Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия

Городничев, Валерий Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия"

На правахрукописи

Городничев Валерий Иванович

Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия

Автореферат диссертации на соисканиеученой степени докторатехническихнаук

Москва -2004

На правах рукописи

ГОРОДНИЧЕВ ВАЛЕРИЙ ИВАНОВИЧ

Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия

06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2004

Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга».

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, академик РАСХН Н.Г. Ковалев; доктор технических наук, профессор, академик РАСХН М.С. Григоров; доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАСХН В.Н. Щедрин

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие научно-исследовательский институт по сельскохозяйственному использованию сточных вод «Прогресс»

Защита состоится «22» июня 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Кос-тякова по адресу: 127550, г. Москва, ул. Б.Академическая, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова по адресу: 127550, г. Москва, Б.Академическая ,44

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Е.Л. Ворожцова

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Основным способом механизации и автоматизации орошения является дождевание. В России 2003 году полив дождеванием производился на площади 4,5 млн. га. Около 70% этой площади поливают широкозахватные дождевальные машины. Наиболее высокие показатели качества работы - могут обеспечить дождевальные машины фронтального действия (ДМФД). Сама машина без системы управления не самовыравнивается и при малейших возмущающих воздействиях может самопроизвольно смещаться на орошаемом участке. При этом резко возрастает повреждаемость растений и снижается равномерность дождевания, до 50% может меняться скорость движения машины в заданном направлении и норма полива.

Для устранения этого негативного явления необходимо разрабатывать системы управления, находить их оптимальную структуру, чтобы обеспечить устойчивую динамику движения ДМФД, оптимальные показатели качества полива. Обеспечение лимитируемого режима орошения, создание устойчивых систем управления, теоретическая оценка динамики работы ДМФД требуют разработки метода и методики расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса (ТП) полива, а экспериментальной оценки - дополнительно программу и методику испытаний.

Из многообразия фронтальных дождевальных машин, кроме ДМФД «Коломенка-100», нет машины, способной работать непрерывно в автоматическом режиме от закрытой сети. Для обеспечения экологической безопасности от загрязнения окружающей среды необходима машина, способная утилизировать животноводческие стоки и обеспечить высокие показатели качества.

Вредное влияние на окружающую среду оказывают продукты сгорания жидкого топлива от дизель-генераторной установки, и для обеспечения экологической безопасности целесообразно переводить ДМФД, особенно широкозахватные, на централизованное электроснабжение.

Для восстановления парка машин в течение 2...3 лет сельскому хозяйству нееобходимо поставить порядка 60 тысяч дождевальной техники, чтобы поливать в полном объеме площади орошаемых земель, причем с существенным увеличением доли фронтальных машин с высоким качеством дождя.

вании методы и средства контроля характеристик дождя мало эффективны и не учитывают энергетические характеристики дождя, регистрируемое количество капель недостаточно, обьем дождемера выбирается произвольно, порог чувствительности приборов остается без внимания, в результате чего погрешность при определении показателей качества полива достигает 40%. Разработка более совершенных методов и систем контроля параметров дождя позволила бы определить его характеристики с высокой точностью, повысить производительность труда при исследовании и испытании дождевальной техники.

Целью исследований является разработка методов, систем контроля и управления, оценка работы дождевальных машин фронтального действия, обеспечивающих высокие показатели качества выполнения технологического процесса полива, экономию водных, земельных, энергетических и материальных ресурсов и повышение достоверности получаемой информации.

Для реализации указанной цели необходима разработка:

- концептуальной модели управления и передаточных функций машин;

- методики расчета и определения динамической составляющей показателей качества выполнения ТП полива, работы ДМФД;

- физических моделей и моделирования процесса движения, форм перемещения ДМФД;

- технических решений централизованного электроснабжения ДМФД и оценка качества их работы;

- системы управления ДМФД с внесением животноводческих стоков, оценка качества работы машины;

- метода испытаний ДМФД для определения динамических составляющих показателей качества полива;

- систем контроля показателей качества выполнения технологического процесса дождевания ДМФД;

- методики контроля и расчета показателей качества дождевания, достоверной оценки создаваемого дождя.

Методология исследовании. Теоретические исследования устойчивости движения, разработка концепции, структуры и передаточных функций ДМФД, как объектов управления, синтез систем управления, методики расчета и оценка показателей качества дождевания и достоверной оценки создаваемого дождя осуществлены на основе системного подхода, системотехники, методов теории автоматического регулирования с использованием физико-математического моделирования, математической статистики и теории вероятности.

Экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях выполнены с целью проверки теоретических положений с применением физического моделирования, дождевальных машин, специальной измерительной аппаратуры и приборов.

Разработка машин, систем контроля и управления проводилось по ЕСКД. Экспериментальные исследования динамики движения, показателей качества работы ДМФД, показателей качества дождевания проводились по специально-разработанным методикам, программам, а также в соответствии ОСТ 70.11.1-74 ...ОСТ 10.11.1-2000 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей» с применением созданных измерительно-информационных систем с целью проверки теоретических положений.

Оценка работы систем контроля, обработка экспериментальных данных осуществлена методами математической статистики.

Научная новизна работы заключается в разработке концептуальной модели управления ДМФД и метода расчета динамической составляющей показателей качества производимого технологического процесса дождевания, принципов электроснабжения, технических решений построения систем управления, обеспечивающих устойчивость движения машины и заданный режим орошения, способов повышения достоверности контроля характеристик дождя, в т.ч. энергетических, и информационно-измерительных систем, позволяющих повысить производительность труда, точность измерения, объективность оценки дождевальной техники. Новизна защищена 14 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения, в т. ч. 6 на способы.

Основные защищаемые положения. На защиту выносятся:

- концептуальная модель управления и передаточные функции фронтальных дождевальных машин;

- метод определения динамической составляющей показателей качества производимого технологического процесса дождевания;

- технические решения построения системы управления ДМФД для утилизации животноводческих стоков;

- технические решения централизованного электроснабжения ДМФД;

- методика испытаний для оценки устойчивости движения ДМФД и динамической составляющей показателей качества выполняемого ТП полива;

включая энергетические, лужеобразования, времени работы и простоя поливной техники, обеспечивающих малую статистическую погрешность.

Практическая значимость работы. Рекомендуемая методика определения динамической составляющей показателей качества дождевания позволяет на стадии разработки находить оптимальные или приемлемые параметры, уставки регулятора, системы управления, режима орошения, связать воедино с параметрами машины, а предлагаемый метод испытаний оценить качество выполняемого технологического процесса, устойчивость движения машины. Оба метода могут использоваться КБ при создании дождевальных машин, МИС - при проведении госиспытаний, эксплуатационные подразделения - задании требуемых режимов орошения.

Методика прокладки направляющей движения фронтальной машины может использоваться при строительстве оросительных систем.

Созданные машины «Кубань-Э», «Коломенка-100» используются для качественного экологически безопасного орошения сельскохозяйственных культур, утилизации животноводческих стоков, устранения загрязнения окружающей среды продуктами сгорания жидкого топлива.

Созданные системы контроля и определения показателей качества работы ДМФД автоматизируют и упрощают процесс измерения и обработки получаемой информации, позволяют проводить более качественную оценку дождя, работу дождевальных машин, повышают производительность труда в десятки раз, использовались и могут применяться в НИИ, КБ, МИС на стадии разработки новой и модернизации существующей дождевальной техники, проведении испытаний, в т.ч. Государственных.

Достоверность результатов исследований подтверждена:

- необходимым объемом экспериментальных данных, полученных в лабораторных и полевых условиях при исследовании динамики движения ДМФД на физических моделях, экспериментальных и опытных образцах, проведении специальных и государственных испытаний машин, достоверности измерения систем контроля в сравнении с образцовыми приборами;

- идентичностью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Личный вклад автора. Состоит в разработке концептуальных и методических основ постановки и выполнения исследований, проведении и анализе экспериментов, оценке качества полива. Автором выполнены:

- аналитическая оценка научно-технической литературы и патентных источников по теме исследований;

- разработка концептуальной модели управления дождевальными машинами фронтального действия;

- разработка метода, методики расчета динамической составляющей показателей качества полива, спецпрограмм и методики испытаний машин по их определению;

- разработка рабочих чертежей, принципиальных и структурных схем систем с различными способами управления, изготовление двух-опорной и многоопорной моделей ДМФД, аппаратуры, оценка качества регулирования;

- теоретические и экспериментальные исследования динамики движения, качества выполнения технологического процесса полива при управлении дождевальными машинами фронтального действия «Коло-менка-100», «Кубань-Э»;

- разработка принципиальных и структурных схем информационно-измерительных систем, способов контроля размера и скорости падения капель дождя, лужеобразования, времени работы и простоя машин, методик определения характеристик дождя, в т.ч. энергетических, эрозионно-допустимой нормы полива, показателей надежности, участие в изготовлении аппаратуры;

- организация внедрения ДМФД, средств управления и контроля.

Реализация результатов исследований. Полученные передаточные

функции ДМФД, найденная обобщенная структура систем управления, разработанные метод расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса дождевания и принципы электроснабжения воплощены при создании ДМФД «Коломенка-100», «Кубань-Э», изготовлено или переоборудовано более 42 машин. На их базе созданы оросительные системы в Московской, Ростовской областях, Краснодарском крае и других регионах страны на площади порядка 6 тыс.га.

Разработанные способы повышения достоверности контроля, методики регистрации и определения показателей качества работы ДМФД позволили создать ряд измерительно-информационных систем (ИИС) и средств контроля характеристик дождя (системы «Спектр»), лужеобразо-вания и стока дождевой воды (микроконтроллерный анализатор луж МКЛ-1), времени работы и простоя поливной техники (микроэлектронный цифровой регистратор МЦР, МЦР-1), контроля и управления технологическими процессами (микроэлектронный цифровой контроллер МКЦ, МКЦ-1, микрокомпьютерный контроллер УМ), которые учитыва-

ют всю полноту характеристик дождя, в т.ч. энергетические, контролируют показатели качества с высокой точностью и повышают производительность труда в десятки раз.

Изготовлена партия вышеуказанных систем контроля и приборов (более 120 шт.), которые использовались в ФГНУ ВНИИ «Радуга» (г. Коломна), ВНИИГиМ, ВИСХОМ, МИИСП, МГУ (г. Москва), ВНИИ защиты почв от эрозии (г. Курск), СКБ «Дождь», СевНИИГиМ (г. Санкт-Петербург), Институте оптики атмосферы (г. Томск), Красноярском СХИ (г. Красноярск), ЦНИИМаш (г. Калининград Московской области) и ряде других организаций для разработки, совершенствования и поиска оптимальной конструкции различных дождевальных аппаратов, насадок и оценки качества их работы (аппараты Роса-1М,2М,ЗМ, ЗС, ДД-30, аппараты ДМ «Фрегат», дефлекторные насадки ДМ «Кубань» секторного и кругового действия, аппарат «Сила-30», аппараты ВНИИГиМ, импульсный аппарат МГМИ, насадки с ложкообразным дефлектором и т.д.) и установки их на машинах «Фрегат», «Кубань», «Коломенка-100», ДКШ «Волжанка», «Бригантина», шлейф ЭДА-400 и другой дождевальной технике. Микроэлектронные приборы внедрены в Московской, Ростовской областях, Алтайском крае, Крыму и других регионах. Результаты диссертации вошли в СНиП и РД на машину «Коломенка-100», проекты оросительных систем с ДМФД «Кубань-Э», «Коломенка-100».

Апробация работы. Основные результаты исследований по диссертации докладывались и обсуждались на Международном Российско-Египетском семинаре (Египет, г. Каир, 2004), Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие и энерго-эффективные технологии и техника в орошаемом земледелии» (ФГНУ ВНИИ «Радуга», г. Коломна, 2003г.), Международной конференции «Экологические проблемы мелиорации» (ВНИИГиМ, г. Москва, 2002 г.), 3-ей Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергоснабжение в сельском хозяйстве» (ВИЭСХ, г. Москва, 2003 г.), Международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве» (ВИМ г. Москва, 2001 г.), Всесоюзной научной конференции по вопросам обеспечения сельского хозяйства измерительными и регулирующими приборами, устройствами и лабораторным оборудованием, развитие метрологии в сельском хозяйстве («Агроприбор», г. Москва, 1975 г.), Всесоюзном совещании по проблеме 0.52.01., Управление комплексом факторов жизни растений на мелиорируемых землях (ВНИИ-ГиМ, ВНПО «Союзводавтоматика». Фрунзе, 1977 г.), Всесоюзном семинаре «Опыт электрификации сельского хозяйства на основе ускорения научно-технического прогресса» (ВИЭСХ, г. Тернополь, 1987 г.), на на-

учных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МИИСП им. Горячкина, (г. Москва 1975, 1977, 1978, 1981 гг.), семинаре «Процессы в иерархических информационных структурах» (Москва-Коломна, ВЗПИ, 1986 г.) и ряде других.

Результаты работы, системы, приборы многократно демонстрировались на ВДНХ СССР, ВВЦ и были удостоены 8 медалями и 2 дипломами, в т.ч. на 2-ой Международной выставке-ярмарке «Инновация 99. Технологии живых систем. Технологии и наукоемкая продукция» (ВВЦ, 1999 г.), Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (ВВЦ, 2002, 2003г.).

Публикация. По материалам диссертации опубликованы 64 печатные работы в центральных научных и научно-практических журналах, сборниках научных трудов, в том числе монография «Методы, системы управления, контроля и оценки качества работы фронтальных машин», получено 14 авторских свидетельств и патентов, из них 6 на способы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 318 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, общих выводов. В работе содержится ИЗ рисунков, 20 таблиц и 6 приложений. Список литературы насчитывает 286 наименований, в том числе 51 на иностранных языках.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность, сформулирована цель, даны основные-положения, показана научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе проведен анализ проблем контроля качества создаваемого дождя, направленной на разработку экологически безопасной, энергоэффективной технологии полива дождеванием, которой занимались многие ученые, в частности: Костяков А.Н., Абрамов Ф.Г., Безднина С.Я., Бородычев В.В., Беляков В.М., Бредихин Н.П, Гостищев Д.П., Григоров М.С., Губер К.В., Гусейн-заде С.Х., Ерхов Н.С., Исаев А.П., Кизяев Б.М., Кирейчева Л.В., Ковалев Н.Г., Колесник Ф.И., Лебедев Б.М., Листопад Г.Е., Лямперт Г.П., Марквардте В.М., Маслов Б.С., Миленин Б.О, Мирцхулава Ц.Е., Ольгаренко В.И., Ольга-ренко Г.В., Павловский ДЛ., Поспелов A.M., Райнин В.Е., Рекс Л.М., Филиппов Е.Г., Циприс Д.Б., Чичасов В.Я., Швебс Г.Н., Щедрин В.Н., Юр-ченко И.Ф., Конке Г., Бертран А., Гудзон Н. И и др.

Создаваемый дождь является полидисперсным. Многими учеными дополнительно предлагается оценивать дождь скоростью, количеством

движения, энергией, силой удара капель, давлением, мощностью, эрозий-ностыо дождя, коэффициентом заполнения дождевого пространства капельной водой, единичным объемом капель и другими показателями. Причем целесообразно знать и оценивать качество дождя не только средними показателями, но и спектральными как по размеру падающих капель, так и площади полива, используя широко применяемые в дождевании статистические методы. На стадии научных исследований большой набор оценочных критериев позволит более качественно оценить дождь, работу дождевальной техники, создавать ее с оптимальными параметрами. Поэтому необходима разработка достоверных методов и средств контроля характеристик дождя, особенно энергетических, способных автоматизировать процесс измерения и обработки получаемых данных, ускорить процесс оценки.

При экспериментальном определении характеристик дождя возникают методические ошибки, обусловленные конечной длительностью (временем) контроля параметров дождя, конечной выборкой количества измеряемых капель, регистрацией объема воды в дождемерных сосудах, конечным значением шага расстановки дождемеров и выборкой точек замера, количества дождемеров, интервала квантования размера капель, скорости их падения. На оценку качества дождя может оказать влияние аппаратурная погрешность, в частности, обусловленная конечным значением порога чувствительности используемых средств измерения, их основная и дополнительная погрешности. Эти вопросы мало изучены, не отражены в руководящих документах и требуют дальнейшей разработки.

Важной характеристикой дождя и показателем качества работы дождевальной техники является допустимая норма полива, которая однозначно связана с впитыванием дождевой воды в почву. Контроль и ее определение осуществляется всего на одной малой площадке, применяемые методы нарушают структуру почвы от врезания рамы, отчего возникает высокая методическая погрешность. Ручной труд снижает оперативность контроля. Целесообразно разработать более точные и автоматические средства контроля и методику определения допустимой нормы полива.

Для оценки надежности работы дождевальной техники используют простые секундомеры для хронометража работы и простоя поливной техники, а отказы фиксируются в журналах и ведомостях. Оценка производится субъективно и полностью зависит от человека, проводящего испытания. Определение показателей надежности отнимают у испытателя (исследователя) много времени. Целесообразно разработать автоматические средства регистрации, позволяющие достоверно снимать характери-

стики работы дождевальной техники, автоматически задавать режим работы и его отслеживать во времени и пространстве.

Из всех рассмотренных методов и средств контроля для оценки дождевальной техники целесообразнее всего использовать однолучевые фотоэлектрические приборы, позволяющие измерять одновременно размер и скорость капель, они дают возможность автоматизировать процесс измерения, но не содержат блоков выбраковки раздробленных и «налагаемых» капель, автоматической остановки по заданному количеству регистрируемых капель, времени измерения. Поэтому погрешность определения характеристик дождя высокая.

В последнее время предпринимаются попытки автоматизировать процесс измерения интенсивности дождя, слоя осадков. На базе общеизвестных уровнемеров создавались датчики с тензометрическими, индукционными преобразователями, в разработке которых принимал участие и автор. Они имели существенные недостатки и не нашли применения. Однако процесс автоматизации измерения был поставлен на новую качественную ступень.

Дождевальные аппараты, насадки, их расстановка еще не гарантируют высокое качество работы ДМФД. Качество работы фронтальной машины дополнительно зависит от качества работы ее системы управления. Проблеме управления ДМФД и оценке качества выполнения ТП полива посвящены работы Афанасьева В.М., Гринь Ю.И., Губера К.В., Егорова А.В., Зарицкого B.C., Курилова Ю.А., Левина А.Г., Лисунова В.И., Настенко Н.Н., Пензина М.П., Полетаева В.Д., Рекса Л.М., Федорова РЛ., Юлдашева З.Ш., James L., Me. Neill E., Ron Larsen и ряд других.

Из-за колебания и осевого смещения фронтальной машины повышается повреждаемость, а точнее заминаемость растений, снижается равномерность полива. При этом скорость машины в направлении движения может снизиться, а фактическая норма полива, по сравнению с задаваемой, увеличиться в 2 раза. Все зависит от опыта водителя-оператора машины или качества работы применяемой системы автоматического управления.Необходимо знать как статическую составляющую показателей качества полива, характеризующую работу дождевальных аппаратов, насадок, качество их расстановки, так и динамическую, характеризующую качество работы системы управления машины, ее способность обеспечить лимитируемые агроэкологические характеристики. Если статическим показателям качества полива уделяется много внимания, то динамическим значительно меньше. Без знания передаточной функции машины, ее математического описания, как объекта управления, нельзя создать ус-

тойчивую систему управления, которая обеспечила бы высокие показатели качества полива.

При создании системы автоматического управления перемещением машины в заданном направлении главным, основополагающим динамическим элементом ее является регулятор, который определяет качество работы, качество выполнения технологического процесса дождевания. Поиск вида (типа) регулятора, как динамического звена, допустимых его параметров с учетом передаточной функции машины, координаты, места его крепления - одна из главных задач оптимизации технологического процесса дождевания.

Без разработки метода, методики расчета динамической составляющей показателей нельзя создать и оценить качество работы машины и ее системы управления, которые учитывали бы особенности регулирования, связывали бы воедино параметры машины, показатели качества выполнения технологического процесса и режим орошения.

Для обеспечения жесткости конструкции и приемлемых показателей качества полива в состав системы управления многоопорных дождевальных машин вводят систему синхронизации, обычно с линейной фронтальной формой перемещения тележек. Однако показатели качества хуже, чем у машин с другими формами перемещения. Необходимо рассмотреть их и определить их статические и динамические параметры, которые влияют на качество полива.

Экспериментальные исследования, опыт, проводимые испытания дают объективную оценку теоретическим изысканиям, полученным зависимостям, расчетным параметрам, позволяют оценить итог создания дождевальных машин. Сейчас нет методики определения устойчивости движения ДМФД, системы управления, расчета и определения динамической составляющей показателей качества работы. На показатели качества работы машины оказывает влияние кривизна направляющей, необходима методика ее укладки.

