vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2023-17-3-61-66vimjour-529Research ArticleТЕХНИКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОСЕВАEQUIPMENT FOR TILLAGE AND SOWINGМоделирование случайных процессов, обусловленных профилем опорной поверхности транспортно-технологических средствModeling random processes induced by the support surface profile in transport and technological systemsКорнюшинЮ. П.KornyushinYu. P.

Юрий Петрович Корнюшин, доктор технических наук, профессор

г. Калуга

Yuri P. Kornyushin, Dr.Sc.(Eng.), professor

Kaluga

theroland@yandex.ruЛавровА. В.LavrovA. V.

Александр Владимирович Лавров, кандидат технических наук, заведующий лабораторией

Москва

Alexander V. Lavrov, Ph.D.(Eng.), head of laboratory

Moscow

vimlavrov@mail.ruСидороваА. В.SidorovaA. V.

Анастасия Владимировна Сидорова, аспирант

г. Калуга

Anastasia V. Sidorova, postgraduated

Kaluga

nancy85@yandex.ruКалужский филиал Московского государственного технического университета имени Н. Э. БауманаРоссияBauman Moscow State Technical University (Kaluga Branch)Russian FederationФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2023200920231736166Copyright © Корнюшин Ю.П., Лавров А.В., Сидорова А.В., 20232023Корнюшин Ю.П., Лавров А.В., Сидорова А.В.Kornyushin Y.P., Lavrov A.V., Sidorova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/529

Показали, что сельскохозяйственные транспортно-технологические средства в процессе выполнения работ подвергаются внешним случайным воздействиям. Описание и моделирование этих воздействий позволит улучшить эксплуатационные показатели средства на этапах исследования и проектирования. (Цель исследования) Формирование случайных процессов с заданными корреляционными функциями, обусловленных профилем опорной поверхности под колесами транспортно-технологического средства при выполнении операций; визуализация полученных случайных реализаций высоты профиля опорной поверхности. (Материалы и методы) Изменение высоты профиля опорной поверхности вдоль траектории движения транспортно-технологического средства при постоянной скорости предложено рассматривать как стационарный случайный процесс. В зависимости от типа опорной поверхности выбираются вид и параметры корреляционной функции. Далее в среде Matlab осуществляется моделирование высоты профиля опорной поверхности под колесами. (Результаты и обсуждение) Получены реализации высоты профиля опорной поверхности в виде асфальта и стерни пшеницы. Проведено сравнение корреляционной функции смоделированной реализации случайного процесса с исходной корреляционной функцией. (Выводы) Установили, что предложенный алгоритм позволяет получить случайный процесс с заданными свойствами корреляционной функции для описания колебаний высоты профиля опорной поверхности под колесами транспортно-технологического средства с достаточно высокой степенью адекватности, используя массив реализаций в количестве не менее 50.

The research article demonstrates that agricultural transport and technological systems are susceptible to external random influences during their operation. By accurately describing and modeling these effects, the performance of the tool can be enhanced during the research and design stages. (Research purpose) The objective of this research is to generate random processes with predefined correlation functions that simulate the profile of the supporting surface under the wheels of agricultural transport and technological systems during operations. Additionally, the study aims to visually represent the resulting random implementations of the support surface profile height. (Materials and methods) The proposed approach considers the variation in support surface profile height along the trajectory of agricultural transport and technological systems, while maintaining a constant speed, as a stationary random process. The selection of the correlation function type and its parameters is dependent on the specific characteristics of the support surface. Subsequently, using the Matlab environment, the model for the support surface profile height under the wheels is developed. (Results and discussion) Successful implementations of support surface profile height have been achieved for two distinct scenarios: asphalt and wheat stubble. A comparative analysis is conducted between the correlation function of the simulated implementation of the random process and the original correlation function. (Conclusions) The proposed algorithm has demonstrated its capability to generate a random process with specified correlation function properties, accurately describing the height fluctuations of the support surface profile under the wheels of agricultural transport and technological systems. The adequacy of the algorithm has been confirmed through a comprehensive analysis of at least 50 implementations, highlighting its effectiveness and reliability.

