Разработка энергосберегающей экологически чистой электротехнологии борьбы с нежелательной растительностью, страница 63

Общеизвестно, что при разработке систем автоматизации более 50% всех затрат приходится на разработку ПП. Объясняется это следующим: восприятие и преобразование рабочих параметров и режимов ЭТК - наиболее сложная операция; ПП функционируют в условиях с большим числом влияющих факторов; номенклатура типов ПП и их число в одной системе постоянно возрастают. К ПП ЭТК предъявляются определенные требования. Рассмотрим некоторые из них с позиции анализа [132, 133] специфических особенностей мобильного ЭТК:

●определенность и однозначность функциональной зависимости между выходной у и входной x величинами y=f(x). Желательно, чтобы функциональная зависимость имела линейный характер;

●высокая чувствительность к подлежащей преобразованию величине S_x=∆y/∆x;

●высокая избирательная способность S_x »S_z1,S_z2, …, S_zn. Если функциональная зависимость, согласно y=f(x) имеет вид y=F(x₁, z₁,z₂, …, z_n), то высокая избирательная способность это способность преобразовывать только контролируемый параметр х, а не другие неинформативные параметры z₁, z₂, …, z_n, влияющие на ПП в процессе работы;

●минимальное изменение характеристик ПП под влиянием интенсивных ЭМП ЭТК, температуры, запыленности, вибрации, ударов, влажности, пространственного положения и других посторонних факторов. Минимальное обратное влияние ПП на контролируемый объект;

●высокая перегрузочная способность;

●стабильность характеристик во времени;

●взаимозаменяемость однотипных ПП. Простота сборки и установки, минимальные требования к обслуживанию во время эксплуатации ЭТК.

Одинаковые по природе величины технологического процесса электрокультивации возможно преобразовывать с помощью принципиально различных ПП [133, 135, 140-141] и наоборот. В частности, в контактных (по принципу работы) преобразователях под воздействием воспринимаемой величины электрический контакт замыкается и размыкается. Контактные ПП можно разделить на прямого контактирования, непрямого механического воздействия, инерционные, магнитного действия. Действие индуктивных преобразователей основано на изменении индуктивности L в катушке с ферромагнитным сердечником, которая с достаточной точностью определяется выражением [133] L= ω²/[( l_c/μ_c•S_c)+( l_b/μ_b•S_b)],где: ω - число витков катушки; l_c , S_c , μ_c - длина, поперечное сечение сердечника и его абсолютная магнитная проводимость; l_b , S_b , μ_b - длина, поперечное сечение воздушного зазора и абсолютная проводимость воздуха.

Применительно к ЭТК основное значение имеют величины l_cи l_b. Индуктивные ПП линейного смещения могут использоваться для получения информации о положении рабочих органов-электродов. С помощью индуктивных ПП углового перемещения можно получать информацию об угле отклонения между номинальным и реальным направлением движения.

Фотоэлектрические ПП направляющего следа используются в системах автоматического вождения. При восприятии следа (след вспашки, рядок растений и т.д.) из-за различий коэффициентов отражений между ними и основным полем на выходе фотоприемника возникает электрический импульс. Принцип работы цветочувствительных ПП отраженного света основан на различном отражении света от почвы и листьев растений в видимом и инфракрасном спектрах. Если обозначить U_и и U_винтенсивность отражения, соответственно, инфракрасного и видимого спектров, то коэффициент селективного отражения U_и=U_и /U_в. Так как видимое излучение имеет длину волны λ=380-760 нм, а инфракрасное λ=760-1000 нм и выше, то эффект получается благодаря тому, что растения из-за наличия в них хлорофилла минимально отражают свет красного спектра λ<760 нм. Отражательная способность песчано-глинистых почв Северо-Западного и Уральского регионов возрастает приблизительно линейно с увеличением длины волны.