Загрязнение окружающей среды от вредного воздействия животно -водческих стоков при их избытке и вредными элементами от сгорания жидкого топлива двигателей ДМФД, возрастающее уплотнение почвы под действием движителей многочисленного комплекса сельхозмашин различного назначения и выполняющих, как правило, всего лишь одну технологическую операцию, а также из-за несовершенства систем вождения, дождевая эрозия, возникающая из-за использования низкоточных или вообще отсутствующих, методов и средств контроля характеристик дождя, особенно энергетических, из-за их ошибки определения произойдет некачественное районирование дождевальных машин, другие факто-

ры приводят к неблагоприятной экологической обстановке, деградации и ухудшению плодородия почв, снижению продуктивности орошаемых земель, уменьшению отдачи от вкладываемых в производство ресурсов.

Поэтому современное направление развития дождевальных машин идет по пути их многофункционального использования и перевода на централизованное электроснабжение от стационарной электросети. К данным машинам, технологии орошения предъявляются более жесткие агроэкологические требования, обеспечение более высоких показателей качества выполнения технологического процесса.

На основе предлагаемых зависимостей, методик расчета и экспериментальной проверки целесообразно создание фронтальной широкозахватной многоопорной дождевальной машины многоцелевого использования и машины с централизованным электроснабжением, содержащей системы синхронизации и управления, обеспечивающие высокие показатели качества полива. На базе разработанных машин можно предложить более совершенные многофункциональные поливные мостовые агрегаты и, в конечном счете, перейти к мостовому орошаемому земледелию.

Поэтому главной задачей является разработка основных положений управления дождевальными машинами фронтального действия и контроля показателей качества выполнения технологического процесса полива, позволяющих создавать экологически безопасные, ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии орошения.

Во второй главе рассмотрены конструкции и технические характеристики фронтальных дождевальных машин, определена структурная схема конструкций ФДМ и выделены направления научных исследований. Основными объектами исследований являются системы и способы управления, синхронизации, дождевальные аппараты, насадки, создающие дождь, а также измерительно-информационные системы, контролирующие его характеристики и технологические показатели качества выполнения технологического процесса дождевания, работы машины, звено подачи электроэнергии на нее. В нашем случае научные и технические решения контроля и управления работой дождевальных машин фронтального действия построены на следующих концептуальных положениях (рис. 1,2).

Вначале математически описана машина как объект управления движением на орошаемом участке по направляющей, и определены передаточные функции существующих и перспективных ДМФД. При этом учитываются режим орошения (норма полива, однозначно связанная с рабочей скоростью ун и скоростью коррекции смещения машины с^) и конструктивные параметры машины (ее длина Ь и предельная скорость

а также координата ее контролируемой части). Кроме того, при математическом описании и выводе передаточных функций машин предполагается неизменность длины машины, а для ее сохранности предлагаются способы стабилизации: заданием формы перемещения тележек и их пуском в работу с разработкой оценочных статических и динамических показателей движения машины на орошаемом участке. На основе полученных передаточных функций машин произведен синтез систем управления, обоснована ее структура и параметры, уставки регулятора, исходя из лимитируемых показателей качества полива. Далее предложен метод и методика расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса полива, работы ДМФД, параметров системы управления.

Электрооборудование по надежности и КПД гораздо выше соответствующих показателей двигателей внутреннего сгорания. Предложены принципы централизованного электроснабжения ДМФД и конструктивные решения. Для изучения качества дождя, создаваемого ДМФД, ее рабочими органами, его воздействия на почву и образования дождевой эрозии рассмотрены способы контроля, повышающие достоверность измерений.

Для проверки достоверности научных положений разработаны и изготовлены физические модели, экспериментальные, опытные образцы, опытные партии фронтальных машин с подачей животноводческих стоков и электроснабжением и средств контроля интенсивности дождя, размера и скорости капель, экологически допустимой нормы полива, времени работы и простоя ДМФД. Обоснован и выбран ряд регуляторов для использования на современных машинах. На основе разработанной методики определены особенности и произведен расчет показателей качества движения моделей, ДМФД, выполнения ТП полива. Затем разработаны методики экспериментального определения показателей качества выполнения ТП полива, рекомендаций строительства направляющей при управлении движением ДМФД, набором форм перемещения, контроля характеристик дождя, эрозионно допустимой нормы полива, времени работы и простоя поливной техники. Проведены экспериментальные исследования и определены показатели качества полива, работы машин ДМФД и дана оценка достоверности научных и технических решений, достоверности контроля, обоснован и выбран дополнительный показатель оценки крупности капель. Для однозначности математического описания движения ДМФД и распространения полученной зависимости на все фронтальные машины выбраны ее входной и выходной параметры. Входным управляющим параметром предложена разность относительных скоростей

Рис. 1. Структурная схема конструкций фронтальных машин и ее элементы (объекты) научных исследований

Рис. 2. Концептуальная модель управления.

крайних тележек Дц , выходным - осевое смещение контролируемой части Определена передаточная функция ДМФД, которая включает транспортную скорость скорость контролируемой части и дли-

ну Л (м)машины и имеет вид:

= у(р)/Д ч(р) = V,.уДр2 = к„/р2,

где р - алгебраизированный оператор переменной величины;

(1)

дифференцирования

- коэффициент передачи машины как динамического звена, характеризует ее центростремительное ускорение при развороте;

(3)

(4)

кми - коэффициент передачи нелинейной части, учитывающий координату контролируемого элемента машины

- относительные величины включения приводов крайних корректируемой и некорректируемой тележек соответственно. Причем относительная величина q характеризует рабочую скорость у„ машины, задаваемую норму полива, - скорость коррекции от которой зависит равномерность распределения слоя осадков. Кроме того, V/, у„ - скорости первой и последней крайних опорных тележек, на которые подаются сигналы коррекции и движения.Зная предельную, рабочую, корректирующую скорости, длину и координату контролируемой части ДМФД, можно определить передаточные, функции конкретных фронтальных машин, которые даны в таблице 1.

Следует обратить внимание, что в случае расположения направляющей сбоку машины, когда расстояние -у^ соизмеримо с расстоянием между крайними опорами (например машина ДДА-100МА, направляющая - канал), коэффициент передачи будет отрицательным. При разработке системы управления, задании режима орошения необходимо принять меры, чтобы машина не попала в аварийную ситуацию.

С целью увеличения ширины захвата дождем создают многоопорные фронтальные дождевальные машины. Они обладают

шестью степенями свободы (перемещение и вращение вдоль координатных осей), и только одна из них (перемещение вдоль участка) является основной, рабочей. Все остальные возникают в процессе работы под влиянием дестабилизирующих факторов и являются паразитными. Многоопорная машина в ходе работы может хаотично перемещаться и отклоняться на поле, при этом заминая почву и повреждая сельскохозяйственные культуры. Для устранения этого явления необходимы системы управления по направлению движения и синхронизации перемещения опорных тележек. Система синхронизации должна сохранить длину ДМФД на протяжении всего гона и не менять расстояния между опорными тележками и общую ширину захвата. Это можно осуществить приданием определенной формы перемещения машины и порядком пуска приводов тележек.

Рассмотрены выпуклая, вогнутая, линейная и комбинированная формы перемещения многоопорной машины. В этом случае стабилизация формы перемещения может характеризоваться установившимися стрелой общего выбега (отставания) тележек машины расстоянием между крайними опорными тележками и сокращением расстояния между ними На показатели качества полива оказывает влияние

динамический процесс набора формы, который характеризуется пройденным расстоянием (длиной пути) и временем , особенно на начальном участке или промежуточном при реверсе машины. Получены зависимости для расчета вышеуказанных статических и динамических параметров при различных формах перемещения. Расчеты показывают, что для машин с параметрами ДМФД «Кубань-Л» стрела выгиба может составлять 17... 19 м, сокращение расстояния между крайними тележками 1...1,2 м, время набора формы при транспортной скорости - 17... 19 мин, путь набора - 35.. .37 м.

При реверсе машин путь и время набора могут увеличиться в 2 раза, если использовать один вид формы. Это обстоятельство необходимо при разработке машин и технологии полива.

Если система управления (СУ) движением по направляющей будет содержать только пропорциональный регулятор (усилитель), контролировать лишь отклонение машины и устранять его, то ДМФД будет совершать автоколебательные движения, скорость и норма полива изменяться в 2 раза по сравнению с задаваемыми. Если СУ будет содержать только дифференциатор, дифференцирующее устройство, то ДМФД будет двигаться параллельно заданному направлению, постоянно смещаясь в сторону от возмущающих воздействий, все больше и больше заминая растения.

Таблица 1. Передаточные функции дождевальных машин фронтального Действия

№ п/ п Машина Скорость коррекции V,, м/с Уравнение коэффициента передачи Значение коэффициента передачи, м/с2 Расположение каправляю-

1 Кубань-М, Э2, Таври* 0,00075...0,0075 к " 21 (9,2... 92)-Ю-" Подсиради-нойДМ

2 Кубань-Л, Зимматик 0,0008... 0,008 2£ (8,5...85>10® Под серединой ДМ

3 Кубань-Э1 (ЭЗ) 0,0008... 0,008 2Ь (8,4...84>10* Под серединой ДМ

4 Мини-Кубань-ФШ 0,0003... 0,0058 '~ 21, (12,47... 249,4)-10"8 Под серединой ДМ

5 Мини-Фрегат-ФШ 0 " 2¿ (8,5... 28,4)-10"8 Под серединой ДМ

6 Каравелла 0 * 2!. (2,4... 7,4)-10"® Под серединой ДМ

7 Миии-Кубань-ЛШ 0,00075... 0,0075 к, =?'•?/и-К 2=ЯУ,/21 (333-..333) 10-8 (8,3... 83> Ю-' Сбоку ДМ

8 Ладога 0,0003... 0,0075 К~2=яУг/и (8,1...204> 10'* (2...51> 10"* Сбоку ДМ

9 Коломенка-100 0,0003... 0,037 *.3 -чУ1и- (14,5...362,2)- 10"8 (2,2...350> 10-" Сбоку ДМ

10 ДФ-120 Днепр 0,035 4537-10-" 1134.10"* Сбоку ДМ

11 Агрегат ДЦА-100МА: Передний ход Задний ход 0 0 « .21 " и (4,4... 63> 10л (2,4...24,1> 10"* Между гусеничным приводом и опорами

12 Агрегат ДДА-100МА: Передний ход Задний ход 0 0 '«-НУ! (15,б...222,4> |(Г* -(б,7...95^> 104 (8,4... 84> 10"* -(3,6...36,1> Ю"" Над каналом на расстоя-нии /,=1м от бли-жай-шей гусеничной опоры

Чтобы машина обеспечила высокое качество полива, СУ, как минимум, должна контролировать смещение и скорость отклонения или угол поворота ДМФД, т.е. содержать форсирующее динамическое звено. В этом случае движение машины в заданном направлении будет стабильным и показатели качества выполнения ТП определяются лишь рабочими органами и их расстановкой. В общем виде структурная схема СУ показана на рис. 3.

Простейшим регулятором, форсирующим динамическим звеном, может быть пропорциональный регулятор, вынесенный вперед по ходу движения машины.

—(8Н ед

Щр)

Рис. 3 Структурная схема системы управления:

передаточные функции регулятора машины обратной

связи

Исходя из допустимого порога отклонения (м) и движении машины с транспортной (максимальной) скоростью, когда процесс регулирования будет самым сложным, длину штанги для выноса пропорционального регулятора можно определить по следующей зависимости, чтобы было апериодическое затухание отклонения:

Для широкозахватных машин, типа ДМФД «Кубань-Л», длина выносной штанги должна быть порядка 25...30 м. Из-за трудности реализации длинной штанги целесообразно использовать Комбинированные регуляторы, контролирующие смещение и скорость отклонения машины и вынесений вперед по ходу движения на ограниченную длину. Причем технически целесообразно применять нелинейные регуляторы, которые нередко приводят к помехоустойчивости, повышению качества полива, уменьшению их стоимости.

Чтобы создать машину, ее СУ с требуемыми показателями качества выполнения ТП, необходимо их рассчитывать, исходя из конструктивных параметров ДМФД и лимитируемого режима орошения. Для этих целей разработана методика расчета. Нами предлагается фазовый метод расчета траектории движения, динамической составляющей показателей качества полива, работы ДМФД, используя зависимость скорости отклонения у^ от ее смещения Для каждого отдельно взятого участка обоб-

щенное уравнение фазовой траектории отклонения машины будет иметь вид

(5)

(6) (7)

где Ад = д - дк.

Максимальное отклонение машины можно определить как

2 к.

'К.,

Утях/

•Ад-у,-уу

2к.„ '/е.,

(м)

(8)

ИМ МП

•Ад

По уравнениям участков, координатам характерных точек строятся фазовые траектории движения машины. По уравнениям фазовых траекторий участков, координатам характерных точек вычисляют графики, траектории или зависимости отклонения контролируемой части машины от пройденного пути у-/(з) или времени движения у =/(0.

При прямолинейном движении машины под углом к заданному направлению, когда скорости обеих крайних тележек равны номинальной отрезки пройденного пути на участке от точки (отклонение , скорость смещения Vу,) до точки 1+1 (отклонение у,+\ , скорость смещения та же) и времени движения можно вычислить по следующим зависимостям:

(М), А'» (с)- (9)

А»- =0ы -У1)\М—1=(Уы~У1)

'У > У

При коррекции движения машины, когда скорости крайних тележек не равны пройденный путь и время, затраченное на прохожде-

ние данного пути, равны:

(м)

V, -у/

(с)

(10)

Отмечая осевое смещение контролируемой части машины на оси 0у и последовательно отрезки пройденного пути затраченного времени на оси строим графики траектории, перемещения машины в за-

данном направлении по полю и ее отклонение во времени

Траекторию движения, колееобразование остальными опорными тележками можно определить по контролируемым, с учетом коэффициентов передачи нелинейной части подставляя в уравнение координату удаления опорных тележек от первой.

Для центра машины вычисляется коэффициент снижения скорости:

кф------

(П)

Коэффициент увеличения нормы полива кт или рабочей уставки регулятора можно рассчитать как

кт ~ к ф •

Коэффициенты избыточного, недостаточного и эффективного полива можно вычислить как

(13)

(14)

доля площади, где

где: 1К - длина консоли, ее дождевого облака; идет переполив или недополив.

Эти выражения справедливы для машин типа ДДА-100МА. Для машин типа ДМ «Кубань-Л» эти зависимости имеют вид

(15)

Однако при отсутствии возмущений, наличии нелинейного регулятора с зоной нечувствительности, машина часть пути может двигаться без коррекции и без переполива. Во время коррекции переполив происходит лишь на определенной части. Это зависит от типа регулятора системы управления каждой конкретной машины.

В этом случае коэффициент избыточного и эффективного полива равен

(16)

Повреждаемость растений многоопорной фронтальной дождевальной машиной зависит от количества опорных тележек ширины следа колес и амплитуды отклонений тележек от заданного направления.

Повреждаемость растений можно определить по следующим зависимостям при контроле смещения крайней тележки умпи центральной тележки

(17)

При наличии возмущающих воздействий, например из-за отклонения направляющей, в данные уравнения добавляется амплитуда отклонения.

Зная величину повреждаемости растений, который обычно не превышает 0,02 (2%), можно определить допустимую величину отклонения контролируемой тележки машины как: к.Ь Ък

= V. < —----

Уд=у

2п

У*

9 + 9»

(18)

Предлагаемый метод позволит рассчитать динамическую составляющую показателей качества полива, режим орошения, определить траекторию движения, создать машины с лимитируемыми показателями и заданными параметрами.

Из всех рассмотренных технических решений централизованного электроснабжения построения фронтальных дождевальных машин с переменным трехфазным током рекомендованы подача энергии по гибкому кабелю, расположенному в канале с водой, через гибкий кабель, намотанный на барабан, который расположен на автономной или центральной тележке, по троллеям с токосъемом через штанги от троллейбуса, по двум коротким передвигаемым токосъемам, гибким кабелям, наматываемые на 2 барабана, которые расположены на машине. Для этих технических решений обоснованы и выбраны параметры орошаемого участка. Площадь орошаемого участка зависит от длины машины (ширины захвата дождем) и ее гона. Гон машины (длина участка) зависит от многих факторов, в том числе от зоны применения по увлажненности территории, интенсивности дождя, его качества, впитывающей способности почвы, состояния агро-фона, рельефа и уклона поверхности, технико-эксплуатационных характеристик. При. переводе данных машин на централизованное электроснабжение площадь орошения может ограничиваться допустимой длиной токопроводников и зависит от потребляемой мощности, допустимых потерь напряжения, принципа построения, удельной электропроводимости токопроводников и механической нагрузки на машину со стороны системы, звена передачи электроэнергии на ДМФД. Обоснованы и выбраны допустимые потери напряжения в токопроводниках, длина и сечение токопроводников, определены длина и площадь орошаемого участка при расположении подстанции в начале и середине канала, допустимое усилие на машину со стороны звена подачи электроэнергии.

Разработан ряд способов снижения методических и приборных погрешностей контроля показателей качества. Чтобы с минимальной погрешностью определять характеристики дождя, нужно выбрать оптимальную площадь измерения, приемную площадь прибора. Ее минимальный размер ограничивается долей или соотношением раздробленных капель о края приемного устройства, а максимальный - долей или соотношением «налагаемых» или одновременно находящихся в измеряемом пространстве капель.

Предложены зависимости для расчета доли, соотношения раздробленных капель о края приемного устройства при использовании круглой, квадратной и прямоугольной формы, исходя из экспоненциального и нормального законов распределения капель, а также доли, соотношения

«налагаемых» капель, исходя из закона Пуассона появления капель в рабочем объеме прибора и для шести самых применяемых методов измерения. Доля раздробленных капель одинакова для квадратной и круглой форм приемного устройства при равной ее стороне и диаметре. Однако, при использовании круглой формы доля «налагаемых» капель будет меньше на 21,5%, чем квадратной. При прочих равных условиях выбор круглой формы более предпочтителен. При оптимальном диаметре порядка 5...6 см приемного устройства однолучевого фотоэлектрического прибора совокупное отношение бракованных капель будет минимальным и может снизиться до 10%.

Целесообразно производить выбраковку раздробленных и «налагаемых» капель, чтобы снизить погрешность определения характеристик дождя. При автоматизации измерений в приборе обязательно должен иметься блок выбраковки таких капель. Выбраковка приведет к потере части капель. Из-за потери появится также погрешность просчета при определении энергии, мощности, объема воды и других абсолютных характеристик дождя. Чтобы устранить погрешность от просчета капель необходимо использовать количество капель, собираемых дождемерными сосудами, датчиками - дождемерами интегрирующего типа, применяемые при измерении слоя осадков, интенсивности дождя. Используя показания дождемера и устройства, измеряющего размер и скорость отдельно падающих капель, можно восстановить их количество. Автором предложен метод и зависимости для восстановления просчитанных и отбракованных капель. При этом диаметр приемной площади дождемера должен быть не менее 0,1м, чтобы погрешность не превышала 1-2%. Для измерения среднего диаметра капель, чтобы погрешность от дробления и наложения была минимальной, нами предлагается лазерный способ и устройство определения параметров дождя.

Предложено определять требуемое количество дождемеров г, исходя из относительной погрешности определения объема дождевой воды на площади полива.

Рассмотрены различные схемы расстановки и для них автором определены зависимости для выбора необходимого количества дождемеров, можно рассчитать как:

вдоль радиуса с равным шагом 2 = 1/53, (19)

квадратной, общее количество 7. — 4/б5, (20)

вдоль радиуса с равными концевыми зонами г = 1/25,, (21) прямоугольной, общее количество Т. — 1/5„6В)(22)

где 65,5^ 5в - относительная погрешность от вариации площади, сторон прямоугольника. Анализ показывает, что при расстановке с рав-

ными по площади кольцевыми зонами требуется в 2 раза меньше дождемеров. При рекомендуемом шаге расстановки программой Госиспытаний, ошибка расчета объема воды может составить 14...33 %. Целесообразно уменьшить шаг расстановки.

По мере удаления от дождевального аппарата размер капель увеличивается. Поэтому в дождевании справедливо принято измерять размер капель вдоль радиуса. При определении средних значений слоя осадков, интенсивности дождя по площади с точностью не менее 10% потребуется расставлять порядка 10 дождемеров вдоль радиуса и 400 дождемеров по всей площади захвата дождем, средний размер капель достаточно измерять вдоль радиуса захвата в 10 точках.

