Развиваем сельское хозяйство вместе С заботой о вашем хозяйстве
Товары, услуги и экспертная поддержка — в одном кабинетеУсловия и документы
← База знаний / Доение

Вакуумные управляемые пульсаторы, доильные автоматы и системы

И. К. Винников, О. Б. Забродина, О. Н. Бахчевников, В. Н. Литвинов · 2015 · Россия · Россия

Текст исходного файла на русском языке. Историческое издание: сведения приведены по источнику 2015 года.

Войти и скачать PDF ↓

сопровождается потерями W пот : энергии в технологических процессах и самим животным – теплота Wt(t) ; питательных компонентов корма, в том числе с фекалиями W фек (t) и жидкостями W ψ (t).

В качестве основного объекта рассмотрена БСПМ, являющаяся многоуровневой иерархической структурой со сложными межуровневыми связями. Она имеет распределенный характер энергетических и информационных потоков во времени и пространстве, охватывая различные участки производства молока, разнообразна по свойствам и характеристикам наблюдаемых величин, требует обеспечения высокой надежности своего функционирования.

По функциональному назначению в технической части БСПМ можно выделить пять уровней управления, на которых осуществляются разные по характеру воздействия.

Первый уровень связан с осуществлением дискретных операций (технологических операций доения, раздачи кормов и т.п.).

  • На втором уровне происходит управление движением рабочих органов

  • – манипуляторов доения, транспортеров, раздатчиков кормов и т.п.

Технические средства третьего уровня выполняют автоматическую коррекцию формообразующих движений с целью обеспечения заданной точности – подсистемы автоматизированного управления доильными установками, микроклиматом и т.п.

Качество технологического процесса обеспечивает четвертый уровень управления, здесь определяющая роль принадлежит информационным подсистемам – подсистема СТАДО, МОЛОКО, КОРМА, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ, ФИНАНСЫ.

Пятый уровень соответствует адаптивному управлению технологическими процессами и в целом БСПМ в соответствии с целевыми функциями.

Поскольку основой БСПМ является лактирующая биотехническая система (ЛБТС), то из всего многообразия энергетических и информационных взаимоотношений в рассматриваемой биологической системе были выделены физиологические подсистемы, участвующие в процессах молокообразования, молокоотдачи, молоковыведения – секретирование молока, двигательные функции молочной железы, транспорт крови, отдельные функции гормонального аппарата (выделения окситоцина и адреналина) и ряд других. А так как ЛБТС зависит от репродукции биологической составляющей, ее функционирование рассматривалось в зависимости от внешних технических подсистем кормления и организации искусственной среды обитания.

Для получения полного тезауруса информационных задач, необходимых для обеспечения качества на всех уровнях управления, исследования проводились в несколько этапов.

На первом этапе на основе системного подхода создавались модели состояния конкретных технологических процессов, модели перемещений материальных и энергетических потоков БСПМ.

На основе анализа экспериментальных исследований физиологов и современного представления о физиологических процессах создана модель

ЛБТС, связывающая входные и выходные ее координаты состояния [11], в которой она представляется как автономная биологическая система управления, в которой участвуют система программного управления молокоотдачей и система обучения, регулирующая процессы молокообразования лактирующей коровы.

Процесс обучения состоит в изменении коэффициентов усиления в отдельных трактах биологической системы, при которых реализуется наилучший процесс управления процессами молокообразования и молокоотдачи. После того как в результате обучения процесс управления становится оптимальным, функционирует лишь система программного управления в соответствии с заданными в процессе обучения закономерностями.

Основное внимание при составлении моделей физиологических процессов, связанных с лактацией, было обращено на связи, влияющие на динамику системы, уже подвергнутой предварительному обучению.

В качестве входных переменных физиологических систем рассмотрены управляющие воздействия, формируемые как технической системой управления доильной установки, установками создания микроклимата и т.п., реализующими целевую функцию ЛБТС, так и корой полушарий головного мозга животного при соблюдении и нарушении стереотипа доения. Выходными переменными служат сам продукт (молоко с его количественными и качественными характеристиками, выход телят) и диагностические показатели системы, характеризующие состояние как отдельного организма, так и группы животных в норме и патологии.

При разработке моделей наибольшее внимание уделялось исследованиям условий передачи воздействий, сформированных техническими средствами к биологическим тканям (молочной железе), а также выбор формы, интенсивности, длительности воздействий. При анализе каналов воздействия ЛБТС использовался принцип адекватности, согласно которому управляющее воздействие должно быть по своей физико-химической природе свойственно живому организму, а значения параметров воздействия должны находиться в диапазоне приемлемости для биологических тканей.

