Устойчивость технологических процессов работы управляющего устройства риса уборочного комбайна

Устойчивость выполнения технологических процессов управляющим устройством рисозернового комбайна, зависит от согласованных взаимодействий механизмов и устройств[1,2].  При   уборке  урожая  риса   у  комбайнов  систематически    наблюдается, несогласованность в работе, причиной являются неупорядоченные процессы, исполнения механизмами функционального назначения,  носящие случайный характер.

Уборка урожая риса – неупорядоченный процесс, зависит от многих факторов, включающих:

  • состояния чека и риса;
  • влажность стеблей и метёлок;
  • состояние биомассы в валках;
  • равномерность распределения стеблей в валках;
  • подач биомассы в МСУ;
  • регулировок систем управления;
  • количества и формы планок наклонного транспортера;
  • скорости перемещения комбайна.

Определение показателей, характеризующих стабильность технологического процесса уборки, необходимо производить с позиции статистической оценки управляемости процессов.

Реализация показателей неупорядоченного процесса уборки риса, с использованием метода скользящей средней, дает возможность получить статистические оценки контролируемых показателей. Можно определить математическое ожидание неравномерности   биомассы,   прошедшей   через   управляющее   устройство   наклонной

 

камеры, к молотильно – сепарирующему устройству «

 

М н » из выражения

 

 

 

М    = 

 

t +T0 x(S )dS

 

н

 

Т

 

ò t -T0

0

 

(1)

 

 

Где То - выбирается таким образом, чтобы на  любом  интервале  длины  хода комбайна " 2 То ", случайность исследуемой функции проявилась  достаточно в записанной реализации и, в то же время, чтобы математическое ожидание случайной функции можно было считать приблизительно линейной функцией " t "  в любом интервале  "  2 То ",  S – подача биомассы.

 

Если  эти  условия     не  соблюдаются,  то  определить   «

 

М н »     –  математическое

 

ожидание сглаживанием по одной реализации,  принципиально невозможно.

Для уборки риса, получить одну реализацию колебаний неравномерности распределения биомассы на значительном интервале времени, в течение которого произойдет заметное изменение параметров рабочих органов управляющего устройства, весьма трудно, поэтому математическое ожидание по всему полю (чеку), можно найти по многим  реализациям, снятым с интервалом времени

Т > t min                                                                (2)

 

где t min – наибольший минимальный отрезок  времени, на котором

изменения состояния (параметров) рабочих органов управляющего устройства не вызывает  заметного  изменения  математического                                                       ожидания    неравномерности распределения    биомассы риса.

При плавном изменении неравномерности распределения биомассы, подаваемой в молотильно-сепарирующее устройство, в функции изменения параметров  рабочих органов управляющего устройства (и времени), требуется произвести гораздо большее число реализаций до (80-90).    Рассматривая значения случайных функций при разных    «

t »,  как  случайные  величины,   для  вычисления  оценок  их  математических ожиданий,

 

дисперсий и корреляционных моментов, следует применить известные формулы определения моментов случайных величин. Для квазинеупорядоченных процессов « t » , по своему значению равно или больше времени уборки рисового поля.

Исходя из этого, значения качественных показателей уборочного процесса рассматриваем как, упорядоченные случайные функции с использованием соответствующего математического аппарата. Приведение подобных процессов к упорядоченным, при оценке его качества, путем исключения не упорядоченных участков неприемлемо, т.к. в этом случае автоматически исключаются  площади чека, обработанные с нарушением качества, вследствие чего реальная картина технологического процесса уборки и его последующая оценка – искажается.

Теоретический анализ показал, что вероятность получения заданной устойчивости технологического процесса может быть определена:

 

d

      1       Т 2           2

 

q =

Т 2 - Т1

 

ò Т1   ò d

-

 

2

 

f t (x)dxdt

 

(3)

 

 

где      ( Т2 – Т1 ) – промежуток времени, за который оценивается процесс

d – заданный  допуск

f t ( x) - плотность вероятности «х» в фиксированный момент времени « t ».