транспортно-технологические средстваопорная поверхностьвнешние воздействиямоделирование случайных процессовкорреляционная функцияtransport and technological systemssupport surfaceexternal influences and eff ectsmodeling of random processescorrelation functionReferencesЛурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. М.: Колос. 1981. 382 с.Lur’e A.B. Statisticheskaya dinamika sel’skokhozyaystvennykh agregatov [Statistical dynamics of agricultural aggregates]. Moscow: Kolos. 1981. 382 (In Russian)Попов В.Б. Математическое моделирование мобильного сельскохозяйственного агрегата в режиме транспортного переезда // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. 2005. N3(22). С. 13-18.Popov V.B. Matematicheskoe modelirovanie mobil’nogo sel’skokhozyaystvennogo agregata v rezhime transportnogo pereezda [Mathematical modeling of a mobile agricultural unit in the transport crossing mode]. Vestnik Gomel’skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. P.O. Sukhogo. 2005. N3(22). 13-18 (In Russian).Проектирование полноприводных колесных машин. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2008. Кн. 1. 496 с.Proektirovanie polnoprivodnykh kolesnykh mashin [Design of all-wheel drive vehicles]. Moscow: MGTU im. N.E. Baumana. 2008. Vol. 1. 496 (In Russian).Жеглов Л.Ф. Спектральный метод расчета систем подрессоривания колесных машин. М.: МГТУ им. Н.Э Баумана. 2009. 150 с.Zheglov L.F. Spektral’nyy metod rascheta sistem podressorivaniya kolesnykh mashin [Spectral method for calculating suspension systems for wheeled vehicles]. Moscow: MGTU im. N.E. Baumana. 2009. 150 (In Russian).Котиев Г.О., Сарач Е.Б. Комплексное подрессоривание высокоподвижных двухзвенных гусеничных машин. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2010. 184 с.Kotiev G.O., Sarach E.B. Kompleksnoe podressorivanie vysokopodvizhnykh dvukhzvennykh gusenichnykh mashin [Integrated suspension of highly mobile two-link tracked vehicles]. Moscow: MGTU im. N.E. Baumana. 2010. 184 (In Russian).Сергиенко А.Н., Медведев Н.Г., Любарский Б.Г., Беляев С.Н., Шушляпин С.В. Методика задания неровностей профиля дороги при моделировании подвески автомобиля с рекуператором энергии колебаний // Вiстник НТУ «ХПI». Cepiя: Математичне моделювання в техніці та технологіях. Харкiв: 2013. N37. C. 185-192.Sergienko A.N., Medvedev N.G., Lyubarskiy B.G., Belyaev S.N., Shushlyapin S.V. Metodika zadaniya nerovnostey profilya dorogi pri modelirovanii podveski avtomobilya s rekuperatorom energii kolebaniy [Technique for specifying road profile roughness when modeling a car suspension with a vibration energy recuperator]. Vistnik NTU «KHPI». Cepiya: Matematichne modelyuvannya v tekhnіtsі ta tekhnologіyakh. Kharkiv: 2013. N37. 185-192 (In Russian).Рыков С.П., Бекирова Р.С., Коваль В.С. Моделирование случайного микропрофиля автомобильных дорог // Системы. Методы. Технологии. 2010. N4(8). С. 33-37.Rykov S.P., Bekirova R.S., Koval’ V.S. Modelirovanie sluchaynogo mikroprofilya avtomobil’nykh dorog [Modelling of casual microprofile of highways]. Sistemy. Metody. Tekhnologii. 2010. N4(8). 33-37 (In Russian).Хачатуров А.А., Афанасьев В.Л., Васильев В.С., Гольдин Г.В., Додонов Б.М., Жигарев В.П., Кольцов В.И., Юрик В.С., Яковлев Е.И. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель. М.: Машиностроение. 1976. 535 с.Khachaturov A.A., Afanas’ev V.L., Vasil’ev V.S., Gol’din G.V., Dodonov B.M., Zhigarev V.P., Kol’tsov V.I., Yurik V.S., Yakovlev E.I. Dinamika sistemy doroga-shina-avtomobil’-voditel’ [Dynamics of the road-tire-car-driver system]. Moscow: Mashinostroenie. 1976. 535 (In Russian).Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: Советское радио. 1971. 328 с.Bykov V.V. Tsifrovoe modelirovanie v statisticheskoy radiotekhnike [Digital Simulation in Statistical Radio Engineering]. Moscow: Sovetskoe radio. 1971. 328 (In Russian).Методы статистического моделирования в радиотехнике: Санкт-Петербург: Электросвязь. 2003. 36 с.Metody statisticheskogo modelirovaniya v radiotekhnike [Methods of statistical modeling in radio engineering]. Sankt-Peterburg: Elektrosvyaz’. 2003. 36 (In Russian).Липатов И.Н. Оценка погрешности моделирования случайного процесса с заданной корреляционной функцией // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2010. N4. С. 82-87.Lipatov I.N. Otsenka pogreshnosti modelirovaniya sluchaynogo protsessa s zadannoy korrelyatsionnoy funktsiey [Evaluation of the error in modeling a random process with a specified correlation function]. Vestnik Permskogo natsional’nogo issledovatel’skogo politekhnicheskogo universiteta. Elektrotekhnika, informatsionnye tekhnologii, sistemy upravleniya. 2010. N4. 82-87 (In Russian).Прохоров С.А. (ред.). Прикладной анализ случайных процессов. Самара: СНЦ РАН. 2007. 582 с.Prokhorov S.A. (editor). Prikladnoy analiz sluchaynykh protsessov [Applied analysis of random processes]. Samara: SNTS RAN. 2007. 582 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.