Достоверность определения характеристик дождя зависит от количества регистрируемых капель. Чем больше их измеряется, тем точнее будут рассчитаны показатели оценки качества дождя, тем объективнее будет произведена оценка работы ДМФД. Однако, чрезмерная регистрация капель приведет к увеличению времени измерения, проведению опыта, а, следовательно, срока доводки машин. Предложены зависимости для расчета количества регистрируемых капель, собираемого объема воды в дождемере времени проведения опыта при определении среднекуби-ческого диаметра П„, объемных nv, энергетических nw и динамических П<р характеристик дождя, исходя из точности их определения 5 и предположения, что вероятность регистрации капель в каждом классе измеряемых выборок подчиняется закону Пуассона, а скорость линейно связана с диаметром. Они имеют следующий вид.

"л/20 + Г 3-5,

S - J™ = _I6_ _ 720 л/70 _ 4,5 6,4

■fiû V«7 V"7 ' 4»l"Фь fil '4*1

t (23)

где dh, p, S - среднекубический диаметр капель, интенсивность дождя, приемная площадь дождемера.

Анализ показывает, что для определения интенсивности дождя, слоя осадков и других производных показателей качества полива на их основе с точностью менее 1% необходимо регистрировать объем воды в дождемере порядка 250 см3. Этот же объем определяет и минимальный объем дождемера. Время проведения опыта может составлять 0,75...2 часа. Для определения среднекубического диаметра с точностью не менее 5% необходимо контролировать размер у более 1300 капель. Для контроля энер-

3,327 Й = — 20 252 . 20 70

—ГГ-. "у с2 . г-...—г-. г-»тг

20 20 252

S4 "sy

_ 720

4»l

гии капель дождя и ее производных характеристик, в частности удельной мощности дождя, с погрешностью не более 5% целесообразно контролировать диаметр и скорость не менее 8... 10 тыс. капель, при определении давления дождя на почву и других производных характеристик количества движения не менее 8...28 тыс. капель.

Чтобы снизить погрешность при определении показателей качества полива, особенно, когда площадь элементарных зон и время полива на них, приемная площадь прибора и время регистрации неодинаковы, автором предложен способ, по которому целесообразно при расчетах характеристик дождя учитывать зональный коэффициент коррекции. Он учитывает, во сколько раз измеренный или вычисленный по показаниям прибора с приемной площадью и временем регистрации параметр отличается от истинного, характеризующего площадь и время полива зоны.

Для определения эрозионно допустимой нормы полива, чтобы снизить статистическую погрешность до 1%, предлагается контролировать лужеобразование, сток воды на 100 элементарных площадках.

Для определения показателей надежности работы дождевальной техники, ее эксплуатационных показателей вместо ручного хронометража предложен автоматический хронометраж в реальном масштабе времени, где фиксируется начало, конец и время работы машин, ее автономных единиц или продолжительность технологических операций.

Сформулированы основные требования к методам, средствам контроля и определения показателей качества работы дождевальной машины.

Все предложенные способы снижают погрешность определения показателей качества полива, работы ФДМ

В третьей главе для экспериментальной проверки результатов научных положений разработаны двухопорная и многоопорная физические модели с коэффициентом подобия 1:100 и системы управления ими (рис.4, 5). По предложенному фазовому методу проведен расчет траекторий движения моделей показателей качества их работы при различных начальных углах установки <ро, осевом смещении у« длине выносной штанги порога чувствительности а также проверка работы систем синхронизации при различных формах перемещения.

Рассчитаны траектории движения, показатели качества работы двухопорной модели, когда регулятор находится в центре, с выносом по ходу движения и законами регулирования вида:

- 1 у > а.

1 у < -а.

Рис.4 Физическая модель МЗ двухопорной фронтальной машины: 1 - опорная тележка; 2 - планка, 3 - штанга; 4 - плата датчика контроля осевого смещения; 5 - направляющая; 6 - электродвигатель ДСД-П1; 7 - реле РЭС-34; 8 - самописец; 9 - источник питания; 10 - бумажная лента (миллиметровая)

Рис 5 Физическая модель М2 многоопорной фронтальной машины: 1 - опорная тележка; 2 - блок логики; 3 - пульт управления; 4 - источник питания; 5 — прочет

Расчетами определено, что движение машины имеет колебательный характер, скорость движения снижается, норма полива увеличивается в 2 раза без выноса регулятора. С выносом регулятора движение мо-

дели стремится к прямолинейному со смещением на величину порога чувствительности, показатели качества определяются только дождевальными насадками и их расстановкой.

Движение многоопорной модели также колебательное, как у двух-опорной, при том же первом законе регулирования.

На основе результатов теоретических исследований разработана система управления работой однокрылой ДМФД «Коломенка-100» для внесения животноводческих стоков. Она предназначена для орошения кормовых, технических и высокостебельных культур, многолетних трав, лугов и пастбищ. При использовании машины не требуется специальной планировки поля.

Дождевальная машина «Коломенка-100» (рис.6) выполнена в виде девяти ферм, шарнирно связанных между собой и опирающихся на 10 опорных тележек с асинхронным электроприводом. На фермах находятся дождевальные аппараты типа «сегнерово колесо», которые, вращаясь, разбрызгивают поливную жидкость. Подача в машину поливной жидкости в движении осуществляется при помощи двухзвенного шарнирного механизма, который одним концом соединяется посредством шарового соединения с трубопроводом машины, другим опирается на энергетическое устройство. Энергетическое устройство представляет собой самоходную дизель-генераторную установку, в конструкции которой имеется задвижка с электроприводом" и подсоединительный телескопический трубопровод, при помощи которого реализуется подача жидкости к машине от гидранта закрытой оросительной сети.

При поливе машина движется по участку в старт-стопном режиме. В течение 50 секунд машина перемещается с постоянной скоростью. После каждого шага движения следует пауза. Пауза может быть различной продолжительности. Этим обеспечивается выдача требуемой поливной нормы. После подключения машины к гидранту оператор запускает дизель-

генераторную установку, осуществляет подачу электроэнергии на машину, открывает задвижку с электроприводом и производит пуск машины. Далее движение и полив происходит в автоматическом режиме. По окончании прохода машина автоматически останавливается и прекращается полив путем автоматического закрытия задвижки с электроприводом. После отключения от гидранта оператор перемещает энергетическое устройство к следующему гидранту. Управление движением при этом осуществляется с помощью дистанционного пульта. После подключения телескопического трубопровода к гидранту сети оператор осуществляет пуск машины и полив на новой позиции.

Рис. 6. Дождевальная машина «Коломенка—100»:

1 - энергетическая тележка; 2 - водозаборный 2х- звенник; 3 — трубопровод

сети; 4 - гидрант; 5 - направляющий кабель; 6 — первая опорная тележка;

7 - дождевальное сегнерово колесо; 8 - ферма; 9 - промежуточная опорная те-

Полив водой совместно с животноводческими стоками требует периодической промывки машины. Для этого на ее конце установлена электрозадвижка (концевая задвижка), которая периодически открывается и закрывается. Длина машины между крайними опорными тележками составляет 405 м, максимальная транспортная скорость машины ут = 2,35 м/мин. Заданная норма полива обеспечивается регулированием скорости движения машины в пределах 0,1...2,35 м/мин. Машина поливает поля шириной 450 м за счет использования дополнительных консолей с обеих сторон машины и длиной до 20 м.

Для обеспечения устойчивого движения в состав машины входит индукционная система управления и параллельно гидрантам возле первой тележки проложен направляющий кабель на глубине 0,7 м. Расстояние между гидрантами равно 108 м. Для подвода воды! и живстоков приме-

И И

г-

нялся закрытый оросительный трубопровод РТЯ-220 с расходом воды 100 л/с.

Разработанные основные требования и система управления, которые заложены в ее конструктивных решениях, позволяют машине двигаться с выпуклой формой перемещения и последовательным пуском тележек от центра к крайним тележкам. Система выполняет различные режимы орошения с постоянным шагом перемещения (время движения t„ = 50 С = = const), что обеспечивает более высокую равномерность полива.

Для устойчивого движения машины без существенных отклонений и достижения высоких показателей качества ее работы в закон управления введен ряд зон регулирования по осевому смещению машины с контролем максимального отклонения и последующим нулевым порогом чувствительности по скорости отклонения Структурная схема машины, как объекта управления, показана на рис.7.

Рис. 7. Структурная схема системы управления ФДМ «Коломенка-100» с передаточными функциями звеньев: АУР„ - регулятора (ЦПУ); - нелинейной и - линейной части машины; у, и Г- задающее и возмущающее воздействие

Был предложен и апробирован нелинейный закон регулирования с 3 рядами его параметров WpU = А^.Уу), которые описаны следующей системой уравнений при норме полива 50 м3/га.

а нелинейную часть машины как:

Для определения устойчивости работы системы управления и динамических показателей качества полива с указанным регулятором определили фазовую траекторию и траекторию движения машины по орошаемому участку при следующих начальных условиях: осевое смещение машины у\ = 0; начальный угол поворота машины ф] =1°, 2°. Анализ поведения системы с описанным регулятором показывает, что она устойчива, имеет затухающие осевые колебания и стремится двигаться вдоль кабеля без отклонений. Показатели качества полива определяются аппаратами сегнерово колесо и их расстановкой. Выбраны оптимальные значения уставок коррекции регулятора с тем, чтобы машина не выходила из заданной зоны В данном случае параметры такого регулятора зависят от амплитуды колебаний направляющего кабеля и длины волны Для восьми равномерных градаций допустимой зоны смещения машины у„ предложено следующее текущее время коррекции ; 46, 42, 36, 30, 25, 20, 14, 8с. При этом определено, что можно допускать амплитуду отклонения кабеля до чтобы машина не выходила из зоны регулирования

С участием автора разработаны технические требования и реализовано четыре технических решения централизованного электроснабжения фронтальных многоопорных дождевальных машин «Кубань-Э». Они разработаны на базе дождевальной машины «Кубань-Л» со степенью унификации узлов более 70%. Полностью унифицированы - тележки, фермы водопроводящего трубопровода, всасывающий фильтр, система синхронизации движения тележек, консоли (по механической части машин), СУЭ с приборами управления тележек (приборы ПСЛ-П и ПСЛ-К) и системой управления машин по курсу, типы дождевателей и схема их расстановки на водопроводящем трубопроводе.

Основными отличиями от конструкции машины «Кубань-Л» являются следующие узлы машины:

- энергетические установки, в которых для привода водяного насоса используется электродвигатель 4Л28084У3 мощностью ПО кВт, опытный водяной насос марки К250-175-400/2 с расходом воды 200 л/с при полном напоре 39,5 м и максимально потребляемой мощностью 105 кВт, вакуумный насос ББИ1 -0,75 ОСТ 26-12-1113-74; понижающий трансформатор для электропитания СУЭ; щиты управления (БС и ШУЮ с БОУ) машины.

Оборудование энергетических установок монтируется на центральной тележке, жестко связанной с фермой стойками;

- комплект оборудования, обеспечивающего подвод электропитания от внешней сети электроснабжения к СУЭ движения машины и электродвигателям водяного и вакуумного насосов. Системы управления электродвигателями водяного и вакуумного насосов во всех модификациях машин «Кубань-Э» идентичны.

Подвод питания к машине «Кубань-Э2» производится гибким кабелем, который подвешивается над каналом к ферме машины через устройство защиты от предельного натяжения. Принципиальным конструктивным отличием машин «Кубань-Э 1 и «Кубань-ЭЗ» с подводом питания по коротким токосъемам является расположение вьюшек и способ укладки кабеля на кабельные поддержки. Система подвода по троллейным линиям троллейбусного типа состоит из опор, установленных на краю поля, троллей, штанг для съема электроэнергии, платформы, установленной вместо консолей на концевой опорной тележке, и гибкого кабеля, проложенного по крылу машины. Система подвода с кабельным барабаном на автономной тележке состоит из автономной тележки, на которой установлен барабан с подводящим кабелем, систем управления и синхронизации ее движения.

Технология выполнения процесса полива машинами «Кубань-Э» заключается в следующем. На машины по системам электроснабжения подастся напряжение. Машина запускается в работу, поливает все поле в автоматическом режиме. В конце поля или после вытяжки гибкого кабеля она автоматически останавливается. Технология полива та же, что у ДМ «Кубань-Л».

Далее была разработана структурная схема СУ машин «Кубань-Э», когорая показана на рис.8.

Рис. 8 Структурная схема системы управления ФДМ «Кубань-Э»

Регулятор управления ФДМ «Кубань-Э» описывается следующей системой уравнений:

-0,65 при 156,5у, + у-0,02£0 у, ¿у>0 =-1,68-10"4м/с у,., >0,04м

-0,65 при 156,5^+у-0,015к0 V, = у,0 =-1,68-Ю"4 м/с <0,04м

0 при ЮОу^+у-0,02^0 у, <-1,68-Ю"4 м/с У», <0

^ 0,65 при 156^+^+0,02^0 у, <. 1,68'Ю-4м/с у„„ <-0,04м

0,65 при 156,5у,+у+0,015:£0 V, £1,68-10'4 м/с У™, >"0,04м

О при 100уу+.у + 0,02£0 1,68-Ю"4м/с£ уу £-1,68-10~4 м/с

По разработанной методике построены графики отклонения машины в заданном направлении с учетом гистерезиса микропереключателя и без него при следующих начальных условиях: угол установки машины <р„ = 0,917° (55 минут), ц = 0,9, qк = 0,25. При этом учтены конструктивные параметры машины и регулятора: расстояние между крайними тележками Ь = 745 м; транспортная скорость машины ут = 0,033 м/с, расстояние от регулятора (ПСК) до центра ДМФД /ш = 3,05 м; порог чувствительности ПСК по осевому смещению прекращение корректирующего воздействия на двигатели крайних тележек при обратном ходе штанги ПСК и уменьшении отклонения от максимального на При малых отклонениях с учетом гистерезиса микропереключателя ПСК корректирующее воздействие снимается при отклонении штанги _уг =0,015 м. Если учитывать гистерезис микропереключателя, то машина будет совершать автоколебания порядка ± 0,02 м, если не учитывать - будет двигаться прямо со смещением + 0,02 м или - 0,02 м. Коэффициенты эффективного полива, недополива и переполива, скорость машины, норма полива будут определяться конструкцией машины и уставкой основного таймера системы управления. Коэффициент повреждаемости растений определяется следом колес тележек и дополнительной зоной смещения их ± 0,02 м.

Для оценки качества дождя были разработаны измерительно-информа-ционные системы «Спектр». В состав этих систем входят фотоэлектрические датчики и датчики слоя осадков.

Фотоэлектрический датчик предназначен для преобразования размера и скорости капель в электрический сигнал с пропорциональной амплитудой и длительностью, разработан на базе датчика конструкции Исаева А.П., Цуканова В.К. и усовершенствован автором.

При разработке систем были вания и неравновесного моста на

БИБЛИОТЕКА 05 $00 дет

щеиием согласующих и усилительных устройств в корпусе датчика и длиной кабеля 100 м. Принципиальная схема и конструкция датчика прямого преобразования показана на рис. 9.

Лампа 1 (рис. 9) излучает радиальный свет. Он преобразуется конденсором 2 и регулируемой щелевой диафрагмой 3 в плоскопараллельный луч 6. Этот луч проходит через заборную камеру, ограниченную приемной воронкой 4, предохранительную диафрагму 7 и попадает на объект 8, в фокусе которого расположен рабочий фотодиод VI.

Рис.9 Фотоэлектрический датчик прямого преобразования: 1 - лампа; 2 - конденсор; 3 - диафрагма; 4 - воронка; 5 - капля; б - луч; 7 - предохранительная диафрагма; 8 - объектив; 9 - усилитель.

Капля дождя 5, попадая в приемное отверстие, пересекает плоскопараллельный луч. Происходит ослабление освещенности фотодиода, меняется его проводимость. На последовательно соединенном с фотодиодом сопротивлении R1 появится переменное напряжение куполообразной формы, которое поступает на усилитель, собранным на транзисторе V4. Для согласования работы преобразователя и усилителя введен повторитель, собранный на транзисторах V2, V3.

Зависимости амплитуды сигнала 1/т от диаметра капли dи скорости V от времени //, ее пролета луча высотой А, имеют вид:

При малой высоте луча амплитуда сигнала характеризует диаметр капли. Определено, чтобы ошибка измерения диаметра преобразования из-за нелинейности не превышала 0,1 мм, высота луча должна быть не

более 0,3 мм. При такой высоте луча единичный рабочий объем мал ве-Г™ть одновременного «наложения» капель в луче минимальна. При * * мм желательно снимать тарировку. Неискаженный сигнал имеет одно экстремальное значение. Предусмотренные конструктивные и электрические регулировки позволяют оперативно настраивать датчик изменять его чувствительность.

Датчик слоя осадков (ДСО) предназначен для измерения слоя осадков, интенсивности дождя и восстановления количества просчитанных при регистрации капель. Конструкция и электрическая схема датчика показаны на рис.10. Разработан автором совместно с Филипповым Е.Г. Кистановым А.А. и Галкиным А. В.

Датчик выполнен в виде двух цилиндров, вставленных один в другой. Между внешним 3 и внутренним 4 цилиндрами накапливается дождевая вода 2, собираемая сменной воронкой 5. Внутренний цилиндр покрыт тонким слоем диэлектрика и выполняет роль электрода конденсатора. Вторым электродом является дождевая вода, электрический контакт которой осуществляется с помощью внешнего цилиндра. Оба цилиндра закреплены герметично в пазах основания 1.

Рис. 10 Принципиальная схема датчика слоя осадков-

СТР?ЩИЯ: !* °С"0ВанИе; 2 - до»«евая 3 - внешний цилиндр; 4-внутреннии циливдр; 5 - сменная воронка; 6 - резиновая крышка; 7-генератор;« - электромагнит; 9 - узел слива; 10-подставка; б-электронный гене-

Для температурной стабилизации, уменьшения влияния электропомех электронная схема генератора 7 помещена во внутренний цилиндр Температура в полости цилиндра определяется температурой дождевой

воды, колебания которой меньше колебания температуры окружающего воздуха. Кроме того, внутри этого цилиндра размещен электромагнит слива воды 8. Сверху цилиндр закрывается резиновой крышкой 6. Слив воды из датчика осуществляется дистанционно через отверстие основания поворотом клапана 9, который приводится в движение электромагнитом слива. Датчик размещен на подставке 10. Для получения статистически устойчивых показаний объем датчика равен 250 см .

Уравнение периода следования сигналов Тв зависимости от объема дождевой воды Уд слоя осадков к имеет вид:

Величина, обратная периоду, определяет частоту выходного сигнала датчика. Датчик позволяет определить объем дождевой воды, слой осадков и интенсивность дождя, причем можно получать статистически устойчивые показания с ошибкой, не превышающей 1%.

Сигналы с датчиков поступают на вторичную аппаратуру. ВНИИ «Радуга», ВНИИГиМ, ВИСХОМ, МИИСП, ИОА с непосредственным участием автора были созданы информационно- измерительные системы (ИИС) «Радуга», «Автодождемер», «Спект» и «Спектр-1». Они разработаны на базе Государственной Системы Приборов (ГСП) «Спектр» и анализатора импульсов АИ-128. Полный комплект ИИС «Радуга» включает в свой состав до 400 датчиков слоя осадков, система «Спектр» - 10 фотоэлектрических датчиков и 20 датчиков слоя осадков. Разновидностью данной системы является ИИС «Спектр-1», которая служит для экспресс-анализа в полевых условиях распределения капель по их размеру, и включает 1 фотоэлектрический датчик, шкаф лотки работы, анализатор АИ-128 со своим блоком печати Б3-15м.

В настоящее время разработана автоматизированная информационно-измерительная система «Спектр-3» на базе портативного компьютера. В ее состав входит до 8 фотоэлектрических датчиков и датчиков слоя осадков.

Работа системы заключается в следующем. Датчик размера и скорости падения капель устанавливается в какой-либо зоне действия дождя. Капли дождя пролетают через водоприемное отверстие фотоэлектрического датчика и пересекают плоский световой луч. Освещение фотоприемника уменьшается и на выходе датчика появляется последовательность куполообразных электрических импульсов. Эти импульсы по кабелю связи поступают в блок согласования, анализа и определения параметров электрических сигналов (измерительный блок). Определяется амплитуда,

время пролета каждой капли через световой луч, ширина импульса. При этом выбраковываются электрические сигналы, полученные при одновременном нахождении в луче нескольких капель. Бракуемые электрические сигналы отличаются по форме, имея 2 и более максимальных значений в отличие от одиночных, которые имеют одно экстремальное значение.

Компьютер вычисляет размер, скорость, распределение капель, объема (массы) воды, энергии, количества движения по диаметру капель и их производные характеристики. Кроме того, определяется интенсивность, удельная мощность и давление дождя. Для всех систем разработаны программы математической обработки получаемой информации. Разработан способ и измерительный комплекс для определения эрозионно-допустимых поливных норм и параметров впитывания воды в почву в полевых условиях.

