РАҚАМЛИ ТЕХНОЛОГИЯЛАР НЕГИЗИДА ПАХТА ТЕРИШ МАШИНАЛАРИ ИШ СИФАТИНИ БАХОЛАШНИ АВТОМАТЛАШТИРИШ УЧУН ТЕХНОЛОГИК АСОСЛАРНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

РАЦАМЛИ ТЕХНОЛОГИЯЛАР НЕГИЗИДА ПАХТА ТЕРИШ МАШИНАЛАРИ ИШ СИФАТИНИ БАХОЛАШНИ АВТОМАТЛАШТИРИШ УЧУН ТЕХНОЛОГИК

АСОСЛАРНИ ИШЛАБ ЧЩИШ 1Абдазимов А.Д., 2Усманов М.Н., 3Атажанова М.М.

1Т.ф.д.,проф., И.Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети 2'3Катта ук;итувчилар, И.Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети

https://doi.org/10.5281/zenodo.10871348

Аннотация. Мацола пахта териш машиналари иш сифатини ба^олашнинг янги, компьютерда дала агрофони машина теримигача ва теримидан кейинги рацамли фотосуратларига ишлов беришга асосланган усули негизида автоматлаштиришнинг технологик асосларини ишлаб чицишга багишланган. Очилган пахта кусакларинингулчамли ва бошца характеристикаларининг узаро боглицликларини ифодаловчи эмпирик тенгламаларни олиш буйича тадцицотларнинг услуби ва натижалари келтирилган. Олинган очилган кусакдаги пахта массасининг кусак диаметрига боглицлигининг регрессия тенгламаси пахта териш машинаси иш сифатини автоматик назорат тизимида ишлов берилаётган цатор хосилини бахолаш алгоритмида цулланилиши мумкин.

Калит сузлар: пахта териш машинаси, автоматлаштириш, иш сифати, бохолаш, рацамли фотосурат, агрофон, пахта кусаги, характеристики, узаро боглицлик, регрессия тенгламаси.

Abstract. The article is devoted to the development of technological foundations for automating quality control of cotton harvesting machines, based on a method of computer assessment of the agricultural background of a section of a cotton field based on the results of digital photography before and after machine harvesting. The methodology and results of research on obtaining, in the form of empirical equations, dependencies of the dimensional and other characteristics of opened cotton bolls are presented. The resulting regression equation for the dependence of the mass of raw cotton in a cotton boll on its diameter can be used in the algorithm for assessing the yield of an automatic quality control system for the operation of a cotton harvester.

Keywords: cotton harvester, automation, quality of work, assessment, digital photography, agricultural background, cotton boll, characteristics, relationships, regression equation.

Аннотация. Статья посвящена разработке технологических основ автоматизации контроля качества работы хлопкоуборочных машин, основанных на способе компьютерной оценки агрофона участка хлопкового поля по результатам цифровых фотосъемок до и посла машинного сбора. Приведены методика и результаты исследований по получению, в виде эмпирических уравнений, взаимозависимостей размерных и других характеристик раскрывшиеся хлопковых коробочек. Полученное уравнение регрессии зависимости массы хлопка-сырца в хлопковой коробочке от ее диаметра может использоваться в алгоритме оценки урожайности обрабатываемого рядка в автоматической системе контроля качества работы хлопкоуборочной машины.

Ключевые слова: хлопкоуборочная машина, автоматизация, качества работы, оценка, цифровая фотосъемка, агрофон, хлопковая коробочка, характеристики, взаимосвязи, уравнение регрессии.

Introduction. ^ишлок хужалик машиналари, хусусан, пахта териш машиналари (ПТМ)ни иш сифати курсаткичларини дала шароитида бах,олашнинг х,озирги вактда фойдаланилаётган услубиятлари, жумладан стандарт услубиятлар [1,2] х,исоб пайкалларидаги каторлар ва усимликларга машинада теришгача (дала агрофони курсаткичларини) ва теришдан кейин (ПТМнинг агротехник курсаткичлари(АТК)ни) аниклаш асосан кулда, х,осил колдикларини йигиб олиш, уларни тозалаш ва тортиш, х,исоблаш, ёзиш ва бошка ишларни бир нечта урта ва олий малакага эга булган мутахассислар иштирокида бажаришга асосланган. Шу билан бирга куп мех,нат ва вакт сарфлаш давомида олинадиган маълумотлар жуда чекланган булади ва алох,ида ишчи органлар ишини батафсилрок ва тавсилотлари билан, сифат ва микдорий бах,олаш имкониятини бермайди. Ушбу камчиликларни бартараф этиш буйича кенг камровли дала тадкикотларини утказиш агротехник муддатлар чегараланганлиги, сарф-харажатлар ва кул мехнати микдори кескин ошиб кетишига олиб келади. Ана шу ута мухим сабаблар ПТМ ни иш жараёни сифатини тезкор бахолаш усулини ишлаб чикишни такозо килди.

