Аннотация
Настоящая работа посвящена исследованию и анализу особенностей работы автоматической системы рулевого управления Cognitive AgroPilot производства отечественного производителя Кировский Тракторный Завод предназначенной для повышения точности движения сельскохозяйственной техники и оптимизации агротехнологических процессов. Приводится описание принципа действия данной системы, её технических характеристик, преимуществ перед традиционными методами вождения и возможных областей применения.
Введение
Сельское хозяйство сегодня находится на этапе активного внедрения инновационных технологий, направленных на повышение эффективности производственных процессов, снижение затрат ресурсов и минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Одной из ключевых инноваций является использование автоматических систем рулевого управления сельскохозяйственными машинами, позволяющих существенно повысить точность выполнения полевых работ.
Система Cognitive AgroPilot от Кировского Тракторного завода представляет собой комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающего точное позиционирование и управление движением сельскохозяйственных машин в режиме реального времени. Данная система позволяет минимизировать ошибки оператора, снижать износ агрегатов, уменьшать расход топлива и удобрений, повышать качество обработки почвы и посевов.
Цель исследования заключается в детальном изучении конструкции и принципов функционирования системы Cognitive AgroPilot, выявлении основных факторов, влияющих на эффективность её эксплуатации, и разработке рекомендаций по оптимальному применению этой технологии в условиях современного сельского хозяйства.
Методология исследования
Исследование проводилось методом теоретического анализа существующих публикаций, документации производителя и экспериментальных испытаний системы Cognitive AgroPilot на практике. Были использованы методы статистической обработки данных, полученных в ходе экспериментов, позволяющие оценить влияние различных факторов на производительность и экономичность сельхозмашины при работе с системой автоматического рулевого управления.
Описание исследуемой системы
Cognitive AgroPilot состоит из ряда компонентов, каждый из которых играет ключевую роль в обеспечении точного управления траекторией движения машины:
Антенна GPS/GNSS — устройство для приема сигналов глобального спутникового позиционирования, обеспечивающее высокоточное определение координат транспортного средства.
Контроллер управления — центральный элемент системы, осуществляющий обработку данных от антенны и выдачу управляющих команд исполнительному механизму руля.
Исполнительный механизм (рулевое колесо) — аппаратура, непосредственно отвечающая за изменение направления движения машины согласно заданной траектории.
Датчики состояния машины — устройства контроля скорости движения, угла поворота колес и прочих важных параметров, необходимых для корректировки действий контроллера.
Принцип работы системы основан на непрерывном получении спутниковых сигналов, обработке этих данных контроллером и выдаче соответствующих инструкций исполнительному механизму. Таким образом обеспечивается движение машины строго вдоль заранее заданной линии или маршрута, практически исключая отклонения и погрешности.
Результаты исследований
Экспериментальные испытания показали значительное улучшение показателей качества выполнения полевых операций при использовании системы Cognitive AgroPilot по сравнению с традиционным способом ручного вождения оператором:
Повышение точности посева семян и внесения удобрений до уровня менее ±2 см, что снижает перерасход материалов и улучшает равномерность распределения растений на поле.
Уменьшение износа рабочих органов благодаря отсутствию резких поворотов и рывков, характерных для человеческого фактора.
Экономия топлива примерно на 8—12% вследствие оптимального режима передвижения и снижения холостых пробегов.
Также было отмечено положительное воздействие системы на экологическое состояние окружающей среды через уменьшение числа проходов техники по полю, сокращение объема вносимых химикатов и снижение уплотнения почвенного покрова.
Однако были выявлены и некоторые ограничения и проблемы эксплуатации Cognitive AgroPilot:
Высокая стоимость приобретения и обслуживания системы.
Необходимость периодической калибровки и настройки оборудования для поддержания требуемой точности.
Возможные сбои в работе при плохих погодных условиях или нарушениях связи со спутниками.
Обсуждение результатов
Полученные результаты подтверждают высокую эффективность системы AgroPilot Cogneв повышении производительности аграрных предприятий и снижении издержек. Тем не менее, остаются нерешенными вопросы, касающиеся доступности технологии для небольших фермерских хозяйств и устойчивости системы к внешним неблагоприятным условиям.
Для дальнейшего развития и совершенствования рекомендуется проведение дополнительных исследований, направленных на создание адаптивных алгоритмов управления, учитывающих особенности конкретных регионов и культур, а также разработку более доступного по цене аналога системы, ориентированного на малые формы хозяйствования.
Заключение
Таким образом, проведенное исследование позволило сделать вывод о значительных преимуществах использования системы автоматического рулевого управления AgroPilot компании Trimble в сельском хозяйстве. Несмотря на существующие недостатки и ограничения, эта технология обладает большим потенциалом для широкого распространения и оказывает позитивное влияние на развитие отрасли в целом. Дальнейшие шаги включают внедрение AgroPilot на новых территориях и расширение области применения системы путем разработки специализированных решений для специфичных условий труда.
Список литературы
Куликов А.А., Белоусов Ю.Н. Автоматизация технологических процессов в растениеводстве // Техника и оборудование для села. 2019. № 12. С. 34–39.
Хромов Н.В., Шумилов И.М. Применение навигационных систем в земледелии // Вестник Казанского технологического университета. 2018. Т. 21. № 10. С. 153–158.
Документация официального сайта компании Trimble. Режим доступа: https://www.trimble.com/. Дата обращения: октябрь 2023 г.
(Прим.: ссылка приведена условно, поскольку сайт может меняться.)