Разработать цифровые системы и технические решения для возделывания овощных культур

Объект исследования –технологии и технические средства с цифровыми системами управления и мониторинга производства овощных культур. Предмет исследования – показатели, характеризующие оценку качества выполнения технологических операций производства овощных культур машинно-технологическими комплексами с цифровыми системами управления и контроля. Цель исследований – разработка и экспериментальное исследование комплекса машин и оборудования с цифровыми системами управления для производства овощных культур в открытом грунте и закрытых агроэкосистемах. Задачи исследований: - выполнить аналитическое обоснование цифровых систем управления и контроля показателей качества работы технических средств машинного производства овощных культур; - выполнить экспериментальные исследования влияния цифровых систем управления и контроля на показатели качества машинного производства овощных культур; - разработать рекомендации производства овощных культур комплексом машин и оборудования с применением цифровых систем управления и контроля; - разработать технологию производства овощных культур комплексом машин и оборудования с применением цифровых систем управления и контроля. - литературный анализ данных о способах обнаружения стрессовых состояний растений, разработка конструкции, алгоритма обработки спектрального сигнала и изготовление лабораторного образца портативного лазерного устройства для мониторинга стрессовых состояний растений на основе регистрации лазерно-индуцированной флуоресценции хлорофилла; - планирование и проведение экспериментальных исследований влияния ультрафиолетового излучения как стресс-фактора на биосинтез эфирных масел в эфиромасличных растениях. Разработка лабораторных образцов светодиодных ультрафиолетовых облучателей для растений; - планирование и проведение экспериментальных исследований влияния спектрального состава света на продуктивность пряно-ароматических трав; - планирование и проведение экспериментальных исследований янтарной кислоты на продуктивность томатов; - разработка и изготовление климатических камер для выращивания растений в контролируемых условиях. Научная новизна: - алгоритмы управления линейными актуаторами регулирования глубины хода рабочих органов, пруткового элеватора с регулируемым углом наклона полотна и частотой вращения интенсификаторов сепарации, распознавания корне-клубнеплодов 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; - теоретические зависимости обоснования конструктивных, режимных и технологических параметров функционирующих элементов комплексов машин для производства лука, моркови, столовой свеклы и картофеля; - технология производства овощных культур и картофеля комплексом машин, оснащенных цифровыми системами управления и контроля. - усовершенствованные методы электрофизического воздействия оптического излучения на продуктивность и качество растений защищенного грунта, гиперспектральный и флуоресцентный анализ стрессовых реакций; - методы определения качества потока оптического излучения на основе оптических свойств листьев и биометрических показателей растений и создании теоретических основ для оценки источников излучения, используемых в культивационном сооружении (создание цифрового двойника растения). Промежуточный отчет по теме № 0581-2019-002 в 2019 году разработку системы интеллектуализации производства приоритетных овощных и пропашных культур на базе цифровых технологий. В 2020 году промежуточный отчет включал работу по разработке комплекса машин и оборудования с электронными системами управления для производства приоритетных овощных и зеленных культур. Разработаны технические задания и проектная документация на машины для производства овощных культур в открытом грунте и закрытых экоситемах, оснащенных системами автоматического контроля и управления технологическими процессами для изготовления и запуска в серийное производство. Годовой экономический эффект на 1 га от применения машин, оснащенных системами автоматического контроля и управления технологическими процессами, составит более 210 тыс. рублей. При решении поставленных задач использовались методологии системного анализа и синтеза, физического моделирования, основанные на теории вероятностей и математической статистики, численные методы решения аналитических зависимостей, классической механики, основные положения теории разрушения, механики грунтов, общепринятые методы проведения лабораторно-полевых исследований. Достоверность полученных данных обеспечена методами математической обработки и статистического анализа результатов исследований, многофакторного анализа, применением лицензионных математических программных пакетов для ПЭВМ: «Microsoft Excel», «STATISTICA-6.0», «Math CAD 2011» и «ZET Lab».