Закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностных оценок тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов

УДК 631.316.022:51-74

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ И ВЕРОЯТНОСТНЫХ ОЦЕНОК ТЯГОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

© 2019 г. Н.И. Джабборов, А.В. Сергеев, В.А. Эвиев, Н.Г. Очиров

Эффективность и качество обработки почвы зависит от конструктивно-технологических параметров почвообрабатывающих рабочих органов и машин, а также от скоростных и нагрузочных режимов их работы. В Институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ были разработаны экспериментальные образцы динамичных, способных автоматически приспосабливаться к почвенным условиям, почвообрабатывающих рабочих органов. Цель исследований - определение закономерностей изменения амплитуды колебания и вероятностных оценок тягового сопротивления динамичных и нединамичных почвообрабатывающих рабочих органов в зависимости от глубины обработки почвы и скорости движения. Объектами исследований являлись технологический приём безотвальной поверхностной обработки почвы и почвообрабатывающие рабочие органы. Предметом исследований являлись закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностных оценок тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов. При проведении исследований применялись методы математического моделирования, основанные на изучении физических закономерностей, протекающих в процессе обработки почвы; проводилась энергооценка почвообрабатывающих рабочих органов. Научную новизну работы составляют выявленные закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностных оценок тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов. Экспериментально установлено, что динамичные по сравнению с нединамичными рабочими органами обеспечивают снижение тягового сопротивления и амплитуды его колебаний. При использовании динамичных рабочих органов существенно уменьшается амплитуда высокочастотных колебаний и мезоколе-баний тягового сопротивления. Разработка новых почвообрабатывающих рабочих органов обеспечивает снижение тягового сопротивления путем существенного снижения амплитуды его колебаний на 14-55% за счет свойства их динамичности. Установленные закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностно-статистических оценок их тягового сопротивления в дальнейшем можно использовать при оптимизации конструкции и повышении эффективности работы почвообрабатывающих рабочих органов, наделенных свойствами динамичности, в составе почвообрабатывающих агрегатов.

Ключевые слова: обработка почвы, почвообрабатывающие рабочие органы, тяговое сопротивление, амплитуда колебаний, вероятностные оценки.

REGULARITIES OF CHANGING THE AMPLITUDE OF VIBRATIONS AND PROBABILISTIC ESTIMATES OF TRACTION RESISTANCE OF SOIL TILLAGE TOOLS

© 2019 N.I. Dzhabborov, A.V. Sergeev, V.A. Eviev, N.G. Ochirov

The efficiency and quality of soil tillage depends on the design and technological parameters of the tillage tools and machines, as well as on the speed and load modes of their operation. At the Institute of Agro-Engineering and Environmental Problems of Agricultural Production - a branch of FSBSI FNAC VIM, experimental samples of dynamic, capable of automatically adapting to soil conditions, soil working bodies were developed. The aim of the research is to determine the patterns of variation of vibration amplitude and probabilistic estimates of traction resistance of dynamic and non-dynamic soil tillage tools depending on the depth of soil treatment and speed of movement. The objects of research were the technological method of subsurface overground soil tillage and tillage tools. The subject of research was the regularities of changes in the oscillatory amplitude and probabilistic estimates of traction resistance of soil tillage tools. The research used mathematical modelling techniques based on the study of physical patterns occurring during soil cultivation; energy evaluation of soil tillage tools. The scientific novelty of the work is made up of the revealed regularities of changes in oscillatory amplitude and probabilistic estimates of traction resistance of tillage tools. It has been experimentally established that dynamic as compared to non-dynamic working elements provide reduction of traction resistance and amplitude of its oscillations. With the use of dynamic working tools, the amplitude of high-frequency oscillations and mesoscillations of traction resistance is significantly reduced. The development of new tillage tools provides a decrease in traction resistance by significantly reducing the amplitude of its oscillations by 14-55% due to the property of their dynamism. The established regularities of changes in the amplitude of oscillations and probabilistic-statistical estimates of their traction resistance can be used in the future to optimize the design and increase the efficiency of tillage tools with dynamic properties as part of tillage units.

Keywords: soil tillage, soil-cultivating tools, traction resistance, amplitude of oscillations, probabilistic estimates.

