Разработка и использование моделей биотехнологических систем в прикладных научных исследованиях

The paper highlights the difficulties of functioning in multi-parameter systems due to the diverse nature of their link connections. The paper examines a specific case of an «operator-machine-animal» biotechnological system employed in the context of machine milking operations. The system includes three subsystems: two of them have a biological nature and exhibit probabilistic behavior, while the milking machine, serving as a connecting element with inanimate characteristics, is to be regarded as a deterministic technical subsystem. (Research purpose) The research aims to substantiate the conceptual approach to the functioning of an «operator-machine-animal» biotechnical system, taking into account the subsystem interaction patterns. (Materials and methods) The paper explores the conditions governing the operation of biotechnical systems characterized by inherent randomness (in the probabilistic-statistical sense). It was determined that the operation of such a system is influenced by a significantly greater number of factors compared to the «man-machine» system. The biotechnical system as a whole remains stochastic, while its control algorithms maintain a probabilistic nature. The study was conducted by assessing the results obtained through statistical analysis of experimental data, employing methods and techniques of mathematical modeling for technological processes, and exploring key avenues for the development of intelligent digital technologies. (Results and discussion) The utilization of adaptive control principles ensures a high probability of successfully attaining the ultimate objectives. A model for an «operator-machine-animal» system functioning has been developed. The rationale for the efficacy of the interaction between the «machine» and «animal» subsystems is illustrated through the case study of the DeLaval™ DelPro MU480 linear milking machine. A block scheme for the «operator-machine» control system was developed. The performance of the machine milking operator was assessed. A mathematical model detailing the operator's errors was outlined. Criteria for ensuring the operational reliability of the «operator-machine» system were introduced. (Conclusions) The efficiency of a multiply connected biotechnical system is constrained by the zone of maximum adaptation. A mathematical model is provided to describe the functioning of a machine milking operator. The professional stability of an operator, acting as an adaptive and stochastic component, depends on individual attributes and working conditions that need statistical evaluation. The adaptation concept is indicated as a promising area of research. Engineering decisions about the cow milking process are to be based on practical insights into animal ethology, formalized through logical-linguistic models.Отметили сложности функционирования многопараметрических систем вследствие разной природы связей их звеньев. Рассмотрен частный случай биотехнологической системы «оператор-машина-животное», реализуемой в операциях машинного доения. Она включает в себя три подсистемы: две имеют биологическую природу и являются вероятностными, а доильная установка – звено неживой природы следует рассматривать как детерминированную техническую подсистему. (Цель исследования) Обосновать концептуальный подход к функционированию биотехнической системы «оператор-машина-животное» с учетом закономерностей взаимодействия подсистем. (Материалы и методы) Изучили условия функционирования биотехнических систем, которые носят случайный характер (в вероятностно-статистическом смысле). Установили, что факторов, влияющих на процесс функционирования таких систем, значительно больше, чем на «человеко-машинную» систему. Биотехническая система в целом остается стохастической, а алгоритмы ее управления носят вероятностный характер. Исследования проводили путем оценки результатов, полученных при статистической обработке экспериментальной информации, применения методов и методик математического моделирования технологических процессов, изучения основных направлений создания интеллектуальных цифровых технологий. (Результаты и обсуждение) Применение концепции адаптивного управления обеспечивает гарантированное достижение конечных целей с высокой вероятностью. Разработали модель функционирования системы «оператор-машина-животное». Обоснование эффективности взаимодействия подсистем «машина» и «животное» выполнено на примере аппарата линейного доения DeLaval™ DelPro MU480. Разработали структурную схему системы управления «оператор-машина». Провели оценку эффективности оператора машинного доения. Описали математическую модель ошибок, допускаемых оператором. Предложили критерии, характеризующие эксплуатационную надежность системы «оператор-машина». (Выводы) Границы эффективности многосвязной биотехнической системы определяются зоной адаптационного максимума. Представлена математическая модель, описывающая производительность оператора машинного доения. Профессиональная устойчивость оператора как адаптивного, стохастического звена зависит от индивидуальных особенностей и условий труда, которые целесообразно оценивать статистически. В качестве перспективного направления исследований указана адаптационная концепция. Инженерные решения в отношении процесса доения коров должны базироваться на практических знаниях этологии животных, формализованных в виде логико-лингвистических моделей

