Вакуумные управляемые пульсаторы, доильные автоматы и системы

• перерегулирование (колебательность), определяемое разностью максимального значения регулируемой величины (рисунок 10.10) и ее значением в установившемся режиме как

−
Р Р
σ % = макс уст ⋅ 1 00% ; (10.22)
Р
уст

• количество перерегулирований – количество максимумов за время регулирований n;

• логарифмический декремент затухания, характеризующий скорость затухания переходного процесса,

∆ P
1
d = l n
, (10.23)
∆ P
2

где Δ Р 1 = Р 1 – Р уст, Δ Р 2 = Р 2 – Р уст.

Р, кПа
Рмакс 2Δ Δ
ΔРс
Рзад
т
Р1 Р2
Руст
0
tp t, с

Рисунок 10.10 – Переходная характеристика системы

К рассмотренным показателям качества предъявляются определенные требования с учетом регламентированной точности к регулируемой величине. Величина статической ошибки определяется требуемой точностью к поддержанию регулируемой величины. Так, для системы регулирования глубины вакуума системы питания доильной установки отклонение величины вакуума от номинального значения не должно быть больше 1,2 кПа. Следовательно, статическая ошибка Δ Р ст≤│1,2│ кПа.

Значение наперед заданной величины Δ, определяющей длительность времени регулирования t р, обычно принимается ориентировочно не более 5% от заданного значения регулируемой величины.

Перерегулирование σ не должно превышать 20%, а число перерегулирований n ≤ 2÷3. Что касается логарифмического декремента затухания, то к нему нет определенных требований. Его можно использовать для сравнительной оценки быстродействия различных вариантов системы (чем больше декремент затухания, тем выше быстродействие систем) и как косвенный показатель при синтезе систем с максимальным быстродействием.

11 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Несовершенство доильных машин, ведущее к раннему запуску коров, их заболеваниям (маститам машинного происхождения), снижению качества молока, требует развития сопутствующих технических средств и технологий, в том числе и автоматизированных. Однако экономические показатели производства молока остаются очень низкими, поскольку большая часть коров в нашей стране не пригодна к машинному доению ввиду отсутствия отработанной системы селекционной работы, а технические средства и технологии не обеспечивают адекватные физиологическим потребностям организма животных воздействия. Не исключен также полностью труд оператора машинного доения, и от его добросовестности, квалификации (субъективный фактор, вносящий огромную долю неопределенности в систему) зависят многие показатели системы.

В современном мире создание адаптивных устойчивых на рынке технологий возможно только на основе их компьютеризации. Компьютерные технологии в доении пока не развиты. Причиной является низкое качество теории в данной области знаний. Хотя процессы молокообразования и молокоотдачи физиологами экспериментально хорошо изучены [12], пока нет моделей процесса молоковыведения, достаточно адекватно описывающих взаимодействие доильной машины с организмом животного. Это не позволяет создавать на их основе оптимальные и адаптивные системы управления процессом доения.

Известны также модели других технологических процессов БСПМ – создания микроклимата, кормления, кормоприготовления, удаления экскрементов, их утилизации, первичной обработки молока и др., но полученные с использованием самых разнообразных методов исследований.

Очевидно, что назрела необходимость совместного рассмотрения технических и биологических составляющих как единой системы с целью создания аппаратно-программного комплекса, обеспечивающего эффективное функционирование системы производства молока любого уровня.

Система производства молока относится к классу сложных биотехнических систем. Она функционирует в среде, отношения с которой определяются векторами совокупностей внешних воздействий (рисунок 11.1): F тс – различных технических средств и технологий f тс k(t) ; W э – энергетических ресурсов, (расход электроэнергии W э1 (t) , газа W э2 (t) , горюче-смазочных материалов W э k(t) , и т.п.); W к – различных видов кормов и кормовых добавок W к k(t) ; W х – применяемых лекарственных препаратов и химических средств W х k(t) . Энтропия этой внешней среды определяется не только потребностями индивидуумов общества, но и политикой, законодательными актами, рекламой (субъективный фактор, который вносит нестабильность в систему производства молока, в том числе отражается и на рынке труда – вектор W тр ,

определяемый квалификацией F тр k(t) и индивидуальными особенностями работников, участвующих в производстве продукции).

Региональные условия (вектор внешних воздействий F вн : температура ft(t), изменяющаяся сезонно и в течение суток; влажность воздуха f ψ (t) ; наличие в нем вредных примесей f вн1 (t) ; качество воды f вн2 (t) ; продуктивные качества почвы f вн3 (t) ; питательность кормов f вн k(t) и т.п, а также вектор W вн , описывающий обмен энергией со внешней средой: солнечную энергию W с (t) , энергию ветра W в (t) , и т.п.) определяют не только технологии содержания и состав технических средств, но и являются возмущающим фактором биологической составляющей системы производства молока.

Региональные условия
F вн = | ft(t); f ψ (t);…; f вн k(t) |
W вн = | W с (t); W в (t); …; W вн k(t) |
Полезная продукция
W пол = | W м (t); W тел (t);
Биотехническая система W уд (t); …; W пол k(t) |
производства молока
Х= | х 1 (t); х 2 (t);…; хk(t) |
Рынок кормов Потери
W к = |W к1 (t); W к2 (t); …;W к k(t) | W пот = | Wt(t); W фек (t);
W ψ (t); …;W пот k(t) |
Рынок лекарств
Рынок труда
и химических средств F тр = |F тр1 (t);F тр2 (t);…; F тр k(t)|
W х = | W х1 (t); W х2 (t);…; W х k(t) |

Рисунок 11.1 – Функционирование БСПМ во внешней среде

Основной частью биотехнической системы производства молока (далее БСПМ) является стадо коров, обладающее собственной энтропией. Нестационарность и неопределенность вносят в систему генетический потенциал стада и индивидуальные особенности животных: продуктивность х 1 (t) , тугодойность х 2 (t) , тип нервной системы хk(t) , и т.п. – матрица координат состояния Х .

Все эти внешние факторы взаимосвязаны и охвачены как положительными, так и отрицательными связями. Воздействия возмущающих факторов приводят к нестабильности системы, выходные показатели ее (матрица W пол : молоко W м (t) , телята – W тел (t) , органические удобрения – W уд (t) ) выходят за пределы ограничений, накладываемых рынком потребительской продукции, уменьшается количество продукции, снижается ее качество. Весь процесс