Введение. В технологии возделывания сельскохозяйственных культур обработка почвы является наиболее трудоемким процессом, на который в среднем приходится 35-40% энергетических затрат всего объема полевых работ и до 20% энергии, потребляемой в сельском хозяйстве.

Условия функционирования почвообрабатывающих агрегатов накладывают определенные требования на их конструкцию и эксплуатацию. Конструкция, методы и средства использования почвообрабаты-

вающих агрегатов должны обеспечить минимизацию энергетических, трудовых и денежных затрат. Вновь создаваемые почвообрабатывающие машины и рабочие органы должны обладать лучшими показателями оценки энергоэффективности и качества работы.

В соответствии с этими требованиями отечественные и зарубежные ученые разрабатывают различные почвообрабатывающие рабочие органы и машины. Например, в перспективе намечается автоматизация контроля и управления процессов обработки поч-

вы [1], обеспечивающие уменьшение уплотнения почвы, повышение производительности и энергоэффективности технических средств.

Определены общие тенденции в развитии технологий [2], в том числе и почвообработки: их адаптивность, индустриальность, их направленность на получение высококачественной продукции в соответствии с экологическими требованиями.

Также предлагается возобновление разработки системы технологий и машин со странами СНГ с учетом взаимной координации и интеграции, обеспечивающей резкое повышение эффективности сельскохозяйственного производства [2].

Учеными разрабатываются различные конструкции почвообрабатывающих рабочих органов, обеспечивающих снижение энергоемкости обработки почвы. Например, авторы работы [3] предлагают новую конструкцию рабочего органа с криволинейной поверхностью для снижения тягового сопротивления. Ими предложена методика расчета и обоснования геометрических параметров таких почвообрабатывающих рабочих органов.

В работе [4], которая посвящена обоснованию параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин с переменными углами рабочих поверхностей, приведена математическая модель движения частицы почвы по рабочей поверхности культиваторной лапы с дополнительными крошащими элементами.

Исследования, проведенные в Волгоградском государственном аграрном университете [5], посвящены изучению динамики движения упруго закрепленного рабочего органа культиваторного машинно-тракторного агрегата. Авторы работы [5] установили, что использование режима автоколебаний рабочих органов существенно влияет на устойчивость хода рабочего органа в вертикальной поверхности, амплитуда колебаний рабочего органа в горизонтальной плоскости может привести к повышенному истиранию почвенного фона рабочим органом и, как следствие, к повышению количества эродирующих частиц в почве и развитию ветровой эрозии.

На основе анализа амплитудно-частотных характеристик тягового сопротивления культиваторного рабочего органа авторами работы [6] установлены величина генерируемого виброускорения рабочего органа и влияние агрегатного состава почвы на возможность возникновения устойчивых его колебаний. Результаты исследований [б] свидетельствуют, что при содержании глины в почве от 44% возможна генерация виброускорений рабочего органа до значений, способствующих снижению прочностных характеристик почвы, а следовательно, и тягового сопротивления всего орудия; при содержании в почве песка более 63% генерация виброускорений рабочего органа невозможна.

В результате исследования процесса движения почвы по рабочей поверхности дискового культиватора автором работы [7] получены уравнения, описывающие траектории движения частиц почвы с учетом кон-

кретных почвенных условий, характеризуемых основными механическими параметрами почвы, а также в зависимости от параметров рабочего органа и глубины обработки почвы. Обоснованы конструктивно-технологические параметры, обеспечивающие качественную обработку почвы.

Краткий анализ исследований позволяет говорить о значимости проблемы повышения энергоэффективности технических средств путем совершенствования их конструкции, методов и средств управления процессами обработки почвы.

Результаты проведенных нами в ИАЭП (филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) собственных теоретических и экспериментальных исследований [8-10] показали эффективность разработки новых динамичных (адаптивных) почвообрабатывающих рабочих органов, обеспечивающих снижение энергоемкости и повышение качества обработки почвы.

С целью дальнейшей оптимизации конструкции и повышения эффективности работы почвообрабатывающих рабочих органов, наделенных свойствами динамичности, в составе почвообрабатывающих агрегатов необходимо установить закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностно-статистических оценок их тягового сопротивления.