Для эксплуатационной оценки, надежности работы дождевальных машин разработан ряд приборов, позволяющих отдельно и одновременно (до 30 параметров) контролировать продолжительность работы и простоя дождевальной техники и ее элементов в календарном масштабе времени, регистрировать до 4000 циклов срабатываний (присоединений к гидрантам оросительной сети, нарушений регулировок и других показателей), вести хронометраж от 15 до 30 суток с дальнейшим вводом информации в компьютер и ее обработкой.

Все вышеуказанные информационно-измерительные системы, приборы резко повышают производительность труда, достоверность и объективность оценки поливной техники.

В четвертой главе представлены основные результаты экспериментальных исследований достоверности научных положений по контролю, управлению работой ФДМ и оценке качества выполнения технологического процесса полива.

На физических моделях исследовался характер динамики смещения машины, достоверность теоретически полученных передаточных функций машины, ее математического описания как объекта управления, равнозначности выноса контролирующего устройства вперед по ходу движения как ввода в передаточную функцию системы управления форсирующего динамического звена. Исследования проводились при шести начальных положениях двухопорной модели с выносом регулятора, так и без его выноса. Результаты экспериментальных исследований отклонения двухопорной модели машины при начальном угле ее установки 15° без выноса и с выносом устройства контроля на 108 мм были нанесены на

ранее теоретически полученные траектории движения даны на рис.П. Ошибка не превышала точности линейных измерений (± 0,5 мм).

Колебательный с постоянной амплитудой и периодом характер отклонения модели машины без выноса устройства контроля смещения подтверждает, что машину можно описать дифференциальным уравнением второго порядка, ее передаточную функцию — интегрирующим звеном второго порядка с коэффициентом передачи, характеризующим центростремительное ускорение. Вынос вперед устройства контроля приводит к апериодическому уменьшению бокового отклонения и равносильно введению в цепь системы управления форсирующего динамического звена.

Экспериментальные исследования динамики движения многоопорной модели машины проводились при различных ее смещениях, порогах чувствительности и формах перемещения тележек. Результаты теоретических и экспериментальных исследований динамики движения многоопорной модели машины показаны на рис.12.

Рис.11. Траектория движения двухопорной модели машины МЗ: 1 ,о - без выноса, 2,* - с выносом устройства контроля отклонения

Колебательный характер движения многоопорной машины без выноса регулятора идентичен теоретическому. Подтверждено, что многоопорная машина описывается тем же дифференциальным уравнением, той же передаточной функцией. Динамические процессы движения многоопорной машины по заданному направлению при сохранении формы перемещения опорных тележек можно описывать как у двухопорной.

Экспериментальные исследования качества выполнения технологического процесса и работы ДМФД «Коломенка-100» проводились по

зга в

Пройденный путь, мм

спецпрограммам и определялись показатели при управляющих и возмущающих воздействиях с различными режимами полива. Результаты исследований динамики движения ДМФД «Коломенка-100» при начальном угле ее установки 1° и 2° и режимах орошения с уставками 1; 2; 3 показаны на рис.13.

Машина «Коломенка-100», в системе управления которой имеется регуляторы со структурой из нескольких последовательных зон переключения по величине отклонения и последующим уменьшением скорости коррекции движения в них, а также осуществляющий доворот ДМФД после достижения максимального значения бокового смещения ( угла ф=0; Уу=0) со скоростью, близкой к номинальной, перемещается по орошаемому участку устойчиво. При возникновении какого-либо смещения или угла поворота машина с данной структурой регулятора возвращается к заданному направлению. Система управления обеспечивает качественное выполнение процесса движения.

Результаты экспериментальных исследований идентичны теоретическим. Погрешность при определении сокращения длины модели не превышала 1%, стрелы выбега (отставания) при вогнутой и выпуклой форме - 5%, участка набора формы — 10%, отклонения пути и времени передвижения машины - 6%.

При заданном управляющем воздействии экспериментальные значения отклонения машины на орошаемом участке близки к теоретическим, ошибка не превышает 5-6 %, что подтверждает справедливость полученных зависимостей математического описания машины, как объекта управления, синтеза и выбора структуры регулятора, достоверность метода расчета показателей качества ТП. Более качественное управление (меньшее смещение) обеспечивает регулятор рациональными

уставками времени коррекции движения

при возрастании отклонений и одной при уменьшении бокового

смещения.

В ходе эксперимента установлено, что при движении и развороте машины вокруг первой тележки (рис.13 вторая полуволна) на нее действуют боковые силы со стороны двухзвенника и реакции смещения со стороны почвы. Рама первой тележки, на которой закреплен датчик контроля бокового смещения машины, изгибается. Возникает боковой крен датчика. Расстояние от центра до направляющего кабеля уменьшается, в результате чего возникает дополнительная погрешность контроля, и отклонение машины может варьировать в пределах

Из-за возникающих колебательных движений, скорость машины снизилась.

о 5 X о

5 5

Пройденный п>ть, м

Рис. 12 Траектория отклонения многоопорной модели машины М2 от заданного

направления: 1 - теоретическая при V; >у„; у„=-12-10"3 м; а*=±8-10'3 м; □ - экспериментальные значения, форма выпуклая; 2 - теоретическая при V; <у„; уя=-12-10'3 м; ан=±8- 10'3м; ^ - экспериментальные значения, форма вогнутая; 3-теоретическая при V/<у„; у„=1410"3м; а„=8-10"3м; О -экспериментальные значения, форма вогнутая; * - экспериментальные значения, форма линейная.

5 а

1 " • У у * в л 1

1*/ у „ ♦ &

£0 \ *9 ЛО '¿о #

XI У,

и У

А*

Рис. 13. Отклонения ДМ «Коломенка -100» вдоль орошаемого участка: 1 - теоретическое отклонение с регулятором WpMl, начальный угол установки ср = 2°; О экспериментальные значения; 2-е регулятором \Урн2, угол <р = 2°; О-экспериментальные значения; 3-е регулятором WpИ2, угол ф = Г; □ - экспериментальные значения; 4-е регулятором \\грн3, угол <р = 2°; - экспериментальные значения 40

В ходе эксперимента установлено, что кривизна прокладки кабеля влияет на траекторию движения машины. Ее колебательное отклонение достигает у=0,15 м с регулятором 3 и у=0,25 м с регулятором \Урн 2. Машина не выходит из дополнительной зоны смещения 0,3 м. Полученные данные близки к теоретическим. Колебания машины с предложенным регулятором меньше, чем с регулятором и и находится в зоне ±0,15 м. При этом скорость машины колебалась в пределах 1,3... 1,76 м/мин при заданной 1,92 м/мин. Коэффициент снижения скорости составлял 0,68...0,9, а увеличение нормы полива к„,=1,12. ..1,47.

Исследование стрелы выбега тележек машины показали, что экспериментальные и теоретические параметры совпадают, следовательно, теоретические зависимости статистических и динамических параметров набора формы ДМФД справедливы.

Экспериментальные исследования показателей качества работы ДМФД с централизованным электроснабжением проводись по четырем техническим решениям: электроснабжение по гибкому кабелю, расположенному в канале, по коротким троллеям, троллеям троллейбусного типа и по намотанному на барабан кабелю, расположенному на автономной тележке машины «Кубань-Э» испытывались в учхозах «Краснодарский» и «Кубань» Краснодарского края, Красногвардейском районе Крыма, на Веселовской оросительной системе Ростовской области, в Коломенском районе Московской области. У всех вариантов были уточнены сечения гибких кабелей с увеличением до 50 мм с целью уменьшения потерь напряжения не более 12,5 %. В варианте с кабелем в канале его сделали разрезным длиной 550 м и подключаемым к двум раздаточным колонкам, чтобы сезонная нагрузка была не меньше 176 га. В варианте питания по коротким троллеям сезонная нагрузка на машину составила максимально допустимую - 240 га.

В ходе измерений установлено, что максимальное потребление электроэнергии у ДМФД «Кубань-Э» с короткими троллеями составляет по-рядка130 кВт, гибким кабелем в канале - 120 кВт. Это на 28...38 кВт меньше потребления дизельной машиной «Кубань - Л». Нагрузка на машину со стороны гибкого кабеля КРШС 3x50+1x16 длиной 550 м не превышала 260 кГс. Рекомендовано предусмотреть защиту от механической нагрузки в пределах 300...330 кГс. Максимальное усилие протягивания кабеля по кабельным поддержкам у машины с 2 кабельными барабанами и короткими токосъемами гораздо меньше допустимого.

Из всех технических решений построения машин с централизованным электроснабжением для постановки на производство рекомендовано:

- машина «Кубань-Э2» с разрезным гибким кабелем в канале, как самая технически простая и экономически выгодная, с сезонной нагрузкой до 176 га;

- машина «Кубань-ЭЗ» с подвижными токосъемами, позволяющая полностью автоматизировать процесс полива с увеличением сезонной нагрузки до 240 га.

Исследование динамики движения машины «Кубань-Э» проводили при начальном угле установки (р = 55 мин и смещении центральной тележки у = 0 и двух гонах машины - туда и обратно. Результаты исследований приведены на рис.14, причем на участках З5..45м, 90.. 100 стояки, направляющего троса были смещены на 0,15 и 0,1 м. Анализ полученных данных показывает, что система управления работает устойчиво. При воздействии заданного возмущения (угла смещения) машина возвращается к исходному направлению. В установившемся режиме она может отклоняться на величину порога чувствительности штанги ПСК. Штанга скользит по тросу, совершая небольшое колебательное движение амплитудой 0,5-1 см. При смещении стояка крепления направляющего троса порядка 0,1 ...0,15 м машина может отклоняться на величину ±5 см, но не выходить из допустимой зоны. Показатели качества работы машины идентичны теоретическим.

Экспериментальные исследования влияния точности измерения на показатели оценки качества дождя проводили по трем направлениям. В первую очередь исследовали влияние деформации капель, которые искажаются при полете, особенно крупные. Установлено, что погрешность может составлять 12,3%. Были определены поправочные коэффициенты и заложены в методику определения характеристик дождя. В результате погрешность снизилась до 1-2%. На второй стадии проведены экспериментальные исследования влияния порога чувствительности прибора на показатели крупности капель с помощью системы «Спектр», собственный порог чувствительности которой не превышал 0,05 мм. Регистрировали капли дождя вдоль струи аппаратов.

Пройденный путь, м. Рис 14 Траектория движения ДМФД «Кубань - Э» по орошаемому участку: 1,0-теоретическая и экспериментальная при начальной установки ф=0,92°; 2,Д - экспериментальная (обратное движение); 3,* - экспериментальная (движение от начала участка)

Искусственно через 0,1 мм увеличивали порог чувствительности и вычисляли среднекубический диаметр капель. Анализ результатов показал, что при пороге чувствительности прибора 0,3 мм ошибка расчета среднекубического диаметра составила 6%, при 0,5мм - 39%. Для однозначности оценки качества дождя рекомендован предельный порог чувствительности прибора 0,3 мм, чтобы ошибка при определении среднеку-бического диаметра не превышала 0,1 мм. Погрешность определения скорости капли, а следовательно, энергетических характеристик дождя, также зависит от порога чувствительности прибора в том числе при измерении системой «Спектр». Вначале теоретически, а затем экспериментально определили относительную ошибку от порога чувствительности измерения длительности сигнала <5} и коэффициент коррекции скорости которые имеют вид:

Отличие теоретических и экспериментальных данных не превышает 1%. Ошибка при измерении скорости капель менее 1 мм может достигать 15-20%, если не учитывать коэффициент коррекции. Она снижается до 23%, если его учитывать. Поэтому данный коэффициент введен в методику и программы математической обработки.

Для исследования влияния количества регистрируемых капель на точность определения лимитируемого показателя качества — среднекубического диаметра, с помощью системы «Спектр» регистрировали 8 раз

распределение капель дождя, создаваемого аппаратами ДД-ЗО, а также насадкой с ложкообразным дефлектором. Выборки капель были разного объема. Истинный (номинальный) диаметр капель аппарата ДД-ЗО находили по суммарному (8 выборок) распределению капель, текущий диаметр - по каждому конкретному распределению, а также суммарным от 2 до 7 выборкам из 8 зарегистрированных. Диаметры капель насадки находили так же.

Кроме того, фильтром регистрировали малые выборки капель и так же вычисляли диаметр капель. Основная масса погрешностей вычисления среднекубического диаметра находилась ниже экспоненты (рис. 15), что подтверждает справедливость ранее полученных зависимостей, лимитируемых измерение определенного количества капель, чтобы ошибка не превышала заданной величины.

Исследование функционирования комплекса контроля эрозионно допустимой нормы полива (ЭДНП) проводили с целью определения устойчивости начальной установки датчиков контроля микроуровня на орошаемом участке, вертикального смещения и надежности работы датчика контроля микроуровня во время дождя, функционирования аппаратуры контроля, апробации методики определения ЭДНП

а т та л

Количество капель

Рис. 15 Погрешность определения среднекубического диаметра капель

Исследования показали, что на песчаной открытой поверхности датчики самоориентировались и устанавливались перпендикулярно, как и на любой ровной открытой поверхности участка с другими типами почв. При больших комьях на поверхности участка, а также толстых стеблях растений датчики могут сваливаться набок. Приходится заходить на контрольный участок и поправлять датчики. В ходе исследований установле-

но, что датчики на песчаной почве самоуглублялись на глубину от 1 до 3 мм. Для устранения самоуглубления к нижнеей поверхности датчика закрепили дополнительное кольцо с регулируемой площадью. При воздействии дождя с большой интенсивностью (более 20-30 мм) и открытой поверхностью корпуса датчика поток воды замыкал пространство корпус -центральный электрод. Для устранения данного явления в конструкцию датчика был введен кожух, предохраняющий образование потока на поверхности корпуса датчика. В ходе испытаний также установлено, что аппаратура функционирует нормально, выполняет все необходимые операции, предусмотренные в техдокументации. Апробацию проводили в лабораторных корпусах и полигоне ФГНУ ВНИИ «Радуга». Дождь создавали от специального имитатора дождя или действующих аппаратов.

Произведена оценка размера и скорости падения капель. На специальных стендах устанавливали дождевальные аппараты «Роса-1м», «Ро-са-2м», «Роса-Зм», аппараты машины «Фрегат», ДКШ-64 «Волжанка», ДД-30, короткоструйные насадки с ложкообразным дефлектором. Скорость ветра определяли по анемометру. Фотоэлектрический датчик устанавливали вдоль струи аппаратов в 5... 10 зонах. В каждой зоне системой "Спектр" измеряли размер и скорость капель. Кроме того, измеряли характеристики благоприятного по впитыванию умеренного и сильного эрозийно вредного естественного дождя (по классификации Оболенского и Никандрова).

В ходе измерений крупности были получены распределения количества, вероятности (частости) появления капель определенного размера вероятности (частости) образования объема воды каплями данного класса среднекубический и медианный по объему диаметр капель (рис.16). При этом одновременно контролировали размер и скорость капель. Затем вычислялись распределения скоростей, кинетической энергии, силы удара давление капель на почву,

их среднее значения в каждой зоне и другие показатели качества

дождя.

Рис. 16.Распределение размера капель вдоль струи аппарата «Роса-ЗМ» при давлении

0,3 МПа и диаметре сопла 7/18/7 мм: г, - расстояние от аппарата; с!к - средне-кубический диаметр; с!м - медиальный диаметр; П; - количество регистрируемых капель

Анализ распределения капель, создаваемых аппаратами и насадками, показывает, что дождь в любой зоне является полидисперсным. Крупность капель (среднекубический с^, медианный с!м, максимальный с1ш диаметры) увеличивается по мере удаления от аппарата или дефлектор-ной насадки В основном зависит от соотношения напора и диаметра сопла, а так же конструкции струеформирующих устройств (радиуса ложкообразной насадки, угла конусности, наличия цилиндрического участка НЦУ, привода вращения аппаратов, скорости и порывов ветра и т.д.

Изменение размера капель от расстояния удаления вдоль струи вышеуказанных аппаратов и насадок можно описать параболической зависимостью вида:

(¡=ап?+в„т+с (32)

При этом погрешность отклонений диаметров от данной зависимости не превышала 1...5% как у односопловых аппаратов, так и дефлек-торных насадок.

Анализируя распределение капель искусственного дождя, для оценки крупности капель предложен комплексный показатель качества - медианный по объему диаметр капель (1м. Физический смысл ее заключается в том, что половина объема (массы, интенсивности) дождя выпадает в ви-

де капель меньшего диаметра, а половина - в виде капель большего диаметра. Его математическую связь можно выразить следующим образом:

Í>v,=0,5 (33)

и найти из графика интегрального распределения объема, интенсивности дождя по размеру капель.

Был изучен характер изменения медианного диаметра капель вдоль струи указанных аппаратов, насадок, его взаимосвязь со среднекубиче-ским. Изменение медианного диаметра вдоль струи также описывается параболической зависимостью.

Параметры параболической зависимости при определении среднекубиче-ского и медианного диаметров лежат в пределах а„ = 0,0018 ...0,005; в„= 0,01..0,09; с = 0,66...1,16 и а„ = 0,0015 ...0,015; в„ = 0,03..0,26; с = 0,63...2 соответственно. При этом размерность диаметров капель в мм, а расстояние удаления от аппарата в м, коэффициент корреляции не менее 0,97. Медианный и среднекубический диаметры линейно взаимосвязаны с коэффициентом корреляции 0,9 и выше.

d„ = aMdK + eM (34)

Параметры лежат в пределах ам = 1, 1.. .3,4; вм = 0... 1,2 мм.

Предложенный для оценки медианный диаметр капель более стабилен к изменениям ветра, варьирует в более широких пределах, менее критичен к порогу чувствительности средств измерения, характеризует расход струи на капли и несомый ими объем дождевой воды.

Скорость капель определенного размера Э, во многих зонах дождя, создаваемого различными аппаратами и насадками можно описать линейным уравнением:

причем коэффициент К9, изменения скорости капель уменьшается по мере удаления от аппарата, насадки и лежит в пределах 0...9 м/с-мм, а скорость

i90, самых мелких капель - 0,8...5,9 м/с. В конце распада струи скорости капель выравниваются, хотя диапазон их изменения колеблется в пределах 0,6.. 1,4 от средней. Коэффициент корреляции в начале струи составляет 0,9...0,99, а в конце - не более 0,3. Скорость капель зависит от того, откуда оторвались капли - сверху, снизу или сбоку струи. Кроме того, она зависит от конструкции и механизма поворота аппарата. При его входе в струю отрыв капель происходит с большей скоростью, которая не успевает гаситься. Диапазон изменения скорости в начальной зоне дождя

может колебаться в широких пределах, достигающий 1,5...2 и более раз от средней. Кроме того, изменение скорости капель вдоль струи, как и их размера, зависит от количества сопел в аппарате, а также изменения скорости ветра.

В пятой главе даны рекомендации по контролю и управлению работой фронтальных дождевальных машин. С учетом теоретических и экспериментальных исследований предложены основные положения программы и методики исследований, испытаний ДМФД для оценки динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса дождевания. В ней определено что предоставляет разработчик на испытание машины, какие используются приборы и вспомогательное оборудование, какими методиками пользуются исследователи или испытатели, чтобы определить качество работы системы управления, а, следовательно, работы машины. В ней представлены методики контроля качества прокладки направляющей движения машины при управляющем воздействии, расчет показателей качества выполнения технологического процесса. Кроме того, предложена методика контроля статических и динамических показателей работы системы синхронизации при наборе формы перемещения опорных тележек многоопорной машины. Для достижения высоких показателей качества выполнения ТП полива ДМФД рекомендована методика прокладки направляющей курса.

Чтобы оценить качество, силовое воздействие дождя на почву, выбрать более достоверные критерии, оценить работу машин, предложена методика контроля крупности капель и энергетических характеристик с использованием разработанных приборов, в которой учтены все ранее предложенные способы повышения достоверности и точности измерения. Также на основе разработанных средств измерения рекомендованы методики контроля эрозийно допустимой нормы полива, контроля календарного времени работы и простоя поливной техники. Кроме того, предложено направление совершенствования технологии многофункционального орошения с разработкой ДМФД с лазерной системой управления и импульсной подачей элементов питания.

В шестой главе рассмотрена экономическая эффективность научных разработок, реализация разработанных средств контроля, управления машин.

Согласно методическим рекомендациям по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель (РД ЛПК 3.00.01.003-03) провели расчеты, которые показали, что создание ДМФД «Кубань-Э», обладающей более высокими технологическими и технико-экономическими показателями по сравнению с ФДМ «Кубань-

Л» и возделывании зерновых культур обеспечат: снижение затрат труда на 22,6 %, энергозатрат на 24 % за счет упрощения техобслуживания в связи с заменой в силовой установке дизельного привода на электрический, эксплуатационных затрат на 41% и 39%.