Разработка экспериментального фитотрона и его применение в исследованиях по энергоэкологии светокультуры

The study of indoor plant lighting is noted to be an interdisciplinary research area. Thus, there is a need to integrate various technical sciences and practical methods in growing plants under artificial conditions. Nowadays, it is reasonable to treat energy-ecological efficiency of indoor plant lighting as a complex scientific direction that takes into account substance flow forming the energy and environmental indicators of an artificial agroecosystem. (Research purpose) To develop an experimental laboratory phytotron intended for research on the energy-ecology efficiency of indoor plant lighting, and to conduct its biological testing. (Materials and methods) From the standpoint of the logical-semantic approach, the term "energy-ecological efficiency" was interpreted as a conjunction of its components - energy efficiency and environmental compatibility. The paper outlines the theoretical fundamentals of the energy-ecological efficiency approach to indoor plant lighting, which determine the experimental research features. The requirements for the techniques of conducting experiments are formulated. The phytotron design and its operation principles are described. Biological testing was carried out on Blagovest F1 tomato plants (Lycopersicum Esculentum Mill.) in the seedling phase of plant development. The plant response to changes in the lighting factors was determined: photoperiod (normal and extended), spectrum (a blue-enhanced spectrum and a control one), and irradiance level (low, medium, and high). (Results and discussion) Under the varied lighting conditions, energy-ecology efficiency varied from 0.075 grams per mole (with the control spectrum, an extended photoperiod and high irradiance) to 0.138 grams per mole (with the blue-enhanced spectrum, a normal photoperiod and medium irradiance). (Conclusions) An experimental laboratory phytotron was developed to study the energy-ecology efficiency of indoor plant lighting. The ability to control irradiance was achieved depending on the mass of plants. The phytotron unit provides easy access to plants, it is compact, ergonomic and has improved functional capacity.Отметили междисциплинарность светокультуры как области знания, необходимость привлечения различных разделов технических наук в практических приемах выращивания растений в искусственных условиях. Показали, что на современном этапе целесообразно говорить об энергоэкологии светокультуры как комплексном научном направлении, основанном на учете потоков субстанции, формирующих энергетические и экологические показатели искусственной агроэкосистемы. (Цель исследования) Разработать экспериментальный лабораторный фитотрон, предназначенный для исследований по энергоэкологии светокультуры, провести его биологическое тестирование. (Материалы и методы) С позиции логико-семантического подхода обосновали суть термина «энергоэкологичность» как конъюкции его составляющих – энергоэффективности и экологичности. Изложили теоретические основы энергоэкологического подхода в светокультуре, определяющие особенности проведения экспериментальных исследований. Сформулировали требования, предъявляемые к техническим средствам проведения экспериментов. Описали устройство фитотрона и принципы его работы. Биологическое тестирование проводили на растениях томата (Lycopersicum Esculentum Mill.) сорта Благовест F1 в рассадной фазе развития. Определяли отклик растений на изменение факторов световой среды: фотопериода (нормальный и удлиненный),  спектра (с добавкой синего и контрольный) и уровня облученности (низкий, средний и высокий). (Результаты и обсуждение) В варьируемых условиях световой среды  энергоэкологичность изменялась в диапазоне от 0,075 грамма на моль (при контрольном спектре, удлиненном фотопериоде и высокой облученности) до 0,138 грамма на моль (при спектре с добавкой синего, нормальном фотопериоде и средней облученности). (Выводы) Разработали экспериментальный лабораторный фитотрон для изучения энергоэкологии светокультуры. Реализовали возможность управлять облучением в зависимости массы растений. Установка обеспечивает удобный доступ к растениям, компактна, эргономична и обладает повышенной функциональностью. 

Зависимость тяговых свойств трактора от типа соединения с сельскохозяйственной машиной

