Представлена математическая имитационная модель гидравлического привода для реализации вычислительных экспериментов в режиме реального времени. Описан подход к учету КПД гидромашин и гидропривода в целом, обеспечивающий устойчивость работы имитационной модели в переходных режимах. Показано, что разработанная модель позволяет получить качественное совпадение характеристик имитационной модели и объекта моделирования. Продемонстрирована относительная простота модели, позволяющая проводить расчеты в том случае, когда нет возможности получить точные данные о параметрах моделируемых гидромашин.
Актуальность работы связана с проблемой деградации почвенного покрова в результате загрязнения отходами животноводства и необходимостью своевременной их утилизации в эффективное органическое удобрение и биогаз. Увеличение доли использования органических удобрений позволяет развивать технологии органического земледелия, а соответственно приводит к получению здоровой растениеводческой продукции. В работе исследовался процесс перемешивания субстрата в ферментерах действующей опытной биогазовой установки. Технологическая линия предназначена для переработки жидких органических отходов, преимущественно навоза или помета, методом анаэробного сбраживания с получением инновационных экологически чистых органических удобрений в промышленных масштабах. Цель исследования – подбор мешалки и оптимизация условий перемешивания субстрата в ферментерах биогазовой установки. Физико-химические свойства субстрата исследовались лабораторными методами. Математическая модель процесса перемешивания основана на полуэмпирическом описании гидродинамики потоков в реакторе, модернизирована с учетом современного состояния вопроса под условия ферментера с конкретными геометрическими характеристиками. В результате проведенной работы определены оптимальные варианты геометрических размеров мешалок (три варианта трехлопастных мешалок периодического действия с углом наклона лопастей 30°, отличающиеся размером рабочего колеса и частотой вращения) и рассчитаны параметры процесса перемешивания. На основе лабораторного эксперимента и результатов расчета скорости осаждения определена периодичность включения мешалки (1 раз в сутки) и время ее непрерывной работы для гомогенизации суспензии. Результаты работы могут быть использованы при проектировании смесительных устройств и режимов перемешивания субстрата в биореакторах.
При производстве комбикормов необходимо точное соблюдение рецептуры в момент ввода всех необходимых компонентов, для чего применяют различные типы дозаторов. В настоящее время широкое распространение получили автоматические системы, обеспечивающие повышение точности дозирования. Однако для каждого компонента необходимы индивидуальные настройки работы таких систем, что усложняет работу операторов. В статье представлено описание конструкции технического устройства, содержащего основной и дополнительный шнек и позволяющего взвешивать компоненты с разными физико-механическими свойствами при одних и тех же настроечных параметрах. Дано краткое описание рабочего процесса дозатора, перечислены факторы исследования и критерии оценки его работы. Определяли влияние пяти факторов уставки частоты дозаторов n1, уставки упреждения досыпки m, уставки включения скорости досыпки t, уставки частоты дозаторов n2, заданной массы навески MZ на точность дозирования. На первом этапе находили влияние исследуемых факторов при дозировании зерна. Для этого был реализован план Бокса-Бенкина для пяти факторов. В результате анализа полученных данных построена модель регрессии, на основании которой определены три комбинации значений факторов, при которых погрешность дозирования зерна дополнительным шнеком дозатора равна 0. На следующем этапе исследований определяли точность дозирования мела и соли при установленных комбинациях. Выявлено, что дозирование соли осуществляется по закономерности, близкой к кривой по зерну, а погрешность дозирования находится в допустимых пределах 5 %. В результате проведенных исследований выявлена наилучшая комбинация факторов, при которой погрешность дозирования не превышает допустимое значение при взвешивании зерна, соли и мела: n1 = 30,3 Гц, t = 11,9 %; n2= 40,9 % от n1 (12,42 Гц), MZ = 202,8 г. При данных значениях исследуемых параметров можно проводить дозирование компонентов с допустимой погрешностью массой навески более 200 г.
