Метод и модели автоматизированного управления технологическим процессом выращивания хвойных насаждений в лесопромышленном комплексе

• Автор: Мурзинов, Юрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ВЫРАЩИВАНИЯ ОДНОВОЗРАСТНЫХ ХВОЙНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
1.1. Обзор существующих и перспективных методов автоматизированного управления технологическими процессами

выращивания одновозрастных хвойных насаждений

1.2. Анализ практики управления рубками ухода за лесом как основного метода управления технологическим процессом выращивания одновозрастных хвойных насаждений
1.3. Современные средства измерения и методы сбора информации о параметрах лесонасаждения для систем автоматизированного управления технологическим процессом выращивания одновозрастных хвойных насаждений
1.4. Математические модели возрастного изменения таксационных характеристик объектов управления хвойных насаждений
1.5. Обзор парка лесозаготовительных машин для создания автоматизированных систем технической подготовки производства АСТПП с целью проведения рубок ухода за лесом .

1.6. Цель и задачи исследования.

КРИТЕРИИ ГГИМАЛЬНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УСКОРЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ОДНОВОЗРАСТНЫХ ХВОЙНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
2.1. Процессы роста одновозрастных хвойных насаждений как динамические объекты системы автоматизированного
управления с переменными параметрами
2.2. Критерий оптимальности автоматизированного управления технологическим процессом ускоренного выращивания одновозрастных хвойных насаждений
2.3. Разработка структуры оптимизации управления технологическим процессом ускоренного выращивания одновозрастных хвойных насаждений.
2.4. Моделирование динамики изменения запасов одновозрастных хвойных насаждений как систем с переменными параметрами по бонитетам.
2.5. Моделирование информационных характеристик одновозрастных хвойных насаждений.
2.6. Математические модели интенсивностей повреждений остающихся деревьев после проведения механизированных
рубок ухода за лесом и минимизации экологического ущерба
2.7. Выводы.
3. МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СБОРА ТАКСАЦИОННЫХ И ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЯ
3.1. Методология реализации способа автоматизированного
сбора таксационных и геодезических показателей лесонасаждения .
3.2. Алгоритм определения таксационных и геодезических по
казателей лесонасаждения при обработке его фотоизображения.
3.3. Выводы.
4. АЛГОРИТМЫ, СТРУКТУРЫ МЕТОДА
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ УСКОРЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ОДНОВОЗРАСТНЫХ ХВОЙНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
4.1. Методология и научные основы построения системы автоматизированного управления технологическим процессом ускоренного выращивания одновозрастных хвойных наса
ждений
4.2. Алгоритм программы Прогнозирование и контроль технологического процесса ускоренного выращивания одновозрастных хвойных насаждений
4.3. Алгоритм выбора математических моделей параметров хода роста одновозрастных хвойных насаждений, как процесса с переменными параметрами.
4.4. Алгоритм расчта интегральных показателей хода роста одновозрастных хвойных насаждений.
4.5. Алгоритм оптимизации управленческих решений по выбору систем лесозаготовительных машин для проведения рубок ухода за лесом с минимальным экологическим ущербом .
4.6. Выводы
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АСУ ТП ВЫРАЩИВАНИЯ ОДНОВОЗРАСТНЫХ ХВОЙНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
5.1. Эффективность реализации метода автоматизированного управления технологическим процессом ускоренного выращивания одновозрастных хвойных насаждений
5.2. Экологические показатели метода управления выбором системы лесозаготовительных машин для проведения рубок ухода за лесом.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕ1ИЕ 1 Коэффициенты моделей хода роста полных
нормальных хвойных насаждений
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Режимы выращивания сосновых насаждений по
результатам работы автоматизированной системы управления технологическим процессом
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Текст программы для расчта режимов оптимального ускоренного выращивания хвойных насаждений Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Текст программы Автоматизированная система
технологической поддержки производства по выбору оптимальной системы лесозаготовительных машин для проведения рубок ухода за лесом Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ .
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Материалы о внедрении результатов научного
исследования и другие документы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Используемые на практике математические модели хода роста хвойных насаждений имеют большую пофешность, и получаемые с их помощью решения весьма далеки от оптимальных. Поэтому эти модели требуют уточнения, что бы их можно было рекомендовать для использования в автоматизированной системе управления технологическим процессом выращивания хвойных насаждений. Во всем мире объм рубок ухода за лесом постоянно возрастает. Однако в настоящее время лесоводственная потребность в рубках ухода явно не удовлетворяется, в связи с чем, существует проблема в разработке новых методов автоматизированного управления технологическим процессом выращивания хвойных насаждений на основе оптимальных параметров, таких как возраст рубки, интенсивность, технологии и состав системы лесозаготовительных машин для рубок ухода. В настоящее время существует множество приборов, позволяющих измерять таксационные характеристики насаждений. Наиболее распространнные приборы для измерения таксационных параметров лесонасаждений представлены в табл. Таблица 1. Современные приборы для измерения расстояний достаточно эффективны, обладают высокой точностью и оперативностью в получении данных. Этими приборами являются следующие. Рулетка это один из традиционных измерительных инструментов. Самое важное при выборе это материал ленты и метод нанесения делений
Рис. Мерная рулетка