Tractor traction properties depend on many factors including engine power, operating weight and tractor weight distribution across axles, dimensions, profile, gears range and gear count in the gearbox. Moreover, the tractor technical condition plays a vital role, encompassing aspects from the fuel system affecting the engine power output, to the chassis, influencing terrain traversability, maneuverability, and soil deformation. (Research purpose) The paper addresses several research problems. To investigate the impact of the agricultural machinery connections with the tractor on the tractor traction properties, and determine the impact of agricultural machinery weight, and grip width on the main technical and economic parameters. To analyze how geometrical parameters of tractors and agricultural machinery correlate with soil reactions under the machine support wheels as well as the front and rear wheels of the tractor. To determine the influence of the design characteristics of cultivators with varying working widths on the main operational properties of the machine-tractor unit. (Materials and methods) The study involves examining the operation of the Belarus 82.1 tractor with cultivators KPS-4 and KPS-5 from different manufacturers. Various methods were employed, including calculation, calculation-construction, calculation-graphic analysis, economic-mathematical techniques, along with comparison, measurement, and description. (Results and discussion) This study identified indicators impacting the load redistribution transmitted to the tractor from mounted cultivators. Based on these indicators, alterations in soil reactions under cultivator support wheels and the tractor’s rear wheels were deduced. (Conclusions) The calculations on the effect of mounted cultivators with different working widths (different operating weight) on the redistribution of soil reactions between axles, enabled the determination of modifications in tractor traction force, machine-tractor unit productivity, and specific fuel consumption.Тяговые свойства трактора зависят от многих факторов: мощности двигателя, эксплуатационной массы и ее распределения между мостами, размерности, профиля, диапазона и количества передач. Кроме этого важно техническое состояние трактора – от топливной системы, влияющей на выходные показатели мощности двигателя, до ходовой части, влияющей на проходимость, управляемость, деформацию почвы. (Цель исследования) Изучить влияние на тяговые свойства трактора способа соединения с сельскохозяйственной машиной, массы сельскохозяйственной машины, ширины захвата на основные технико-экономические показатели. Проанализировать зависимость от геометрических параметров трактора и сельскохозяйственных машин реакции почвы под опорными колесами машины, передними и задними колесами трактора. Определить влияние конструктивных особенностей культиваторов с различной шириной захвата на основные эксплуатационные свойства машинно-тракторного агрегата. (Материалы и методы) Исследование эксплуатации трактора «Беларус 82.1» с культиваторами КПС-4 и КПС-5 различных производителей проводили с использованием расчетного, расчетно-конструктивного, расчетно-графического, экономико-математических методов, а также сравнения, измерения, описания. (Результаты и обсуждение) Определили показатели, влияющие на изменение нагрузки, которая передается на трактор от навесных культиваторов. По этим показателям определены изменения реакций почвы на опорные колеса культиваторов и задние колеса трактора. (Выводы) На основании расчетов по влиянию навесных культиваторов с различной шириной захвата (эксплуатационной массой) на перераспределение реакций почвы между мостами определено изменение тягового усилия трактора, производительность машинно-тракторного агрегата, удельный расход топлива

