Разработка комплекса машин и оборудования с электронными системами управления для производства приоритетных овощных и зеленных культур

Объект исследования – технологическое обеспечение технологий и комплексов машин для производства овощных культур и пряных трав средствами автоматизации, методы и технические средства автоматизации технических средств при проведении полевых работ. Предмет исследований – показатели, характеризующие оценку качества выполнения технологических операций при производстве овощных культур и пряных трав машинно-технологическими комплексами с автоматическими и цифровыми системами автоматического контроля. Цель исследований – разработка комплекса машин и оборудования с электронными системами управления для производства приоритетных овощных культур с исследованием влияния физико-механических свойств почвы, размерно-массовых характеристик овощных культур и пряных трав на показатели качества машинного производства с системой автоматического контроля и интеллектуальным управлением продукционного процесса. Задачи исследований: - провести анализ технического, технологического обеспечения и автоматизации комплексов машин для производства овощных культур и пряных трав; - выполнить аналитическое обоснование системы автоматического контроля показателей качества работы технических средств машинного производства лука, моркови и столовой свеклы; - разработать требования к точности и достоверности измерительной информации системы автоматического контроля технических средств машинного производства лука, моркови и столовой свеклы; - разработать цифровые системы мониторинга климатических параметров управления продукционными процессами овощных и зеленных культур; - разработать и обосновать системы автоматического контроля машинного производства лука, моркови и столовой свеклы по процессам предпосевной обработки почвы, посева, уборки и послеуборочной обработки; - разработать метод оценки качества облучения в светокультуре по содержанию пигментов в листе растения и устройства для его реализации, обеспечивающих снижение затрат энергии и экологичности процесса облучения; - разработать макетные образцы технических средств для цифровых технологий выращивания томатов и пряных трав в искусственных закрытых экосистемах на основе интеллектуального управления продукционными процессами; - выполнить экспериментальные исследования влияния системы автоматического контроля на показатели качества машинного производства лука, моркови и столовой свеклы по процессам уборки и послеуборочной обработки лука; - выполнить экспериментальные исследования макетного образца климатической камеры с цифровыми системами управления, обеспечивающей высокую точность поддерживаемых климатических параметров и с управлением газовой средой произрастания томатов и пряных трав. Научная новизна: - алгоритмы управления линейными актуаторами регулирования глубины хода рабочих органов, пруткового элеватора с регулируемым углом наклона полотна и частотой вращения интенсификаторов сепарации, распознавания корнеклубнеплодов и луковиц, а также их размерных характеристик; - алгоритм регулирования силового воздействия прикатывающих катков на посевной слой почвы, теоретические зависимости обоснования конструктивных, режимных и технологических параметров функционирующих элементов комплексов машин для производства лука, моркови и столовой свеклы; - система поддержания температуры и влажности воздуха с равномерным градиентом значений во всем объеме камеры, построенной с использованием класса интеллектуального управления – нечеткой логики; - математическая модель цифровых систем мониторинга управляемых экологофизиологических факторов и параметров продуктивности растений; - закономерности формирования пигментного состава в листьях растений томата, выращиваемых в ИБЭСС, под воздействием различных уровней облученности, спектрального состава и фотопериода; - алгоритм спектрально-светового воздействия «рассвет-закат» для управления продукционными процессами выращивания томатов и пряных трав; - система дистанционного управления спектрально-светового воздействия выращивания томатов и пряных трав через Bluetooth посредством мобильного приложения на ОС Андроид. Результатами исследований являются: - анализ технического, технологического обеспечения и автоматизации комплексов машин для производства овощных культур и пряных трав; - аналитическое обоснование системы автоматического контроля показателей качества работы технических средств машинного производства лука, моркови и столовой свеклы; - требования к точности и достоверности измерительной информации системы автоматического контроля технических средств машинного производства лука, моркови и столовой свеклы; - цифровые системы мониторинга климатических параметров управления продукционными процессами овощных и зеленных культур; - экспериментальные исследования влияния системы автоматического контроля на показатели качества машинного производства лука, моркови и столовой свеклы по процессам уборки и послеуборочной обработки лука; - экспериментальные исследования макетного образца климатической камеры с цифровыми системами управления, обеспечивающей высокую точность поддерживаемых климатических параметров и с управлением газовой средой произрастания томатов и пряных трав.