В статье рассмотрены вопросы моделирования процессов работы сельскохозяйственного мобильного энергетического средства (МЭС) с электроприводом (ЭП). Исследования выполнены в период 2022-2023 гг. Проведен обзор современной литературы по рассматриваемой проблеме, включая вопросы по моделированию функциональных свойств мобильных машин и улучшению показателей качества работы МЭС. Представлены математическая модель движения МЭС с электродвигателем, а также описание применяемого метода и последовательность действий для проведения исследований. Выполнены предварительные теоретические исследования движения при разных режимах работы. Предлагаемая модель удобна для реализации и расчёта в любом из прикладных программных продуктов, поддерживающих моделирование динамических систем с электромеханическим приводом. Предложенная модель, решение которой выполнено на основе методов численного интегрирования систем в программной среде Matlab Simulink, позволила смоделировать динамические процессы в электромеханической силовой передаче МЭС при выполнении различных сельскохозяйственных операций. С помощью представленной модели был проведен анализ электромеханических процессов в переходных и установившихся режимах работы, а также динамических процессов в силовой передаче. Получены графики изменения исследуемых параметров силовой передачи МЭС и определены упругие моменты в соединениях пятимассовой расчетной схемы. Применение модели позволяет отследить изменение характеристик, при отклонении условий опыта. Модель показала свою работоспособность при выполнении имитации сельскохозяйственных операций (внесение удобрений, культивация, посев) и ее можно использовать на стадии проектирования для исследования характеристик динамических процессов силовых передач МЭС малого класса тяги с электромеханическим приводом. При разных параметрах модели наблюдали изменения математического ожидания угловой скорости ЭД с 147,89 до 156,87 рад/с и скорости движения МЭС от 4,51 до 4,79 м/с.
Цель исследований – теоретически обосновать процесс сортофитопрочистки в селекционно-семеноводческих посадках картофеля и овощных культур с использованием технологий машинного зрения и элементов роботизации. В статье выполнен анализ современных неразрушающих методов обнаружения заболеваний биологических объектов; технологических процессов и машин для удаления плодов овощных культур с растения в системе цифрового сельскохозяйственного производства с элементами роботизации на операциях ухода за растениями и сбора товарной продукции. Установлена актуальность разработки инновационной технологии и технических средств для удаления зараженных растений картофеля и овощных культур в селекции и семеноводстве. Для проведения оздоровительных приемов производства семян овощных культур и картофеля разработана инновационная технология и машина для удаления зараженных растений картофеля и овощных культур в селекционносеменоводческих посадках, обеспечивающая движение по полю с использованием технологий машинного зрения с определением заражённого растения или растения, не соответствующего сортовым признакам с последующим его удалением. В процессе исследований (2021-2022 гг.) разработаны морфологическая матрица выбора технических средств использования функционирующих элементов реализации инновационной технологии сортофитопрочистки овощных культур и картофеля, а также теоретические основы инновационной технологии удаления зараженных биологических объектов. Выявлен показатель эффективности реализации инновационной технологии сортофитопрочистки, учитывающий параметры экономических и агротехнических показателей, а также металлоемкости, энергоемкости, экологичности и надежности. Представлены аналитические исследования машинной технологии и технических средств удаления зараженных растений овощных культур и картофеля. Выполнено обоснование инновационной технологии сортофитопрочистки овощных культур и картофеля, в части исключения в технологии обнаружения зараженных растений картофеля беспилотного летательного аппарата с качественной оценкой целесообразности выбора технических средств при использовании функционирующих элементов реализации разрабатываемой технологии по критериям экономической и агротехнической оценки, а также металлоемкости, энергоемкости и надежности. Оценка целесообразности выбора технических средств для функционирования элементов инновационной технологии показала, что по комплексу критериев процесс сортофитопрочистки овощных культур и картофеля целесообразно осуществлять без применения беспилотного летательного аппарата, используя в конструкции машины оптическую систему идентификации зараженных растений.
В работе представлены результаты исследования влияния температурного фактора на показатели свертывающего и противосвертывающего звена гемостаза крови коров. Цель работы – изучение коагуляционных показателей крови коров айрширской породы при гипо-, нормо- и гипертермии in vitro, а также оценка возможности применения коагулометра для характеристики активности гемостаза и использования гемостатических реакций крупного рогатого скота в качестве моделей для применения в медицине. Исследование проведено в Вологодской области. Анализировали следующие параметры коагулограммы: тромбиновое время (ТВ), протромбиновое время (ПВ), активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ), активность фибриногена и антитромбина III (АТ-III). Установлено, что при 43 °С происходит гиперкоагуляция крови, в клоттинговых методах проявляющаяся как ускорение ТВ на 61 % (27 сек), ПВ – на 29 % (10 сек), удлинение АЧТВ – на 38 % (25 сек) и снижение активности Антитромбина III – на 51 % (5 сек) по сравнению с нормотермией. При 18 °С выявлена гипокоагуляция, сопровождающаяся удлинением всех показателей, характеризующих скорость образования сгустка: ТВ на 10 % (5 сек), ПВ на 61 % (55 сек), АЧТВ на 83 % (289 сек). Активность фибриногена снизилась на 82 % (106 сек), активность АТ-III выросла на 85 % (56 сек) по сравнению с нормотермией. Корреляционную связь между показателями гемостаза и температурным фактором можно охарактеризовать как отрицательную умеренную (АЧТВ), заметную (ТВ, фибриноген) и тесную (ПВ, АТ-III). При изучении коагуляционных механизмов коров использование медицинского коагулометра приводило к получению скоростей реакций, значительно отличающихся от происходящих при температуре тела этих животных, что не позволяет рекомендовать данный прибор для адекватной оценки гемостатических реакций крупного рогатого скота.
