پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال:1397 | دوره:7 | شماره:1 (پیاپی 12) |تعداد مقالات:7

در این تحقیق با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و شبکه های عصبی مصنوعی، اقدام به شناسایی آفات پروانه برگ خوار و پسیل برگ پسته شد. تصاویر دیجیتالی از برگ های آفت زده درخت پسته رقم اوحدی تهیه شد و ویژگی های رنگ، بافت، مورفولوژیکی و ترکیبی (بافت – رنگ) از تصاویر استخراج و در تشخیص و طبقه بندی آفات مورد استفاده قرار گرفت. برای دستیابی به بهترین مدل، حالت های مختلف شبکه و ویژگی های مختلف استخراج شده از تصاویر مورد ارزیابی قرار گرفت که بهترین حالت ها عبارت بودند از؛ الف-با استفاده از شش ویژگی رنگی (واریانس، میانه، انحراف معیار، چولگی، کشیدگی و صافی)، شبکه پس انتشار با تابع انتقال لگاریتم سیگموئید با دو لایه پنهان و لایه خروجی با تابع انتقال تانژانت سیگموئید با دقت3 /93% ب-با استفاده از پنج ویژگی بافتی (آنتروپی، کنتراست، همبستگی، انرژی و همگنی)، شبکه پس انتشار با تابع انتقال تانژانت سیگموئید با دو لایه پنهان و لایه خروجی با تابع خطی با دقت 95% ج-با استفاده از پنج ویژگی مورفولوژیکی (سطح، محیط، سطح چند ضلعی محیطی، وسعت، استحکام) و 11 ویژگی ترکیبی (6 ویژگی رنگی و 5 ویژگی بافتی) با شبکه پس انتشار، با تعداد دو لایه پنهان و تابع انتقال تانژانت سیگموئید و لایه خروجی خطی به ترتیب با دقت 7 /86% و 3 /98%. نتایج نشان داد تکنیک پردازش تصویر و شبکه های عصبی مصنوعی توانایی بسیار خوبی در تشخیص و طبقه بندی آفات برگ پسته دارند.

تراکتورها از جمله اجزای جداناپذیر فعالیت کشاورزی بوده و در هنگام خرابی مطلوب است که در حداقل زمان ممکن تعمیر شده و به کار خود ادامه دهند. با برقراری یک برنامه موثر نگهداری و تعمیرات (نت)، میزان هزینه های سرویس و نگهداری و میزان توقف ماشین به میزان قابل قبولی کاهش می یابد. در این پژوهش در گام نخست توابع عمر و تعمیر یک واحد ارائه خدمات مکانیزه که در این پژوهش با عنوان سیستم نام برده می شود شامل دو تراکتور مسی فرگوسن 285، دو تراکتور مسی فرگوسن 399 و دو تراکتور نیوهلند 155 برآورد گردید. سپس تعمیرپذیری و قابلیت اطمینان تراکتور ها بررسی شد. سپس با بهره گیری از تئوری صف واحد نگهداری-تعمیرات مناسب با وضعیت کار تراکتور ها پیشنهاد گردید. در واقع در این پژوهش برای اولین بار در بخش ماشین های کشاورزی یک منطقه از ایران با ترکیب استفاده از توابع عمر و تعمیر تراکتورها و تئوری صف، ظرفیت نت مناسب تخمین زده می شود تا تراکتورها با تحمل کمترین زمان رکود به فعالیت خود ادامه دهند. نتایج بهترین تابع عمر را تابع پواسون و بهترین تابع تعمیرات را نمایی منفی نشان داد. در طول عمر 6700 ساعت کار، تعمیرات اضطراری تراکتور نیوهلند 155 نسبت به تراکتور مسی فرگوسن 285 در حدود 180 ساعت بیشتر بوده است. قابلیت اطمینان سیستم با حداقل سه تراکتور سالم در زمان 30 ساعت 80% برآورد گردید. با استفاده از تئوری صف ظرفیت تعمیر 4 /0 تراکتور در هر شیفت کاری پیشنهاد شد.