Материалы и методы. При проведении исследований применялись методы математического моделирования, основанные на изучении физических закономерностей, протекающих в процессе обработки почвы; экспериментальные исследования по энергооценке почвообрабатывающих рабочих органов, анализ и обобщение экспериментальных данных.

Целями исследований были получение экспериментальных данных, определение амплитуды колебаний и вероятностных оценок тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов, закономерности их изменения в зависимости от скоростных и нагрузочных режимов их функционирования.

Экспериментальные образцы динамичного почвообрабатывающего рабочего органа (Н.И. Джабборов, А.М. Захаров, Г.А. Семенова. Рабочий орган для рыхления почвы. Патент РФ на полезную модель 182130. Дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 3 августа 2018 г.) - рисунок 1, были испытаны на опытном поле экспериментальной базы «Красная Славянка» ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ.

Эксперименты проводились в соответствии с ГОСТ Р 52777-2007. Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки. М.: Стандартинформ, 2008.

Экспериментальные данные получены с применением измерительно-информационного комплекса ИИК-ИАЭП.

Экспериментальные данные обрабатывались по методике, изложенной в работе [11].

Рисунок 1 - Почвообрабатывающие рабочие органы экспериментального агрегата: динамичный

и нединамичный

Результаты исследований и их обсуждение. В качестве примера на рисунке 2 представлен фрагмент аналоговой формы записи тягового сопро-

тивления динамичного и нединамичного (типового) почвообрабатывающих рабочих органов, показывающий случайный характер его изменения.

Рисунок 2 - Фрагмент аналоговой формы записи тягового сопротивления динамичного

С использованием известных вероятностно-статистических методов были определены количественные характеристики вероятностных оценок и амплитуды колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов. В качестве примера в таблице 1 приведены количественные характеристики вероятностных оценок и амплитуды колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих ор-

ганов при фиксированном значении глубины обработки почвы на различных скоростных режимах их работы (таблица 1).

На рисунках 3-5 представлены графические зависимости среднего значения и амплитуды колебаний тягового сопротивления динамичного и нединамичного почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения при глубине обработки почвы 10 см.

Таблица 1 - Количественные характеристики вероятностных оценок и амплитуды колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов при фиксированном значении глубины обработки почвы на различных скоростных режимах их работы

№ Режим работы, вид рабочего органа Среднее значение тягового сопротивления С. кН Коэффициент вариации ур тягового сопротивления Среднее значение амплитуды колебаний тягового сопротивления, кН Степень уменьшения амплитуды колебания тягового сопротивления ДА, кН

1 Скорость движения Vр = 1,111 м/с; глубина обработки почвы,см - - - -

Динамичный 0,557 0,265 0,443 0,147

Нединамичный 0,585 0,336 0,590 -

2 Скорость движения Чр = 1,944 м/с; глубина обработки почвы,см - - - -

Динамичный 0,555 0,149 0,248 0,106

Нединамичный 0,634 0,186 0,354 -

3 Скорость движения Чр = 2,778 м/с; глубина обработки почвы,см - - - -

Динамичный 0,876 0,156 0,410 0,326

Нединамичный 0,912 0,269 0,736 -

1.944 2,778

\'р. м/с

Рисунок 3 - Зависимости тягового сопротивления динамичного (2) и нединамичного (1) почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения при глубине обработки почвы 10 см

Рисунок 4 - Зависимости амплитуды колебаний тягового сопротивления динамичного (2) и нединамичного (1) почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения при глубине обработки почвы 10 см

Рисунок 5 - Зависимости степени уменьшения амплитуды колебаний М (%) тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа от скорости его движения при глубине обработки почвы 10 см

Таблица 2 - Эмпирические зависимости для определения среднего значения и амплитуды колебания тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения при фиксированном значении глубины обработки почвы

Параметр Размерность Тип рабочего органа Расчетная формула

Тяговое сопротивление кН Динамичный 0,232331^ - 0,71217Рр + 1,0614

Нединамичный 0Д6467Рря - 0,44425Рр + 0,3753

Амплитуда колебания тягового сопротивления кН Динамичный 0,25695Рря - 1,0190вРр + 1,2580