Исследование процесса сушки растительных отходов в изотермической модели

The paper highlights advantages of using furnaces for processing vegetable waste, including the absence of condensation, minimal ash production, stable coolant temperature, and efficient heat exchange. To improve this machine and intensify the drying process, it is necessary to gather data on the heat and mass transfer characteristics during high-temperature drying of moisture-laden particles. Due to the inherent challenges of studying the drying process in a real furnace, the experiment was conducted using an isothermal (cold) model under laboratory conditions closely resembling real-world processes. (Research purpose) The research aims to assess the effectiveness of the proposed aerodynamic models for drying plant waste and validate the mathematical model for drying particles in a suspended bed. (Materials and methods) The study employs two suspended bed models with distinct vortex flow aerodynamics (flare and cyclone) in combustion chambers. The study investigates the drying kinetics of two specific fractions of sunflower husks, each with an equivalent particle diameter of 0.25 and 1.5 millimeters, and initial moisture levels of 15 and 18 percent. At various time intervals, measurements were taken for both the temperature and humidity of the husk particles, in addition to recording the temperature and relative humidity of the drying agent as it exited. The drying process operated in a cyclical mode. (Results and discussion) When the sunflower husk particles had an initial moisture content of 15 percent, two phases of increasing drying rates were observed, while at an 18 percent moisture content, three such periods were identified, with the first period displaying a constant rate. The results suggest that when the husks start with an initial moisture content of 15 percent, the drying curves exhibit minimal linear segments. This observation implies that the process is occurring as the drying rate decreases. (Conclusions) The experiment reveals the most effective drying mode in terms of intensity. It becomes evident that both the flarevortex and cyclone-vortex aerodynamic modes facilitate particle drying, with the cyclone-vortex mode delivering a notably more intense drying process. When transitioning from a model to a real-world process, it is essential to undertake a comparison of estimated processes with practical operational conditions, as exemplified by the particle drying model in a suspended bed.Отметили преимущества сжигания растительных отходов в топливных установках: отсутствие конденсата, минимум золы, постоянная температура теплоносителя, эффективный теплообмен. Для усовершенствования таких установок, интенсификации режима сушки необходима информация об особенностях тепло- и массопереноса при высокотемпературной сушке влажных частиц. Поскольку изучать процесс сушки в реальной топке проблематично, исследования проводились на изотермической (холодной) модели в лабораторных условиях, приближенных к реальному процессу. (Цель исследования) Оценить эффективность предлагаемых аэродинамических моделей сушки растительных отходов и проверить адекватность математической модели сушки частиц во взвешенном слое. (Материалы и методы) На двух моделях взвешенного слоя с отличающимися различной аэродинамикой вихревых течений (факельной и циклонной) в камерах сгорания изучили кинетику сушки двух узких фракций лузги подсолнечника с эквивалентным диаметром частиц 0,25 и 1,5 миллиметров исходной влажностью 15 и 18 процентов. В разные моменты времени определяли температуру и влажность частиц лузги, а также температуру и относительную влажность выходящего сушильного агента. Процесс сушки происходил в периодическом режиме. (Результаты и обсуждение) При начальной влажности частиц лузги подсолнечника 15 процентов наблюдались два периода с падающей скоростью сушки, а при влажности 18 процентов таких периодов было три, первый из них был с постоянной скоростью. Отметили, что при исходной влажности лузги 15 процентов на кривых сушки практически отсутствует линейный участок. Это свидетельствует о протекании процесса во время снижения скорости сушки. (Выводы) Выявили наиболее эффективный по интенсивности режим сушки. Установили, что факельно-вихревой и циклонно-вихревой аэродинамический режимы обеспечивают сушку частиц в моделях, причем более интенсивно при циклонно-вихревом режиме. При анализе возможности перехода от модели к реальному процессу необходимо базироваться на сравнении оценок вероятного процесса с допустимыми условиями практической эксплуатации, что и показала модель сушки частиц во взвешенном слое

Технология и агрегат для восстановления экологического состояния горных лугов и пастбищ

The paper shows that the constant use of mountain meadows and pastures leads to soil degradation and herbage depletion. It is noted that grass overseeding on the sparse mountain grass meadows and pastures helps to increase their yield and nutritional value. It is revealed that there is a lack of small-sized maneuverable machines capable of grass overseeding in the sparse mountain areas. (Research purpose) To develop and manufacture a laboratory model of a block module aggregated with the Feng Shou 180 mini-tractor for surface grass overseeding, to ensure an accelerated increase in the perennial grass yield and soil resistance to water and wind erosion. (Materials and methods) The restoring technology was substantiated and a laboratory block module was developed for sowing legumes and cereals. The seeding unit and technology were tested in the mountainous zone of the Republic of North Ossetia-Alania at a 1540-meter altitude above sea level. Grasses were overseeded on a sparse section of a 13-16-degree steep northern slope in the area of Sugsadtanrag. The technical examination of the unit was carried out in accordance with the agrotechnical requirements and terms of reference. The surface application of grass seeds was performed according to the norms. (Results and discussion) A laboratory block module aggregated with the Feng Shou 180 mini-tractor for surface grass overseeding was produced. It is established that the laboratory model of the unit complies with the agrotechnical requirements and terms of reference. (Conclusions) It is found that within the second year of using the unit, there was a 90-170 percent increase in the herbage yield and a certain improvement in the botanical composition, which positively affected the feed quality. The use of the developed block-module is proved to be reasonable and helpful in mountain meadows and pastures having 16-degree steep slopes.Показали, что постоянное использование горных лугов и пастбищ приводит к деградации почвы и истощению травостоя. Отметили, что подсев семян трав на изреженный травостой в горах повышает урожайность и питательную ценность лугов и пастбищ. Выявили отсутствие малогабаритных маневренных агрегатов, способных подсевать семена трав на изреженный травостой в горах. (Цель исследования) Разработать и изготовить лабораторный образец блок-модуля на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав, обеспечивающего ускоренное повышение урожайности многолетних трав и устойчивость почв к водной и ветровой эрозии (Материалы и методы) Обосновали технологию и создали лабораторный образец блок-модуля для высева семян бобовых и злаковых трав. Испытания данного агрегата и технологии проводили в горной зоне Республики Северная Осетия – Алания на высоте 1540 метров над уровнем моря. Травы подсевали на изреженном участке северного склона крутизной 13-16 градусов в местности «Сугсадтанраг». Провели техническую экспертизу агрегата согласно агротехническим требованиям и техническому заданию. Поверхностное внесение семян трав осуществляли согласно нормам. (Результаты и обсуждение) Изготовили лабораторный образец блок-модуля на базе мини-трактора Feng Shou 180 для поверхностного подсева семян трав. Установили, что лабораторный образец агрегата соответствует агротехническим требованиям и техническому заданию. (Выводы) Выявили, что уже на второй год после применения агрегата урожай травостоя увеличился на 90-170 процентов, изменился ботанический состав, что повлияло на качество корма. Обосновали целесообразность применения разработанного блок-модуля на горных лугах и пастбищах с уклоном до 16 градусов

