Разработка стенда для испытания системы управления беспилотным зерноуборочным комбайном

Автор: Годжаев Захид Адыгезалович, Крюковская Наталья Сергеевна, Сенькевич Сергей Евгеньевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Статья в выпуске: 3 т.20, 2020 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время робототехника стремительно развивается и охватывает все больше сфер человеческой деятельности, в том числе и сельское хозяйство. Приоритетным направлением развития производства сельскохозяйственных мобильных энергосредств (МЭС) является их роботизация и возможность выполнять свои задачи без участия человека, то есть создание беспилотных МЭС. МЭС становится беспилотным при оснащении его системой автоматического управления. Прежде чем устанавливать систему управления на МЭС, необходимо разработать алгоритмы управляющего воздействия и реакции системы управления на возможные варианты событий при работе МЭС на полях. Также необходимо выполнить отладку системы управления, выявить ошибки в работе и устранить их. Для этого рационально создать специализированные стационарные стенды, имитирующие реальные условия работы беспилотных зерноуборочных комбайнов. Для того чтобы разработанная конструкция стенда была оптимальной, составлена многокритериальная задача оптимизации конструкции с четырьмя входными и семью выходными параметрами, представляющими критерии качества функционирования стенда. На основании решения задачи оптимизации конструкции разработаны концепция стенда для испытания системы управления беспилотным зерноуборочным комбайном, гидравлическая схема стенда и его конструкция. В статье представлена 3D-модель стенда, выполненная в программе «КОМПАС-3D», на основании которой разработан комплект конструкторской документации для изготовления опытного образца стенда. Для имитации воздействия почвы различных типов на ведущие и поворотные колеса комбайна разработаны математические модели, которые используются для подачи управляющего сигнала на порошковые электромагнитные тормоза и на регуляторы расхода с электронным пропорциональным управлением.

Еще

Гидравлический стенд для испытаний, система управления, беспилотный зерноуборочный комбайн, многокритериальная задача оптимизации

Короткий адрес: https://sciup.org/147233485

IDR: 147233485 | DOI: 10.14529/engin200301

Список литературы Разработка стенда для испытания системы управления беспилотным зерноуборочным комбайном

