Розробка методу підвищення точності підтримання заданих температурно-вологісних умов овочесховища у фазі збереження продукту
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.229844Ключові слова:
система керування, овочесховище, стабілізація температури, мікроклімат, математична модель, зберігання овочівАнотація
Овочесховище є енергоємним об’єктом з розподіленими параметрами. Якість зберігання продукту залежить від мікроклімату в овочесховищі: поточної температури, вологості та рівня вуглекислого газу. Існуючі регулятори температури в овочесховищі використовують двопозиційний закон регулювання, що призводить до витрачання зайвої енергії та зіпсуття продукту.
Метою дослідження є вдосконалення роботи регулятора в процесі зберігання продукту у фазі збереження за рахунок замикання двопозиційного регулятора зворотним зв'язком у вигляді аперіодичної ланки першого порядку.
Для досягнення мети використовувалася методика розрахунку передавальної функції об’єкта керування через рівняння теплового балансу. Дана методика дозволила врахувати параметри овочесховища: площу і тип теплоізоляційного матеріалу перекриттів, масу і тип продукту для зберігання, а також теплову енергію, що підводиться в овочесховище.
На основі рівняння теплового балансу, характеру роботи виконавчих механізмів розраховано передаточні функції овочесховища без продукту та овочесховища, заповненого продуктом. У середовищі Matlab Simulink (США) побудовано теплову модель овочесховища для перевірки алгоритмів керування температурним полем.
Проведено моделювання зберігання продукту протягом 180 діб із зміною добової температури зовнішнього повітря від мінус 8 °С до плюс 2 °С та зміною вологості від 50 % до 100 %.
За результатами моделювання можна зробити висновок, що додавання до зворотного зв’язку двопозиційного регулятора аперіодичної ланки дозволить врахувати інерційність об’єкта керування. Це дає можливість зменшити максимальну похибку регулювання автоколивань до 0.15 °С та зменшити загальний час роботи виконавчих пристроїв на 13 %
Посилання
- Admaev, A. I. (2018). Sistema kontrolya i upravleniya mikroklimatom v ovoschehranilische. Informatsionnye tehnologii i upravlenie. Materialy 54-y nauch. konf. aspirantov, magistrantov i studentov. Minsk, 24–25. Available at: https://libeldoc.bsuir.by/bitstream/123456789/32801/1/Admayev_Sistema.pdf
- Akdemir, S., Bartzanas, T. (2015). Numerical Modelling and Experimental Validation of a Cold Store Ambient Factors. Journal of agricultural sciences, 21, 606–619. doi: https://doi.org/10.1501/tarimbil_0000001361
- Nemenuschaya, L. A., Stepanischeva, N. M., Solomatin, D. M. (2009). Sovremennye tehnologii hraneniya i pererabotki plodoovoschnoy produktsii. Moscow: FGNU «Rosinformagroteh», 172. Available at: https://rosinformagrotech.ru/data/itpk/kartofel-i-ovoshchi/send/18-kartofel-i-ovoshchi/469-sovremennye-tekhnologii-khraneniya-i-pererabotki-plodoovoshchnoj-produktsii
- Meneghetti, C. R., Tizzei, A., Cappelli, N. L., Umezu, C. K., Bezzon, G. (2013). A Mathematical model for the cold storage of agricultural products. Revista Ciência Agronômica, 44 (2), 286–293. doi: https://doi.org/10.1590/s1806-66902013000200010
- Malanchuk, Y., Khrystyuk, A., Sych, V. (2020). Problems of automation of fresh fruits and vegetables storage processes. Modeling, Control and Information Technologies, 4, 92–95. doi: https://doi.org/10.31713/mcit.2020.34
- Maltsev, S. V., Kluev, S. I., Pshechenkov, K. A. (2017). The microclimate control system in modern potato storage facilities. Zaschita kartofelya, 2, 12–17. Available at: http://www.kartofel.org/zakart/2_2017.pdf