Параметрическая характеристика двигателя трактора по удельному расходу топлива

The paper highlights that equipping agricultural mobile machines with sensors and electronic controls enables the remote acquisition of real-time information regarding the technical condition of engine systems while operation. (Research purpose) The objective of this research is to formulate a methodology for determining the multi-parameter characteristics of specific effective fuel consumption. This is illustrated through an examination of the Deutz BF 6M 2012 C engine, installed in the of the Terrion ATM 4200 tractor. (Materials and methods) The electronic control system was examined through data analysis. Utilizing Logic Analyzer 8, a connected logic analyzer, facilitated the extraction of a multi-parameter characteristic related to the specific fuel consumption of the engine. This data was obtained from the CAN bus while the machine was in operation. A statistical data processing method was developed using the Statistica 10 program. Regression equations were formulated to illustrate the correlation between fuel consumption, crankshaft speed and engine torque. The statistical significance of the relationship between fuel consumption across the entire range of operating modes and the selected parameters was corroborated by the values of the coefficient of determination and Fisher’s criterion. (Results and discussion) The data from the multi-parameter characteristic, illustrating the correlation between fuel consumption, engine speed, and torque, aligns with the information provided by the manufacturing plant. This alignment further validates the accuracy of the derived regression equations. (Conclusions) The suggested sequence of steps for obtain a multi-parameter characteristic can be applied to other engine performance indicators. Monitoring operational performance to analyze information on the technical condition of machine components and assemblies is necessary for diagnostics and ensuring timely maintenance and repair.Отметили, что оснащение сельскохозяйственных мобильных машин датчиками и электронным управлением позволяет удаленно получать в режиме реального времени информацию о техническом состоянии систем двигателя в процессе эксплуатации машины. (Цель исследования) Разработать методику определения многопараметровой характеристики удельного эффективного расхода топлива на примере двигателя Deutz BF 6M 2012 C трактора Terrion ATM 4200. (Материалы и методы) Проведен анализ данных системы электронного управления. С применением подключенного логического анализатора Logic Analyzer 8 получена многопараметровая характеристика двигателя по удельному расходу топлива с CAN-шины в процессе эксплуатации машины. Разработана методика статистической обработки данных с помощью программы Statistica 10. Составлены уравнения регрессии зависимости расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала и крутящего момента двигателя. Значения коэффициента детерминации и критерия Фишера подтвердили статистическую значимость связи расхода топлива во всей области рабочих режимов с выбранными параметрами. (Результаты и обсуждение) Данные многопараметровой характеристики, отражающей зависимость расхода топлива от частоты и момента вращения двигателя, совпадают с данными завода-производителя, что дополнительно подтверждает истинность полученных регрессионных уравнений. (Выводы) Предлагаемая последовательность действий для получения многопараметровой характеристики может быть реализована в отношении иных показателей работы двигателя. Контроль за показателями эксплуатации с целью анализа информация о техническом состоянии узлов и агрегатов машины необходимы для диагностики и своевременного технического обслуживания и ремонта

Оценка соответствия колеи трактора с междурядьем посевов сельскохозяйственных культур