Нединамичный 0,44472Рр1 - 1,64193Рр + 1,8652

Степень уменьшения амплитуды колебания тягового сопротивления кН Динамичный 0,18777Рр2 - 0,62285Рр + 0,60272

Степень уменьшения амплитуды колебания тягового сопротивления % Динамичный 6,69935Рр2 - 14,428 ЮРр + 32,6704

На рисунке 6 представлена зависимость степени уменьшения амплитуды колебаний ДА тягового сопротивления динамичного почвообрабатывающего рабочего органа от скорости его движения при глубине обработки почвы 10 см.

Установлены эмпирические зависимости (таблица 2) для определения среднего значения и амплитуды колебания тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов от скорости их движения при глубине обработки почвы 10 см.

Установленная математическая модель (1) является достаточно приемлемой для определения связей амплитуды колебаний со скоростью движения и глубины обработки почвы динамичными рабочими

Эмпирические зависимости (таблица 2) справедливы в диапазоне изменения скорости движения Чр = 1,111-2,778 м/с при глубине обработки почвы 10 см.

Результаты экспериментальных исследований позволили получить зависимость амплитуды колебаний ДА тягового сопротивления динамичного рабочего органа от глубины обработки почвы и скорости перемещения рабочего органа Чр в виде уравнения регрессии:

органами, о чем свидетельствует коэффициент детерминации Я2 = 0,780.

Геометрическое представление полученной модели (1) в виде его поверхности представлено на рисунке 6.

А = 0,50908 - 0,08164 • Ур + 0,00714 • Исм +

+0,17928 • V; + 0,04239 • ¥р  ксм - 0,02883 • к2см, кН.

Скорость,

Рисунок 6 - Поверхность отклика А

При обработке экспериментальных данных установлена статистическая стандартная ошибка выборочного среднего значения тягового сопротивления динамичных и нединамичных рабочих органов, которая варьировалась в пределах 0,021-0,028 кН.

При глубине обработки почвы 10 см, с повышением скорости движения с 1,111 до 2,778 м/с, степень уменьшения амплитуды колебаний тягового сопротивления динамичных рабочих органов колеблется в пределах 24,91-44,29%.

Анализ экспериментальных данных показывает, что с увеличением глубины обработки почвы более 10 см и повышением скорости движения с 1,111 до 2,778 м/с среднее значение и амплитуда колебаний тягового сопротивления рабочих органов увеличиваются, как и степень уменьшения амплитуды колебаний.

Уменьшение среднего значения и амплитуды колебаний тягового сопротивления рабочих органов при их работе на небольшой глубине обработки почвы 5 см с повышением скоростного режима с 1,111 м/с (таблица 1, рисунки 3-5) вероятнее всего связано с ролью верхней и нижней части пахотного слоя. Объемная масса почвы, процесс стружкообразования в почве, динамическое давление силы тяжести пласта, воспринимаемое долотом, в верхнем слое почвы меньше, по сравнению с нижним слоем, на глубине более 10 см.

Здесь также играет важную роль динамика воздействия рабочих органов на почву, которая зависит от скорости перемещения рабочих органов, твердости и плотности почвы и других факторов. Следовательно, общая картина процесса обработки почвы динамичными рабочими органами представляет собой отдельную проблему и требует более глубокого изучения.

Приведенные материалы не исчерпывают всех тех вопросов, которые могут возникнуть при изучении влияния скоростных и нагрузочных режимов работы почвообрабатывающих рабочих органов на среднее значение и амплитуды колебаний тягового их сопротивления.

Они концентрируют внимание на закономерности изменения оценочных показателей работы почво-

обрабатывающих рабочих органов и в дальнейшем будут использованы при оптимизации конструкции и повышении их эффективности.

Выводы. Выведенные эмпирические зависимости позволяют установить связь амплитуды и среднего значения тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов со скоростью их движения и глубины обработки почвы.

Разработка новых почвообрабатывающих рабочих органов обеспечивает снижение тягового сопротивления путем существенного снижения амплитуды его колебаний на 14-55% за счет свойства их динамичности.

