Методы и технические средства контроля и управления технологическими процессами в молочном животноводстве

• Автор: Иванов, Юрий Григорьевич
• Шифр специальности: 05.20.01, 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 340 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯИ

1.1. Проблемы механизации и автоматизации в животноводстве

1.2. Анализ существующих методов и технических средств контроля и управления доением

1.3. Анализ методов и технических средств контроля и управления кормлением концентратами и поения животных.
1.4. Обзор систем идентификации, выделения из потока, определения местонахождения и выявления половой охоты животных.
1.5. Обзор современных систем управления и роботизации технологических процессов в животноводстве
1.6. Предпосылки создания программнотехнического комплекса контроля и управления технологическими процессами индивидуального обслуживания животных.

1.7. Цель и задачи исследования.

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЖИВОТНЫХ НА МОЛОЧНЫХ ФЕРМАХ.
2.1. Математическая модель биотехнической системы животноетехникаоператор
2.2. Математическая модель индивидуального учета надоев молока.
2.3. Математическая модель индивидуального порционного дозирования сухих концентратов
2.4. Математическая модель дистанционного определения трехмерных координат местонахождения, двигательной активности и половой охоты животных
Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК И УСТАНОВОК ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика и установка для проведения исследований системы учета индивидуальных надоев молока.
3.2. Мегодика и установка для проведения исследований по порционному дозированию сухих концентратов.
3.3. Методика и установка для определения трехмерных координат и выявления половой охоты животных
3.4. Юстировка радиотехнической системы .
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ ЖИВОТНЫХ.
4.1. Технические средства учета индивидуальных надоев молока
и управления процессом доения.
4.2. Технические средства для автоматизированного дозирования
сухих концентратов
4.3. Универсальные электронные весы.
4.4. Технические средства определения трехмерных координат местонахождения животных, их двигательной активности и выявления половой охоты.
4.5. Программнотехнический комплекс контроля и управления технологическими процессами индивидуального обслуживания животных.
Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ ЖИВОТНЫХ.
5.1. Результаты исследований учета индивидуальных надоев
молока
5.2. Результаты исследований порционного дозирования сухих концентратов
5.3. Результаты экспериментальных исследований определения местонахождения и выявления половой охоты коров.
5.4. Экспериментальные исследования универсальных электронных весов для взвешивания животных
5.5. Результаты испытаний программнотехнического комплекса для контроля и управления технологическими процессами
Выводы по пятой главе
ГЛАВА 6. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЖИВОТНЫХ
6.1. Оценка техникоэкономических показателей применения технических средств индивидуального обслуживания животных.
6.2. Пути совершенствования систем контроля и управления индивидуальным обслуживанием животных.
Выводы по шестой главе.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Следует отметить, что заубежные системы управления процессом доения, также как и отечественные стали оснащаться манипуляторами для проведения додоя, например, система РЫ1асиг 6 рис. Что свидетельствует о перспективности такого способа управления. Рис. Vi
Рис. Подробный анализ систем управления процессом доения дан в работах 9,0. Как показывает анализ систем управления процессом доения в его основе лежит точное измерение интенсивности потока молока. В качестве датчика надоев целесообразно использовать датчики молока ковшового типа, освоенные промышленностью, но требующие доработки изза не высоких метрологических характеристик. Анализ методов и технических средств контроля и управления кормлением концентратами и поения животных. При привязном и беспривязном содержании индивидуальное обслуживание животных в нашей стране осуществляется вручную и требует больших затрат труда. Решению этой задачи посвящены ряд публикаций по разработке математических моделей и технических средств, посредством которых исследовались индивидуальные потребности животных. Вопросам кормления животных посвящено много работ, в том числе Попова И. С., Дмитричснко А. Н., Калашникова В. И., Сыроватка В. И., Зайцева П. В., Демченко В. П., Крылова В. И., Волчина В. И., Иванова В. А., Нержеча . К. и др. Типовая функциональная схема управляемого технологического процесса дифференцированного кормления животных показана на рис. Рис. Функциональная схема управляющей системы технологического процесса дифференцированного кормления животных. Материальные и энергетические носители, поступающие на различные блоки системы имеют различную физическую природу компоненты кормов, вода, энергетические носители электроэнергия, гидропневматическая энергия, топливоэнергетические носители, материалы для поддержания санитарно гигиенических условий и т. Часть материальных и энергетических носителей поступает либо непосредственно на управляющую систему, либо преобразуется с помощью технологического оборудования. Совместно с управляющей системой рис. Двойные линии связи на схеме указывают на векторный характер сигналов в зависимости от технологических процессов, компонентов кормов, числа животных, их доз кормления, числа и видов технологического оборудования. Схема может быть описана математическими моделями, отражающими протекание процессов во времени в зависимости от входных воздействий и информационными моделями, описывающими процессы получения и преобразования информации, энергии и веществ, как в отдельных подсистемах так и системы в целом. Математические модели кормления животных представляют собой систему векторно матричных уравнений. Основным элементом математической модели является БОУ, на которое действует совокупность входных воздействий в форме дозированного количества кормов, выдаваемых дозатором в соответствии с зоотехническими нормами для каждого конкретного животного. Выходными параметрами системы являются вектора, характеризующие продуктивность и привес каждого животного. Передаточная функция биологического объекта управления при единичном воздействии и линейности функций преобразования представляется в виде 6
где г, и г2 соответственно, постоянные времени, характеризующие инерционность преобразования корма в питательное вещество внутренней средой организма и в питательное вещество, зависящее от физического и эмоционального состояния животного К коэффициент преобразования т3время запаздывания, определяемое длительностью биологического процесса, с. Передаточная функция представляет собой дифференциально интегральное инерционное звено первого порядка с запаздыванием. Одной из главных проблем остается выбор и создание универсальных дозаторов и кормосмесителей. Известно 7, что производительности широко распространенных ленточных дозаторов д. Эти формулы не учитывают динамику изменения производительностей и от внешних факторов, свойств кормов и параметров дозатора. При подаче кормов заполнение бункера зависит от производительности технологических линий по обработке и смешиванию кормов. П г а п у р кгс ,
м
1.