农业百科

农业机械应用软件

2023-04-15

简介

为农业机械设计、试验、作业和管理等所编制的计算机程序。随着计算机的广泛应用,农业机械应用软件越来越丰富,主要有:农机优化设计软件、农机测试数据处理软件、信号分析和处理软件、饲料加工配方软件和生产过程控制软件,以及农机故障数据库系统软件等。

农机优化设计软件 为农业机械优化设计而编制的计算机程序。常用的有农机工作耕件、机构和工作参数的优化设计软件,农机具优化配套软件,农机具总体配置和机架结构强度的优化设计软件,饲料加工厂及其布局的优化设计软件。编制这些软件常用的方法是:根据理论分析、试验研究结果和设计要求建立数学模型,确定评价设计方案的目标函数以及约束条件,选择适用的优化设计方案(如一维搜索法、单纯形法、模拟法、正交设计法、最小二乘法,以及解最佳农业运输线路问题的节约法、三段优化法和扫描法等),编制程序,并在计算机上调试运行,求出最佳设计方案。如编制犁体曲面的优化设计软件经历下述步骤:以功率消耗(最小)为目标函数,犁面几何参数的可行范围为约束条件,在给定犁面几何模型的基础上,建立犁面的功耗模型,采用直接搜索法的改进单纯形方法,编制计算程序,选出犁曲面的最佳几何参数。经过反复运算,在保证所选参数均满足约束条件的情况下,使目标函数具有最小值。犁曲面优化设计程序将包括:①土壤沿犁面运动的模拟程序;②犁体在犁耕过程中的功率消耗程序;③最优化程序。由于目标函数比较复杂,求导困难,因此采用直接搜索法改进单纯形方法编制优化程序。程序流程框图,见图1。

图1 犁体曲面优化设计流程框图

农机测试数据处理软件 为分析处理农业机械的测试数据而编制的计算机程序。如拖拉机功率油耗同步测量系统(图2)包括传感器、模/数(A/D)转换器和计算机等部分,可采集转速、油耗、压力等数据, 经PC-1500袖珍计算机处理后,打印输出转速、扭矩、功率、耗油量和耗油率等值,并且绘出特性曲线。

图2 拖拉机功率油耗同步测量系统

信号分析和处理软件 为分析和处理农业机械的检测信号而编制的计算机软件。主要有概率统计分析软件和频谱分析软件,可分别在幅值域和频率域内对随机模拟信号进行统计分析。

概率统计分析软件 为获得各种基本统计量所编制的计算机程序。基本统计量有均值、有效值、均方值、方差、标准差、变异系数、极差、概率密度函数等。图3是一个农机测试数据处理系统的框图。这个系统用计数法求出各基本统计量,采用编译BASIC语言和Z-80汇编语言分别编写计算程序和数据采样处理程序。它可完成各采样点的个数累计,根据频数(个数)表计算出各基本统计量。处理结果由显示器显示、打印机打印输出,或用函数记录仪绘制概率密度和概率分布图形。

图3 农机测试数据处理系统的框图

频谱分析软件 为分析信号的频谱特性而编制的计算机软件。频谱特性是用数据的频率结构来描述随机信号的统计特性。频谱分析软件有专用的和通用的之分。

专用频谱分析软件用于专用数据处理机;通用频谱分析软件可在普通的微型计算机上应用,构成信号分析系统(图4)。通用频谱分析程序的主要功能是计算自动率谱密度函数、互功率谱密度函数、频率响应函数、凝聚函数、均方根谱和根谱密度函数。为了减少频率泄漏误差,设有哈宁商函数,程序可对时域信号进行加商处理。

图4 信号分析系统的结构框图

饲料配方软件 根据现有原料的品种、营养成分、价格等因素,为进行饲料的合理配方所编制的计算机程序。丹麦SCIA公司Bestmix饲料配方软件包,由30个模块组成,主要功能模块有7个:原料模块(存放400种不同原料的营养成分特性)、原料价格模块、配方模块、日期显示模块、配方优化模块、数据规范模块和综合分析模块。采用人机交互方式,调用和选择各功能模块。中国SPJ-3型饲料配方软件,可对40多种原料和40多项营养指标进行最佳配方的选用。

生产过程控制软件 用来控制农业机械或农副产品加工过程的计算机软件。如饲料加工厂生产过程的控制程序具有如下主要功能:储存、调用和修改配方;在终端显示设备上为用户提示操作顺序;按预置状态信息完成配料、称重、混合工艺过程的循环动态控制;调节配料周期、料斗门的启闭时间;自动去皮重和清零;配料超差报警和自适应修正(自校);实时打印时间、配方、误差及有关生产报表;配料称重等。由于称量精度要求较高、计量周期短,故系统设有快、慢加料控制及超差处理程序。

农机故障数据库系统的应用软件 利用数据库系统对农业机械故障进行管理的软件。农机故障数据库系统具有以下功能:数据输入、添加、删除和修改等操作;根据故障现象或特征,快速查询故障原因并提出解决办法和排除故障的技术措施;打印输出故障统计报表和查询内容。系统的应用软件采用模块化结构,主要模块有:主控制模块、数据维护模块、查询打印模块和统计打印模块。

英文

application software for agricultural mechanization