Установленные закономерности изменения амплитуды колебаний и вероятностно-статистических оценок их тягового сопротивления в дальнейшем могут быть учтены при создании и испытании почвообрабатывающих машин с рабочими органами, наделенными свойствами динамичности.

Литература

1. Цифровые технологии в почвообработке / Я.П. Лобачевский, С.И. Старовойтов, Б.Х. Ахалая, Ю.С. Ценч // Инновации в сельском хозяйстве. - 2019. - № 1 (30). - С. 191-197. https://elibrary.ru/download/elibrary_37179016_58237893.pdf

2. Елизаров, В.П. Научное обоснование системы технологий и машин / В.П. Елизаров, В.М. Бейлис // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Международной научно-технической конференции: в 3 т. - Минск, 2014. - С. 8-14. https://elibrary.ru/download/elibrary_30456185_50375802.pdf

3. Макаренко, А.Н. Рабочий орган для культиватора / А.Н. Макаренко, И.В. Мартынова // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. - 2019. - № 1 (21). - С. 39-53. http://www.bsaa.edu.ru/InfResource/library/Journal1(21)2019.pdf

4. Макаренко, А.Н. Обоснование параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин с переменными углами рабочих поверхностей / А.Н. Макаренко // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т. 2. - № 5-3 (10-3). - С. 236-240. DOI: 10.12737/6971.

5. Гапич, Д.С. Динамика движения упруго закрепленного рабочего органа культиваторного МТА / Д.С. Гапич,

С.Д. Фомин, Е.В. Ширяева // Тракторы и сельхозмашины. -

2017. - № 10. - С. 28-32.

https://elibrary.ru/download/elibrary_30291179_43558785.pdf

6. Проблемные вопросы повышения энергоэффективности МТА с упруго закрепленными рабочими органами / Д.С. Гапич, В.А. Эвиев, Р.А. Косульников, С.А. Чумаков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2018. -№ 1 (49). - С. 312-318.

http://www.volgau.com/Portals/0/static/izvestiya_auk/izvestiya_2 018_49_1.pdf?ver=2018-03-26-143653-023.

7. Валиев, А.Р. Исследование процесса движения почвы по рабочей поверхности дискового культиватора / А.Р. Валиев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2017. - Т. 12. - № 3 (45). - С. 54-60. https://elibrary.ru/download/elibrary_32321845_73412759.pdf

8. Моргачев, В.Е. О характере колебательного процесса культиваторной лапы на упругой стойке / В.Е. Морга-чев // Труды ВИМ. - Т. 52. - М., 1970. - С. 52-56.

9. Константинов, М.М. Обоснование параметров вибрационных почвообрабатывающих машин / М.М. Константинов, С.Н. Дроздов, Д.П. Юхин // Известия ОГАУ. - 2012. -№ 5. - С. 77-80.

10. Сравнительная энергооценка почвообрабатывающих рабочих органов с использованием измерительного информационного комплекса / Н.И. Джабборов, А.В. Сергеев, Г.А. Семенова, В.И. Шамонин // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - Санкт-Петербург,

2018. - Вып. 97. - С. 41-49. DOI 10.24411/0131-5226-201810087.

11. Валге, А.М. Основы статистической обработки экспериментальных данных при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства с примерами на STATGRAPHICS и EXCEL: монография / А.М. Валге, Н.И. Джабборов, В.А. Эвиев; под ред. А.М. Валге. - Санкт-Петербург: Изд-во ИАЭП; Элиста: Изд-во КалмГУ, 2015. - 140 с.

References

1. Lobachevskiy Ja.P., Starovoytov S.I., Ahalaya B.H., Tsench Ju.S. Cifrovye tehnologii v pochvoobrabotke [Digital tillage technology], Innovatsii v selskom hozyaystve, 2019, No 1

2. Elizarov V.P., Beylis V.M. Nauchnoe obosnovanie sis-temy tehnologij i mashin [Scientific justification of a system of technologies and machines], Nauchno-tehnicheskij progress v sel'skohozjajstvennom proizvodstve: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferentsii: v 3 t., Minsk, 2014, pp. 8-14.