I
Рис. Мерную рулетку использовать в автоматизированных системах управления невозможно. Лазерные дальномеры ПппеЦх ОЬ8С это датчики для бесконтактного измерения расстояний до 0 метров с точностью 1. Дальномер представляет собой рентабельное решение даже в крайне суровых условиях, при температурах до С, при использовании дополнительного нагревателя . Широкие возможности дальномера серии ЭЬ8С позволяют применять его в различных отраслях промышленности, в том числе и в лесопромышленном комплексе, а так же допускает использование его в системе автоматизированного управления технологическим процессом выращивания насаждений в качестве датчика. Однако эффективность получения информационных показателей с его помощью низкая. Самым массовым инструментом контактного пользования для измерения диаметра деревьев является мерная вилка. Современная стандартная деревянная мерная вилка российского образца Рис. Деления и цифры на линейке четко выражены, а внутренние стороны подвижной и неподвижной ножек строго параллельны, при этом длина ножек вилки больше половины длины линейки 2. Таксационная характеристика, получаемая с е помощью, представлена в визуальной форме. Поэтому для использования в автоматизированных системах управления она не пригодна. В настоящее время вс большее распространение получает электронная мерная вилка. Электронная мерная вилка Рис. Рис. Электронная мерная вилка содержит линейку, неподвижную ножку, жестко закрепленную на линейке, ползун, подвижную ножку и компенсатор, который закреплен на ползуне. Ползун изготовлен из немагнитного материала и оснащн датчиком Холла, интегральной микросхемой преобразования сигнала с электронной памятью, дисплеем, пассивным магнитом для фиксации ползуна на линейке и элементом питания. Причм линейка, также выполнена из немагнитного материала и снабжена пассивными магнитами через 1 см в соответствии со шкалой 1. Использование электронной мерной вилки в качестве датчика в автоматизированной системе управления возможно. Высота деревьев является важным таксационным показателем. Приборы для измерения высоты деревьев разнообразны по конструктивному исполнению, обладают достаточной точностью и с их помощью можно оперативно получать необходимые данные. Наиболее простым по конструктивному исполнению является эклиметр ЭВ1 Рис. Более совершенным прибором для измерения высоты деревьев является высотомер Суунто рис. Достоинство этого прибора в удобстве пользования, отсутствии дополнительных приспособлений и источников энергии, в точности получаемых результатов. Однако эти приборы обладают общим недостатком измерения производятся поочердно для каждого дерева. Эти приборы не возможно использовать в системах автоматизированного управления. Рис. Эклиметр ЭВ
Рис.