Введение к работе
Актуальность тепы исследования. Возможности н результаты любой аграрной политики и технологии в существенной пере зависят от использования для ее реализации техники. Перед сельскохозяйственным производством стоит задача получения максимального урохая высококачественной биологической продукции с минимальными затратами, для достижения которой необходимо использовать машинно-тракторный парк.
Параметры сельскохозяйственной техники совместно с другими характеристиками процесса производства преобразуются в объем работ, который необходимо выполнить для получения сельскохозяйственной продукции. С отой точки зрения актуальной представляется задача определения критерия,' посредством которого возможно привести в соответствие цель,поставленную перед сельскохозяйственной машиной в определенных условиях производства, с затратами на ее достижение.
Исходный пункт изучения любой' производственно-технологи-ческой структуры связан с преобразование ресурсов в продукцию и заключается з рассмотрении обособленного блока-преобразователя, взаимодействия его входов и выходов. Математическими моделями таких блоков являются производственные функции - количественные соотношения, описывающие технологические зависимости мепду затратами производственных факторов и результатами деятельности производственных объектов.
Сложность комплексной оценки механизированных процессов обработки почвы.заключается в необходимости учета разнокачественных' факторов: технических, эксплуатационных, агро-эколо-гиче.рких. Очевидно, что лишь производственные функции эконо-
мического характера могут объективно отразить многокритериаль-ность процессов сельскохозяйственного производства, связать их с результатами деятельности производственных структур.
Всесторонний анализ системи "машинно-тракторный агрегат -местность" приводит к выводу об эффективности управления системо:"! посредством регулирования давления воздуха в шинах. В связи с чем актуальным представляется исследование влияния давления воздуха в шинах на эффективность зксплуатадии сельскохозяйственных колесных машин.
Целью диссертационной работы является выработка единого методологического подхода к определению критерия оптимальности системы "машинно-тракторный агрегат - местность" и определение оптимального давления воздуха в шинах при работе на различных опорных поверхностях. -
Для достижения поставленной цели' в задачи исследования
входили следующие: ' '
разработать методику системного подхода для решения за- . дачи-оптимизации, проанализировать возможность управления системой,
разработать производственную функцию экономического ха- . рактера,отражающую эффективность эксплуатации сельскохозяйст- " венных колесных машин с учетом технических и агро-экологичес-ких факторов в зависимости от давления' воздуха в шинах,
разработать функцию цели для решения задачи оптимизации с дальнейшим применением алгоритма в системах регулироват. ния давления воздуха в шинах,
- разработать модели взаимосвязи давления воздуха в ши
нах с параметрами системы, посредством чего исследовать влия-
ниє давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин,
провести экспериментальные исследования выходных характеристик шин для получения коэффициентов аналитических моделей и определения базы наблюдений целевой функции в вариациях параметра управления,
провести численный эксперимент и определить оптимальное давление воздуха в шинах при работе сельскохозяйственных колесных машин на различных опорных поверхностях.
За объект исследования принята система "мапинно-трактор-ный агрегат - местность" с подсистемой "двилитель" в виде ведущих колес сельскохозяйственных колесных машин с радиальными шинами, экспериментальные исследования проведены для тракторов тягового класса 1,4 типа МТЗ-80.
Методология и методика исследований, основанная на системном подходе, предусматривала теорётиче'ские исследования с использованием элементов теории экономической кибернетики. Анализ комплексной оценки сельскохозяйственной техники проведен на основе глубокого и всестороннего обзора существующих работ. Математическое моделирование производственной функции основывалось на рекомендациях по определению экономической эффективности сельскохозяйственной техники, анализе эксплуатационных затрат и потерь чистой продукции при воздействии двилителей МТА на почву. При исследовании, напряженно-деформированного состояния подсистемы "двилитель - опорная поверхность" так лс применен метод математического моделирования. Экспериментальные исследования основывались на теории планирогоння эксперимента и.методиках,'разработанных-научно-производственным объединением "НЛЇІ'". ;
- A -
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработана методика системного подхода дли комплексного исследования эффективности эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин с почвощадящей ходовой системой, . ',
производственная функция системы разработана в виде интегральных затрат, критерий оптимальности для целей управления системой посредством регулирования давления воздуха в шинах
носит экономический характер,
моделирование контактного давления проведено о исследот ванием радиуса кривизны деформированной нити боковины шииы и угла выхода нити из ленты беговой-дорожи,
на основе численного эксперимента предложен'рациональный выбор модели грунта'и определена динамика плотности почвы,
разработаны модели, эксплуатационных показателей, отражающих влияние давления воздуха в шинах на эффективность эксплуатации сельскохозяйственных колесных машин, "-. ,
разработан.комплекс поправочных коэффициентов для определения контактной площади на деформируемом основании; ,/
для проведения численного эксперимента написана и реализована на ЭВМ программа' определения производственной функ- ции и оптимальных значений давления воздуха в шинах.. - - ..-:;
На защиту выносятся следующие полокения: - .-. ' '
- методика определения критерия оптимальности системы и
разработка структуры производственной функции в виде суммы
экономии эксплуатационных затрат и потерь чистой продукции в
зависимости от давления воздуха в' шинах, .,-"...."
- моделирование параметров подсистемы "двинйтель - опор
ная поверхность" с точки зрения возможности управления систе
мой по критерию экономической эффективности, * "'..,.'..
решение задачи оптимизации на основе экспериментальных исследований с рассмотрением ее многокритериальное,
результаты численных экспериментов на твердой и деформируемой опорной поверхности, к.-л пример реализпцми предлагаемого алгоритма, и сравнение полученных результатов с существуп-ЦИ1Я1 рекомендациями.-
Практическая ценность работы заключается в возможности применения полученных результатов исследований при определении оптимального режима работы сельскохозяйственных колесных малин как в массовом их использовании, так и в фермерских хозяйствах. Определение оптимального давления воздуха в пинах по предлагаемому критерию в явной форме /в рублях/ представляет выгоду этого применения. Теоретические положения проведенных исследований использовались при разработке проекта ГОСТа по параметрам шин. Рекомендации разработанной методики были использоваїш в работе по хоздоговорной теме с Ярославским шинным заводом.
Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в четырех работах. Результаты исследований, выводы и рекомендации докладывались на научно-технических конференциях МГМИ в 1988 - 1992 годах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и приложения. Список использованной литературы включает 155 наименований. Общий объем диссертационной работы составляет /85 страниц машинописного текста, в.том числе ^рисунков и 50 таблиц, приложение 50 страниц.
