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
|
|
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) - D (x) = 1
a(t)dt - [
T2
1
a(t)dt ]2
(6)
|
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 «
|
М (x) », полученного при обработке реализаций случайного процесса в момент времени
2
|
(t2), к мгновенному математическому ожиданию « М t (x) »
|
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)
|
=
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
- Умбеталиев Н.А. Научные основы системы управления в технологии уборки риса. Монография.- Алматы,2011.-187 с.
- Управление и новая техника (исследования, разработки, внедрение). /Под. ред. В.А. Трапезникова.- М.: Экономика,1978.- С.