При норме дисконта Е=0,06...0,08 чистый дисконтированный доход может составит Ч„] = 8,7... 17,4 тыс.руб/га и 4^=11,5...20,2 тыс.руб/га, срок окупаемости = 12... 14 лет, = 11... 13 лет, индекс доходности И*, = 1,2„.1,41; И*2 = 1,28... 1,5, внутренняя норма доходности Евт1= 10, 8 % и Евнн2= 11,6%, а средний годовой экономический эффект от внедрения 30 дождевальных машин «Кубань-Э» может достигать 17 млн.руб., одной машины - 0,57 млн.руб. Кроме того, исключается потребление дизельного топлива, улучшается экологические условия (отсутствие загрязнения выхлопными газами, снижение уровня шума), имеется возможность долевого использования специальной части оросительной сети (внешнее электроснабжение) для целей мостового земледелия. Оба проекта экономически выгодны и могут использоваться для проектирования оросительных систем с ДМФД «Кубань-Э».

Кроме того, определено, что при создании оросительных систем на базе ДМ «Коломенка-100» и возделывании многолетних трав на сено, затраты труда на эксплуатацию машины снижаются на 59,0%, удельные капитальные вложения - 19 %, прямые эксплуатационные затраты -25,2%. Чистый дисконтированный доход по предлагаемому проекту за 20 лет составит 79...97 тыс. руб/га при норме дисконта 6...8 %, срок окупаемости 3 года. При этом индекс доходности лежит в пределах 4,05...4,74, а внутренняя норма доходности 41 %. Проект экономически выгоден и может использоваться для проектирования оросительных систем. Годовой экономический эффект на машину составляет 123 тыс.руб/маш.

При внедрении системы «Спектр» затраты времени на проведение одного опыта сокращаются в 57 раз, эксплуатационные в 19 раз. Годовой экономический эффект на 1 систему составит порядка 1780 тыс. руб. Практика показала эффективность использования 14 разработанных систем.

При внедрении средств регистрации приведенные ежесуточные затраты времени снижаются в 100 раз, эксплуатационные в 2 раза. Годовой экономический эффект при внедрении 1 регистратора составляет 1664 руб., а 120 внедренных регистраторов - 200 тыс.руб. За 8 лет их эксплуатации чистый доход составит 1,6 млн. руб.

Общие выводы

1. Для орошения сельскохозяйственных культур широко используются дождевальные машины фронтального действия. Для повышения качества полива предложена концептуальная модель управления, которая учитывает режим орошения, конструктивные параметры машины, способы стабилизации ее длины, коррекции движения, регулирования и передаточную функцию, осуществляет анализ текущей информации и формирует команды воздействия на опытные тележки.

2. Исследованиями установлено, что дождевальная машина фронтального действия представляет собой интегрирующее динамическое звено второго порядка. Получена общая зависимость, определены параметры передаточных функций целого ряда существующих и перспективных машин фронтального действия. Коэффициент передачи представляет собой центростремительное ускорение разворота машины.

3. Доказано, чтобы мимизировать показатели качества выполнения технологического процесса полива, система управления машины должна содержать форсирующее динамическое звено, одновременно осуществлять контроль, управление по отклонению и скорости бокового смещения или углу поворота ДМФД к заданному направлению. Вынос устройства контроля смещения по ходу движения машины равносильно вводу в систему управления форсирующего звена. Получены зависимости для расчета длины штанга, чтобы процесс движения был апериодическим, а показатели качества выполнения технологического процесса полива определялись бы только конструкцией дождевальных аппаратов, насадков и их расстановкой.

4. Предложены способы стабилизации длины многоопорной дождевальной машины фронтального действия заданием форм перемещения и пуском опорных тележек, статические и динамические показатели оценки качества работы системы синхронизации, получены зависимости для их расчета. Установлено, что управляемый процесс движения многоопорной машины, имеющей систему синхронизации, идентичен перемещению двухопорной.

5. Разработан метод фазовых траекторий и методика расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса полива в зависимости от конструктивных параметров машины и режима орошения. Ее апробация осуществлена при определении устойчивости движения машин «Коломенка-100», «Кубань-Э» и физических моделей, а также разработке систем управления и режимов орошения.

6. Разработаны требования, изготовлены аппаратурные средства, произведен синтез и определены параметры передаточной функции системы управления машины «Коломенка-100». Установлено, что процесс отклонения машины затухающий. В установившемся режиме она движется вдоль направляющего кабеля без отклонений. Коэффициенты эффективного, недостаточного, избыточного полива, повреждаемость растений определяются лишь дождеобразующим поясом машины и шириной колеи тележек. При развороте вокруг первой тележки на процесс движения оказывает водозаборный двухзвенник машины, уменьшая отклонение первой тележки в 1,5...3,5 раза. На процесс движения машины «Коломенка-100» оказывает влияние точность прокладки направляющего кабеля, ухудшая показатели качества работы. Получены зависимости отклонения машины от величины изгиба кабеля. Установлено, что при периодическом изгибе кабеля с отклонением 0,1 м вынужденное колебание машины составляет 0,1 ...0,15м. при отсутствии запретных длин волн (10. ..50 м).

7. Разработаны технические решения построения систем централизованного электроснабжения машин «Кубань-Э». Определена передаточная функция их системы управления. Исследованиями установлено, что мощность машин «Кубань-Э» составляет 117... 130 кВт, которая на 16...25 % меньше дизельной, усилие на машину со стороны звена подачи электроэнергии не превышает 260 кг. Движение машины устойчивое, в установившемся режиме отклонение не выходит из зоны нечувствительности (4±1) см.

8. Разработаны основные положения программы и методики исследований, испытаний фронтальных машин для оценки динамической составляющей показателей качества ее работы, требования и методика на прокладку направляющей для автоматического вождения ДМФД. Отклонение направляющей движения от заданного направления не должно превышать более ± 0,1 м.

9. Установлено, что на достоверность оценки качества дождя влияют методические погрешности: порог чувствительности приборов, деформация капель, количество регистрируемых капель. Найдены зависимости и на их основе предлагается увеличить количество измеряемых капель до 1 ...28 тыс. шт., точек их замера до 10, количество дождемеров до 400, ограничить порог чувствительности до 0,3 мм, чтобы погрешность определения показателей качества полива не превышала 1 ... 5 %.

программы математической обработки полученных данных, позволяющие контролировать показатели качества полива с погрешностью не более 5 %.

11. Экспериментально установлено, что размер капель вдоль струи аппаратов насадок характеризуется параболической зависимостью

изменение параметров при определении среднекубиче-ского и медианного диаметров лежат в пределах а„ = 0,0018 ...0,005; в„ = 0,01..0,09; с = 0,66...1,16 и а„ = 0,0015 ...0,015; в„ = 0,03..0,26; с = 0,63...2 соответственно. Для оценки крупности капель предложен комплексный показатель - медианный диаметр.

Экспериментально установлено, что скорость капель в зоне дождя от их размера характеризуется линейной зависимостью, коэффициенты ее наклона уменьшаются по мере удаления от аппарата, насадки и лежат в пределах 0...9 м -c'Vmm

12. Определено, что суммарный годовой экономический эффект от внедрения научных результатов работы составляет 43 млн.руб.

13. Дальнейшее совершенствование методов управления и повышения качества работы поливной техники должно идти по пути создания мостовых агрегатов на базе разработанных широкозахватных машин, выполняющих весь комплекс технологических операций, микропроцессорных систем управления ими, в т.ч. лазерных, а систем контроля и оценки - по пути снижения материало-и энергоемкости на основе микроконтроллерной техники, быть переносными, способными определять весь комплекс характеристик дождя.

1 Публикации автора по теме диссертации

Монография

1. Городничев В.И. Методы, системы управления, контроля и оценки качества работы фронтальных дождевальных машин. // Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2003 - 354 с. ISBN, № 5-93-503-028-4.

Статьи в научных журналах

2. Остапов И.С., Луцкий В.Г., Городничев В.И., Миронов В.В. Дождевальные машины типа «Кубань» с централизованным электроснабжением. // Гидротехника и мелиорация, 1987, № 5, с.36-39.

3. Городничев В.И. Автоматическое вождение многоопорных дождевальных машин фронтального перемещения. // М., Техника в сельском хозяйстве, 1989, вып. 4, с. 48-50.

4. Ариель Р.С., Абрамов А.Ф., Городничев В.И. Приготовление растворов удобрений с помощью системы «Минерал-1». // М., Мелиорация и урожай, 1986, вып. 3, с.33-35.

5. Городничев В.И. Водой ведает электроника. //Сельский механизатор, 2002,№8.с.18-19.

6. Городничев В.И. Методика оценки и технические средства контроля качества работы дождевальной техники.//Мелиорация и водное хозяй-ство,2002,№2,с.37-38.

7. Городничев В.И. Допустимая интенсивность дождя //Мелиоративная энциклопедия, М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003, т.1, с.450. ISBN 5-7367-0424-2.

8. Городничев В.И. Интенсивность дождя //Мелиоративная энциклопе-пия, М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003, т.1, с.570, ISBN 5-73670424-2.

9. Городничев В.И. Фазовый метод расчета показателей качества работы фронтальных дождевальных машин //Мелиорация и водное хозяйство, 2004, №3.

10. Городничев В.И. Системы контроля и оценки качества полива дождевальными машинами фронтального действия //Мелиорация и водное хозяйство, 2004, № 3.

Материалы международных конференций

11. Кистанов А.А., Городничев В.И. Измерительно-информационная система для определения качества дождя. // В кн.: Всесоюзная научная конференция по вопросам обеспечения сельского хозяйства измерительными и регулирующими приборами, устройствами и лабораторным оборудованием. Развития метрологии в сельском хозяйстве. М., 1975, часть 1, с. 184-185.

12. Ольгаренко Г.В., Городничев В.И., Цимбал А.А., Смирнов И.Г. Перспективы использования прогрессивных методов и оборудования для орошения в садоводстве. // Труды Международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве», ВИМ, том 5, М., 2001, с. 33-38.

13. Городничев В.И. Совершенствование методики оценки качества работы дождевальных машин. // Материалы международной конференции «Экологические проблемы мелиорации», М., ВНИИГиМ, 2002, с.280-282.

14. Городничев В.И. Автоматизация и управление на оросительных системах. //Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии. Сборник научных докладов Международной научно-практической конференции. Ч. 1. Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2003, с. 174-176.

15. Городничев В.И. Системы контроля и оценки качества дождя, работы дождевальных машин. // Ресурсосберегающие и энергоэффективные

технологии и техника в орошаемом земледелии. Сборник научных докладов Международной научно-практической конференции. Ч. 1. Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2003, с. 184-187.

16. Городничев В.И. Проблемы повышения и метод расчета показателей качества полива фронтальными дождевальными машинами. // Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии. Сборник научных докладов Международной научно-практической конференции. Ч. 2. Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2003, с. 152-161.

17. Городничев В.И., Передкова Л.И., Сидоренко А.К. Технология блокировки поступления радиоактивных элементов из почвы в растения на орошаемых землях.// Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии. Сборник научных докладов Международной научно-практической конференции. Ч. 1. Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2003, с. 122-124.

18. Городничев В.И. Энергосберегающая технология мостового орошаемого земледелия с минимальной обработкой почвы. // Энергообеспечение и энергоснабжение в сельском хозяйстве. Труды 3-ей Международной научно-технической конференции. Часть 2. М., ВИЭСХ, 2003, с. 116-123.

19. Городничев В.И. Современные средства автоматизации полива садов. Научнотехнический прогресс в садоводстве. // Сборник научных докладов Второй Международной научно-практической конференции, часть 1. М.: ВСТИСП, 2003, с. 239-242

20. Городничев В.И. Технологии автоматизации локальных систем орошения //Сборник научных докладов Международного Российско-Египетского семинара «Технологии и технические средства микроорошения в сельском хозяйстве», Российский научный и культурный центр, Египет, г. Каир, 2004, с.31-33.

Статьи в сборниках научных трудов

21. Городничев В.И., Сулиз Б.Н., Чибирев Л.Д. Модель дождевальной машины с лазерным стабилизатором курса. // Экспресс-информация. Серия 1. Орошение и оросительные системы, вып. 4, М., 1985 (ЦБНТИ Минводхоза СССР).

22. Городничев В.И., Козлов Е.А. Агрегаты и системы мостового земле-дения. // М. ЦБНТИ «Водстрой», 1992 - 58 с.

23. Городничев В.И., Кистанов А.А., Галкин А.В. Измерительно-информационная система для исследования интенсивности искусственного дождя. // В сб.: «Вопросы автоматизации процессов управле-

ния в ирригации», ВНИИКАМС, Фрунзе, Кыргызстан, 1976, вып.2., с. 89-100.

24. Городничев В.И., Кистанов А.А., Галкин А.В., Филиппов Е.Г., Евсеев Н.И. Автоматизированная система для определения интенсивности и распределения искусственного дождя. // Экспресс-информация. Сер.1, вып. 1, М., 1975 (ЦБНТИ Минводхоза СССР).

25. Городничев В.И., Галкин А.В., Исаев А.Н., Фетисова Т.В. Измерительно-информационная система «Спектр» для оценки качества дождя. // Экспресс-информа26. Галкин А.В., Кистанов А.А., Городничев В.И., Филиппов Е.Г. Ускоренное исследование параметров искусственного дождя с применением автоматизированной измерительной системы. // В сб.: «Оптимизация параметров поливной техники». Коломна, ВНИИ-МиТП, 1974, вып. 7, с. 109-118.

27. Исаев А.П., Городничев В.И. Обоснование создания и выбор основных параметров автоматизированной системы для оценки качества дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива». Коломна, ВНИИМиТП, 1975, вып. 8, с.23-32.

28. Городничев В.И.. Исаев А.П., Кистанов А.А. О некоторых результатах лабораторно-полевых испытаний системы измерения качества дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива», М, ВНИИГиМ, 1976, вып. 9, с. 158-163.

29. Городничев В.И., Фетисова Т.В., Система «Спектр» для оценки качества дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива», М., ВНИИГиМ, 1976, вып.9, с.143-154.

30. Городничев В.И. Обоснование выбора параметров измерения и методика определения характеристик дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива», М, ВНИИГиМ, 1977, вып. 10, с. 53-65.

31. Городничев В.И. Количество регистрируемых капель и погрешность определения характеристик дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива». М., ВНИИГиМ, 1979, вып. 12, с.98-103.

32. Городничев В.И., Оленин Н.Б., Галкин А.В., Исаев А.П. Расчет на ЭВМ линейных размеров и энергетических характеристик дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива», М., ВНИИГиМ, 1979, вып. 12, с. 104-113.

33. Городничев В.И. О погрешности определения характеристик дождя. // В сб.: «Новое в технике и технологии полива». М, ВНИИГиМ, 1980, вып. 13.,с.82-92.

34. Абрамов А.Ф., Городничев В.И., Оленин Н.Б. Эффективность использования автоматизированных систем при испытании дождевальной

техники. // В сб. «Основные вопросы совершенствования техники и технологии полива», М., ВНИИГиМ, 1981, с.75-83.

35. Городничев В.И. Оценка крупности капель. // В сб.: Основные направления технического прогресса в области механизации и техники полива. М, ВНИИГиМ, 1983, с. 102-111.

36. Городничев В.И., Полетаев В.Д., Луцкий В.Г., Сулиз Б.Н. Системы автоматического управления перемещением многоопорных фронтальных машин. // В сб.: Широкозахватная поливная техника и оптимизация ее параметров. М., ВНИИГиМ, 1984, с.47-57.

37. Городничев В.И., Хохлина О.П., Евсеев Н.И., Киселева Т.В. Локальная автоматизированная система управления ДМ «Фрегат» // В сб.: Широкозахватная поливная технике и оптимизация ее параметров. М., ВНИИГиМ, 1984, с. 57-63.

38. Городничев В.И. Синтез системы управления машины «Коломенка-100» // В кн. «Оптимизация технических средств и технологии полива». М., ВНИИГиМ, 1985, с.66-76.

39. Городничев В.И., Луцкий В.Г., Антошин В.Н., Малявин В.В. Устойчивость движения ДМ «Кубань». // В сб «Современные методы разработки и оценки технологии и технических средств полива», М., ВНИИ-ГиМ, 1986, с.50-56.

40. Городничев В.И., Луцкий В.Г. Система управления дождевальной машиной «Коломенка-100». // Реферат на картах ЦБНТИ Минводхоза СССР, вып. 5,1987.

41. Остапов И.С., Городничев В.И. и др. Электроснабжение дождевальных машин типа «Кубань».// Экспресс-информация. Серия 7 «Автоматизация и телемеханизация ГСМ», вып. 12. М., 1988, с.2-15.

42. Городничев В.И. Качество полива при автоматическом вождении дождевальных машин фронтального перемещения. // В сб.: Надежность и качество технологического процесса полива. М., ВНИИГиМ, 1988, с. 83-89.

43. Городничев В.И. К оценке дождевальной техники. // В сб. «Экологически и экономически обоснованные технологии, и технические средства полива». М., ВНИИГиМ, 1989, с. 121-127.

44. Городничев В.И., Морозов В.И. Дождевальные машины - прототип мостового агрегата. // В кн.: Поливная техника в составе внутрихозяйственной оросительной системы. Коломна, ВНИИ «Радуга», 1990, с.83-87.

45. Городничев В.И., Козлов Е.А. Обоснование конструкций мостовых агрегатов и их классификация. // В кн.: Водоснабжение при орошении. Коломна, ВНПО «Радуга», 1991, с. 87-91.

46. Городничев В.И., Ландес Г.А. Микроэлектронные регистраторы времени работы технических средств систем орошения и объема подаваемой воды на полив и сельхозводоснабжение. // В сб.: Техника орошения и сельхозводоснабжение нового поколения. Коломна, 1998, с. 130190.

47. Городничев В.И. Средства автоматизации объектов водоподготовки и водораспределения систем сельхозводоснабжения // Проблемы и перспективы совершенствования технологий орошения и сельхозводоснабжения. - Коломна, ВНИИ «Радуга», 2001, с. 51-57.

48. Городничев В.И. Методика оценки и технические средства контроля показателей режима и качества полива при Госиспытаниях дождевальной техники // Ресурсосберегающие экологически безопасные системы орошения и сельхозводоснабжения. - Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2002, с.78-83.

49. Ольгаренко Г.В., Носенко В.Ф., Городничев В.И. и др. Этапы создания и модернизации комплексов технологического оборудования оросительных систем // Ресурсосберегающие экологически безопасные системы орошения и сельхозводоснабжения. Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2002, с. 7-23.

50.Городничев В.И. Автоматизация процесса полива ДМ «Фрегат» // В сб.: Ресурсосберегающие технологии и техника орошения. М., ВНИИГиМ, 1987,с.90-97.

Патенты и авторские свидетельства

51. Филиппов Е.Г., Кистанов АЛ., Галкин А.В., Городиичев В.И. Устройство для измерения количества осадков. // А.с. № 453652. Опубл. в Б.И., 1974, №46.

52. Городничев В.И., Фетисова Т.В., Галкин А.В. Калибратор капель. // А.с. № 717545. Опубл. в Б.И., 1980, № 7.

53. Городничев В.И. Способ определения характеристик дождя. // А.с. РФ № 899014, Б.И., 1982, №3.

54. Ивашкин В.И., Москвичев Ю.А., Абрамов А.Ф., Городничев В.И. Система автоматизированного приготовления и внесения удобритель-.ных растворов с поливной водой. // А.с. № 1037862, Б.И. 1983, № 32.

55. Угрюмов А.В., Сечкин И.М., Луцкий В.Г., Брянцев Н.В., Городничев В.И. и др. Фронтальная дождевальная машина. //А.с. № 1172494, Б.И. 1985, №30.

56. Городничев В.И. и др. Способ определения параметров искусственного дождя. //А.с. РФ № 1299271, Б.И., 1985.

57. Городничев В.И., Евсеев Н.И. и др. Устройство дождевальной машины для внесения жидких удобрений с поливной водой.// А.с. № 1189396, Б.И. 1985,№41.

58. Городничев В.И., Малявин В.В.Устройство для автоматического управления движением дождевальной фронтальной машины. // А.с. № 1271391, Б.И 1986. №43.

59. Городничев В.И., Луцкий В.Г, Осталов И.С. Многоопорная дождевальная машины с электроприводом. // Ах. РФ № 1410916, Б.И., 1988, №27.

60. Городничев В.И., Иванов Ю.Н., Нациокс А.Г. Устройство для определения срока полива. // А.с. РФ № 1384277, Б.И., 1988, № 12.

61. Городничев В.И., Елохов В.И., Ландес Г.А., Носенко В.Ф. Способ управления и контроля работы поливной установкой и устройство для его осуществления. // Патент РФ № 2025953, Б.И., 1995, № 1.