Various factors can exert detrimental effects on crop growth and development, among which the influence of the machinery's running gear within the machine-tractor unit stands out, particularly within the soil vicinity encompassing the plant's root system. As a result, the area of soil compaction arising from tractor wheel pressure increasingly covers the plant's protective zone. This poses challenges for both root system growth and development, as well as the optimal uptake of soil nutrients, often leads to plant damage or even trampling. Presently, there is no universally accepted metric for assessing the compatibility between tractor track width and the specific inter-row spacing under cultivation. (Research purpose) Development of an indicator to assess the compatibility of the tractor track width with the cultivated inter-row spacing.  (Materials and methods) The analysis demonstrates that the level of compatibility of the tractor track to the crop inter-row spacing is determined based on the dimensions of the crop spacing, the tractor track width, the protective zone outlined by agrotechnical standards, the deviation of the wheel trajectory from the axis of row symmetry, and tire size. (Results and discussion) An analytical correlation has been derived to determine the level of compatibility between tractor track width and crop inter-row spacing, using the context of cotton cultivation as an illustrative example. It has been revealed that among the serial tractors utilized within cotton farms across the region, full-fledged operational performance is exclusively achieved when row spacings measure 60 and 90 centimeters.  In contrast, the utilization of this machinery on row spacings of 70 and 76 centimeters leads to detrimental outcomes such as row trampling and plant damage. (Conclusions) The viability of the developed indicator has been determined and validated. The improvement of the tractor propulsion system should be aimed at devising a technical solution that facilitates seamless adjustment of track width over a broad spectrum, thus allowing for adaptability to diverse row spacing requirements.К факторам, отрицательно влияющим на рост и развитие сельскохозяйственных культур, относится воздействие ходовой части машинно-тракторного агрегата на почву в зоне расположения корневой системы растения. В результате область уплотнения почвы колесами трактора все больше охватывает защитную зону растения. Это затрудняет рост и развитие корневой системы, освоение питательных элементов почвы, приводит к повреждению или вытаптыванию растений. В настоящее время отсутствует единый показатель соответствия колеи трактора и обрабатываемого междурядья. (Цель исследования) Разработка показателя для оценки соответствия колеи трактора с обрабатываемым междурядьем. (Материалы и методы) Показали, что степень соответствия колеи трактора с междурядьем посевов определяется на основе размеров междурядья посевов, колеи трактора, защитной зоны, предусмотренной агротехническими требованиями, отклонением траектории движения колес от оси симметрии междурядья и типоразмеров шин. (Результаты и обсуждение) Выведена аналитическая зависимость, определяющая степень соответствия колеи трактора с междурядьем посевов сельскохозяйственных культур на примере возделывания хлопка. Установили, что имеющиеся в хлопкосеющих хозяйствах республики серийные тракторы обеспечивают полноценную работу только на междурядьях 60 и 90 сантиметров. Применение этих технических средств на междурядьях 70 и 76 сантиметров приводит к вытаптыванию и повреждению рядков растений. (Выводы) Определили и подтвердили приемлемость разработанного показателя. Совершенствование ходовой системы трактора должно быть направлено на поиск технического решения, обеспечивающего изменение колеи трактора бесступенчатым регулированием в широком диапазоне, тем самым адаптирующего ее к любым междурядьям

