Метод определения начальных значений регулируемых параметров жатвенной части зерноуборочного комбайна

Валерий Петрович Димитров; Людмила Викторовна Борисова; Инна Николаевна Нурутдинова

Валерий Петрович Димитров Донской государственный технический университет https://orcid.org/0000-0003-1439-1674
Людмила Викторовна Борисова Донской государственный технический университет https://orcid.org/0000-0001-6611-4594
Инна Николаевна Нурутдинова Донской государственный технический университет https://orcid.org/0000-0002-3375-1295

Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, технологическая регулировка, принятие решений, лингвистическая переменная, функция принадлежности, нечеткий логический вывод

Аннотация

Введение. Цель исследования – разработка метода выбора значений регулируемых параметров жатвенной части зерноуборочного комбайна, соответствующих убираемой культуре и условиям уборки.
Материалы и методы. Решения о значениях технологических параметров комбай- на, являющегося сложной иерархической системой, принимаются на основе информации о внешней среде и техническом состоянии машины. Поступающие данные имеют количественный, качественный и оценочный характер. Учитывая разнородность и нечеткость информации, для принятия решения применяются интеллектуальные информационные системы, основанные на математическом аппарате нечеткой логики и использующие лингвистический подход для описания предметной области.
Результаты исследования. Исследована предметная область «предварительная настройка параметров жатвенной части комбайна». Подробно описана формально˗логическая схема выбора значений регулируемых параметров жатвенной части. Установлены основные факторы, влияющие на значения регулируемых параметров жатвенной части, дано их лингвистическое описание, введены соответствующие входные и выходные лингвистические переменные, на основе экспертной информации построены функции принадлежности. Проведен анализ согласованности представленной информации и выбраны оптимальные модели. Создана база нечетких знаний, на которой основан дедуктивный вывод решений.
Обсуждение и заключение. Предложенный подход и созданная база нечетких знаний могут быть положены в основу интеллектуальной системы принятия решений по настройке регулируемых параметров комбайна. Применение такой системы в полевых условиях вместе с датчиками непрерывного мониторинга условий уборки урожая и автоматизированной системой анализа изображений позволит оперативно реагировать на изменение условий, существенно повысит результативность работы и сократит время принятия решений.

Биографии авторов

Валерий Петрович Димитров, Донской государственный технический университет

заведующий кафедрой управления качеством Донского государственного технического университета (344000, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), доктор технических наук, профессор, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1439-1674, Researcher ID: E-4908-2018, Scopus ID: 57195505958, kaf-qm@donstu.ru

Людмила Викторовна Борисова, Донской государственный технический университет

заведующий кафедрой менеджмента и бизнес-процессов Донского государственного технического университета (344000, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), доктор технических наук, профессор, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6611-4594, Researcher ID: E-4863-2018, borisovalv09@mail.ru

Инна Николаевна Нурутдинова, Донской государственный технический университет

доцент кафедры прикладной математики Донского государственного технического университета (344000, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), кандидат физико-математических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3375-1295, nurut.inna@yandex.ru

Литература

1. Ерохин С. Н., Решетов А. С. Потери эффективности уборки зерновых культур в сельхозпредприятии // Наука в центральной России. 2013. № 1. С. 40–44. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=19129807 (дата обращения: 19.08.2022).

2. Способ регулирования параметров зерноуборочного комбайна в процессе уборки : авторское свидетельство 1410892 СССР / Нелюбов А. И. [и др.] № 4159504 ; заявл. 20.11.1986 ; опубл. 23.07.1988. 2 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=40483958 (дата обращения: 19.08.2022).

3. Оптимальное регулирование зерноуборочного комбайна (Электронный «Советчик комбайнера») / Е. В. Ветров [и др.] // Труды. 1989. № 4. С. 80–85.

4. Бердышев В. Е. Оптимизация конструктивно-технологических параметров «классической» молотильно-сепарирующей системы зерноуборочного комбайна // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2012. № 3. С. 175–178. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17954643 (дата обращения: 19.08.2022).

5. Царев Ю. А., Трасковский С. С. Методика определения диапазонов регулирования параметров настройки зерноуборочных комбайнов // Вестник Донского государственного технического университета. 2009. Т. 9, № 4. С. 206–211. URL: https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/1194/1186 (дата обращения: 19.08.2022).