Яратилган янги усул[3] ракамли технологиялар, янги дастурий[4,5] ва аппарат воситалардан фойдаланишга асосланган, дастлабки лаборатория-дала тадкикотларида синовлари утказилди[6,7,8]. Ушбу ПТМ ни агротехник бах,олашнинг янги тезлаштирилган усули[3]нинг мох,ияти машинада пахта хосили терилгунича ва терилгандан кейин гуза каторлари хисоб булагини координатали тахта фонида (вертикал текисликда) ракамли фотосуратга олиш ва олинган суратларни ЭХМ да ишлов беришдан иборат. Дастур алгоритми пахта даласи х,осили терилмаган ва терилган холатлари тасвирларини рангларини солиштириб тах,лил килиш ва уларнинг фаркини фоиз куринишида х,исоблашни кузда тутади. Ушбу тезкор услубда бевосита далани узида фотосуръатларни компьютерда ишлов бериш натижасида машинанинг иш сифати буйича дастлабки маълумотларни олиш, уни бошка машина курсаткичлари билан таккослаш, зарур холатларда машинани созлаш, дала агрофонини танлаш ва б. холатлар буйича карорлар кабул килиш имконини беради.

Синовлар натижалари ушбу услуб, уни амалга ошириш дастурий ва аппарат воситалари на факат ПТМ ни иш жараёни сифатини тезкор бахолаш, балки жараёнларини автоматлаштиришда, хусусан, ПТМ технологик жараёнлари ва режимларини автоматик назорат килиш ва бошкариш тизимлари(АН ва БТ)да кулланилиши мумкинлигини курсатди[7]. Бунда назорат объектларини таниб олиш замонавий усулларидан фойдаланиш, ушбу усулларни амалга ошириш дастурлари ва аппарат воситаларини ишлаб чикиш мухим ахамиятга эга. Хозирда узимизда ишлаб чикарилаётган ПТМ ларини автоматлаштириш борасида чет эллардан олиб келинган ушбу турдаги машиналардан яккол оркада колаётганлигини эътиборга олсак, бу йуналишда илмий-тадкикот ва тажриба -конструкторлик ишлари(ИТ ва ТКИ) шу куннинг долзарб вазифаларидан булиб колмокда.

Materials and methods. Хозирда ишлаб чикаришдаги тракторга яримосма МХ сериядаги 2 ва 4 каторли ПТМларни куйидаги жараён ва параметрларни назорат килувчи микропроцессорли интеллектуал АН ва БТ билан жих,озлаш максадга мувофик [7]:

• ПТМ иш сифати (хосил йукотилиши)ни АНТ;

• териш аппаратини эгат катори юзасидан баландлигини АБТ;

• агрегатни гуза катор ораларида автоматик юритиш тизими(АЮТ);

• териш аппарати ишчи тиркиши кенглигини АБТ;

• агрегат ва териш аппаратининг кинематик параметрларини АНТ;

• бункер тулишини ва пневмотранспорт тизими тикилишини АНТ.

Маълумки, ПТМ нинг иш сифати - АТК га дала агрофон х,олати характеристика-лари - турли тасодифий омил ва параметрлар (гуза нави, тупи улчамлари, кусакларни очилиш даражаси ва улчамлари, энг пастки кусакнинг жойлашиш баландлиги, баргларининг тукилиш даражаси ва х.к.) сезиларли таъсир килади. Шу сабабли юкорида санаб утилган локал АН ва БТ учун кириш параметри сифатида пахта даласи агрофони параметрларини олиш максадга мувофик,бунда дастлабки олинган маълумот бошкарув алгоритмига киритилган богликлик асосида кайта ишланиши ва бошкарув командасини шакллантириши талаб этилади. Хусусан, ПТМ ни ракамли оптоэлектрон кабул

курилмалари(видеокамералар) билан жихозланган гуза каторлари буйлаб АЮТ учун кириш параметри сифатида гуза туплари каторининг икки чеккасида жойлашган очилган кусаклари орасидаги масофа буйича олиш максадга мувофик, ушбу параметр каторни "ок тасмаси"нинг кенглиги ва унинг марказий "оптик уки"ни аниклаш имконини беради. Бошкариш командаси ушбу "ук" билан териш аппарати симметрия уки ("ишчи тиркиш"лар марказлари уки) орасидаги фарк катталиги жоиз кийматидан ошиб кетганда шакллантирилади.

