Аграрная наука Евро-Северо-Востока. Т. 21, N 5

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: МЕХАНИЗАЦИЯ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯ / ОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: MECHANIZATION, ELECTRIFICATION, AUTOMATION Аграрная наука Евро-Северо-Востока / Agricultural Science Euro-North-East. 2020;21(5):625-632 625 ttps://doi.org/10.30766/2072-9081.2020.21.5.625-632 УДК 636:004.8 Контроль и управление в сложной биотехнической системе молочной фермы © 2020. В. В. Кирсанов, Р. А. Баишева ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Российская Федерация Целью исследования данной работы является углубленное изучение влияния «машинного» фактора (М) в си- стеме «человек-машина-животное» («Ч-М-Ж») с детализацией функций, выполняемых «М», с учетом передачи «М» функций контроля и управления от подсистем «человек-оператор» (ЧО) и «животное» (Ж). Представлены: схема трансформации и расширения машинного функционала в биотехнической системе; математическое моделирование зависимости технологических сигналов, контролируемых функционалами локальных биотехнологических систем (ЛБТС); математическая модель диагностических сигналов о соответствующих параметрах технических блоков ЛБТС. Алгоритмизация и цифровизация процессов на молочной ферме включает расширенный перечень контроли- рующих показателей: технологические сигналы, диагностические сигналы и «тревожные» сигналы, представленные в статье в матричной форме. Контроль параметров важнейшей подсистемы «М» сложной биотехнической систе- мы «Ч-М-Ж» молочной фермы позволяет повысить уровень автоматизации, цифровизации и интеллектуализации соответствующих процессов доения, кормления, навозоудаления и других, что создает предпосылки для улучшения их работы и обслуживания животных, а также повышения уровня автономности их функционирования. Развитие «машинного» фактора системы целесообразно на основе машиноцентрической модели ЛБТС, которая будет посте- пенно расширять свои функции за счет передаваемых функций контроля и управления от соответствующих подси- стем «ЧО» и «Ж». Определены параметры управления в характерных реперных точках почетвертных кривых моло- коотдачи для разработки уточнённых алгоритмов управления процессами доения отдельных долей вымени в авто- матизированных и роботизированных доильных аппаратах нового поколения. Показана графически-числовая модель колесного робота-пододвигателя корма в среде Matlab/Simulink. Созданная математическая модель управления дви- жением колесным роботом-пододвигателем корма обеспечивает эффективное взаимодействие системы позициони- рования и привода колесного робота при цифровом управлении автономным движением. Ключевые слова: функционал, «машинный» фактор, локальные подсистемы обслуживания животных, диагно- стические сигналы, технологические сигналы Благодарности: работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБ- НУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (тема № 0581-2019-0009). Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы. Конфликт интересов : авторы заявили об отсутствии конфликта интересов. Для цитирования : Кирсанов В. В., Баишева Р. А. Контроль и управление в сложной биотехнической системе молочной фермы. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020;21(5):625-632. DOI: https://doi.org/10.30766/2072- 9081.2020.21.5.625-632 Поступила: 30.06.2020 Принята к публикации: 29.09.2020 Опубликована онлайн: 22.10.2020 Control and management in a complex biotechnical system of a dairy farm © 2020. Vladimir V. Kirsanov, Ravza A. Baisheva Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Moscow, Russian Federation The research is aimed at profound study of the influence of the "machine" factor (M) in the "human-machine- animal" system ("H-M-A") with the detailed description of the functions performed by "M", taking into account the convey of "M" control and control functions from the subsystems "human-operator" (HO) and "animal" (A). The paper presents the scheme of transformation and expansion of machine functionality in a biotechnical system; mathematical modeling of the dependence of technological signals controlled by the functions of local biotechnological systems (LBTS); mathematical mod- el of diagnostic signals about the corresponding parameters of technical blocks of LBTS. Algorithmization and digitalization of processes on a dairy farm include an extended list of control indicators: technological signals, diagnostic signals and "alarm" signals presented in the article in matrix form. Monitoring the parameters of the most important subsystem "M" of the complex biotechnical system "H-M-A" of a dairy farm provides an increase in the level of automation, digitalization and intellectualization of the corresponding processes of milking, feeding, manure removal and others which creates prerequisites for improving their work and servicing animals as well as increasing the level of autonomy of their functioning. The devel- opment of the "machine" factor of the system is advisable on the basis of the machine-centric model of the LBTS, which will gradually expand its functions due to the transferred control and management functions from the corresponding subsystems "HO" and "A". The control parameters are determined at the characteristic reference points of the quarter curves of milk output for the development of refined algorithms for controlling the milking processes of individual udder shares in automat- ed and robotic milking machines of the new generation. A graphical and numerical model of a wheeled feed-pusher robot in Электронная Научная СельскоХозяйственная Библи тека