3. Makarenko A.N., Martynova I.V. Rabochiy organ dlya kultivatora [Working body for a cultivator], Innovatsii v APK: prob-lemy iperspektivy, 2019, No 1

4. Makarenko A.N. Obosnovanie parametrov rabochikh organov pochvoobrabatyvayushhikh mashin s peremennymi uglami rabochikh poverkhnostey [Justification of the parameters of the working bodies of tillage machines with variable angles of the working surfaces], Aktualnye napravleniya nauchnykh issle-dovaniy XXI veka: teoriya i praktika, 2014, T. 2, No 5-3

5. Gapich D.S., Fomin S.D., Shiryaeva E.V. Dinamika dvizheniya uprugo zakreplennogo rabochego organa kultivator-nogo MTA [The dynamics of the elastically fixed working body of the cultivator MTA], Traktory i selhozmashiny, 2017, No 10, pp. 28-32.

6. Gapich D.S., Eviev V.A., Kosulnikov R.A., Chuma-kov S.A. Problemnye voprosy povysheniya energoeffektivnosti MTA s uprugo zakreplennymi rabochimi organami [Problematic issues of increasing energy efficiency of MTA with elastically fixed working bodies], Izvestija Nizhnevolzhskogo agrouniversi-tetskogo kompleksa: nauka i vysshee professionalnoe obrazova-nie, 2018, No 1

7. Valiev A.R. Issledovanie protsessa dvizheniya pochvy po rabochey poverkhnosti diskovogo kultivatora [Investigation of the process of soil movement on the working surface of a disk cultivator], Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2017, T. 12, No 3

8. Morgachev V.E. O haraktere kolebatelnogo processa kultivatornoy lapy na uprugoj stojke [On the nature of the oscillatory process of a cultivator leg on an elastic stand], Trudy VIM, M., 1970, T. 52, pp. 52-56.

9. Konstantinov M.M., Drozdov S.N., Yuhin D.P. Obos-novanie parametrov vibratsionnyh pochvoobrabatyvajushhih mashin [Justification of the parameters of vibrating tillage machines], Izvestija OGAU, 2012, No 5, pp. 77-80.

10. Dzhabborov N.I., Sergeev A.V., Semenova G.A., Shamonin V.I. Sravnitelnaya energootsenka pochvoobrabaty-vayuschikh rabochikh organov s ispolzovaniem izmeritelnogo informatsionnogo kompleksa [Comparative energy assessment of tillage working bodies using a measuring information complex], Tehnologii i tehnicheskie sredstva mehanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva, Sankt-Peterburg, 2018, Vyp. 97, pp. 41-49. DOI 10.24411/0131-52262018-10087.

11. Valge A.M., Dzhabborov N.I., Eviev V.A. Osnovy sta-tisticheskoy obrabotki eksperimentalnykh dannykh pri provedenii issledovaniy po mehanizatsii selskohozyaystvennogo proiz-vodstva s primerami na STATGRAPHICS i EXCEL: monografiya [Fundamentals of statistical processing of experimental data in studies on the mechanization of agricultural production with examples on STATGRAPHICS and EXCEL: monograph], pod red. A.M. Valge, Sankt-Peterburg: Izd-vo IAJeP; Jelista: Izd-vo KalmGU, 2015, pp. 140.

Сведения об авторах

Джабборов Нозим Исмаилович - доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории систем моделирования и автоматизированного проектирования технических средств, ФГБНУ «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (г. Санкт-Петербург, Российская Федерация). Тел.: +7-904-616-75-43. E-mail: nozimjon-59@mail.ru.

Сергеев Александр Владимирович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «Институт аг-роинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (г. Санкт-Петербург, Российская Федерация). Тел.: +7-911-287-06-31. E-mail: mrsergeev05@gmail.com.

Эвиев Валерий Андреевич - доктор технических наук, декан инженерно-технологического факультета, Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова (г. Элиста, Российская Федерация). Тел.: 8 (84722) 3-45-49; +7-906-176-87-84. E-mail: aviev@yandex.ru.

Очиров Нимя Григорьевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт», СевероВосточный государственный университет (г. Магадан, Российская Федерация). E-mail: nimya80@mail.ru.