62.Городничев В.И.. Носенко В.Ф., Киселева Т.В. Способ определения экологически допустимой поливной нормы и устройство для его осуществления. // А.с. РФ № 1824108, Б.И. 1993, № 24.

63. Городничев В.И., Козлов Е.А. Способ мостового земледелия и мостовой агрегат. // Патент РФ № 2013912, Б.И., 1994, № 11.

64. Городничев В.И., Носенко В.Ф. Способ мостового орошаемого земледелия с минимальной обработкой почвы и агромост для его осуществления. // Патент РФ № 2149530 Б.И. 2000, № 15.

Городничев Валерий Иванович

Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия

Научное издание

Подписано в печать 12.05.04 Формат 62x90 1/16 Усл. печ. л. 3,75 Бумага офсетная Гарнитура Таймс. Тираж 150 экз. Заказ № 1956 Отпечатано в типографии ООО «Инлайт» г. Коломна, тел.: (26) 12-70-28

"14111

Содержание диссертации, доктора технических наук, Городничев, Валерий Иванович

Введение.

Глава 1 Проблемы и перспективы совершенствования методов, систем контроля, управления и оценки качества полива дождевальными машинами фронтального действия (ДМФД).

1.1 Полнота и достоверность оценки качества полива, совершенствование методов и средств контроля его показателей.

1.2 Проблемы и перспективы совершенствования способов и средств управления ДМФД.

Глава 2 Теоретические исследования качества управления дождевальной машиной фронтального действия, достоверности контроля и оценки полива.

2.1 Структурная схема конструкции ДМФД, концептуальная модель управления.

2.2 Структура и передаточные функции ДМФД.

2.3 Способы стабилизации длины многоопорной машины заданием форм перемещения и оценка качества их работы.

2.4 Синтез и разработка обшей структуры, обоснование параметров системы управления (СУ) ДМФД, режима орошения.

2.5 Разработка метода, методики расчета и определения динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса дождевания. 2.6 Обоснование технических решений электроснабжения ДМФД

2.7 Разработка способов повышения достоверности измерений и требований к средствам контроля показателей качества полива.

Глава 3 Разработка ДМФД, средств контроля, управления и теоретическая оценка качества работы.

3.1 Разработка физических моделей ДМФД.

3.2 Управление работой однокрылой ДМФД для внесения подготовленных животноводческих стоков.

3.3 Разработка ДМФД с централизованным электроснабжением 150 ^ 3.4 Разработка информационно- измерительных систем для оценки качества работы ДМФД.

Глава 4 Экспериментальные исследования достоверности научных положений и оценка качества выполнения технологического процесса (ТП) полива, работы ДМФД.

4.1 Физическое моделирование движения, оценка достоверности научных положений и качества выполнения ТП.

4.2 Исследования качества выполнения ТП полива ДМ "Коломенка-100" с индукционной системой управления.

4.3 Исследование показателей качества работы ДМФД с централизованным электроснабжением.

4.4 Исследование влияния точности измерения на показатели оценки качества дождя. 4.5 Оценка размера и скорости капель дождя.

Глава 5 Разработка рекомендаций по контролю и управлению дождевальной машиной фронтального действия

5.1 Программа и методика исследований, испытаний ДМФД для оценки динамической составляющей показателей качества выполнения ТП дождевания (основные положения).

5.2 Методика укладки направляющей для автоматического вождения ДМФД.

5.3 Методика контроля показателей качества дождя, работы поливной техники.

5.4 Совершенствование технологии многофункционального орошения и разработка машины с лазерной системой управления

Глава 6 Экономическая эффективность научных разработок.

6.1 Экономическая эффективность работы ФДМ с автоматическим управлением.

6.2 Экономическая эффективность информационно-измерительных систем оценки качества полива.

6.3 Реализация разработанных средств контроля, управления и полива.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия"

Актуальность проблемы. Основным способом механизации и автоматизации орошения является дождевание. В России 2003 году полив дождеванием производился на площади 4,5 млн. га. Около 70% этой площади поливают широкозахватные дождевальные машины. Наиболее высокие показатели качества работы могут обеспечить дождевальные машины фронтального действия (ДМФД). Сама машина без системы управления не самовыравнивается и при малейших возмущающих воздействиях может самопроизвольно смещаться на орошаемом участке. При этом резко возрастает повреждаемость растений и снижается равномерность дождевания, до 50% может меняться скорость движения машины в заданном направлении и норма полива.

Из многообразия фронтальных дождевальных машин, кроме ДМФД "Коломенка-100", нет машины, способной работать непрерывно в автоматическом режиме от закрытой сети. Для обеспечения экологической безопасности от загрязнения окружающей среды необходима машина, способная утилизировать животноводческие стоки и обеспечить высокие показатели качества.

Для восстановления парка машин в течение 2.3 лет сельскому хозяйству необходимо поставить порядка 60 тысяч дождевальной техники, чтобы поливать в полном объеме площади орошаемых земель, причем с существенным увеличением доли фронтальных машин с высоким качеством дождя.

При таких масштабах внедрения ошибка при оценке качества дождя может привести к тому, что дождевальная техника с недопустимыми показателями будет рекомендована к производству. Применяемые в дождевании методы и средства контроля характеристик дождя мало эффективны и не учитывают энергетические характеристики дождя, регистрируемое количество капель недостаточно, объем дождемера выбирается произвольно, порог чувствительности приборов остается без внимания, в результате чего погрешность при определении показателей качества полива достигает 40%. Разработка более совершенных методов и систем контроля параметров дождя позволила бы определить его характеристики с высокой точностью, повысить производительность труда при исследовании и испытании дождевальной техники.

Целью исследований является разработка методов, систем контроля и управления, дождевальных машин фронтального действия, обеспечивающих высокие показатели качества выполнения технологического процесса полива, экономию водных, земельных, энергетических и материальных ресурсов и повышение достоверности получаемой информации.

Для реализации указанной цели необходима разработка:

- концептуальной модели управления и передаточных функций машин;

- физических моделей и моделирования процесса движения, форм перемещения ДМФД;

- технических решений централизованного электроснабжения ДМФД и оценка качества их работы;

- системы управления ДМФД с внесением животноводческих стоков, синтез и оценка качества работы машины;

- метода испытаний ДМФД для определения динамических составляющих показателей качества полива;

- систем контроля показателей качества выполнения технологического процесса дождевания ДМФД;

- методики контроля и расчета показателей качества дождевания, достоверной оценки создаваемого дождя.

Методология исследований. Теоретические исследования устойчивости движения, разработка концепции, структуры и передаточных функций ДМФД, как объектов управления, синтез систем управления, методики расчета и оценка показателей качества дождевания и достоверной оценки создаваемого дождя осуществлены на основе системного подхода, системотехники, методов теории автоматического регулирования с использованием физико-математического моделирования, математической статистики и теории вероятности.

Разработка машин, систем контроля и управления проводилось по ЕСКД. Экспериментальные исследования динамики движения, показателей качества работы ДМФД, показателей качества дождевания проводились по специально-разработанным методикам, программам, а также в соответствии ОСТ 70.11.1-74 . .ОСТ 10.11.1-2000 "Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей" с применением созданных измерительно-информационных систем с целью проверки теоретических положений.

Основные защищаемые положения. На защиту выносятся:

- концептуальная модель управления и передаточные функции фронтальных дождевальных машин;

- технические решения построения системы управления ДМФД для утилизации животноводческих стоков;

- технические решения централизованного электроснабжения ДМФД;

- способы повышения достоверности измерений, требования к средствам контроля, технические решения построения информационно- измерительных систем, методики определения характеристик дождя, включая энергетические, лужеобра-зования, времени работы и простоя поливной техники, обеспечивающих малую статистическую погрешность.

Практическая значимость работы. Рекомендуемая методика расчета динамической составляющей показателей качества дождевания позволяет на стадии разработки находить оптимальные или приемлемые параметры, уставки регулятора, системы управления, режима орошения, связать воедино с параметрами машины, а предлагаемый метод испытаний оценить качество выполняемого технологического процесса, устойчивость движения машины. Оба метода могут использоваться КБ для создания дождевальных машин, МИС при проведении госиспытаний, эксплуатационные подразделения - задании требуемых режимов орошения.

Созданные машины "Кубань-Э", "Коломенка-100" используются для качественного экологически безопасного орошения сельскохозяйственных культур, утилизации животноводческих стоков, устранения загрязнения окружающей среды продуктами сгорания жидкого топлива.

Достоверность результатов исследований подтверждена:

- идентичностью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

- аналитическая оценка научно-технической литературы и патентных источников по теме исследований;

- разработка концептуальной модели управления дождевальными машинами фронтального действия;

- разработка метода, расчета динамической составляющей показателей качества полива, спецпрограмм и методики испытаний машин по их определению;

- разработка рабочих чертежей, принципиальных и структурных схем систем с различными способами управления, изготовление двухопорной и многоопорной моделей ДМФД, аппаратуры, оценка качества регулирования;

- организация внедрения ДМФД, средств управления и контроля.

Реализация результатов исследований. Полученные передаточные функции

ДМФД, найденная обобщенная структура систем управления, разработанные метод расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса дождевания и принципы электроснабжения воплощены при создании ДМФД "Коломенка-100", "Кубань-Э", изготовлено или переоборудовано более 42 машин. На их базе созданы оросительные системы в Московской, Ростовской областях, Краснодарском крае и других регионах страны на площади порядка 6 тыс.га.

Разработанные способы повышения достоверности контроля, методики регистрации и определения показателей качества работы ДМФД позволили создать ряд измерительно-информационных систем (ИИС) и средств контроля характеристик дождя (системы "Спектр"), лужеобразования и стока дождевой воды (микроконтроллерный анализатор луж МКЛ-1), времени работы и простоя поливной техники (микроэлектронный цифровой регистратор МЦР, МЦР-1), контроля и управления технологическими процессами (микроэлектронный цифровой контроллер МКЦ, МКЦ-1, микрокомпьютерный контроллер УМ), которые учитывают всю полноту характеристик дождя, в т.ч. энергетические, контролируют показатели качества с высокой точностью и повышают производительность труда в десятки раз.

Изготовлена партия вышеуказанных систем контроля и приборов (более 120 шт.), которые использовались в ФГНУ ВНИИ "Радуга" (г. Коломна), ВНИИГиМ, ВИСХОМ, МИИСП, МГУ (г. Москва), ВНИИ защиты почв от эрозии (г. Курск),

СКБ "Дождь", СевНИИГиМ (г. Санкт-Петербург), Институте оптики атмосферы (г. Томск), Красноярском СХИ (г. Красноярск), ЦНИИМаш (г. Калининград Москов ской области) и ряде других организаций для разработки, совершенствования и поиска оптимальной конструкции различных дождевальных аппаратов, насадок и оценки качества их работы (аппараты Роса-1М,2М,ЗМ, ЗС, ДД-30, аппараты ДМ "Фрегат", дефлекторные насадки ДМ "Кубань" секторного и кругового действия, аппарат "Сила-30", аппараты ВНИИГиМ, импульсный аппарат МГМИ, насадки с ложкообразным дефлектором и т.д.) и установки их на машинах "Фрегат", "Кубань", % "Коломенка-100", ДКШ "Волжанка", "Бригантина", шлейф ЭДА-400 и другой дождевальной технике. Микроэлектронные приборы внедрены в Московской, Ростовской областях, Алтайском крае, Крыму и других регионах. Результаты диссертации вошли в СНиП и РД на машину "Коломенка-100", проекты оросительных систем с ДМФД "Кубань-Э", "Коломенка-100".

Апробация работы. Основные результаты исследований по диссертации докладывались и обсуждались на Международном Российско-Египетском семинаре (Египет, г. Каир, 2004), Международной научно-практической конференции "Ресур-ф сосберегающие и энерго-эффективные технологйи и техника в орошаемом земледелии" (ФГНУ ВНИИ «Радуга», г. Коломна, 2003г.), Международной конференции "Экологические проблемы мелиорации" (ВНИИГиМ, г. Москва, 2002 г.), 3-ей Международной научно-технической конференции "Энергообеспечение и энергоснабжение в сельском хозяйстве" (ВИЭСХ, г. Москва, 2003 г.), Международной научно-практической конференции "Земледельческая механика в растениеводстве" (ВИМ г. Москва, 2001 г.), Всесоюзной научной конференции по вопросам обеспечения сель-# ского хозяйства измерительными и регулирующими приборами, устройствами и лабораторным оборудованием, развитие метрологии в сельском хозяйстве ("Агропри-бор", г. Москва, 1975 г.), Всесоюзном совещании по проблеме 0.52.01., Управление комплексом факторов жизни растений на мелиорируемых землях (ВНИИГиМ, ВНПО "Союзводавтоматика". Фрунзе, 1977 г.), Всесоюзном семинаре "Опыт электрификации сельского хозяйства на основе ускорения научно-техничес-кого пров гресса" (ВИЭСХ, г. Тернополь, 1987 г.), на научных конференциях профессорскопреподавательского состава и аспирантов МИИСП им. Горячкина, (г. Москва 1975, 1977, 1978, 1981 гг.), семинаре "Процессы в иерархических информационных структурах" (Москва-Коломна, ВЗПИ, 1986 г.) и ряде других.

Результаты работы, системы, приборы многократно демонстрировались на ВДНХ СССР, ВВЦ и были удостоены 8 медалями и 2 дипломами, в т.ч. на 2-ой Международной выставке-ярмарке "Инновация 99. Технологии живых систем. Технологии и наукоемкая продукция" (ВВЦ, 1999 г.), Российской агропромышленной выставке "Золотая осень" (ВВЦ, 2002, 2003г.).

Публикация. По материалам диссертации опубликованы 64 печатные работы в центральных научных и научно-практических журналах, сборниках научных трудов, в том числе монография "Методы, системы управления, контроля и оценки качества работы фронтальных машин", получено 14 авторских свидетельств и патентов, из них 6 на способы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 318 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, общих выводов. В работе содержится 113 рисунков, 20 таблиц и 6 приложений. Список литературы насчитывает 286 наименований, в том числе 51 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Городничев, Валерий Иванович

Общие выводы

3. Доказано, чтобы мимизировать показатели качества выполнения технологического процесса полива, система управления машины должна содержать форсирующее динамическое звено, одновременно осуществлять контроль, управление по отклонению и скорости бокового смещения или углу поворота ДМФД к заданному направлению. Вынос устройства контроля смещения по ходу движения машины равносильно вводу в систему управления форсирующего звена. Получены зависимости для расчета длины штанги, чтобы процесс движения был апериодическим, а показатели качества выполнения технологического процесса полива определялись бы только конструкцией дождевальных аппаратов, насадков и их расстановкой.

5. Разработан метод фазовых траекторий и методика расчета динамической составляющей показателей качества выполнения технологического процесса полива в зависимости от конструктивных параметров машины и режима орошения. Ее апробация осуществлена при определении устойчивости движения машин "Коломенка-100", "Кубань-Э" и физических моделей, а также разработке систем управления и режимов орошения.

6. Разработаны требования, изготовлены аппаратурные средства, произведен синтез и определены параметры передаточной функции системы управления машины "Коломенка-100". Установлено, что процесс отклонения машины затухающий. В установившемся режиме она движется вдоль направляющего кабеля без отклонений. Коэффициенты эффективного, недостаточного, избыточного полива, повреждаемость растений определяются лишь дождеобразующим поясом машины и шириной колеи тележек. При развороте вокруг первой тележки на процесс движения оказывает водозаборный двухзвенник машины, уменьшая отклонение первой тележки в 1,5. .3,5 раза. На процесс движения машины "Коломенка-100" оказывает влияние точность прокладки направляющего кабеля, ухудшая показатели качества работы. Получены зависимости отклонения машины от величины изгиба кабеля. Установлено, что при периодическом изгибе кабеля с отклонением 0,1 м вынужденное колебание машины составляет 0,1. 0,15м. при отсутствии запретных длин волн (10. 50 м).

7. Разработаны технические решения построения систем централизованного электроснабжения машин "Кубань-Э". Определена передаточная функция их системы управления. Исследованиями установлено, что мощность машин "Кубань-Э" составляет 117. 130 кВт, которая на 16.25 % меньше дизельной, усилие на машину со стороны звена подачи электроэнергии не превышает 260 кг. Движение машины устойчивое, в установившемся режиме отклонение не выходит из зоны нечувствительности (4±1) см.

9. Установлено, что на достоверность оценки качества дождя влияют методические погрешности: порог чувствительности приборов, деформация капель, количество регистрируемых капель. Найдены зависимости и на их основе предлагается увеличить количество измеряемых капель до 1. .28 тыс. шт., точек их замера до 10, количество дождемеров до 400, ограничить порог чувствительности до 0,3 мм, чтобы погрешность определения показателей качества полива не превышала 1. .5 %.

10. Разработаны измерительно-информационные системы оценки дождя, микрокомпьютерные и микроконтроллерные средства измерения эрозионно допустимой нормы полива, календарного времени работы и простоев поливной техники, методики контроля, регистрации, расчета и программы математической обработки полученных данных, позволяющие контролировать показатели качества полива с погрешностью не более 5 %.

11. Экспериментально установлено, что размер капель вдоль струи аппаратов л насадок характеризуется параболической зависимостью d = anr + ВпГ + с, изменение параметров при определении среднекубического и медианного диаметров лежат в пределах an = 0,0018 .0,005; вп= 0,01.0,09; с = 0,66.1,16 и an = 0,0015 .0,015; вп = 0,03.0,26; с = 0,63. .2 соответственно. Для оценки крупности капель предложен комплексный показатель - медианный диаметр.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора технических наук, Городничев, Валерий Иванович, Коломна

1. Абрамов А.Ф., Городничев В.И., Оленин Н.Б. Эффективность использования автоматизированных систем при испытании дождевальной техники. - В сб. "Основные вопросы совершенствования техники и технологии полива", М., ВНИИ-ГиМ, 1981, с.75-83.

2. Абрамов Ф.Г. Исследование структуры дождя при орошении дождеванием. Диссертация на соискание ученой степени к.с.-х.н., - М., 1952 - 288 с.

3. Алиев Т.А., Картвелишвили. Экологическая надежность гидромелиоративных систем. М. ЗАО "МЭЙН", 2001. - 50 с.

4. Ариель Р.С., Абрамов А.Ф., Городничев В.И. Приготовление растворов удобрений с помощью системы "Минерал-1". М., Мелиорация и урожай, 1986, вып. 3, с.33-35.

5. Афанасьева Г.К., Афанасьев В.М. Уменьшение погрешностей систем стабилизации курса дождевальных машин. В сб.: Надежность и качество технологического процесса полива. М., ВНИИГиМ, 1988, с.89-96.

6. Афанасьев В.М. Оптимизация технологических параметров многоопорных фронтальных дождевальных машин. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.-М. 1986.

7. Афанасьев В.М., Луцкий В.Г., Губер К.В. Пути качественного развития и классификация многоопорных фронтальных дождевальных машин. В сб.: Надежность и качество технологического процесса полива. М., ВНИИГиМ, 1988, с. 38-44.

8. Арефьев В.Н. и др. Устройство для измерения спектра облачных и дождевых капель. А.с. № 1153587. Опубл. В Б.И., 1964, № 6.

9. Безднина С.Я. Проблемы водного хозяйства в агропромышленном комплексе. М., Мелиорация и водное хозяйство, 2003, №3, с.14-17.

10. Беляев В.В., Лебедев Б.М. Дождевальные машины. М.: Машгиз, 1957231 с.

11. Беляков В.М. Проблемы сельскохозяйственного водоснабжения Российской Федерации. Экологические проблемы мелиорации. Материалы научной конференции (Костяковские чтения). М.: ВНИИГиМ, 2002, с. 190-191.

12. Бесконтактные элементы промышленной телемеханики. Комплекс "Спектр" М: Энергия, 1973 120 с.

13. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования.-М., "Наука", 1975.

14. Бончковский Н.Ф. Исследование равномерности распределения искусственного дождя на математических моделях: Автореферат. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук М., 1972, ВНИИГиМ.

15. Бородычев В.В. Разработка и внедрение технологии капельного орошения в хозяйствах Волгоградской области. Экологические проблемы мелиорации. Материалы Международной конференции (Костяковские чтения.) М.: ВНИИГиМ, 2002, с. 308-309.

16. Бредихин Н.П. Прибор для получения отпечатков водяных капель КР-2М. Листовка ВДНХ СССР. Новочеркасск. ЮжНИИГиМ, 1986, с.4.

17. Бредихин Н.П. Устройство для улавливания дождевых осадков. Листовка ВДНХ СССР. Новочеркасск. ЮжНИИГиМ, 1986, с.7.

18. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. М.: Колос, 1977 - 328 с.