Управление движением сельскохозяйственной автономной роботизированной платформы

A model of the movement of a robotic platform adapted to the conditions of an industrial orchard is proposed. (Research purpose) Development of a motion control system for an autonomous robotic wheeled platform based on inertial and satellite navigation and traversed path calculation, which will allow it to move in an apple orchard and automatically perform various technological operations, such as fertilization, growth diseases control of, fruit harvesting. (Materials and methods) A mathematical model was developed to control the movement of a robotic platform, taking into account the turning radii of three types, the length of the arc of the performed circle, the speed of movement in the garden plantation rows using a garden electronic map. The method used allows implementing a program for the robotic platform automatic movement around a typical orchard using a minimum set of sensors, significantly reducing the load on the onboard computer processor and memory. Software, developed in the Python programming language, enables plotting the robotic platform route, displaying the movement trajectory, and indicating the positioning accuracy at each point in relation to the trees in the garden plantation rows, the movement speed and the wheel rotation angle. (Results and discussion) The robotic platform managed to autonomously pass the preset routes, while the interaction of the software and the robotic platform hardware was provided. A field testing of the developed software was performed. (Conclusions) The specified accuracy of the robotic platform positioning was confirmed for the 3.5-meter aisles of intensive orchards. The maximum deviation from the task map using satellite and inertial navigation system was 164 millimeters, which complies with the agrotechnical requirements for mechanized fruit harvesting.Предложили модель автономного движения роботизированной платформой адаптированной под условия промышленного плодового сада. (Цель исследования) Разработать систему управления движением автономной роботизированной колесной платформы на основе инерциальной и спутниковой навигации и расчета преодолеваемого пути для позиционирования в плодовом саду, с автоматическим выполнением различных технологических операций, таких как внесение удобрений, контроль роста и болезней, уборка урожая плодов. (Материалы и методы) Создали математическую модель для управления движением роботизированной платформы, учитывающую радиусы разворота трех типов, длину дуги выполняемой окружности, скорости движения в рядах садовых насаждений с использованием электронной карты сада. Использовали метод, который позволяет реализовать программу автоматического движения роботизированной платформы по типовому плодовому саду с применением минимального набора датчиков, существенно снижая нагрузку на процессор и память бортовых вычислителей. Разработали программное обеспечение на языке программирования Python, позволяющее строить маршрут движения роботизированной платформы, отображать траекторию движения с указанием точности позиционирования в каждой точке относительно деревьев в рядах садовых насаждений, скорости движения и угла поворота колес. (Результаты и обсуждение) Реализовали автономное выполнение роботизированной платформой заданных маршрутов, взаимодействие программы с аппаратной частью роботизированной платформы. Провели полевое тестирование разработанного программного обеспечения. (Выводы) Подтвердили заданную точность позиционирования роботизированной платформы в междурядьях садов интенсивного типа 3,5 метра, максимальное отклонение при движении по карте задания с использованием спутниковой навигации и инерциальной системы составило 164 миллиметра, что удовлетворяет агротехнические требования к механизированной уборке плодов

Моделирование трибологических процессов абразивного износа почворежущих деталей

Abstract. It is shown that simulation modeling of physical processes makes it possible to study the interaction of soil-cutting parts with soil during the observation period of 2-6 hours, when it is required to compress the time scale for creating a new design. (Research purpose) To develop models of the tribological process for abrasive wear of soil-cutting parts based on the combination of simulated loading of friction surfaces with the parameters of the real soil force equivalents. (Materials and methods) This study is based on the simulated loading method and the method of comparing the force equivalents of simulated and real loadings of the friction surfaces of soil-cutting parts using the example of loading flat diagrams. The paper describes the features of non-standard laboratory equipment that facilitates the construction of normal stress diagrams on friction surfaces. As a prototype, a straight wedge opener was investigated. (Results and discussion) As a result the friction surface loading diagrams were obtained with a change in the loosening angles and the range of the stress diagram area from 2,000 to 12,000 square millimeters. The values of force equivalents acting from the real soils of the proposed operating areas were determined. It was noted that combining the characteristics of simulated loading of working parts with the parameters of real soil force equivalents makes it possible to predict the reliability and service life of the created structures of soil-cutting parts. (Conclusions) It has been established that the obtained model of the tribolithic process for abrasive wear of soil-cutting part ensures the superposition of simulated loading results with the values of real soil force equivalents, thus providing a 0.5-1 year reduction in the terms of creating new parts and maintaining the normative indices of technological process reliability and quality.Реферат. Показали, что имитационное моделирование физических процессов дает возможность изучить взаимодействие почворежущих деталей с почвой в течении 2-6 часов наблюдений, когда требуется сжатие временной шкалы на создание новой конструкции. (Цель исследования) Разработать модели трибологического процесса абразивного износа почворежущих деталей на основе совмещения имитационного нагружения поверхностей трения с параметрами силовых эквивалентов реальных почв при последующей эксплуатации. (Материалы и методы) Применили метод имитационного нагружения. На примере плоских эпюр нагружения использовали метод сопоставления силовых эквивалентов имитационного и реального нагружения поверхностей трения почворежущей детали. Описали особенности нестандартного лабораторного оборудования, обеспечивающего построение эпюр нормальных давлений по поверхностям трения. В качестве опытного образца исследовали прямой клин-рыхлитель. (Результаты и обсуждение) Установили эпюры нагружения поверхности трения при изменении углов рыхления, при этом площадь эпюры давления изменялась от 2000 до 12 000 квадратных миллиметров. Определили величины силовых эквивалентов, действующих со стороны реальных почв предполагаемых зон эксплуатации. Отметили, что совмещение характеристик имитационного нагружения рабочих органов с параметрами силовых эквивалентов реальных почв позволяет прогнозировать надежность и срок службы создаваемых конструкций почворежущих деталей. (Выводы) Установили, что полученная модель триболотического процесса абразивного износа почворежущих деталей обеспечивает совмещение результатов имитационного нагружения с величинами силовых эквивалентов реальных почв, позволяющее при этом сократить сроки создания новых конструкций деталей в пределах 0,5-1 года и с нормативными показателями надежности и качества выполнения технологического процесса