Динамика процессов в БСПМ связана с одновременным функционированием большого числа биорегуляторов с различным быстродействием и вероятностными характеристиками практически всех их элементов. В результате аналитических исследований отдельных биологических и технологических процессов при введении ряда допущений [11] были получены системы дифференциальных уравнений, описывающие процессы молокообразования, молокоотдачи и молоковыведения при взаимодействии доильного аппарата с молочной железой животного.

В результате анализа нелинейностей, при постоянных внешних воздействиях (стереотип доения), рассмотрено движение квазистационарной ЛБТС на определенных интервалах времени: период молокообразования, латентный период молокоотдачи, непосредственно доение и его заключительная фаза.

Методами структурной и функциональной идентификации отдельных биологических и технических звеньев ЛБТС, в том числе по их переходным функциям, полученным экспериментально на большой группе коров, определены статистические оценки коэффициентов передачи и постоянных времени, подтверждена адекватность моделей квазистационарных ЛБТС и выполнена оценка наблюдаемости и управляемости.

Модели большей части остальных подсистем БСПМ получены с использованием принципа единства подхода к анализу технологических процессов и взаимодействий также в виде функций определенных переменных состояния.

Первый этап был завершен выбором конструкторско-технологических решений [11], выделением наблюдаемых и управляемых параметров состояния конкретных технологических процессов и видов технических средств.

Обеспечение качества функционирования БСПМ требует текущего мониторинга технологических процессов в реальном масштабе времени. Анализ информационных процессов в БСПМ также был выполнен с учетом принципа единства информационной среды, в соответствии с которым по каждой из подсистем были определены наиболее информативные по отношению к оцениваемому эффекту контролируемые показатели.

На втором этапе исследований ЛБТС были разработаны требования к техническим средствам и программному обеспечению, выполнено управленческое и информационное согласование технических и биологических звеньев в рамках общей модели.

В результате для каждого уровня управления были определены: совокупности измеряемых и контролируемых величин; допустимые их ограничения; алгоритмы формирования осведомительных сигналов и базы данных для зоотехника, оператора, селекционера, инженера, администратора; группы операций по распознаванию образов – идентификация животных, распознавание размещения сосков на вымени при автоматическом надевании доильных стаканов.

Таким образом, подготовлена среда для создания информационноинтегральной системы, включающей ряд сложных технологических подсистем, в виде единого аппаратно-программного комплекса, обеспечивающего устойчивое производство молока необходимого качества. При этом каждый из уровней управления энергетически и информационно связан не с одним, а с несколькими уровнями наблюдения. Каждое управляющее воздействие вырабатывается на основе обоснованного объема измерительной информации, которая также накапливается и по требованию пользователей (управленческого персонала) передается на более высокие уровни управления.

Итогом второго этапа исследований явилось следующее: выбраны методы и средства наблюдения (измерения, контроля), физические принципы и способы преобразования измерительной информации, обеспечивающие единство информативных признаков для всех уровней; сформулированы требования к системе обработки сигналов измерительной информации, поступающей со всех уровней наблюдения БСПМ с целью принятия решения

Оглавление

Текст, тема и отступы ↑

AgroSota всегда под рукой

Выберите своё приложение AgroSota

Один аккаунт на сайте и в приложении. Light и Full можно установить рядом.

Знакомый сайт в приложении. Для привычной работы с AgroSota.

Версия 1.1.4

Мобильные экраны и кабинеты клиента и агента.

Версия 1.2.7 · Тестовая

Для Android 10 и новее · Нужен интернет

Установка и обновления
  1. Скачайте выбранное приложение.
  2. Откройте APK в папке «Загрузки» и следуйте инструкциям Android.
  3. Войдите под своей учётной записью AgroSota.

Light обновляет прежнее приложение AgroSota. Оно проверяет обновления автоматически, скачивание и установка — с вашим подтверждением.

Full устанавливается отдельно. Это тестовая версия: проверка всех сценариев продолжается.

Для iPhone: откройте agrosota.ru в Safari → «Поделиться» → «На экран Домой».

ИИ-помощник AgroSotaПодбор товаров · связь с менеджером
Отвечает ИИ. Текст сообщений обрабатывается OpenAI. Контакты для звонка укажите в форме ниже.
Передать запрос менеджеру