19. Будур С.М. и др. Полевая микрофизическая лаборатория для исследования структуры теплых туманов. В сб.: Информационные материалы по гидрометеорологическим приборам и методам наблюдений. М., Гидрометеоиздат, 1973, вып. 57,с.З-5.

20. Виленский П.Л., Лившиц В.Н., Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов. М.: Из-во «Дело», 2002 625 с.

21. Войтикова Т.Л. К методике измерения размеров дождевых капель. Труды ГТО, 1957, вып. 68.

22. Волынский М.С. Об оптическом методе измерения крупности капель распыленной жидкости. Труды МАИ, вып. 18, 1946.

23. Воронин Г.И. и др. Устройство для анализа распределения микрочастиц. А.с. № 343201. Опубл. в Б.И., 1972, № 20.

24. Гидравлические исследования дальнеструйных дождевальных аппаратов с расходом воды 50-80 л/с. Заключительный научно-технический отчет. М., ВИС-ХОМ, 1972.

25. Гинсбург В.М., Степанова Б.М. Голография, методы и аппараты. М.: Советское радио, 1974.

26. Горелик А.Г. и др. Результаты совместных радиолокационных и наземных измерений микроструктуры осадков. Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1967, т. 3, № 9.

27. Городничев В.И. Автоматическое вождение многоопорных дождевальных машин фронтального перемещения. М., Техника в сельском хозяйстве, 1989, вып. 4, с. 48-50.

28. Городничев В.И. Автоматизация процесса полива ДМ "Фрегат" В сб.: Ресурсосберегающие технологии и техника орошения. М., ВНИИГиМ, 1987, с.90-97.

29. Городничев В.И. Водой ведает электроника. //Сельский механизатор, 2002, №8. с.18-19.

30. Городничев В.И. Исследование и разработка методов и системы контроля параметров дождя при орошении. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1981, ВНИИГиМ.

31. Городничев В.И. Качество полива при автоматическом вождении дождевальных машин фронтального перемещения. В сб.: Надежность и качество технологического процесса полива. М., ВНИИГиМ, 1988, с. 83-89.

32. Городничев В.И. Количество регистрируемых капель и погрешность определения характеристик дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива". М., ВНИИГиМ, 1979, вып. 12, с.98-103.

33. Городничев В.И. Комплекс средств регистрации работы поливной техники. Научно-технические достижения в мелиорации и водном хозяйстве. Каталог паспортов. М., Мелиоинформ, 1994, № 16.

34. Городничев В.И. К оценке дождевальной техники. В сб. "Экологически и экономически обоснованные технологии, и технические средства полива". М., ВНИИГиМ, 1989, с. 121-127.

35. Городничев В.И. Методика оценки и технические средства контроля качества работы дождевальной техники. //Мелиорация и водное хозяйство, 2002, № 2, с.37-38.

36. Городничев В.И. Методы, системы управления, контроля и оценки качества работы фронтальных дождевальных машин. Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2003 354 с. ISBN № 5-93-503-028-4.

37. Городничев В.И. Обоснование выбора параметров измерения и методика определения характеристик дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива", М„ ВНИИГиМ, 1977, вып. 10, с. 53-65.

38. Городничев В.И. О погрешности определения характеристик дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива". М., ВНИИГиМ, 1980, вып. 13.

39. Городничев В.И. Оценка крупности капель. В сб.: Основные направления технического прогресса в области механизации и техники полива. М., ВНИИГиМ, 1983, с.102-111.

40. Городничев В.И. Синтез системы управления машины "Коломенка-100"- В кн. "Оптимизация технических средств и технологии полива. М., ВНИИГиМ, 1985, с.66-76.

41. Городничев В.И. Совершенствование методики оценки качества работы дождевальных машин. Материалы международной конференции "Экологические проблемы мелиорации", М., ВНИИГиМ, 2002, с.280-282.

42. Городничев В.И. Современные средства автоматизации полива садов. Научно-технический прогресс в садоводстве. Сборник научных докладов Второй Международной научно-практической конференции, часть 1. М.: ВСТИСП, 2003, с. 239-242.

43. Городничев В.И. Способ определения характеристик дождя. А.с. РФ № 899014, Б.И., 1982, № 3.

44. Городничев В.И. Средства автоматизации объектов водоподготовки и во-дораспределения систем сельхозводоснабжения // Проблемы и перспективы совершенствования технологий орошения и сельхозводоснабжения. Коломна, ВНИИ "Радуга", 2001, с. 51-57.

45. Городничев В.И., Галкин А.В., Исаев А.Н., Фетисова Т.В. Измерительно-информационная система "Спектр" для оценки качества дождя. Экспресс-информация. Сер.10, вып. 2, М., 1978 (ЦБНТИ Минводхоза СССР).

46. Городничев В.И., Евсеев Н.И. и др. Устройство дождевальной машины для внесения жидких удобрений с поливной водой.// А.с. № 1189396, Б.И. 1985, № 41.

47. Городничев В.И., Елохов В.И., Ландес Г.А., Носенко В.Ф. Способ управления и контроля работы поливной установкой и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2025953, Б.И., 1995, № 1.

48. Городничев В.И., Иванов Ю.Н., Нациокс А.Г. Устройство для определения срока полива. А.с. РФ № 1384277, Б.И., 1988, № 12.

49. Городничев В.И. Исаев А.П., Кистанов А.А. О некоторых результатах ла-бораторно-полевых испытаний системы измерения качества дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива", М., ВНИИГиМ, 1976, вып. 9, с. 158-163.

50. Городничев В.И. и др. Способ определения параметров искусственного дождя. А.с. РФ № 1299271, Б.И., 1985.

51. Городничев В.И., Кистанов А.А., Галкин А.В., Филиппов Е.Г., Евсеев Н.И. Автоматизированная система для определения интенсивности и распределения искусственного дождя. Экспресс-информация. Сер.1, вып. 1, М., 1975 (ЦБНТИ Мин-водхоза СССР).

52. Городничев В.И., Козлов Е.А. Агрегаты и системы мостового земледения. М. ЦБНТИ "Водстрой", 1992 - 58 с.

53. Городничев В.И., Козлов Е.А. Обоснование конструкций мостовых агрегатов и их классификация. В кн.: Водоснабжение при орошении. Коломна, ВНПО "Радуга", 1991, с. 87-91.

54. Городничев В.И., Козлов Е.А. Способ мостового земледелия и мостовой агрегат. Патент РФ № 2013912, Б.И., № 11, 1994.

55. Городничев В.И., Морозов В.И. Дождевальные машины прототип мостового агрегата. - В кн.: Поливная техника в составе внутрихозяйственной оросительной системы. Коломна, ВНИИ "Радуга", 1990, с.83-87.

56. Городничев В.И., Луцкий В.Г. Система управления дождевальной машиной "Коломенка-100". Реферат на картах ЦБНТИ Минводхоза СССР, вып. 5, 1987.

57. Городничев В.И., Луцкий В.Г., Антошин В.Н., Малявин В.В. Устойчивость движения ДМ "Кубань". 2 В сб "Современные методы разработки и оценки технологии и технических средств полива", М., ВНИИГиМ, 1986, с.50-56.

58. Городничев В.И., Луцкий В.Г, Остапов И.С. Многоопорная дождевальная машины с электроприводом. А.с. РФ № 1410916, Б.И., 1988, № 27.

59. Городничев В.И., Малявин В.В. и др. Устройство для автоматического управления движением дождевальной фронтальной машины. А.с. № 1271391, Б.И 1986. №43.

60. Городничев В.И., Носенко В.Ф. Способ мостового орошаемого земледелия с минимальной обработкой почвы и агромост для его осуществления. Патент РФ № 2149530 Б.И. 2000, № 15.

61. Городничев В.И. Носенко В.Ф., Киселева Т.В. Способ определения экологически допустимой поливной нормы и устройство для его осуществления. А.с. РФ № 1824108, Б.И. 1993, № 24.

62. Городничев В.И., Сулиз Б.Н. Применение микро-ЭВМ для управления фронтальной дождевальной техникой. Тезисы докладов семинара "Процессы в иерархических информационно-управляющих структурах. Москва-Коломна, ВЗПИ, 1986 с.

63. Городничев В.И., Сулиз Б.Н., Чибирев Л.Д. Модель дождевальной машины с лазерным стабилизатором курса. Экспресс-информация. Серия 1. Орошение и оросительные системы, вып. 4, М., 1985 (ЦБНТИ Минводхоза СССР).

64. Городничев В.И., Оленин Н.Б., Галкин А.В., Исаев А.П. Расчет на ЭВМ линейных размеров и энергетических характеристик дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива", М., ВНИИГиМ, 1979, вып. 12, с. 104-113.

65. Городничев В.И., Полетаев В.Д., Луцкий В.Г., Сулиз Б.Н. Системы автоматического управления перемещением многоопорных фронтальных машин. В сб.: Широкозахватная поливная техника и оптимизация ее параметров. М., ВНИИГиМ, 1984, с.47-57.

66. Городничев В.И., Фетисова Т.В., Галкин А.В. Калибратор капель. А.с. № 717545. Опубл. в Б.И., 1980, № 7.

67. Городничев В.И., Фетисова Т.В., Система "Спектр" для оценки качества дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива", М., ВНИИГиМ, 1976, вып.9, с.143-154.

68. Городничев В.И., Хохлина О.П., Евсеев Н.И., Киселева Т.В. Локальная автоматизированная система управления ДМ "Фрегат" В сб.: Широкозахватная поливная технике и оптимизация ее параметров. М., ВНИИГиМ, 1984, с. 57-63.

69. Гаджиев Г.И. Скорость падения капель дождя, создаваемого дождевальной машиной "Фрегат". "Тракторы и сельхозмашины", 1977, № 7, с.26-27.

70. Гегузин Я.Е., Капля. -М: "Наука", 1977.

71. Губер К.В., Лямперт Г.П., Храбров М.Ю. Требования к характеристикам дождя при создании дождевальной техники. В сб.: Современные проблемы мелиорации и пути их решения. М., ВНИИГиМ, том 1, 1999, с. 187-199.

72. Гудзон Н. Охрана почвы и борьба с эрозией. Перевод с английского. М., Колос, 1974.

73. Гусейн-заде С.Х., Коваленко В.И. К методике определения равномерности дождя пи испытании дождевальных машин. "Тракторы и сельхозмашины", 1965, № 12.

74. Гусейн-заде С.Х., Коваленко В.И. Методика определения равномерности распределения искусственного дождя при испытании дождевальных установок и машин. Труды АзНИИГиМ, Баку, 1965, т.6.

75. Дзядевич И.А. Предотвращение водной эрозии и борьбы с нею на орошаемых землях. "Гидравлика и мелиорация", 1970, № 9.

76. Дьяченко П.В. Устройство для полуавтоматического подсчета и классификации капельножидких облаков и туманов. А.с. № 93486. Опубл. в Б.И., 1952, № 4.

77. Егорова О.В. Актуальность возделывания бобово-мятниковых травосмесей при орошении в Ростовской области. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. Сборник научных трудов. М.: 2002. «РосНИИПМ». с. 211-214.

78. Ерхов Н.С. Энергетическое обоснование формулы для определения эрози-онно-допустимых поливных норм при дождевании.- В сб. "Предотвращение ирригационной эрозии почв средней Сибири". Красноярск, СибНИГиМ, 1982 г.

79. Ерхов Н.С. К вопросу оценки дождевальных машин с учетом эрозионно-допустимых поливных норм. В сб. "Современные методы разработки и оценки технологии и технических средств полива". М., ВНИИГиМ, 1986, с.30-38.

80. Желязко В.И., Захарова О.А., Кирейчева Л.В., Можайский Ю.А., Михаль-ченко Н.Н. Утилизация сточных вод и животноводческих стоков. М.: Изд-во ООО «Эдель-М», 2001. 137 с.

81. Жоров Н.Е., Неустроев С.Н. Амплитудно-временной преобразователь. -"Приборы и техника эксперимента", 1973, № 4.

82. Ивашкин В.И., Москвичев Ю.А., Абрамов А.Ф., Городничев В.И. Система автоматизированного приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой. А.с. № 1037862, Б.И. 1983, № 32.

83. Имянитов И.М., Крюкова Г.Т. Способ измерения размера и количества облачных частиц и осадков по заданным интервалам их спектрального распределения, а также водности облаков и осадков. А.с. № 115699, Б.И. № 10, 1958.

84. Иосифьян А.Г., Карапетян В.М. и др. Дождевальная система. А.с. № 1176875, Б.И. №33, 1985.

85. Исаев А.П. Гидравлика дождевальных машин. М., Машиностроение,1973.

86. Исаев А.П. Основы гидравлической теории дождевальных машин: Автореферат. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. -Ростов-на-Дону, 1973 -46 с.

87. Исаев А.П., Городничев В.И. Обоснование создания и выбор основных параметров автоматизированной системы для оценки качества дождя. В сб.: "Новое в технике и технологии полива". Коломна, ВНИИМиТП, 1975, вып. 8, с.23-32.

88. Исаев А.П., Цуканов В.К. Измерение характеристик искусственного дождя. "Тракторы и сельхозмашины", 1973, № 1.

89. Исаев А.П., Цуканов В.К. Фотоэлектрический метод измерения характеристик искусственного дождя. Труды ВИСХОМ, 1971, вып. 67.

90. Изучить возможность использования централизованного электроснабжения для привода широкозахватной дождевальной машины типа "Кубань". Отчет о НИР, ВНПО "Радуга", Коломна, 1986.

91. Испытания комплекта датчиков для информационно-измерительной системы "Дождь". Протокол испытаний 33-16-72. Херсон, Южно-Украинская МИС, 1972.

92. Испытания опытного образца мобильной установки для проведения лабораторных испытаний дождевальных машин. Протокол испытаний 33-57-72, Херсон, Южно-Украинская МИС, 1972.

93. Капельноразбрыгзивающее устройство с импульсным управлением. Заявка № 2556169. ФРГ. "Изобретения за рубежом", 1976.

94. Карагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. М.: Маш-гиз, 1962.

95. Каталог мелиоративной техники стран СНГ. М., Мелиоинформ, 2002, часть 1, 30 с.

96. Катовщиков А.Я., Левин А.Г., Федоров Л.Р. Исследование движения машин типа Кубань" методом моделирования. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1985, № 8, с. 21-24.

97. Кизяев Б.М. Развитие технологий и средств комплексной механизации строительства и эксплуатации мелиоративных систем. // Мелиорация и водное хозяйство, 2002. №5. с. 11-12.

98. Кизяев Б.М., Мамаев З.М., Городничев В.И., другие. Федеральные регистры базовых и зональных технологий и технических средств для мелиоративных работ в сельскохозяйственном производстве России до 2010 г. М.: ФГНУ «Росин-формтех», 2003 - 112 с.

99. Кизяев Б.М., Райнин В.Е. Особенности мелиорируемого земледелия и актуальные проблемы мелиоративной техники. Мелиорация и водное хозяйство, 1999, №2, с. 9-12.

100. Кирейчева Л.В. Экологические основы комплексных мелиораций агро-ландшафтов. Мелиорация и водное хозяйство. 2002, №5, с. 3-8.

101. Кистанов А.А., Галкин А.В., Городничев В.И., Филиппов Е.Г. Автоматизированная система для определения интенсивности дождя. Листовка ВДНХ, Коломна, 1972.

102. Кистанов А.А. Применение автоматизированной измерительной системы для полевых испытаний дождевальной машины "Фрегат". — В сб.: "Новое в технике и технологи полива", М., ВНИИГиМ, 1976, вып. 9.

103. Коденко М.Н., Лебедев А.Т. Автоматизация тракторных агрегатов. М.: Машиностроение, 1969, с.5-9, 164-170.

104. Колесник Ф.И. Новая дождевальная техника и оценка ее эффективности. Обзорная информация. М., 1973 (В/О "Союзсельхозтехника", ЦНИИТЭИ. Сер. "Производственное обслуживание колхозов и совхозов").

105. Колесник Ф.И. Мелиоративные основы повышения качества работы и эффективности дождевальных машин: Автореферат. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1979 - 38 с.

106. Конке Г., Бертран А. Охрана почвы. Перевод с английского. М., Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.

107. Концепция развития комплексных мелиораций и повышения продуктивности мелиорированных земель в России ВНИИОЗ г. Волгоград, 2003.

108. Копылов В.П., Литвинов И.В. Устройство для забора проб дождя. А.с. № 149918. Опубл. вБ.И., 1962.

109. Корнедорф С.Ф., Дубиновский A.M. и др. Расчет фотоэлектрических цепей. М.: Энергия, 1967.

110. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Сельхозгиз, 1961 - 622 с.

111. Кринецкий И.И., Драновский А.И. Автоматическое вождение колесных и гусеничных машин по постоянным трассам Машиностроение, М., 1971,166 с.

112. Крутий Л.М., Султанов Р.Г. Устройство для определения момента достижения максимального значения импульсного давления. А.с. № 344306. Опубл. в Б.И., 1972, №21.

113. Кузнецов Б.В., Соколов Л.И., Худолей Л.Л. К вопросу о достоверности определения распределения частиц дисперсных систем по размерам. В сб.: "Физика аэродисперсных систем". Киев, Вица школа, 1973, вып. 9.

114. Кулагин Л.В. Методы измерения размеров капель при распыливании. В сб.: "Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении". - М., Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1960, вып. 2.

115. Курилов Ю.А. Исследование эксплуатационных показателей многоопорных дождевальных машин в связи с функционированием системы автоматической синхронизации движения тележек: Автореферат дис. канд. технич. наук. — Ставрополь, 1980, с. 11.

116. Лазерное устройство для измерения распределения размеров капель и частиц. "Контрольно-измерительная техника", Экспресс-информация, М.: 1976, № 43.

117. Лебедев Б.М. Дождевальные машины. -М: Машгиз, 1965.

118. Лебедев Б.М. Дождевальные машины. — М.: Машиностроение, 1977.

119. Лебедев Б.М. Закономерности распределения воды при дождевании. — Труды ВИСХОМ, 1971, вып. 67.

120. Лебедев Б.М., Марквардте В.М. Основы теории струй дождевальных машин. Труды ВИСХОМ, 1967, вып. 55.

121. Лисконов А.Т., Колганов А.В., Волошков В.М. Использование ЭДМФ «Кубань» в условиях Ростовской области. В кн.: «Современные методы разработки и оценки технологии и технических средств полива. М., ВНИИГиМ, 1986, с.63-67.

122. Лисунов В.И., Курилов Ю.А. К вопросу исследования автоматической синхронизации движения тележек многоопорных дождевальных машин. В сб. Основные вопросы совершенствования техники и технологии полива. М., ВНИИГиМ, 1981, с.40-42.

123. Листопад Г.Е., Чижиков Г.И. К вопросу об определении скорости капель искусственного дождя и силы их удара. "Тракторы и сельхозмашины", 1970, № 10.

124. Литвинов И.В. Структура атмосферных осадков. Л.: Гидрометеоиздат,1974.

125. Лямперт Г.П. Приборы для определения скорости падения капель при дождевании. "Тракторы и сельхозмашины", 1969, № 3.

126. Маслов Б.С. Гибнет вековая мелиоративная система. // Мелиорация и водное хозяйство. 2003, №1. с. 9-11

127. Машина дождевальная электрифицированная фронтального перемещения с централизованным электроснабжением "Кубань-Э". Технические условия ТУ 23.2.2.297-92, 1992, 108 с.

128. Метод "НОУ-ТИЛЛ" (засев необработанной почвы) это экономия топлива, машинного оборудования и времени. //Журнал современного сельского хозяйства "Новый агробизнес". Весна 1994 (Практические советы американских фермеров).

129. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования (официальное издание). М.: Информэлек-тро, 1994-80 с.

130. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция) М.: Экономика, 2000 890 с.

131. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель. РД-АПК 3.00.01.003-03 М.: СНЦ «Госэкомелиовод», 2002. -133 с.

132. Механизация полива: Справочник/ Штепа Б.Г. и др. М.: Агропромиздат, 1990-336 с.

133. Микиров А.Е. Об измерении спектра распределения частиц в облаках и туманах. Известия АН СССР, сер. геофиз., 1957, № 4.

134. Микиров А.Е. Фотоэлектрический метод исследования распределения размеров частиц осадков. Известия АН СССР, сер. геофиз., 1957, № 1.

135. Миленин Б.О. Исследование интенсивности искусственного дождя. В кн.: "Гидротехника и мелиорация. Работы молодых ученых". М., "Колос", 1968.

136. Машины и установки дождевальные. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы оценки функциональных показателей. ОСТ 10.11.1-2000.

137. Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. -М.: "Колос", 1970.

138. Молоканов И.В. Самолетный измеритель водности капельных облаков. — "Метеорология и гидрология", 1971, № 9.