سهم ایران از تولید جهانی خرما در سال 2014، یک میلیون و 157 هزار تن می باشد. تخمین زده می شود که یازده هزار تن روغن از هسته خرما در ایران سالانه می توان استحصال نمود. هدف این تحقیق بررسی اثر متغیرهای اندازه ذرات، محتوای رطوبت و نوع حلال بر میزان استحصال روغن از هسته خرمای رقم صادراتی مضافتی و تولید بیودیزل از آن به کمک فراصوت می باشد. اثر اندازه ذرات در دو سطح، نوع حلال و محتوای رطوبت هر کدام در سه سطح بر میزان استخراج روغن از هسته خرمای واریته مضافتی بررسی شد. روغن هسته خرمای استخراج شده به روش ترانس استریفیکاسیون تبدیل به بیودیزل شد. برای تولید بیودیزل از امواج فراصوت استفاده گردید. متغیرهای فراصوت مورد استفاده عبارت بودند از پالس ارتعاشی در سه سطح، زمان اعمال فراصوت در دو سطح و دامنه ارتعاشی ثابت 60%. برخی از خواص بیودیزل تولید شده از روغن هسته خرما تعیین شد. نتایج نشان دادند که اثرهای ساده متغیرهای محتوای رطوبت، اندازه ذرات، نوع حلال، همچنین اثر متقابل محتوای رطوبتی در نوع حلال در سطح 1 درصد بر میزان استخراج روغن معنی دار می باشند. حداکثر میزان استخراج روغن (54 /7 درصد) در محتوای رطوبتی 7 درصد، با استفاده از حلال هگزان و اندازه ذرات یک میلی متر به دست آمد. نتایج حاصل از اندازه گیری خواص سوختی نشان داد که بیودیزل تولید شده با هر دو استاندارد سوختی ASTM D 6751 و EN 14214 مطابقت دارد.

به دلیل مشکلات بسیار توزین مستقیم وزن از قبیل استرس زا بودن آن هم برای کشاورز و هم برای حیوانات، روش های مبتنی بر پردازش تصاویر دیجیتال به منظور برآورد وزن حیوانات زنده و تعیین روند رشد آن ها پیشنهاد شده است، اما تعیین تغییرات ویژگی های ظاهری بدن حیوان با وجود سر به دلیل تغییر مکرر موقعیت آن سبب ایجاد خطای قابل توجهی می گردد. بدین منظور تعداد30 قطعه جوجه گوشتی یک روزه تحت شرایط استاندارد پرورش داده شد. به منظور کاهش خطای تخمین وزن جوجه های گوشتی، سر آن با روش مدل شکل فعال حذف و عملکرد روش پیشنهادی در پیش بینی وزن، با روش بخش بندی اتسو مقایسه گردید. ضریب تبیین بدست آمده در روش مدل شکل فعال میان وزن واقعی با مساحت و محیط به ترتیب (97%R2=) و (93%R2=) و برای روش اتسو به ترتیب میان وزن واقعی با مساحت و محیط (93%R2=) و (92%R2=) مشاهده شد. با توجه به مقایسه این دو روش مشخص گردید که دقت پیش بینی وزن توسط مدل توسعه یافته با محیط و مساحت استخراج شده با روش مدل شکل فعال بالاتر از روش بخش بندی اتسو می باشد.

امروزه با مکانیزه شدن سیستم های کشاورزی، انجام به موقع فعالیت ها نیازمند برنامه ریزی صحیح ماشینی است. برای برنامه ریزی صحیح باید از زمان دقیق توقف ماشین ها اطلاع داشت. در همین راستا مطالعه ای جهت پیش بینی دقیق میزان نرخ خرابی تراکتور مسی فرگوسن 399 برای دو استراتژی نگهداری اصلاحی و پیشگیرانه در استان خوزستان برنامه ریزی و اجرا شد. برای این منظور الگوهای رگرسیون ARIMA و نمائی برآورد و بهترین الگو انتخاب گردید. بررسی آزمون تصادفی بودن (دوربین واتسون) سری های هر دو استراتژی مبین غیرتصادفی بودن آنها بود. بر اساس نتایج حاصل از محاسبه معیار کمترین خطای پیش بینی، برای پیش-بینی سری های استراتژی نگهداری اصلاحی و پیشگیرانه الگوی ARIMA به عنوان روش برتر در مقایسه با سایر روش ها شناخته شد. لذا استفاده از روش مذکور به شرط ثابت بودن شرایط، نتایجی با کمترین خطا به دست خواهد داد. بر اساس نتایج حاصل از پیش بینی متغیر نرخ خرابی مشخص شد که تفاوت چندانی در ویژگی های نرخ خرابی پیش بینی شده و نرخ خرابی پیش بینی شده تراکتور وجود ندارد که این امر بیانگر دقت بالای پیش بینی با استفاده از مدل ARIMA می باشد.