Обоснование состава, типа и количества технических средств для рисоводческих кластеров

This paper underscores the predominant employment of seedling technology for rice cultivation in rice-growing clusters within the Republic of Uzbekistan. Despite its benefits in terms of minimal water and resource consumption, accelerated maturation, and harvest timing, this technology's widespread adoption remains limited. The study identifies a key factor in this limitation to be the absence of scientifically grounded information concerning the technical rationale required for rice cultivation via the cluster method, particularly among rice farm experts. (Research purpose) To provide the rationale for the composition, types, and quantities of technical equipment necessary to enhance the level of mechanization in the rice seedling technology. (Materials and methods) The research involves a range of methodologies, including monographic observation rules, information analysis and synthesis, normative methods, as well as the fundamental principles governing the operation of the machine and tractor fleet.  (Results and discussion) The research focuses on the TCT RICE rice cluster, which encompasses a cropland area of 2700 hectares. The principal technical attributes of the PRO-600V transplanter were provided. In substantiating the composition, type and quantity of technical equipment for executing the production process, the operations delineated in standard flow charts for rice cultivation were employed as the foundational framework. A set of nine assessment criteria is utilized to determine the appropriate composition, type, and quantity of technical equipment necessary for the key agrotechnical activities, including plowing, pre-sowing tillage, seedling, plant cultivation, crop harvesting, and transportation. (Conclusions) Full mechanization of the production process in the cropland of the TCT RICE rice cluster is achieved by using 15 types of technical equipment with a total of 301 units. The results obtained can serve as primary material in the preparation of machine-tractor rice-growing units and the justification of the repair and maintenance base of rice-growing clusters. Complete mechanization of the production process within the cropland of the TCT RICE rice cluster is realized through the deployment of 15 categories of technical equipment, amounting to a total of 301 units. The research outcomes can be utilized as fundamental data for crafting machine-tractor units used for rice cultivation, as well as substantiating the infrastructure for repair and maintenance within rice-growing clusters. Keywords: rice cluster, rice cultivation, technical equipment, transplanter, assessment criteria, mechanization.Отметили, что в настоящее время в Республике Узбекистан рис возделывается в основном на рисоводческих кластерах по рассадной технологии. Несмотря на минимальный расход водных и материально-технических ресурсов, сокращение сроков созревания и уборки урожая, эта технология применяется недостаточно широко. Выявили, что одна из причин заключается в отсутствии у специалистов рисоводческих хозяйств научно обоснованных данных о технических средствах для выращивания риса кластерным методом. (Цель исследования) Обосновать состав, тип и количество технических средств, обеспечивающих повышение уровня механизации производства  при рассадной технологии посева риса. (Материалы и методы) Использовали правила монографического наблюдения, анализа и синтеза информации, нормативные методы и основные положения эксплуатации машинно-тракторного парка. (Результаты и обсуждение) Объектом исследования выбрали  рисоводческий кластер TCT RICE с посевной площадью 2700 гектаров. Привели основные технические характеристики рассадопосадочной машины PRO-600V. При обосновании состава, типа и количества технических средств для реализации производственного процесса за основу приняли операции, предусмотренные типовыми технологическими картами выращивания риса. На основе девяти критериев оценки определили состав, тип и количество машин для основных агротехнических операций: вспашки, подготовки полей к посеву, посадки рассады, возделывания растений, уборки и транспортировки урожая. (Выводы) Полная механизация производственного процесса на посевной площади рисоводческого кластера TCT RICE достигается использованием 15 типов технических средств общим количеством 301 единиц. Полученные результаты могут служить первичным материалом при составлении машинно-тракторных рисоводческих агрегатов и обосновании ремонтно-обслуживающей базы рисоводческих кластеров