При этом   « М t (x) » является математическим ожиданием   "х" в предположении, что

" t " фиксировано, т.е.

 

 

М t (x) = a(t)

 

(4)

 

 

Поскольку « М t (x) »получено в небольшом интервале времени, оно условно названо

"мгновенным".

С учетом изложенного математическое ожидание на всем участке равно:

 

 

 

М (x) =

 

1

 

T2  - T1

 

T2

ò a(t)dt

T1

 

(5)

 

 

Дисперсия на весь участок больше дисперсии мгновенного распределения, на величину:

 

T2

D(x) - (x) =       1     

 

a(t)dt - [

 

T2

     1     

 

a(t)dt ]2

 

(6)

 

t

 

T2  - T1  ò

T1

 

T2  - T1  ò

T1

 

 

где a (t) – высота валка.

 

Получив значение « М t (x) »в начале смены и, зная закон изменения a (t), можно прогнозировать « М (x) » за любой промежуток времени работы комбайна (Т2 – Т1) на определенном участке и, тем самым заранее находить время, в течение которого величины

« М (x) »  смогут соответствовать поставленным требованиям.

 

Отношение

 

M t (x)

M (x)

 

, в данном случае характеризует стабильность   установленного

 

норматива    по    времени    и,    вполне    справедливо    может    служить    коэффициентом стабильности.

 

 

 

kC  =

 

T2

ò

-T1

 

a(t)dt

 

 

 

 

,                                                      (7)

 

a(t)(T2

 

- T1 )

 

 

Этот коэффициент, при оценке измечивости качественного показателя, имеет существенное значение не при фиксированном "Т", а во времени вообще.

Следует       отметить,    что    характеристикой   неупорядоченности   норматива,   как случайной функции, может служить отношение мгновенного математического ожидания «

t

 

М   (x) », полученного при обработке реализаций случайного процесса в момент времени

2

1

 

(t2), к мгновенному математическому ожиданию « М t  (x) »

1

 

М t  (x) – определяется из начальной реализации t1.

В этом случае, коэффициент неупорядоченности процесса по нормативу за время (t2 – t1) определится

 

k НС

 

Mt  (x)

2

 

=

Mt1 (x)

 

,                                                 (8)

 

 

С учетом изменчивости начальных установок (регулировок) рабочих органов управляющего устройства в функции времени, для получения устойчивости технологического процесса необходимо обеспечить сохранение регулировок в течение всего периоде работы комбайна в следующих пределах:

 

 

z   - d

 

+ 3s

 

+ d - 3s

 

0       2                           0       2

 

,                               (9)

 

 

Если известен закон изменения установки параметров рабочего органа управляющего устройства, то в начальный момент времени « t1 »  необходимо создать условия, при которых

 

a(t1

 

d

) ³ z0  - 2

 

+ 3s

 

и    произвести  повторную  регулировку  установки

 

рабочих органов с наступлением  момента времени « t2  »

 

 

(10)

 

 

При наличии в комбайнах, значительного числа однотипных рабочих органов, в том числе и с упругими элементами, имеющими неодинаковые свойства, при установке их и регулировках, возникают ошибки, которые можно отнести к потенциально скрытым, так как их действие проявляются в ходе технологического процесса.

Данные, по воздействию "скрытых" ошибок на управляющее устройство разравнивающие поток вороха биомассы, направляемый к молотильно-сепарирующему устройству, позволяют своевременно вносить коррективы в технологический процесс, и тем самым, улучшить качество зерна, снизить потери и повысить эффективность уборки.

 

Литератрура

  1. Умбеталиев Н.А. Научные основы системы управления в технологии уборки риса. Монография.- Алматы,2011.-187 с.
  2. Управление и новая техника (исследования, разработки, внедрение). /Под. ред. В.А. Трапезникова.- М.: Экономика,1978.- С. 
Фамилия автора: Умбеталиев Н.А.
Год: 2011
Город: Алматы
Получить доступ
Чтобы скачать её, вам необходимо зарегистрироваться.
Яндекс.Метрика