных зависимостей номограммами
4. ЗАДАЧА ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ВЛАГОЗАПАСАМИ ПРИ ЛИНЕЙНОЙ ФУНКЦИИ ОНТОГЕНЕЗА
4.1.Получение исходных соотношений задачи
4.2.Общий интеграл дифференциальных уравнений процесса
4.3.Построение оптимальных траекторий
4.4.Пример описания процесса при линейной функции онтогенеза
5. ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
ПАСТБИЩНЫХ ТРАВОСТОЕВ
5.1.Формулировка задачи
5.2.Программа управления интенсивностью подкормки
5.3.Интегрирование дифференциальных уравнений задачи
5.4.Синтез оптимальных траекторий при начальном дефиците питательных веществ
5.5.0птимальные траектории при начальном избытке
минеральных питательных веществ
5.6.Оптимальные траектории при наилучшей обеспеченности растений минеральным питанием в начале цикла
5.7.К практическому расчету режима минерального
питания пастбищных травостоев
5.8.Сопоставление результатов натурного и модельного экспериментов
6. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА КВАЗИОПТИМАЛЬНОЙ
ПРОГРАММЫ ОРОШЕНИЯ ПАСТБИЩНЫХ ТРАВ
6.1.Задача исследования
6.2.Краткая характеристика географического положения и почвенно-климатических условий опытно-производственного участка
6.3.Методика постановки эксперимента
6.4.Результаты экспериментов

Последние неравенства означают, что С^>0 . Этим доказано, что в начальный момент ф2>0 и, согласно (3.10), выбор управления при СМ ^ ш , сделан верно. Аналогично можно показать, что при м-ит функция ((>2. отрицательна.
Рассмотрим теперь случай, когда • При этом, как
уже говорилось, фазовая точка движется по траектории АСВВ (см. рис. 3.4). На дуге АС управление ы°=0 и траектория описывается уравнением (3.20). Постоянную определим из условия прохождения траектории через начальную точку (2,2.0 ; 2"1о) :
С1 = 0[(3 ~ ^20 + ^г0 ‘
Тогда кусок траектории АС описывается уравнением:
Бг
+ а [ рг|-21о)-22(г1 -2|0) +
+ гД>(22-220)], 0^1 ,
(3.36)
или в параметрическом виде:
= 2го -а!,
= 2« + |-[ 5-((220-а^)3-2lo)-22((220-(з.з7)
-а!)г'22£0) - , О ММ.,.
Полагая в первой из формул (3.37) 22,— ) найдём момент первого
переключения