ПТМ иш сифати (хосил йукотилиши)ни АНТ узининг бевосита вазифасини бажариш билан бирга юкорида келтирилган руйхатдаги ундан кейинда турган тизимлар ишини назорат хамда диагностика килиш вазифасини хам бажаради. Шу сабабли ушбу тизимнинг структура ва параметрлари хамда ишлаш алгоритмини тугри танлаш учун технологик асосларни ишлаб чикиш мухим ахамиятга эга.

ПТМ иш сифатини бахолашнинг хозирда кулланилаётган стандарт услубиятлари хосилнинг массаси буйича бахолашга асосланган. Янги ишлаб чикилган усул эса ракамли фотосуратлардаги хосил эгаллаган сатхни хисоблашга асосланган. Ушбу номутаносиб-ликни батараф этиш максадида утказилган очилган кусак улчамлари билан ундаги пахтанинг хажмий-массавий характеристикалари орасидаги эмпирик богланишларни аниклаш буйича дала тадкикотлари натижалари 1-жадвалда келтирилган. Бунда хар бир улчанган очилган кусак фотосурати олиниб, кейинчалик ушбу ракамли суратлар кусак- нинг параметрлари (кусакдаги пахтанинг контури буйича диаметри ва майдонини ва б.)ни аниклаштиришда фойдаланилди.

Олинган маълумотларни статистик тахлил килиш, хусусан корреляцион анализ натижалари очилган кусак пахтаси массаси(Мпк) ва кусакдаги чигитлар сони орасида, очилган кусакдаги пахта массаси ва кусакдаги пахта палласи буйича диаметрифпк) орасида(1-жадвалга каранг) етарлича кучли корреляцион богланиш (корреляция коэффициетлари кийматлари Гк= 0,69...0,73) мавжудлигини курсатди. Факат корреляция коэффициентларини аниклаш богликликларни тулик тавсифлаш учун етарли эмас, шу сабабли тадкик килинаётган улчамлар орасидаги эмпирик регрессион богликларни аниклаш учун аппроксимациялашнинг энг универсал ва аниклиги юкори усулларидан бири энг кичик квадратлар (ЭКК) усулидан фойдаланамиз.

Бу усулнинг бошкаларга нисбатан камчилиги - х,исоблаш хджмини нисбатан куплигидир, шу сабабли бизлар 50 марта улчовлардан иборат танланманинг биринчи унлик маълумотлари буйича хисоблашларни олиб борамиз. Тадкикот максади очилган кусак пахтаси массаси(Мпк)нинг кусакдаги пахта палласи буйича диаметри^пк)га

боглицлигининг эмпирик тенгламасини олиш булганлиги сабабли 1 -жадвалнинг 4- ва 6-устунлари маълумотларидан фойдаланамиз.

1-жадвал.

Очилган кусаклар характеристикалари тадкикотлари натижалари (фрагмент)

Улчов тартиб №

1

10

48

49

50

У.ад.(хур)

У.к.о.(ох)

Вар.коэф. (Vx,%)

Кусак фотосурати

Ш

Чанок-

лар

сони

4,64

0,48

10,34

Кусак

диаметри, DnR ,мм

58

55

60

63

59

70

57

55

60

68

52

54

61

57,68

4,93

8,55

Чигитлар

сони,

дона

28

33

40

33

28

42

40

34

43

39

31

26

36

35,96

5,07

14,10

Кусакдаги пахта масса-си, Мпк ,гр

5,4

6,3

6,10

1,35

22,13

Results and discussion. Дала улчовлари маълумотлари(1-жадвалга каранг)ни тах,лили очилган кусак диаметри билан ундаги пахта массаси нормал таксимот конунига буйсиниши(вариация коэффициентлари кичик Vx<30%) ва улар узаро чизикли богланишга эгалигини тахмин килиш мумкин. Яъни бу богланиш куйидагича ифодаланади:

5

2

5

5

3

5

6

4

5

6

5

4

5

6

5

8

7

5

8

5

6

9

5

7

5

8

4

6

4

4

4

5

у =а+Ьх ёки Мпк =а+ЪБпк , (1)

бу ерда у - очилган кусакдаги пахта массаси, Мпк,гр; х- очилган кусак диаметри, Dпк , мм;

а ва Ъ — аникланиши лозим булган регрессия тенгламаси коэффициентлари. Мпк ва Dпк катталиклар нормал таксимотга эга булганлиги сабабли кузатилаётган у1 кийматларининг таксимот зичлиги куйидаги куринишга эга булади:

, (2)

а ва Ъ параметрларни аниклаш учун курсатгичдаги ифода ЕГ=1(>,1 — а — Ьх¿)2 дан а ва Ъ буйича хусусий хоссаларни аниклаймиз ва олинган хосилаларни нолга тенглаб, мураккаб булмаган узгартиришлардан кейин куйидаги тенгламалар тизимини оламиз:

1=1 1=1 /=1 п а

1=1 ¡=1

, (3)

а ва Ъ коэффициентларни хисоблаш учун ёрдамчи 2-жадвалдан фойдаланиш кулай. 2- жадвал. а ва Ъ коэффициентларини хисоблаш учун

ёрдамчи жадвал

г У< хг Х1У1

1 XI У1 XIУ1

2 х2 У2 х:у2

п х„ Уп < ХпУ*

I .-1 ь, 1=1 Я IX 1-1 : 1

1-жадвалнинг 3- ва 5- устунлари ва 2 жадвалдан фойдаланган х,олда х,исоблашлар натижалари куйидаги 3-жадвалда келтирилган.