139. Молоснов Н.Ф., Городничев В.И. Электрифицированные дождевальные машины типа «Кубань» с централизованным электроснабжением/ «Опыт электрификации сельского хозяйства на основе ускорения научно-технического прогресса».

140. Тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому семинару. Л., НТО энергетики и электротехнической промышленности им. Г.М. Кржижановского, 1987, с. 59-60.

141. Москвичев Ю.А., Хайдарова Г.Я., Краснощеков B.C. Агрохимическая оценка качества полива дождевальной установкой "Волжанка". — "Гидротехника и мелиорация", 1975, № 12.

142. Московкин В.М. Оценка капельно-ударных характеристик искусственного дождя.

143. Насонов B.C. Справочник по радиоизмерительным приборам. М.: Советское радио, 1977, № 2.

144. Настенко Н.Н., Гарник В.К., Ценципер М.Л. Система аварийной защиты самоходной дождевальной машины. А.с. 420851.

145. Настенко Н.Н., Гринь Ю.И. Исследование динамики многоопорных дождевальных машин с гидроприводом. Сб. науч. тр. "Вопросы строительства и эксплуатации мелиоративных систем", вып. 1, УкрНИИГиМ. - Киев, 1975.

146. Невзоров А.Н. Самолетный измеритель частиц облаков и осадков. А.с. № 140250. Опубл. в Б.И., 1961, № 15.

147. Немировский Б.В., Сержантов А.И., Шипулин В.В. Многоканальные системы радиационного контроля.

148. Новоселов А.И. Автоматическое управление. Л.: Энергия, 1973.

149. Номенклатурный каталог дождевальной техники и оборудования. Отечественное оборудование. М., Мелиоводинформ, 2001, часть 1.

150. Номенклатурный каталог дождевальной техники и оборудования. Зарубежное оборудование. М., Мелиоинформ, 2001, часть 2, 55 с.

151. Обоснование электрических параметров и обеспечение техники электробезопасности дождевальной машины типа "Кубань" с централизованным электроснабжением. Отчет о НИР (заключительный). ВИЭСХ. М., 1987.

152. Ольгаренко Г.В., Носенко В.Ф., Городничев В.И. и др. Этапы создания и модернизации комплексов технологического оборудования оросительных систем

153. Ресурсосберегающие экологически безопасные системы орошения и сельхозводо-снабжения. Коломна, ФГНУ ВНИИ "Радуга", 2002, с. 7-23.

154. Остапов И.С., Луцкий В.Г., Городничев В.И., Миронов В.В. Дождевальные машины типа "Кубань" с централизованным электроснабжением. Гидротехника и мелиорация, 1987, № 5, с.36-39.

155. Оценка силы удара капель дождя мощных дальнеструйных машин. Заключительный отчет. Л.: СевНИИГиМ, 1975.

156. Павловский Д.Я. Методы испытаний дождевальных машин. Об-зор.информ., М., 1970 (В/О "Союзсельхозтехника", ЦНИИТЭИ, сер. "Новая сельскохозяйственная техника").

157. Пензин М.П. Исследование процессов ручного и автоматического вождения пропашных тракторных агрегатов в хлопководстве. Дис. канд. техн. наук. -Ташкент, 1968, с. 15-18.

158. Пензин М.П., Афанасьев В.М. К вопросу синтеза системы стабилизации курса многоопорной самоходной фронтальной дождевальной машины. В сб. науч. тр., вып. 9/ ВНИИГиМ., М.,: 1976, с. 47-55.

159. Полностью электрическая фронтальная дождевальная машина "Зимма-тик"// Проспект фирмы "Lindsay Manufacturenq Со", 1985.

160. Поспелов A.M. Дождевание. М., Сельхозгиз, 1952.

161. Поспелов A.M. Структура дождя при искусственном дождевании сельскохозяйственных культур. В сб.: "Дождевание", М., ВНИИГиМ, 1940, т. 3.

162. Проблемы технического оснащения механизации полива в орошаемом земледелии Российской Федерации. М., "Госэкомелиовод" и ИНПЦ "Союзводпро-ект", 2000, 25 с.

163. Программа специспытаний ДМ "Коломенка-100" с системой управления по проверке эффективности доработок.- Коломна, ВНИИМиТП, 1984.

164. Протокол № 2-86 испытаний широкозахватной дождевальной машины "Каравелла". Коломна, ВНПО "Радуга", 1986 (Инв. № 5617).

165. Протокол № 34-92-84 (4262110) Государственных (приемочных) испытаний дождевальной машины "Кломенка-100". Владимирская МИС,Покров,1984,145 с.

166. Протокол № 4-83 испытаний ЭДМФ "Коломенка-100" для внесения воды и подготовленных животноводческих стоков. ВНПО "Радуга", Коломна, 1983, Инв. № 4688.

167. Протокол по проведению предварительных испытаний опытных образцов машин дождевальных "КубаньЭГ', "Кубань-Э2" и "Кубань-ЭЗ" с централизованным электроснабжением. Д., СКБ ДМ "Дождь", 1990-189 с.

168. Пугачев B.C. Основы автоматического управления. М. "Наука", 1968.

169. Разработать автоматическую систему определения интенсивности и степени равномерности искусственного дождя. Заключительный научно-технический отчет. Коломна М., ВНИИМиТП - ВНИГиМ, 1972 (гос. per. № 7205135, инв. № БЗ10066).

170. Разработать автоматизированную систему определения характеристик искусственного дождя для статистической оценки его качества. Научно-технический отчет. Коломна, ВНИИМиТП, 1976, гос. per. № 7705836, инв. № Б588890.

171. Разработать автоматизированную систему определения характеристик дождя для статистической оценки его качества. Научно-технический отчет. ВНПО "Радуга", Коломна, 1980, с.208. Гос. регистрации № 77005836, инв. 02811001995.

172. Разработка дистанционного метода определения параметров микроструктуры капель искусственного дождя на протяженной трассе.// Научно-технический отчет ИОА СО АН СССР, Томск, 1981.

173. Разработка квалиметрического комплекса "Спектр". Научно-технический отчет. Коломна, ВНИИМиТП, 1975.

174. Разработать оросительные системы и технологический процесс полива с новыми модификациями МДЭФ "Кубань-JI". Отчет о КИР ВНПО "Радуга", Коломна, 1989.

175. Разработка технического задания на автоматизированную систему и алгоритмы обработки экспериментальных данных. Научно-технический отчет. Коломна, ВНИИМиТП, 1977, гос.рег. № 77005836, инв. № Б680092.

176. Райнин В.Е. Проблемы научного обоснования целесообразности развития мелиораций // Мелиорация и водное хозяйство. 2002, №5. с. 9-10.

177. Рекс JI.M. Системные исследования мелиоративных процессов и систем. Москва, Издательство "Аслан", 1995.

178. Рекс JI.M. Деятельно-техно-природные системы // Экологичсекий проблемы мелиорации. Материалы Международной конференции (Костяковские чтения). М.: ВНИИГиМ. 2002, с.255-257.

179. Рябов Ю.С., Крейцер А.Г., Балов В.В. Капельный дозатор. А.с. № 396668. Опубл. в Б.И., 1973, № 36.

180. Рязанцев А.И. Механико-технологичсекое совершенствование дождевальной техники. Монография Коломна. ФГОУ Коломенский ИППК Минсельхоза РФ, 2003 - 246 с.

181. Савченко Т.Е. Экспериментальные методы определения дисперсности распыления жидкостей. Труды ВИСХОМ, 1971, вып. 67.

182. Сандыбаев Ж.А., Таттибаев А.А., Креккер Н.Ю., Калашников А.А. Прибор для получения отпечатков капель жидкости. А.с. № 545901. Опубл. в Б.И., 1977, №5.

183. Сейбел P.P. Усовершенствованный емкостный измеритель интенсивности дождя. "Приборы для научных исследований", 1972, № 8.

184. Сельское хозяйство России // Буклет. М.: Росинформагротех. 2003.

185. Семенов В. Установка для определения диаметра капель дождя дождевальных машин методом скоростной киносъемки. В кн.: "Новое в методах испытания тракторов и сельскохозяйственных машин". Ж., 1971, вып. 9.

186. Симкин А.В., Кудрейко В.Н. Параметрический формирователь импульсов колоколообразной формы. А.с. № 335784. Опубл. в Б.И., 1972, № 13.

187. Слабунов В.В., Штанько А.С., Недорезов П.М. Методы и критерии оценки качества искусственного дождя. Сборник научных трудов ФГНУ «РосНИИПМ» -М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ, 2002, с. 180-186.

188. Создать и освоить многоопорную автоматизированную фронтальную дождевальную машину, работающую в движении. Отчет о научно-исследовательской работе. Коломна, ВНПО "Радуга", 1983 (Гос. per. № 01828007235, инв. № 02860073712).

189. Состояние и меры по развитию агропромышленного производства Российской Федерации // Ежегодный доклад Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, М. 2003 с. 236.

190. Штепа Б.Г. и др. Механизация полива. Справочник М.: Агропромиздат, 1990-336 с.

191. Способ создания потока капель. Заявка № 2525134, ФРГ.

192. Справочник мелиоратора (В.А. Анисимов, К.В. Губер, Г.М. Золиков и др.; по ред. Б.С. Маслова). М.: Россельхозиздат, 1976- 235 с.

193. Справочник по механизации орошения (Б.Г. Штепа, Н.В. Винникова, С.Х. Гусейн-заде и др.; под ред. Б.Г. Штепы) М.: Колос, 1979 - 303 с.

194. Угрюмов А.В., Сечкин И.М., Луцкий В.Г., Брянцев Н.В., Городничев В.И. и др. Фронтальная дождевальная машина. А.с. № 1172494, Б.И. 1985, № 30.

195. Угрюмов А.В. и др. Основные тенденции развития систем управления и способов подачи воды к многоопорным фронтальным дождевальным машинам, работающим в движении. Обзорная информация № 17, М., 1982 (ЦБНТИ Минводхоза СССР).

196. Транзисторная усилительная схема. Заявка № 1361221. Великобритания.

197. Филиппов Е.Г., Кистанов А.А., Галкин А.В., Городничев В.И. Устройство для измерения количества осадков. А.с. № 453652. Опубл. в Б.И., 1974, № 46.

198. Филиппов Е.Г., Фомин Г.Е., Кистанов А.А. Автоматическая измерительно-вычислительная система для определения интенсивности и равномерности распределения искусственного дождя. Труды ВНИИМиТП, Коломна, 1970, вып. 2.

199. Хе И.Н. Исследование и разработка рациональной технологии и систем управления агрегата ДДА-100МА. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Омск, 1971.

200. Холин Б.Г. Устройство для получения капель жидкостей и растворов. А.с. № 448889. Опубл. в Б.И., 1977, № 37.

201. Циприс Д.Б. Экспериментальное определение ударной силы капель при дождевании. Труды ВИСХОМ, 1971, вып. 67.

202. Цифровые измерительные приборы. Справочник. Л.: Энергия, 1971.

203. Чижиков Г.И. Исследование процессов непрерывного и прерывистого дождевания: Автореферат. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Волгоград, 1970.

204. Чичасов В.Я., Ерхов Н.С. Впитывание воды в почву при непрерывном дождевании. "Гидротехника и мелиорация", 1965, № 7.

205. Чичасов В.Я., Изюмов В.В., Носенко В.Ф., Штокалов Д.А. Техника полива сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1970.

206. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии, стока, наносов и их оценка. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

207. Шупяцкий А.Б. Форма и скорость падения водяных и дождевых капель. -Известия АН СССР, сер. геофиз., 1959, № 5.

208. Шустов В.Н., Макашев A.M. Устройство для отбора капель. А.с. № 395726. Опубл. в Б.И., 1973, № 35.

209. Юдин В.Ф. Определение диаметров капель искусственного дождя в полевых условиях. В сб.: "Вопросы механизации и электрификации сельского хозяйства", Ташкент, САИМЗ, 1974, вып. 11.

210. Юрченко И.Ф. Оптимизация планов техничсекой эксплуатации оросительной системы // современные проблемы мелиораций и пути их решения. Юбилейный сборник научных трудов посвященный 75-летию ВНИИГиМ, том 2, М.: ЗАО «СТЭНСОН", 1999, с. 356-364.

211. Юрченко И.Ф. Геоинформационные технологии для решения агроэколо-гичсеких задач. // Экологические проблемы мелиорации. Материалы научной конференции (Костяковские чтения). М.: ВНИИГиМ, 2002.

212. Яковлев В.Н. Справочник по импульсной технике. Киев: Техника, 1972.

213. Atkinson W.R. Muller А.Н. Versatile technique for the production of uniform drops at a constant rate und ejection velocity. The Review of Sei. Instr., 1965, vol 36, No 6.

214. Bennett L., Stalder H. Drop-size sensor Riv. Sei. Instrum. 1964. vol. 35,1. No 1.

215. Bentley W.L. Studies of raindrops and raindrop phenomena. Month. Weather Rev. 1904, vol. 32.

216. Blanchard D.C. Spencer A.T. Experiments on the generation of raindrops size distribution by drop braskup. J. Atmosph. Sei. 1970, vol. 27, No 1.

217. Brown E.A. A technique for measuring precipitation particles from aircraft. -J. Meteor., 1958, vol, 15, No 5.

218. Bubenzer G.D. and Jones B.A. Drop Size and Impact Velocity Effects on the Detachment of Soils Under Simulated Rainfall. Trans. ASAE, 1971, vol. 14, No 4, p. 625-628.

219. Cannon T. W. High-speed photography of airborne atmospheric particles. J. Appl. Meteor. 1970, vol. 9, No 1.

220. Caton P.G. A study of raindrop-size distributions in the free atmosphere. -Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 1966, vol. 92, No 391.

221. Clardy D.E. Folbert C.W. Electronic Disdrometer. Rev. Sei. Instr. 1961. vol. 32. No 8.

222. Cornford S.G. A note on some measurements from aircraft of precipitationwithin frontal clouds. Quart. J. Meteor. Soc. 1966. vol. 92. No 391.

223. Cotton W.R., Gokhale N.R., Collision, coalescence and breakup of large water drops in vertical wind tunnel. J. Geophys. Res., 1967, vol. 72.

224. Defant A. Gesetzmessingkeiten in der Verteilung der Verschiedenen Tropfenqroessen bei Regenfacllen K. Akad wiss. Nath. Naturw. Klass. Sitz. Rev. 1905. vol. 5.

225. Dingle A.N. Shulte F.I. A research instrument for the study of raindrop-size spectra. J. Appl. Meteor., 1962. vol.1, No.l.

226. Donnadien G., Dubosclard G., Godarn S. Un pluviometre photoelectrique pour la determination simulatanse des specters dimensionnel et devitess de chute des gouttes de plufie. J. Rech. Atmosph. 1969, vol. 4, No. 1.

227. Duncan A.D. The measurement of shower rainfall using an airborne foill im-pacter. J. Appl. Meteor. 1966, vol. 5, No. 2.

228. Foote B. Variance spectrum analysis of doppler radar observations in contini-ous precipitation. J. Appl. Meteor. 1968. vol. 7. No. 3.

229. Fujiwara M. A new radio-telemetering apparatus for measurinq raindrop-size.- Paper Meteor. Geoph. 1954. vol. 5. No. 1.

230. Gunn G.L., Marshall J.S. The distribution with size of aggregate snowflakes.- J. Meteor. 1958. vol.15, p.452.254. 217. Gunn R., Kinzer L.D. The tirminal velocity of fall for water droplets in stagnant air. J. Meteor. 1949. vol.6. No.2.

231. Gunn R. Collision characteristics of freely falling water drop. Seince. 1965. vol. 150. No. 3697.

232. Grunow J. Variationen der Niederschlagsstruktur im Alpenvorland. -Geofisica e Meteorologia, 1963, vol. 11. p. 143.

233. Hobbs P.V., Kezweeny A.J. Splashing of a water drop. Science. 1967. vol. 155. No. 3766.

234. Ichimura I., Fujiwara M. Measurements of precipitation by using metal foil and preliminary results of the flight observation. Papers in Meteprology and Geophysics, 1967, vol. 18, No. 1.

235. Joss J., Waldvogel A. Ein Spektrograph fur Hiederschlagstropfen mit automa-tischer Auswertung. Pure and Appl. Geohys. 1967. vol. 68. No. 3.

236. Joss J., Waldvogel A. Raindrop-size distribution and sampling-size error. J. Atmosph. Sci., 1969, vol. 26, No.3.

237. Jung E. Messung von Tropfenqrussenverteilung verschiedener Regenfalle mit einen electrodynamischen Regenspektrometer. Meteor. Rundschau., 1969. vol. 22. No 4.

238. Katz I. A momentum disdrometer for measuring raindrop-size from aircraft. -Bull. Amer. Meteor. Soc. 1952. vol. 33. No 9.

239. Knollenberg R. The optical array: an alternative to scattering or extinction for airborne particle size determination. J. Appl. Meteor. 1970. vol. 9. No 1.

240. Lammers U.H. Electrostatic analysis of raindrop distributions. J. Appl. Meteor. 1969. vol. 8. No 3.

241. Lenard P. Uber Regen. Met. Zs. 1904, vol. 21, p. 248.

242. List R. McNeil C.F. McTaggart-Gowan I.D. Laboratory investigations of temporary collision of raindrops. I.Geophyc. Res., 1970, vol. 75, No 36.

243. Малкодански Т. Изследования върху средствата заподобрявана качест-вава на изкуствения дъжд при струйните дъждевани апарати. Научни трудове Институт по хидротехника и мелиорации, 1968, т. 10.

244. Matsuda М., Nakai Т., Akinaga Т. Reindropmeter and its Calibration. -Trans. Enging., 1972, N 39, p. 8-13.

245. Mason B.J. Ramanadham R.A. A photoelectric raindrop spectrometer. -Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 1953, vol. 79, No 342.

246. Meyer L.D. Simulation of rainfall for soil erosien research. Fransaction of the ASAE, 1965, vol. 8, No 1, p. 63-65.

247. Meszaros E., Wirth E. Distribution spectrale des gouttes des pluies tombant des nudges cumuliformes. Idojaras. 1961. vol. 65, No 2.

248. Montgomery D.N. Collision and coalescence of water drops. J. of Atmosph. Sci., 1971, vol. 28, No 2.

249. Nathan A.M. Automatic raindrop size spectrometer and recorder. Pat. USA, cl. 250-222, No 3153727, z: 31.05.63.

250. Pruppacher H.R., Beard К. A wind tunnel investigation of the internal circulation and shape of water drops falling at terminal velocity in air. Quart. J. Roy. Meteor. Soc. 1970. vol. 96. No 408.

251. Riem W. Untersuchungen uber den Einspridsvorgang bei Diselmaschinen. -Z.VDI. Bd. 68. 1924.

252. Rupe J. Third Symposium on Combustion, Flame and Explosion Phenomena, Baltimore, 1949, p. 680-694.

253. Sauter I.Die Grossenbestimmug der in Gemischnebel der Verbrenф nungskraftmaschinen vorhandenen Brennstoffteilchon. Ferschungsarbeiten des VDI., Heft 279, Berlin. 1926.

254. Schecter R.M., Russ R.G. The relationship between imprint size and drop diameter for an airborne drop sampler. J.Appl. Meteor., 1970, vol. 9, No 1.

255. Schindelhauer F. Versuch einer Registrierung der Tropfenzehl bei Regen-fallen. Meteor. Z. 1925. vol. 42.

256. Schmidt W. Eine Unmittelbare Bestimmung der Fallgeschwindigkeit von Regentropfen. Ber. Akad. Wiss. Wien. 1909. vol. 118. p. 71.

257. Seginer I. Tangential verlocity of sprinkler nops. Transactions of the1. ASAE. 1965, vol. 8, No 1.

258. Swithenbank J. Beer J.M. Taylor D.S. Abbot D. McCreath G.C. A laser diagnostic technique for the measurement of droplot and particle size distribution. "AJAA Pap", 1976, No 69.

259. Voigt D. Untersuchungen verschiedener Regnertypen. Deitsch. Agrartechn. 1966, 16, N 15,210-214.• 284. Whelpdale D.M. List R. The coalescence process in raindrop growth. -1.

260. Geophys. Res., 1971, vol. 76. No 12.

261. Wiesner J. Beitrage zur Kenntniss des tropischen Regens. Acad Wiss., Math-Naturw. Klasse, 1895, vol. 104, p. 1397.

262. Winn W.P. A device for measuring the radin of raindrops. J. Appl. Meteor. 1969, vol. 8, No 3.т

Информация о работе

Городничев, Валерий Иванович
доктора технических наук
Коломна, 2004
ВАК 06.01.02

Диссертация

Управление, контроль и оценка работы дождевальных машин фронтального действия - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы