بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، سامانهای دینامیکی برای محاسبهی لحظهای وزن کود در حال حمل، مبتنی بر بار مرجع ارائه شده است. از یک لودسل افقی -Sشکل برای محاسبهی مؤلفهی نیروی وارد بر شاسی در راستای افقی با کمترین مفروضات ساده کننده استفاده شده است. یک مدل شاسی دو تکه که از محور معینی به هم متصل شده است برای افزایش دقت و انعطاف پذیری در هنگام تغییرات دینامیکی وزن طراحی شده ا ست. هدف از طراحی این د ستگاه ایجاد شرایطی برای محا سبهی برخط میزان پا شش کود تو سط کودپاش در واحد سطح بوده است. نتایج محاسبات نشان داد، پارامترهایی مانند تغییرات شتاب افقی، میزان ارتعاش ناشی از شرایط ناهموار زمین و همچنین میزان ارتعاش نا شی از عملکرد موتور تراکتور، تأثیر معنی داری بر دقت اندازه گیری سامانه طراحی شده نداشته است.
واژههای کلیدی: تنظیم میزان پاشش کود در واحد سطح، کودپاش سانتریفیوژ، لودسل، محاسبه وزن دینامیکی
مقدمه
با گذر زمان و عبور از عصر مکانیزاسیون کشاورزی امروزه نیازها در کشاورزی دقیق بیش از پیش احساس میشود، جایی که افزایش راندمان در کشاورزی با کنترل دقیق میزان م صرف کود، سم، آب و مؤلفههای مشابه قابل ساماندهی میبا شد. تا به امروز اکثر عملیات کشاورزی به صورت زمین محور انجام میشد، به شکلی که تنظیمات ماشین کشاورزی برای همهی زمین که در یک بار حرکت دستگاه اجرا می شد بدون تغییر باقی میماند. که توسعهی سیستمهای الکترونیک و کامپیوتر راه را برای اعمال تغییرات در حین عملیات کشاورزی بسته به شرایط هموار ساخت. . - Goense et al., 1996 - کشاورزی دقیق و کنترل میزان مواد مصرفی برای حفظ راندمان در سطح مطلوب در حوزهی مصرف کود شیمیایی نیز میتواند امری بسیار مهم محسوب گردد.
با توجه به تحقیقات انجام شده در سالهای اخیر، ا ستفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی نیز میتواند منجر به آلوده شدن خاک شده و در بروز بیماریهای انسانی و تخریب چرخهی محیط زیست نقش به سزایی داشته باشد. همچنین در کشاورزی دقیق یکی از مسائل مطرح شده میزان کاشت محصولات کشاورزی در واحد سطح و حفظ این نرخ میباشد. با توجه به نیازهای موجود در این زمینه استفاده از یک سامانهی مطلوب جهت گزارش لحظهای میزان پاشش در کودپاشهای سانتریفیوژی یکی از راهکارهای مناسب جهت مواجهه به مشکلات روبروست . - Van-Bergeijk et al., 2001 - سامانهای که قابلیت اندازه گیری لحظهای پارامترهای وزن کود در حال حمل، و سرعت حرکت را داشته باشد، تا بتوان برآوردی از میزان پاشش کود در واحد سطح ارائه کرده و با ابزارهای تنظیمی ن سبت به تغییر متنا سب آن اقدام کرد.
اطلاعات بد ست آمده از سامانه اندازه گیری وزن لحظهای کود برای ارزیابی مدیریت کود در سیستمهای کشاورزی دقیق و برای تنظیم میزان پاشش با نوع کود ضروری به نظر میرسد Van- - . - Bergeijk et al., 2001 روشهای متفاوتی برای اندازه گیری دینامیکی وزن اجسام توسعه داده شده است. برای مثال - Niedzwiecki and Wasilewski, 1995; Halimic and Balachandran, 1995 - به ترتیب برای محا سبهی وزن دینامیکی مبتنی بر مقیاس در خودروهای سبک و سنگین و همچنین برای محا سبهی وزن ا شیاء حمل شده بر ت سمه نقاله از تئوری فیلتر کالمن استفاده کردند. استفاده از منطق فازی برای محاسبهی دینامیکی وزن چهارپایان توسط - Cveticanin, 2003 - یکی دیگر از تلاشها برای محاسبهی دینامیکی وزن بوده است.اطلاعاتی که از سامانههای سنجش عملکرد بدست میآیند میتوانند برای ارزیابی لزوم عملیات با نرخ متغیر برای نهادههایی مانند کود و بذر و نهادههای مشابه که تغییرات نرخ ا ستفاده از آنها حائز اهمیت میبا شد ا ستفاده شوند، که این سامانهها بهطور معمول دارای دقتی بین 5 تا 10 درصد میباشند - خراسانی فردوانی و همکاران، . - 1387
سامانهی کنترل میزان کود و بذر پاششی بر واحد سطح نیز، به نوبهی خود سامانهای است که همواره تحت تأثیر عوامل محیطی، میتواند دقت عملکرد نامناسبی را ارائه دهد. کاهش دقت عملکرد در سامانههای کنترل میزان پاشش کود و بذر میتواند باعث ناهمگونی در پاشش این نهادهها و در نتیجه کاهش راندمان خروجی مح صول گردد. سامانههای پا شش کود و بذر خودکارمعمولاً دارای اجزائی برای محا سبهی دینامیک وزن مخزن حامل کود و بذر، و سرعت حرکت میبا شند . - Van-Bergeijk et al., 2001 - در این سامانهها عامل محدود کنندهای که میتواند میزان ریزش بذر را به خطر بی اندازد، سامانهی محاسبهی وزن دینامیک است که همواره تحت تأثیر عوامل زیر قرار دارد:
-تغییرات سرعت و شتاب حرکت وسیلهی کشنده، که در این نوع ادواتمعمولاً تراکتور میباشد.
-ارتعاشات ناشی از موتور وسیلهی کشنده
-ارتعاشات ناشی از ناهمواریهای سطح زمین
این عوامل به همراه دقت حسگر، بسامد و شدت تقویت سیگنال ورودی اندازه گیری سامانهی تحصیل داده و همچنین نوع تکنیکهای فیلترینگ بکار گرفته شده، همگی در حصول دادهی صحیح برای تصمیم گیری ماشین در حلقهی نیمه بسته به جهت تنظیم میزان پاشش تأثیرگذار خواهند بود. همچنین برای برطرف ساختن بخشی از خطاهای ناشی از ارتعاشات داشتن اطلاعاتی از محدوده و بزرگی ارتعاش ماشین مفید خواهد بود.
در برخورد با نویزها نیز همواره با 3 محدوده مواجه هستیم:
-حالتی که تابع تبدیل در کانال نویز متغیر با شد که در این حالت حذف نویز تو سط فیلتر تطبیق یافته حذف نویز1 صورت میگیرد [10]، [11] و .[12]
-نویزی که در محدودهی بسامد مناسب اتفاق میافتد. فیلترهای ساده در این حالت حذف اطلاعات مطلوب را به همراه خواهند دا شت، لذا در این موارد از گزینهی تغییر ح سگر به شکلی ا ستفاده می شود، که ح سگر جدید به کار گرفته شده همبستگی پایینی با سیگنال و همچنین همبستگی بالایی با نویز داشته باشد. در این حالت همواره کانالی از حساسیت بالایی برخوردار خواهد بود که در آن نویز به سیگنالهای مطلوب ا ضافه خواهد شد، که در صورت عدم وجود تغییرات معنی دار تابع تبدیل، میتوان توسط فیلتر تطابقی وینر2 نویز را حذف کرد.
-نویزی که خارج از محدودهی بسامدی عملکرد سیستم قرار دارد. این نوع از نویز توسط فیلترهای آنالوگ یا دیجیتال پایین گذر، بالا گذر یا باند گذر قابل حذفاند. - خراسانی فردوانی و همکاران، . - 1387
فرآیند تشخیص جریان جرمی در کودپاشها باید توانایی واسنجی مکانیزم کنترل جریان برای انواع کود با مشخصات فیزیکی متفاوت را داشته باشد. . - Hofstee and Huisman, 1990 - مکانیزم کنترل جریان یک کودپاش با یک سنسور اندازه گیری سرعت دورانی تغذیهی ا ستوانهای یا یک سن سور اندازه گیری میزان گ شودگی دریچه بر ا ساس نوع مکانیزم کودپاش مجهز شده ا ست. اطلاعاتی که بر مبنای این سنسور دریافت میشوند جریان جرمی تئوری نام دارند و توسط واسنجی مکانیزم کنترل جریان تشخیص داده می شوند. روش وا سنجی مر سوم تو سط جمع آوری نمونهی کوچکی از حدود 25 الی 30 کیلوگرم از کودپاش در حین اجرای آزمایش انجام میشود.
وزن این نمونه اندازه گیری شده و با میزان اعمال شدهی تئوری برای واسنجی دوباره مقایسه میشود. برای کاهش خطاهای نرخ کاربردی برخی تولید کنندگان از لودسلها برای نمایش میزان کود اعمال شده استفاده میکنند. روش نیمه اتوماتیک واسنجی این نوع کود پاشها نیز در توزین آنها در دو مرحلهی کودپاش خالی و کودپاش پر در محل تراز شدهی ثابت میباشد. تفاوت میزان بار اندازه گیری شده باید با میزان تئوری گزارش شده در حین عملیات کودپاشی بین دو توزین برابر باشد. اگر تفاوتی رخ دهد واسنجی انجام شده اصلاحات را انجام خواهد داد . - Van-Bergeijk et al., 2001 - در حال حاضر تکنولوژی اندازه گیری مداوم و بی وقفهی واسنجی بدون توقف در کودپاش ها مورد بحث ماست. بر خلاف روشهای مرسوم اندازه گیری وزن که