3-жадвал. хисоблаш учун

Регрессия

тенгламаси

коэффициентларини

1 У; (Мпк) х2

1 58 5,4 3364 313,2

2 55 5 3025 275

3 60 6 3600 360

4 63 6 3969 378

5 59 5 3481 295

6 70 8 4900 560

7 57 6,3 3249 359,1

8 55 6 3025 330

9 60 7 3600 420

10 68 8 4624 544

Т 605 62,7 36837 3834,3

Юкоридаги жадвалдан олинган натижаларни 3-тенгламалар системасига куйиб куйидагиларни оламиз:

36837 b + 605 a - 3834,3 = 0 605 b +10 a - 62,7 = 0

Ушбу тенгламалар системасини ечиб коэффициентлар кийматларини оламиз:

a = - 4,3175; b = 0,175.

Демак, очилган кусак диаметри билан ундаги пахта массаси орасидаги богликликни куйидаги регрессия тенгламаси билан ифодалаш мумкин:

Mnu = - 4,3175 + 0,175 Dnu (4)

Олинган эмпирик тенглама назорат килинаётган пахта даласи катори хосилини ракамли технологияларга асосланган микропроцессорли интеллектуал АН ва БТ бахолаш алгоритмида кулланиши мумкин. Бундай бахолаш ПТМ хосил териб утишидан олдин ва кейин амалга оширилиши лозим[7], шу сабабли (4) каби регрессия тенгламалари гуза тупида колган ва ерга тукилган хосил микдорларини аниклаш учун хам ишлаб чикилиши керак.

Conclusions. Юкорида келтирилган тартибда очилган кусакларнинг бошка характеристикалари орасидаги ва умуман гуза тупи улчамлари билан унинг хосилдорлиги, кусакларнинг жойлашиш параметрлари ва очилиш даражаси ва б. характеристикаларининг узаро корреляцион богликларини тавсифловчи регрессия тенгламаларини олиш мумкин. Ушбу маълумотлар ракамли технология ва техник воситаларга асосланган ПТМ иш сифати АН ва БТ структура ва параметрларини танлаш, тизимни ишлаш алгоритмлари ва дастурларини яратишнинг технологик асосини ташкил килади.

REFERENCES

1. O'zDST 3225: 2017. Государственный стандарт Узбекистана. «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины хлопкоуборочные. Методы испытаний» // Ташкент, 2017.-32 стр.

2. TSt 63.06:2001 "Отраслевой стандарт. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины для уборки хлопка-сырца и стеблей хлопчатника. Программа и методы испытаний".

3. Способ оценки агротехнических показателей хлопкоуборочных машин. Патент на изобретение № IAP 05123// Абдазимов А.Д., Садриддинов А.С. и др. Зарегистрирован в гос. регистре изобретений РУз, г. Ташкент, 20.11.2015.

4. Оценка и анализ на ЭВМ полноты сбора урожая хлопкоуборочной машиной //Свидетельство о регистрации программного продукта для ЭВМ №DGU 02063.

5. Программа оценки качества работы хлопкоуборочной машины //Свидетельство о регистрации программного продукта для ЭВМ №DGU 03446.

6. Абдазимов А.Д., Раджабов С.С.,Омонов Н.Н.,Усмонов М.Н. К вопросу автоматизации процессов оценки качества работы хлопкоуборочных машин и получения информации об агрофоне хлопкового поля. // Матер^-МНПК «Информационые технологии, системы и приборы в АПК - АГРОИНФО-2012». Новосиб.обл., п. Краснообск, ГНУ СибФТИ, 10-11 октября 2012 г.

7. Абдазимов А.Д., Улжаев Э., Убайдуллаев У.М., Омонов Н.Н. Основы автоматизации контроля и управления технологическими параметрами хлопкоуборочных машин. Ташкент: ТашГТУ, 2014. -164 с.

8. Abdazimov A.D., Radjabov S.S., Omonov N N. Automation of agrotechnical assessment of cotton harvesting machines. Mechanical Science and Technology Update IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1260 (2019) 032001