• بازدید : 39 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان تحقیق توسعه و ارزيابي آزمايشگاهي مكانيزم كاهنده نويز سكوي توزين  سامانه سنجش عملكرد نيشكر با استفاده از لودسل جرم آزاد-خرید اینترنتی تحقیق توسعه و ارزيابي آزمايشگاهي مكانيزم كاهنده نويز سكوي توزين  سامانه سنجش عملكرد نيشكر با استفاده از لودسل جرم آزاد-دانلود رایگان مقاله توسعه و ارزيابي آزمايشگاهي مكانيزم كاهنده نويز سكوي توزين  سامانه سنجش عملكرد نيشكر با استفاده از لودسل جرم آزاد
این فایل در ۲۵صفحه قابل ویرایش شامل موارد زیر تهیه شده:

موضوع تحقيق حاضر توسعه روشي براي سامانه‌‌هاي سنجش عملكرد مبتني بر وزن به منظور تصحيح نويز مربوط به اثر ارتعاشات و تكان‌‌هاي ماشين حين حركت در مزرعه مي‌باشد. اين روش بر همانند سازي ارتعاشي سامانه معادل جرم و فنر سكوي توزين با يك لودسل اضافه مجهز به وزنه آزاد استوار است
كشاورزي دقيق نيازمند استفاده از سامانه‌‌هاي سنجش عملكرد است چرا كه وجود تغييرات در عملكرد محصول در سطح مزرعه امري پذيرفته شده است. سامانه‌‌هاي سنجش عملكرد، ابزاري سريع و جديد هستند كه ماشين‌هاي برداشت را قادر مي‌سازد عملكرد محصول را به طور پياپي اندازه گيري كنند. از اين اطلاعات جهت تهيه نقشه تغييرات عملكرد استفاده خواهد شد. با كمك اين نقشه ها اندازه گيري عملكرد محصول در هر نقطه اي از مزرعه و مديريت مستقل بخش‌هاي كوچك در آن ممكن مي‌شود. اطلاعات حاصل از سامانه سنجش عملكرد پايه و اساس توصيه ها و كمك‌ هايي به توليد كننده جهت مديريت موثرتر نهاده هايي چون كود و ديگر مكمل‌هاي محصول و همچنين بهينه سازي سود آوري بخش‌هاي منتخب مزرعه مي‌باشد. سامانه ‌هاي سنجش عملكرد ابزار مستقيمي را براي محقق يا كشاورز فراهم مي‌كند تا بازخورد حقيقي مديريت مزرعه را دريافت كند. اين اطلاعات همچنين مي‌تواند جهت ارزيابي لزوم عمليات با نرخ متغير براي چندين نهاده چون كودها، حشره كش ها و مكمل‌هاي ديگر استفاده شود. سامانه ‌هاي سنجش عملكرد تا كنون براي محصولاتي چون غلات، كتان، سيب زميني، گوجه فرنگي، انگور و بادام به طور محدود تجاري شده اند. اين سامانه‌ ها به طور معمول داراي دقت بين ۵ تا ۱۰ درصد مي‌باشند و با فاصله ۲۰ تا ۱۰۰ متر يك خروجي توليد مي‌كنند. هر نوع لودسلي كه بر روي كمباين در حال حركت نصب شده باشد، در معرض ارتعاشات با بسامد مختلف  ناشي از كار موتور، بالابر،‌ موتور‌هاي هيدروليك، ديگر اجزاء متحرك و تكان‌‌هاي تصادفي ناشي از حركت كمباين بر سطح ناصاف زمين خواهد بود. در سامانه سنجش عملكرد بايد قادر به حذف اثر اين نويز از سيگنالها بود تا دستيابي به جريان جرمي دقيق محصول تحقق يابد. جهت اندازه گيري جريان وزني محصول روي يك وسيله نقليه كه درون مزرعه در حركت است احتياج به يك فيلتر پايين گذر موثر يا الگوريتم تصحيح جهت كاهش اثر نويز حاصل از كار ماشين روي حسگر مي‌باشد تا سيگنال عملكرد بهبود يابد. البته استفاده از اين نوع فيلترها باعث حذف بعضي تغييرات عملكردي در فاصله ‌هاي كوتاه مي‌شود كه مطلوب نيست[۴].