Information about the authors

Jabbarov Nazim Ismailovich, - Doctor of Technical Sciences, professor, leading researcher at research laboratory of system modeling and computer-aided design of technical facilities, FSBSI «Institute of Agroengineering and Environmental Problems of Agricultural Production» (St.-Petersburg, Russian Federation). Phone: +7-904-616-75-43. E-mail: nozimjon-59@mail.ru.

Sergeev Ale/ander Vladimirovich - Candidate of Technical Sciences, senior specialist, FSBSI «Institute of Agroengineering and Environmental Problems of Agricultural Production» (St.-Petersburg, Russian Federation). Phone: +7-911-287-06-31. E-mail: mrsergeev05@gmail.com.

Eviev Valery Andreevich - Doctor of Engineering Sciences, Dean of the faculty of engineering and technology, Kalmyk State University named after B.B. Gorodovikov (Elista, Russian Federation). Phone: 8 (84722) 3-45-49; + 7-906-176-87-84. E-mail: aviev@yandex.ru.

Ochirov Nimya Grigorievich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the department of Road transport, Northeastern State University (Magadan, Russian Federation). E-mail: nimya80@mail.ru.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 338.43

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ В АПК © 2019 г. В.А. Королев, А.М. Башилов

Рассмотрен подход к моделированию процессов в агротехнических устройствах, базирующийся на рассмотрение преобразования энергии в агропроцессах в составе единых системно организованных агротехнологических структур. На этапе анализа подобных структур использованы агрегативные модели процессов. Применение агрегатных моделей, использование в них стандартных математических зависимостей для прогнозирования изменений характеристик процессов и управления существенно упрощает технические реализации элементов техногенной части агротехнологических систем, создает возможности унификации схемных и программных решений для различных устройств управления агропроцессами. При этом затраты времени и материально-трудовых ресурсов на этапе их разработки и внедрения сокращаются. На этапе синтеза при формировании алгоритмов работы систем управления технологическими процессами применены прогнозные модели. Эти модели учитывают ретроспективную информацию об изменении параметров текущих процессов, а также ретроспективные данные о реализациях аналогичных процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. При реализации агропроцес-сов из числа переменных процесса индивидуально в зависимости от вида объекта аграрного производства (например, сорта, вида, гибрида растений, стадий их вегетации и т.п.), технологии, условий окружающей среды и др. в режиме реального времени выбирают переменную порядка (наиболее сильно влияющую на процессы и наиболее быстро меняющуюся) и параметры управления (типового, корректирующего), с помощью которых можно воздействовать на процессы изменения объекта аграрного производства. Создание системы управления устройств различного назначения и применения на базе агрегатной модели не требует разработки сложных алгоритмов и схем управления, предусматривает возможности унификации ряда технических решений.

Ключевые слова: агротехноценоз, агрегативная модель, система управления, прогнозирование процессов, агротех-нологические процессы.

MODELING MANAGEMENT PROCESSES IN AGROINDUSTRIAL COMPLEX © 2019 V.A. Korolev, A.M. Bashilov

The approach to the modeling of processes in agrotechnical devices, based on the consideration of energy conversion in agricultural processes as a part of single system-organized agrotechnological structures, is considered.The aggregate models of processes at the stage of analysis of such structures are used. The aggregative process models were used during the analysis of alike structures. The use of aggregate models, the use of standard mathematical dependencies in them for prediction changes in process characteristics and management simplifies the technical implementation of elements of the technogenic part of agrotechnological systems, creates opportunities to unify scheme and software solutions for various devices of management of agricultural processes. At the same time, the time and labor costs at the stage of their development and implementation are reduced. The predictive models are applied during the synthesis phase in the formation of algorithms for process management systems. These models take into account retrospective information on changes in current process parameters, as well as retrospective data on the implementation of similar processes in various industries and agriculture. The variable order (most strongly affecting processes and most rapidly changing) and management parameters (typical, corrective), with which it is possible to influence the processes of changing the object of agricultural production, are chosen from the number variable process, depending on the type of agricultural production object (e.g., variety, species, hybrid plants, stages of their vegetation, etc.), technology, environmental conditions, etc. real-time in the implementation of agricultural processes. The creation of a system of control of devices of various purposes and applications on the basis of the aggregate model does not re-