Жоңышқа дайындау және сақтау жүйесінің типтік математикалық моделін талдау



Берілген мақалада жоңышқа дайындау және сақтау жүйесінің типтік математикалық моделін талдау мәселесі талданады.

Кілт сөздер: математикалық модель, технологиялық операциялар, жоңышқа.

В данной статье анализируется типовая математическая модель системы заготовки и хранения люцерны.

Ключевые слова: математическая модель, технологические операции, люцерна.

Жоңышқа дайындау және сақтау жұмыстары атқарылатынқысқа агротехникалық мерзімдегі үдерістерге натуралдық зерттеулер жүргізу, әсіресе әр түрлі ауылшаруашылық машиналарының жұмысының тиімділігін және олардың өзара әсер ету схемаларын зерттегенде біршама қиындықтар туындайды. Бұндай жағдайда машиналық имитациялау жолымен уақыт және құралдар шығынын азайтып, процесстердің орындалу сипаты, бөлек агрегаттар және жинау-тасымалдау секілді күрделі жүйелер жұмысы туралы дәлдігі жоғары статистикалық мәліметтер алуға болатын жүйелер және агрегаттар модельдерін пайдаланған жөн [1, 3].

Қазіргі заманғы жүйелік талдау әдістемесі технологиялық операциялар мен техникалық құралдардың өзара байланысы мен өзара тәуелділігіне негізделген зерттеулерді қажет етеді. Бұл жағдайда жүйелік талдауды ауыл шаруашылығы агрегаттары орындайтын әр түрлі процестерді зерттеуде қолданылатын әдістер мен әдістердің жиынтығы деп түсіну керек [3, 4].

Жоңышқа жинаудың технологиялық процестерін негіздеу кезіндегі талдау агрегаттардың жұмыс режимінің өзгеру жағдайында жүйенің қажетті сипаттамаларын нақты анықтауға және кейінгі егін жинаудың келесі жұмыстарында олардың жұмысын үйлестіру жүйелік талдаудың міндеті болып табылады. Жүйелік талдаудың басты сипаттамасы зерттеліп жатқан жүйенің құрылымы болуы қажет. Жоңышқаны дайындауға арналған зерттеулердің технологиялық жүйенің құрылымдық тізбегі операциялар мен техникалық құралдардың арасындағы өзара қатынастардың бар екендігін көрсетеді (Сурет 1).

1 суретте жүйелік тәсілге сәйкес белгілі бір иерархияға бағынатын құрылымның болатындығы көрсетілген [3, 4].

Сурет 1. Жоңышқа дайындау процессінің құрамдық тізбегі

ЖДС-жоңышқаны оруға арналған жатка; ПП-пресс — подборщиктер; ПОГ-тиегіштер; ТС-көлік құралдары; ПСЛ-жоңышқа жинауға арналған пункт; ПС,ОС-операциялар арасындағы тікелей және кері байланыс; УП- жоңышқа дайындау процессін басқару.

Талдау тапсырмаларына сүйене отырып жүйенің негізгі сипаттамаларын анықтағаннан кейін синтез әдістерін қолдана отырып, жоңышқа жинау процесінің оңтайлы режимін жобалау қажет [4].

Зерттеліп жатқан жүйенің бірінші деңгейінің ішкі жүйесі, Dл жинау ұзақтығына және ηл жоңышқаның шығын деңгейіне негізделіп, жоңышқа жинауға арналған технологиялық жүйенің құрылымынан көруге болатын белгілі бір аймақ үшін nyopt жоңышқа дайындаудың оңтайлы санын анықтауға арналған (Сурет 2).

Сурет 2. Жоңышқа дайындау жүйесінің технологиялық құрылымы

Екінші ішкі жүйеде алынған нәтижелер негізінде (жоңышқаның орылу саны мен оның шығыны бойынша), жоңышқаны орып дестеге салу операциясының ең жақсы режимі анықталды. Бұл жұмыстардың қорытынды нәтижелері болып Ил жоңышқаның шығымдылығына байланысты С1 аз шығын келтіретін шаруа қожалықтарындағы комбайндардың қажетті санын және жоңышқа жинау уақытының тиімді ұзақтығын қамтамасыз ету болып табылады.

C1 = f (Vк, Ил, Tсм) → min. (1)

мұндағы Vк — комбаинның жұмыс жылдамдығы, м/с; Ил — жоңышқаның шығымдылығы, т/га; Tсм — ауысым уақыты, сағ.

Үшінші ішкі жүйе пресс-подборщиктердің жұмысының оңтайлы режимін негіздейді. Функцияның мақсатты — жоңышқаны пресстеу барысында ең аз тікелей шығындар болып табылады [5, 6]:

С2 = f (Vпп,Ил,Tсм, Ксм,τ) → min, (2)

Мұндағы: Vпп — пресс-подборщиктің жұмыс жылдамдығы, м/с; Ксм — ауысымдық коэффициенті; τ — ауысым уақытын пайдалану коэффициенті; Vnn — машинаның жұмыс жылдамдығы, м/с; Kcm — ауысым коэффициенті; t-ауысым уақытын пайдалану коэффициенті.

Төртінші ішкі жүйе алдыңғы айтылған ауылшаруашылық техникаларының жұмысына тәуелділігіне, сондай-ақ конструкторлық және техникалық-экономикалық көрсеткіштеріне байланысты тиегіштердің оңтайлы жұмыс режимін анықтайды. Бұл жүйенің физикалық мағынасы Qп тиегіштің жүк көтергіштігін тиімді пайдалану және τ ауысымының уақыт коэффициентін тиімді пайдалану болып табылады.