ارتعاشات ماشين، تاخير در انتقال مواد و تكان‌‌هاي مربوط به سطح ناصاف مزرعه معمول‌ترين منابع توليد نويز در سامانه سنجش عملكرد مي‌باشند. در اين تحقيق تمركز بيشتر بر نويز حاصل از ارتعاشات ماشين و تكان‌‌هاي ناگهاني است. ارتعاشات ماشين يكي از پارامتر‌هاي مهم و غير قابل اجتناب در همه تجهيزات برداشت است. هر حسگري كه روي كمباين نصب مي‌شود بايد داراي قابليت تحمل و پايداري در مقابل ارتعاشات باشد. همچنين سامانه تحصيل داده هم بايد قادر به ارائه داده ‌هاي قابل استفاده از خروجي حسگر باشد. اثر ارتعاشات بسته به نوع حسگر متفاوت است. لودسل‌ها با توجه به ماهيت اندازه گيري نيرو خصوصا به ارتعاش حساس اند. بنابراين حركت هارمونيك ماشين كه در اثر ارتعاشات ايجاد مي‌شود و يا تكان‌‌هاي تصادفي باعث ايجاد تغييرات متناظر در خروجي حسگر مي‌شود. كاربرد تكنيك‌هاي فيلترينگ در بر طرف كردن نويز حاصل از ارتعاشات احتياج به داشتن اطلاعاتي از پارامتر‌هاي ارتعاشي ماشين شامل محدوده و بزرگي ارتعاش دارد. استفاده از آناليز طيفي تبديل فوريه روش مفيدي جهت سنجش ارتعاش ماشين مي‌باشد. از اين روش اليوت و واگنر(۱۹۸۹)  به منظور تعيين نرخ داده برداري و پارامتر‌هاي طراحي از فيلتر استفاده كرده‌اند[۲] و [۹]. از فيلتر‌هاي آنالوگ هم به منظور حذف نويز حاصل از ارتعاشات و ديگر منابع الكتريكي در سامانه‌‌هاي سنجش عملكرد استفاده شده است[۱] ، [۷] و [۸]. 
سه حالت اساسي در برخورد با نويز سيگنال بايد در نظر گرفته شود:
اولين و ساده ترين از نظر امكان حذف،‌ نويزي است كه در خارج از محدوده بسامدي عملكرد سامانه قرار مي‌گيرد كه با استفاده از يك فيلتر آنالوگ يا ديجيتال مناسب (پايين گذر، بالا گذر يا باند گذر) قابل حذف است[۳] ، [۵] و [۶]. 
دوم نويزي است كه در محدوده بسامدي مطلوب اتفاق مي‌افتد. در اين حالت با فيلتر نمودن ساده، اطلاعات مفيد هم حذف شده كه اين مطلوب نيست. بنابراين لازم است به منظور حذف اثر اين نويز از حسگري كه همبستگي بالايي با نويز و همبستگي پاييني با سيگنال مطلوب دارد استفاده شود. اگر بتوان يك مبدل نويز با اين خصوصيات توسعه داد، بطور موثري نويز مربوطه قابل حذف مي‌باشد. در مجموع در اين حالت كانالي كه از طريق آن نويز به سيگنال‌‌هاي مطلوب اضافه مي‌شود از حساسيت بالايي برخوردار است. اگر كانالي كه نويز از طريق آن منتقل مي‌شود در طول زمان ثابت بماند (يعني تابع تبديل به طور معني داري تغيير نكند) مي‌توان با استفاده از يك فيلتر تطابقي وينر ‌ نويز را حذف نمود[۴]. 
حالت سوم وقتي است كه كانال نويز  داراي تابع تبديل متغير باشد. در اين حالت تنها فيلتر سازگار حذف نويز   قادر به حذف اثر آن خواهد بود[۱۰] . پلتير و همكارانش در سال ۲۰۰۱ با استفاده از يك حسگر شتاب سنج روشي را براي حذف اثر تكان‌‌هاي تصادفي ناشي از حركت ماشين از سيگنال‌‌هاي مطلوب با استفاده از فيلتر سازگار حذف نويز ارائه دادند[۴]. 
هدف اين تحقيق طراحي و ارزيابي آزمايشگاهي مكانيزم كاهنده نويز سكوي توزين سامانه سنجش عملكرد نيشكر با استفاده از لودسل با جرم آزاد  جهت بهبود دقت سيگنال‌‌هاي سكوي توزين با اضافه كردن يك لودسل اضافه با جرم آزاد به عنوان حسگر تشخيص نويز، داراي بسامد طبيعي يكسان با سكوي توزين و ارزيابي سامانه روي ميز ارتعاشي و شبيه ساز بالابر بود.
مواد و روشها
تئوري، اجزاء و خصوصيات سامانه سنجش عملكرد استفاده شده در اين تحقيق بشرح زير مي‌باشد.