6. Царев Ю. А., Джигарханов Д. Г. Автоматизация системы настройки технологического процесса зерноуборочного комбайна // Тракторы и сельхозмашины. 2009. № 12. C. 29–31. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13007075 (дата обращения: 19.08.2022).

7. Weed Detecting Robot in Sugarcane Fields Using Fuzzy Real Time Classifier / M. Sujaritha [et al.] // Computers and Electronics in Agriculture. 2017. Vol. 134. P. 160–171. doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.01.008

8. Modelling Fuzzy Combination of Remote Sensing Vegetation Index for Durum Wheat Crop Analysis / T. Semeraro [et al.] // Computers and Electronics in Agriculture. 2019. Vol. 156. P. 684–692. doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.12.027

9. Turan I. D., Dengiz O., Ozkan B. Spatial Assessment and Mapping of Soil Quality Index for Desertification in the Semi-Arid Terrestrial Ecosystem Using MCDM in Interval Type-2 Fuzzy Environment [Электронный ресурс] // Computers and Electronics in Agriculture. 2019. Vol. 164. doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.104933

10. Prabakaran G., Vaithiyathan D., Ganesan M. Fuzzy Decision Support System for Improving the Crop Productivity and Efficient Use of Fertilizers // Computers and Electronics in Agriculture. 2018. Vol. 150. P. 88–97. doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.03.030

11. Dimitrov V., Borisova L., Nurutdinova I. Intelligent Support of Grain Harvester Technological Adjustment in the Field // Proceedings of the Third International Scientific Conference “Intelligent Information Technologies for Industry” (IITI’18). IITI’18 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, Vol. 875. Cham : Springer, 2019. P. 236–245. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-01821-4_25

12. Design of Fuzzy Logic Control System Incorporating Human Expert Knowledge for Combine Harvester / M. Omid [et al.] // Expert Systems with Applications. 2010. Vol. 37, Issue 10. P. 7080–7085. doi: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2010.03.010

13. Fuzzy Control of the Cleaning Process on a Combine Harvester / G. Craessaerts [et al.] // Biosystems Engineering. 2010. Vol. 106, Issue 2. P. 103–111. doi: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2009.12.012

14. Выбор стратегии в задаче корректировки регулировочных параметров комбайна / Л. В. Борисова [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2020. Т. 30, № 1. С. 60–75. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.030.202001.060-075

15. Borisova L. V., Nurutdinova I. N., Dimitrov V. P. Fuzzy Logic Inference of Technological Parameters of the Combine-Harvester // WSEAS Transaction on Systems. 2015. Vol. 14. P. 278–285. URL: https://wseas.org/multimedia/journals/systems/2015/a525802-095.pdf (дата обращения: 19.08.2022).

16. Borisova L., Dimitrov V., Nurutdinova I. Algorithm for Assessing Quality of Fuzzy Expert Information // Proceedings of IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2017) (September 27 – October 2 2017). Novi Sad, 2017. P. 319–322. URL: http://ieeexplore.ieee.org/document/8110107/ (дата обращения: 19.08.2022).

17. Dimitrov V., Borisova L., Nurutdinova I. Development and Analysis of Fuzzy Expert Data for Technological Adjustment of a Grain Harvester Header [Электронный ресурс] // E3S Web Conf. XIII International Scientific and Practical Conference “State and Prospects for the Development of Agribusiness – INTERAGROMASH”. Vol. 175. 2020. URL: https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2020/35/e3sconf_interagromash2020_05027/e3sconf_interagromash2020_05027.html (дата обращения: 19.08.2022).

18. Димитров В. П., Борисова Л. В., Нурутдинова И. Н. Лингвистическое описание процесса технологической настройки сельхозагрегатов // Вестник Аграрной науки Дона. 2017. № 1–1. С. 65–79. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29059989 (дата обращения: 19.08.2022).

19. Программная система для ввода экспертных знаний / В. П. Димитров [и др.] // Вестник Донского государственного технического университета. 2011. Т. 11, № 1. С. 83–90. URL: https://clck.ru/32gQdb (дата обращения: 19.08.2022).