Агрофорум №4 июль 2020

№4 июль 2020
АГРОФОРУМ
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ
МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ
ИНТЕГРИРОВАННЫМ
РОБОТИЗИРОВАННЫМ
КОМПЛЕКСОМ
Описание текущего состояния
S y
земельного угодья КУ и возделываемой
агрокультуры можно
концентрированно выразить
упорядоченным системнометрическим
набором (кортежем)
параметров [5]:
S y
= <С y,
V y
, E y
, N y
, F y
>, (1)
где
С y
– координаты земельного угодья;
V y
– фаза развития агроценоза;
E y
– урожайность агрокультуры;
N y
– число агротехнологических зон;
F y
– режим агротехнологического
процесса.
Описание текущего состояния
U g
наземного агроробота АР можно
выразить кортежем аналогичных
параметров:
U g
= <С g
, V g
, E g
, T g
, F g
>, (2)
где
С g
– координаты агроробота;
V g
– скорость агроробота;
E g
– запас энергии питания агроробота;
T g
– длительность работы агроробота;
F g
– режим функционирования агроробота.
Для описания текущего состояния
U i
беспилотного аэрокоптера
АК можно использовать кортеж
параметров, относящихся к его
действиям:
U i
= <С i
, V i
, E i
, T i
, F i
>, (3)
где
С i
– координаты аэрокоптера;
V i
– скорость аэрокоптера;
E i
– объём заряда аккумулятора аэрокоптера;
T i
– длительность полёта аэрокоптера;
F i
– режим функционирования аэрокоптера.
Описание текущего состояния
P j
наземной сервисной платформы
СП можно выразить упорядоченным
системнометрическим
набором следующих параметров:
P j
= <С j,
V j
, E j
, N j
, F j
>, (4)
где
С j
– координаты платформы;
V j
– скорость платформы;
E j
– энергия платформы;
N j
– число роботов на платформе;
F j
– режим функционирования платформы.
АР АК СП
Рисунок 1. Структурно-функциональная
схема агро/аэро-роботизированного
комплекса обслуживания угодья:
КУ – карта угодья, АР – агроробот,
АК – аэрокоптер, СП – сервисная платформа.
Результатом взаимодействия
агророботов U g
и аэрокоптеров
U i
с платформой роботизированного
управления P j
является получение
задания и приобретение
рабочего органа для выполнения
агротехнологической операции
(предоставление услуги) Q(u m
) на
территории сельскохозяйственного
угодья S y
(пространства возделывания
агрокультуры), состоящей
в обслуживании e um роботов
(обновления источника энергии,
электронной карты, программы
агротехнологических работ) или
обслуживания по замене исполнительного
рабочего органа и
программы его работы (контейнера,
пробоотборника, лазера,
видеокамеры, съёмника плодов)
с ресурсами r um :
Q(u m
) = f(e um , r um , p j
, s y
). (5)
КУ
Рисунок 2. Схема формирования алгоритмов управления
роботизированным комплексом: СП – сервисная платформа,
АР – агроробот, АК – аэрокоптер, ТП – технологический процесс,
СМ – система мониторинга.
www.agroyug.ru
В результате математического
и программного моделирования
разработана системы оценивания
и поддержки принятия решения
о составе и количестве
сельскохозяйственных комплексов,
необходимых для обработки
заданной площади угодья, погодных
условий и других аспектов,
влияющих на стоимость и
скорость выполнения работ. Для
практической реализации системы
управления роботизированным
комплексом разработана
схема и принцип построения
комбинированных наземных и
воздушных беспилотных агротехнологии
на единой платформе
(рис. 3).
С помощью аэрокоптеров выполняют
дополнительные технологические
воздействия на
25