- Yermilova, N., Kyslytsia, S., Tarasiuk, R. (2019). Development of automated control system for equipment of a vegetable storage facility based on neuro-fuzzy systems. Control, Navigation and Communication Systems, 1 (53), 50–54. doi: https://doi.org/10.26906/sunz.2019.1.050
- Tolsma. Available at: https://tolsma.com.ua/
- Mooij Agro. Available at: https://www.mooij-agro.com/en/
- Lekomtsev, P. L., Dresviannikova, E. V., Niazov, A. M., Orlov, S. V. (2017). Mathematical modeling of refrigeration using vortex tubes in vegetable stores. Engineering Journal of Don, 4. Available at: http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_109_Lekomcev.pdf_24bf077381.pdf
- Timoshenko, V. A., Sutulo, A. V., Dovgan', N. B. (2017). Metody viyavleniya porokov kartofelya pri razlichnyh temperaturnyh rezhimah hraneniya i otsenka ego kachestva. The Electronic Scientific Journal, 5-1, 16–19. Available at: http://co2b.ru/docs/enj.2017.05.01.pdf
- Uzakov, G. N. (2010). Snizhenie zatrat energii v teplohladosnabzhenii kombinirovannogo sooruzheniya «ovoschehranilische-gelioteplitsa» s ispol'zovaniem teplovyh nasosov. Molodoy ucheniy, 1 (11), 73–78. Available at: https://moluch.ru/archive/22/2218/
- Alhamdan, A., Alsadon, A., Wahb-Allah, M. A., Nagar, M. E. (2011). Influence of Storage Conditions on Seed Quality and Longevity of Four Vegetable Crops. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 11 (3), 353–359. Available at: https://www.idosi.org/aejaes/jaes11(3)11/8.pdf
- Tervonen, J. (2018). Experiment of the quality control of vegetable storage based on the Internet-of-Things. Procedia Computer Science, 130, 440–447. doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.04.065
- Zhukov, A. D., Ter-Zakaryan, K. A., Tuchaev, D. U., Petrovsky, E. S. (2018). Energy-efficient insulation of food storage rooms and vegetable stores. International Agricultural Journal, 1, 65–67. doi: https://doi.org/10.24411/2587-6740-2018-11015
- Iacomi, C., Roșca, I., Madjar, R., Iacomi, B., Popescu, V., Vărzaru, G., Sfetcu, C. (2014). Automation and computer-based technology for small vegetable farm holders. Scientific Papers. Series A. Agronomy, 57, 415–420. Available at: http://agronomyjournal.usamv.ro/pdf/2014/art74.pdf
- Kachanov, P., Yevseienko, O. (2017). Modeling of daily temperature mode in premises using a predictive controller. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (88)), 33–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108574
- Kun, T., Peng, X., Hong-kun, H. (2015). The application of Self-adaptive Fuzzy PID control the evaporator superheat. International Journal of Research in Engineering and Science (IJRES), 3 (42), 64–71. Available at: https://1library.net/document/ydv4xkjy-application-self-adaptive-fuzzy-pid-control-evaporator-superheat.html
- Grudinin, V. S., Khoroshavin, V. S., Zotov, A. V., Grudinin, S. V. (2019). Adaptive Iterative Control of Temperature in Greenhouse. Engineering Technologies and Systems, 29 (3), 383–395. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201903.383-395
- Tizzei, A., Meneghetti, C. R., Cappelli, N. L., Umezu, C. K. (2011). System for studies of control strategies applied in the refrigerated chambers. Engenharia Agrícola, 31 (5), 868–878. doi: https://doi.org/10.1590/s0100-69162011000500004
- Morimoto, T., Islam, M. P., Hatou, K. (2013). An Intelligent Control Technique for Dynamic Optimization of Temperature during Fruit Storage Process. American Journal of Operations Research, 03 (01), 207–216. doi: https://doi.org/10.4236/ajor.2013.31a020
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Петр Алексеевич Качанов, Олег Николаевич Евсеенко, Наталья Александровна Евсина
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