مهمترین و معمولترین سوخت جهت استفاده در موتورهای دیزل، در بسیاری از کشورهای جهان، گازوئیل می باشد. استفاده از گازوئیل در این موتورها موجب انتشار مواد مضر و آلاینده با ترکیبات شیمیایی پیچیده می شود که خسارات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد می کند. با این که تمهیدات مختلفی در جهت کاهش آلودگی اعم از برنامه های معاینه فنی خودروها یا نصب سیستمهای کنترل انتشار آلاینده در اگزوز خودروها در کشورهای پیشرفته به کار گرفته شده، لیکن این برنامه ها در شهرهای بزرگ مسئله تولید آلاینده ها را به حد کافی کاهش نداده است. در این راستا سوختهای بیولوژیک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی هستند که آنها را در عمل، پاکتر از سوختهای دیگر می نماید. یکی از اصلی ترین موضوعات فناوری نانو، ساخت مواد با خواص جدید و از اثرات مثبت آن، بالا بردن بازده موتورهای احتراق داخلی فعلی است. در این تحقیق آلاینده های موتور دیزل چهارزمانه با استفاده از ترکیبات سوخت نانو بیودیزل و دیزل بررسی شد. داده های موردنظر در 4دور موتور (1500، 2000، 2400و rpm2600) برای مخلوطهای مختلف سوخت (10سطح) به دست آمد. نتایج نشان داد که در اکثر ترکیبها میزان هیدروکربن و منواکسید کربن خروجی از اگزوز نسبت به سوخت دیزل کاهش ولی مقدار اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید کربن تولیدی توسط مخلوطهای سوخت نسبت به سوخت دیزل افزایش یافته است.

مصرف انرژی بالا و هزینه کارگری هواده ها سبب شده است که پرورش دهندگان ماهی کپور انگیزه بالایی برای خرید هواده نداشته باشند. میزان اکسیژن محلول آب یکی از مهم ترین پارامترهایی است که می توان از آن جهت روشن و خاموش نمودن خودکار هواده ها در استخرهای پرورش ماهیان استفاده نمود ولی به دلیل هزینه بالای سنسور اکسیژن باید از سایر پارامترها برای تخمین آن استفاده شود. این تحقیق با هدف ایجاد مدلی مناسب برای تخمین میزان اکسیژن محلول آب استخرهای پرورش ماهی اندازه گیری پارامترهای ورودی انجام گردید. پارامترهای ورودی pH و دمای آب و دما و رطوبت هوا و سرعت باد بودند. در طول دوره پرورش ماهی تمامی پارامترهای ورودی و خروجی اندازه گیری شدند و با سه مدل بررسی شدند. مدل اول شبکه عصبی مصنوعی بود و نتایج نشان داد تابع انتقال logsig-purelin با 17 نورون در لایه پنهان با میزان 70 /0 بیشترین ضریب تبیین را داشت. مدل دوم ادغام مدل شبکه عصبی با الگوریتم ژنتیک بود و نتایج نشان داد در بهترین حالت این مدل قادر است با ضریب تبیین 41 /0 میزان اکسیژن محلول آب را پیش بینی نماید. در مدل سوم از شبکه فازی-عصبی (ANFIS) استفاده گردید. نتایج نشان داد که این شبکه در وضعیت خوشه بندی کاهشی قادر است با ضریب تبیین 88 /0 اکسیژن محلول آب را تخمین بزند. بنابراین شبکه فازی-عصبی مناسب ترین روش برای ارزیابی میزان اکسیژن محلول استخرهای پرورش ماهی در منطقه مورد مطالعه بود.