С3 = f (Qп, τ) → min, (3)

мұндағы Qп — тиегіштің жүк көтергіштігі, т.

Бесінші ішкі жүйе автокөлік құралдарын басқа айтылған ауылшаруашылық техникаларының жұмысын ескере отырып тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Автокөлік құралдарының жұмысының оңтайлылық критерийі — бұл тюктер мен рулондарды сақтау орындарына тасымалдауға жұмсалған тікелей шығындардың минимумы [6]:

C4 = f (Qгн, γгн,L> Vij) → min, (4)

мұндағы Qгн — көлік құралдарының жүк көтерімділігі, т; γгн — жүк көтерімділікті пайдалану коэффициенті; L — тасымалдау қашықтығы, км; Vij — көлік құралдарының жылдамдығы, км/сағ.

Жоғарыда айтылған жұмыстарды негіздеу нәтижесі техникалық құралдардың тиімді жылдамдық режимі, жүк көтергіштікті пайдалану мен жұмыс күнін тиімді пайдалану болып табылады.

Жоңышқа жинау процесін негіздеу қандай да бір ұтысты білдіреді, яғни бұл жағдайда жоңышқа дайындаудың минималды құны. Осыған байланысты, математикалық модельдеудің негізгі функционалдық басқару жұмысы — жоңышқа дайындауға жұмсалатын шығындардың ең аз мөлшері болып табылады [4, 6]:

C (S, U_i) = min {C_i (S, U_i) + C_i+1 * (φ_i (S, U_i)} (5)

C (S, Ui) функциясы (шартты оңтайлы пайда) соңғы қадымдағы ең төменгі шығындар негізінде анықталады:

C (S, U_i) = C_max (-S, U_i) — C_min (S, U_i) (6)

Жоңышқа дайындау және сақтауға жинау жұмыстарын атқару барысындағы өндірістік процестерді негіздеуден келетін жалпы тиімділік:

C_тр =C_сущ — C_пред = C_ск (C_ск +C_пп +C_пог +C_тр)_сущ — (C_ск +C_пп +C_пог +C_тр)_пред (7)

Мұндағы: C_сущ, C_пред — сәйкесінше жұмыс жасап тұрған және негізделге технологиялар, тг / га.

Математикалық модельдеу әдісінің ерекшелігі — негіздеу екі кезеңде жүзеге асырылады. Бірінші кезеңде шартты негіздеу соңғы қадымда басталып, бірінші қадымда аяқталады [2, 6].

Әр кезеңде оңтайлы басқару анықталады U = (U₁, U₂,..., U_m). Бұл жағдайда S₀ жүйесінің бастапқы жағдайы белгілі болады. Бірінші сатыдағы S₀ жүйесінің жағдайын шартты оңтайлы шешім формуласына ауыстыра отырып төмендегідей нәтиже аламыз:

C_min = W_i (S₀) (8)

Бірінші қадамдағы оңтайлы басқару:

U₁ = U₁ (S₀) (9)

Аз шығын жұмсалатын S₀ жүйесінің бастапқы күйі бастапқы шығын ретінде таңдалады. Одан әрі оңтайлы төмендегі басқару тізбекке сәйкес жасалады [4, 3]:

S₀ → U₁ (S₀) → U₂ (S₁) → U₃ (S₂) →.... → S_m-1 → U_m (S_m-1) → S_m, (10)

мұндағы U_i (S_i) — әр қадамдағы процесті оңтайлы басқару.

Осыдан кейін оңтайландырудың екінші кезеңі басталады. Бұл бөлімде түсінікті болу үшін қолданылатын символдық формулалар жүйесі берілген. Келесі бөлімдерде жоңышқа жинаудың технологиялық процесінің әрбір жұмысы үшін оларды практикада қолдануға мүмкіндік беретін нақты математикалық модельдер келтіріледі.

Әдебиет:

1. Көптілеуов Б. Ж., Мақсұтқызы Н., Камал Ә.Н. Арал өңірінде жоңышқа жинау технологиясын талдау // «Наука и образование в современном мире: вызовы ХХI века» атты V халықаралық ғылыми-практикалық конференция материалдары. — Нұр-Сұлтан, 2019. — 301–303 бб.
2. Жунисбеков П. Ж., Рахатов С. З., Коптилеуов Б. Ж. Анализ технологии уборки кормовых культур в условиях Приаралья // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. — 2000. — № 12. — С. 31.
3. Зангиев А. А., Тыныштыкбаев Б. Е., Рахатов С. З. Проектирование производственных процессов уборки риса и кормовых культур. — Алматы: Гылым, 1999. — 198 с.
4. Коптилеуов Б. Ж. Анализ технологии и технической обеспеченности сельскохозяйственных предприятии Кызылординской области // Сборник материалов международной конференции «Социально-экономические проблемы сельских территорий и развитие арарного рынка». — Алматы, 2003. — С. 198–102.
5. Жунисбеков П. Ж., Коптилеуов Б. Ж. Заготовка кормов из люцерны в крестьянских хозяйствах Кызылординской области // Исследования, результаты. — 2001. — № 5. — С. 48–51.
6. Орманджи К. С. Операционная технология производства кормов. — М.: Россельхозиздат, 1981. — 319 с.