基于非线性规划农业机器系统优化模型及应用

针对现有农业机器系统优化方法及模型存在问题,研究典型地区作物种植结构、轮作、轮耕制度及农业机械化生产特点,确定农业机械化生产工艺过程,初选农业机器型号,设计农事阶段图;设置四维下标决策变量,选择作物适时性损失,以机器系统总成本最小为目标函数,建立规模化生产,农业机器系统优化非线性规划模型;应用该模型对1 000 hm2基准规模单作玉米、大豆轮作条件下农业机器系统优化研究。采用LINGO(V14)软件计算结果显示优化系统与现实机器系统相比,农业机器配备量减少26.21%,农业机器总投资降低20.79%,年费用降低22.57%,单位功率服务规模提高40.74%,有效降低农业机械化生产成本,提高农业生产经济效益。为农业生产单位科学合理选用和配置农业机器提供理论依据。     

个体联合收割机经济寿命计算的研究

随着联合收割机的保有量逐年增加,有针对性地研究联合收割机经济寿命,指导其运营与管理对推动我国农业机械化发展起着重要作用。为此,建立了联合收割机收入与成本体系,将机器机龄增加而导致的作业质量下降、生产率降低所产生的适时性损失作为机器作业的一项成本,同时将体系中的各项收入与成本进行建模。同时,分别对自用型、代耕型、兼用型联合收割机的各项收入与成本的构成问题进行分析与探讨,以联合收割机所有者的年均纯收益最大为目标,建立求解联合收割机经济寿命的数学模型,为合理制定机器更新方案提供理论依据。最后,以黑龙江友谊农场某农户沃德4LZ-2.5水稻联合收割机为例,用该模型求解出此机器的经济寿命,验证了该模型的有效性。     

收获机组作业时间分析与建模

收获作业是粮食生产过程关键环节之一,选择适宜的收获机械适时完成收获作业是粮食丰产丰收的重要保障,因此提高农业收获机组效率已成为收获作业的重要组成部分。依据收获机组实际作业测得数据进行分析,明确了典型联合收获机作业时间项目构成,建立了纯作业、转弯、卸粮等各个时间项目的数学计算模型。针对3种卸粮方式—单侧卸粮、双侧卸粮、满箱卸粮分别建立数学模型,对3种不同的卸粮方式时间利用率进行了分析比较,同时选择约翰迪尔9660进行试验研究。     

农田作业期最佳分布问题研究

合理确定最佳作业期是减少适时性损失,提高农业经济效益重要保障。文章指出单项作业和具有两项关键作业的作业期最佳分布定理限制条件:在实际农业生产中,某项作业的总作业量固定不变。而农业机械日作业效率随时间变化,不同作业期分布对应不同总作业日数。建立不同情况下作业量约束模型和适时性损失量(值)模型,指出作业期最佳分布应满足的条件;结合计算示例验证模型有效性。     

不同收获机组时间利用率规律的比较研究

收获作业是作物生产过程的重要环节,提高收获作业效率已成为农业生产的重要组成部分。为了进一步研究收获机组时间利用率随地块条件的变化规律,采用跟踪试验方法测取定距离条件下不同联合收获机组作业的各类时间消耗项目,进而建立不同地块条件下不同收获机组各类时间项目及时间利用率的数学计算模型。利用Mat Lab2012a编程计算,绘制出不同收获机组时间利用率随地块长度、面积的变化规律图,从而得出不同收获机组机组适用的地块条件,为不同地块条件的收获作业提供选型依据。通过研究机组作业技术指标随地块条件的变化规律,指导农业机器型号选择。