Колчин, Н.Н. Задачи и проблемы возрождения отечественного сельскохозяйственного машиностроения / Н.Н. Колчин, В.Н. Зволинский // Тракторы и сельхозмашины. – 2020. –№ 1. – С. 77–81. DOI: 10.31992/0321-4443-2020-1-77-81.
Артеменко, М.Н. Тенденции развития беспилотных роботизированных комплексов. Опыт отечественных и зарубежных производителей / М.Н. Артеменко, П.А. Корчагин, И.А. Тетерина // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2019. – № 4 (68). – С. 416–430.
Analysis of main tasks of precision farming solved with the use of robotic means / V. Nguyen, Q. Vu, O. Solenaya, A. Ronzhin // Zavalishin's reading: materials of the 12th international scientifictechnical conference on electromechanics and robotics. – 2017. – P. 02009. DOI: 10.1051/matecconf/201711302009.
Bechar, A. Agricultural robots for field operations / A. Bechar, C. Vigneault // Part 2: Operations and systems. Research Paper. – 2017. – Vol. 153. – P. 110–128. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2016.11.004.
Development of Robot Combine Harvester for Beans using CAN Bus Network / M. Saito, K. Tamaki, K. Nishiwaki et al. // Horticulture and Post Harvest Industry: Materials of the 4th IFAC Conference on Modelling and Control in Agriculture, Espoo, Finland. – 2013. – P. 148–153.
Tsarev, Y. Automatization of settings of working organs of technological process of combine harvester / Y. Tsarev, E. Adamcikova, M. Najie // Icmtmte 2018: Materials of the 2018 international conference on modern trends in manufacturing technologies and equipment, Matec WEB of Conferences. Sevastopol, EDP Sciences. – 2018. – P. 5–19. DOI: 10.1051/matec-conf/201822405019.
Serebrenny, V. Approaches to the robotization of agricultural mobile machines / V. Sereb-renny, M. Shereuzhev, I. Metasov // Zavalishin's readings: Materials of the 13th international conference on electromechanics and robotics, Matec WEB of Conferences, St. Petersburg, EDP Sciences – 2018. – P. 3–14. DOI: 10.1051/matecconf/201816103014.
Калачин, С.В. Алгоритм управления режимами работы машинно-тракторного агрегата / С.В. Калачин // Тракторы и сельхозмашины. – 2019. – № 3. – C. 45–50. DOI: 10.31992/0321-4443-2019-3-45-50.
Скворцов, Е.А. Необходимость инновационного развития сельского хозяйства на основе применения робототехники / Е.А. Скворцов, Е.Г. Скворцова, А.А. Орешкин // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. – 2016. – № 1 (21). – C. 85–90.
Design and implementation of unmanned agricultural machinery / R. Jang, F. Kasimov, D. Zhang, K. Kaliyeva // IOP conference series: materials science and engineering: Materials of the 2019 international conference on intelligent control, measurement and signal processing, ICMSP 2019, Xi'an, Institute of Physics Publishing. – 2020. – P. 012032. DOI: 10.1088/1757-899X/799/1/012032.
A Software system to solve the multi-criteria optimization problem with stochastic constraints/ L.M. Bohdanova, L.V. Vasilyeva, D.E. Guzenko, V.M. Kolodyazhny // Cybernetics and Systems Analysis, Springer New York Consultants Bureau. – 2018. – Vol. 54, № 6. – P. 1013–1018. DOI: 10.1007/s10559-018-0104-2.__
Гарина, С.В. Оптимизация многокритериальных решений / С.В. Гарина, Б.М. Люпаев, М.Б. Никишин // Вестник Мордовского университета. – 2015. – Т. 25, № 4. – С. 12–17. DOI: 10.15507/0236-2910.025.201504.012.
Simulation of the dynamic processes of a low-capacity combine harvester movemen / Z. Godzhaev, S. Senkevich, V. Kuzminу et al. // 2019 topical problems of green architecture, civil and environmental engineering, TPACEE 2019: Materials of the E3S WEB of conferences, Moscow, EDP Sciences. – 2020. – P. 06009. DOI: 10.1051/e3sconf/202016406009.
Ghosh, D. A new Pareto set generating method for multi-criteria optimization problems / D. Ghosh, D. Chakraborty // Operations Research Letters. – 2014. – Vol. 42, Iss. 8. – P. 514–521. DOI: 10.1016/j.orl.2014.08.011.
Бойков, В.П. Улучшение курсовой устойчивости тракторов «Беларус» / В.П. Бойков, А.И. Бобровник, С.А. Дорохович // Наука и техника. – 2016. – Т. 15, № 3. – С. 183–192.
Таричко, В.И. К вопросу о динамической нагруженности несущих конструкций специальных колесных шасси / В.И. Таричко, П.И. Шалупина // Вестник концерна ВКО «Алмаз-Антей». – 2019. – № 4 (31). – С. 73–83.
Лурье, А.Б. Статическая динамика сельскохозяйственных агрегатов / А.Б. Лурье – Л.: Колос, 1970. – 370 c.
Бровцин, В.И. Моделирование микропрофиля поверхности полей и дорог / В.И. Бровцин // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2015. – № 86. – С. 59–68.
Проектирование гидравлических систем машин: учебное пособие для студентов вузов по специальностям «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика», «Автоматизация технологических процессов и производств» / Г.М. Иванов, С.А. Ермаков, Б.Л. Коробочкин, Р.М. Пасынков. –М.: Машиностроение, 1992. –224 с.
Патент 2728860 РФ. Стенд для имитационного испытания системы управления беспилотным зерноуборочным комбайном / З.А. Годжаев, А.В. Дунаев, А.В. Лавров и др.; заявитель и патентообладатель ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. –№ 2020107178, заявл. 17.02.2020; опубл. 30.07.2020, Бюл. № 22.__

Еще

Статья научная