پايه تئوري تكنيك پيشنهادي: هر سامانه ارتعاشي را مي‌توان بطور ساده به عنوان يك سامانه جرم و فنر در نظر گرفت. در حالتي كه از دو لودسل بر روي سكو استفاده شود با استفاده از يك لودسل مشابه و وزنه اي آزاد با جرم نصف وزن ثابت روي دو لودسل اصلي ( قاب و صفحه توزين ) با مدل كردن سكوي توزين به عنوان دو سامانه ارتعاشي جرم و فنر يكي با دو فنر ( لودسل) با ضريب K و جرم M1 و ديگري با يك فنر( لودسل سوم) با ضريبK  و جرم M2‌ مشخص است كه براي يكسان نمودن بسامد طبيعي  اين دو سامانه بايد  M2 نصف M1 باشد 
ميز ارتعاشي: به منظور اعمال ارتعاش با بسامد‌هاي مختلف به سامانه سكوي توزين و شبيه ساز بالابر از ميز ارتعاشي موجود در آزمايشگاه دانشگاه يونيكمپ (سائوپائولو، برزيل) استفاده شد (شكل ۳). دامنه ارتعاشي اين ميز ۵ ميلي‌متر و بسامد آن با تغيير دور موتور محرك و با استفاده از يك دستگاه اينورتور  بين صفر تا ۱۰ هرتز قابل تنظيم است.
 
شبيه ساز مكانيسم بالابر: بدليل عدم امكان نصب بالابر اصلي روي ميز ارتعاشي، مدلي نمونه از بالابر در آزمايشگاه تحقيقاتي گروه مهندسي كشاورزي دانشگاه يونيكمپ طبق شكل۳ روي ميز ارتعاشي نصب و استفاده شد. حركت پره‌‌هاي بالابر توسط چرخ زنجير و با استفاده از يك كاهنده تسمه و پولي از يك موتور DC  تامين مي‌شود. قبل از شروع آزمايش‌ها تغييراتي از جمله استفاده از يك موتور با توان بيشتر و اصلاح سامانه چرخ زنجير روي شبيه ساز انجام شد تا براي آزمون آماده شود. دور موتور و در نتيجه سرعت حركت پره ها توسط يك دستگاه اينورتور ‌ قابل تنظيم مي‌باشد.  
اندازه گيري سرعت پره‌ها و بسامد ميز ارتعاشي: در آزمايش‌هاي انجام شده دو پارامتر سرعت حركت پره هاي شبيه ساز بالابر و بسامد ميز ارتعاشي متغيرهاي مستقل هستند. به منظور تعيين و اندازه گيري اين پارامترها از حسگرهاي شتاب سنج و القايي استفاده شد.
۱- حسگر شتاب سنج: به منظور تعيين طيف بسامدي ميز ارتعاشي و سكوي توزين در دور‌هاي مختلف موتور محرك، دو حسگر شتاب سنج  ، يكي در مركز ميز ارتعاشي و ديگري در محل سكوي توزين بطور ثابت نصب شد. اين دو حسگر ارتعاش در دو محور x‌ و y را در گستره g 10±  با حساسيت mV×VS/g  20  اندازه گيري مي‌كنند.  
۲- حسگر تشخيص ‌ سرعت پره: به منظور اندازه گيري سرعت پره ‌هاي شبيه ساز بالابر از يك حسگر القاييNPN  با قطر   cm 5/2 ‌ و حداكثر فاصله تشخيص  cm 5/1 در محل چرخ محرك زنجير استفاده شد. 
سامانه جمع آوري داده ها:‌ براي انجام  آزمايش‌ها از ديتالاگر  با امكان گسترش تا حداكثر ۲۵۶ كانال ورودي استفاده شد. در اين دستگاه از يك كارت مبدل آنالوگ به ديجيتال (ADC)‌   16 بيتي با حداكثر سرعت نمونه گيري  kHz100 استفاده شده است. حسگرها شامل دو حسگر شتاب، سه لودسل، حسگر القايي (سرعت سنج) و همچنين حسگر القايي تشخيص پره‌ها طبق كاتالوگ به ورودي‌هاي ديتالاگر متصل شدند (شكل ۴). از درگاه LPT1‌ جهت ارتباط رايانه نوت بوك با ديتالاگر استفاده شد. برنامه ديتالاگر  در نوت بوك اجرا و تنظيمات اوليه براي كانال‌هاي ورودي و نحوه نمايش و ثبت داده ها انجام شد.كليه كانال‌ها با اعمال فيلتر پايين گذر Hz 10  داده برداري شدند. در همه آزمون ها پس از اتمام، دادهاي ثبت شده توسط سامانه تحصيل داده به صورت فايلي با فرمت ASCII ذخيره و در نرم افزار Excel فراخواني شدند. در شكل۴ شماتيك اجزا و نحوه اتصال سامانه آزمون آزمايشگاهي نشان داده شده است.
 

عتیقه زیرخاکی گنج