Репродуктивные технологии привели к широкому и глобальному распространению генетического материала животных с высоким производственным потенциалом. Однако распространение (продажа) спермы одних и тех же быков-производителей в разные регионы (страны) не всегда может оправдать ожиданий животноводов. Этот аспект может быть связан с тем, что генетическая структура маточного поголовья, на которой используются быки, цели селекции и условия окружающей среды в разных регионах неодинаковы. В статье представлены результаты оценки племенной ценности 286 быков-производителей, которые использовались на маточном поголовье палево-пестрой популяции крупного рогатого скота в пяти регионах РФ (Белгородская, Воронежская, Курская, Орловская области и Алтайский край). Оценка была проведена как по отдельным признакам молочной продуктивности дочерей, так и совокупности признаков (селекционному индексу). Результаты исследования показали различия в величинах оценок племенной ценности одних и тех же производителей на уровне объединённой информации (популяционный уровень) и в стадах отдельных регионов (региональный уровень). Точность оценки генотипов на популяционном уровне управления получена выше (на 7–15 %), чем в среднем по отдельным регионам. Корреляции, рассчитанные между индексами племенной ценности одних и тех же быков на разных уровнях управления (популяция-регион), по отдельным признакам молочной продуктивности потомства установились на уровне 0,522–0,960, по комплексу признаков (селекционному индексу) – от 0,157 до 0,937. Это указывает на то, что вероятность ошибки при выборе лучших производителей на уровне отдельного региона может достигать 4–48 % по отдельным признакам молочной продуктивности и от 6,3 до 84.0 % по их комплексу.
Для повышения объемов отечественной молочной продукции необходимо использовать современные методы селекции и отбор животных проводить с высоким генетическим потенциалом. Для определения генетического потенциала животных используют молекулярно-генетические маркеры, которые позволяют изучать, как конкретный генетический вариант или комбинация генов влияют на желаемый признак. Цель исследования – выявить частоту встречаемости аллельных вариантов гена каппа-казеина (CSN3) у коров холмогорской породы и их взаимосвязи с молочной продуктивностью. Объект исследования – 195 коров. Для определения генотипов каппа-казеина использован метод полимеразной цепной реакции полиморфизмa длин рeстрикциoнных фрагментов. Исследования проводили в 2023 г. на базе АО «Холмогорский племзавод» (Архангельская область). В результате исследований установлено – в стаде доминирует аллель А гена каппа-казеина – 80 %, аллель В составила 20 %. Преобладающий генотип – АА – 63,08 % (n = 123), реже встречающийся генотип АВ – 33,33 % (n = 65), наименее распространенный генотип – ВВ – 3,59 % (n = 7). Для оценки молочной продуктивности и качества молока у коров с разными генотипами CSN3 сравнили показатели продуктивности за последнюю законченную лактацию. Общее количество коров с законченной лактацией в исследуемой выборке составило 130 голов из них: 37 коров-первотелок, 6 – по второй лактации и 87 – по третьей и более лактации. В совокупности по результатам сравнения наивысшие показатели имели коровы с генотипом ВВ: удой – 6916±275 кг, массовая доля жира – 4,14±0,22 %, массовая доля белка – 3,16±0,07 %, количество молочного жира – 286±19 кг, количество молочного белка – 219±12 кг. Таким образом, желательным генотипом по гену CSN3 является ВВ. На данный момент носителей этого гена крайне мало, поэтому необходимо вести селекционно-племенную работу, направленную на увеличение их численности.
