Prospects for the creation of the adaptive vibration control system for an agricultural mobile power unit

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: In this paper, an adaptive suspension system for agricultural mobile power units (MPU) is presented and studied. The analysis of the features of hardware and software for the creation of an adaptive vibration load control system for a MPU is given. The results obtained on the test bench are analyzed, and the prospects for further implementation of such systems on mobile agricultural machines are determined. The effectiveness of the use of the adaptive suspension system in the creation of highly efficient innovative agricultural mobile machines is shown.

OBJECTIVE: Evaluation of the prospects and problems of creating hardware and software for the adaptive suspension system of agricultural MPUs.

METHODS: Materials on the development of the test bench for the adaptive suspension system, hardware and software features are presented. Methods of field testing, processing statistical data from the bench tests and on the characteristics of microprofiles of roads and fields are used.

RESULTS: Based on the results of computational and experimental studies, it was determined that the hardware and software of the developed adaptive suspension system meet the functional requirements. The adaptive suspension system makes it possible to effectively reduce the vibration activity of MPU structural elements by 20% or more, especially on MPUs’ load-bearing systems. It is determined that this effect can ensure an increase in crop yields of up to 30%. Threshold values of the values of irregularities in the microprofiles of agricultural roads and fields have been determined to improve the efficiency of the adaptive suspension system at high linear velocities of MPU.

CONCLUSIONS: With the given studies, it is found that the development and implementation of the adaptive suspension system with highly efficient hardware, mathematical and control software can significantly reduce the vibration load of structural elements of agricultural MPUs, especially in severe operating conditions and irregularities of microprofiles of roads and fields. The introduction of such a system on modern MPU is the key to improvement of many of functional characteristics of the machine, such as working conditions, pressure on the soil, slipping of the propulsion, increasing the durability of the structure. The results of this development can be used in the creation of innovative wheeled transport-and-technological means of agricultural industry with elements of artificial intelligence, namely in suspension systems and chassis of a complete mobile machine, coupled with an agricultural implement.

About the authors

Zakhid A. Godzhaev

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: fic51@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1665-3730
SPIN-code: 1892-8405

Dr. Sci. (Engineering), Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Head of the Mobile Power Units Department

Russian Federation, Moscow

Sergey E. Senkevich

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: sergej_senkevich@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6354-7220
SPIN-code: 7766-6626

Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Head of the Automated Drive of Agricultural Machinery Laboratory

Russian Federation, Moscow

Ivan S. Malakhov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Author for correspondence.
Email: malahovivan2008@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8162-7718
SPIN-code: 7067-6972

Postgraduate, Junior Researcher of the Modeling and Optimization of MPUs Sector

Russian Federation, Moscow

Sergey Yu. Uyutov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: s_uyutov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9394-5916
SPIN-code: 7350-1489

Junior Researcher of the of the Automated Drive of Agricultural Machinery Laboratory

Russian Federation, Moscow

References

  1. Godzhaev ZA, Malakhov IS. The use of adaptive suspension systems for MES to reduce vibration activity from the support surface. Fundamental and applied problems of engineering and technology. 2022;6(356):138–142. (In Russ.) doi: 10.33979/2073-7408-2022-356-6-138-142 EDN: JRCJAZ
  2. Godzhaev ZA, Senkevich SE, Kuzmin VA. Vibration protection of the hydraulic system for springing mobile machines using active regulation by a neural network controller. Tractors and agricultural machinery. 2019;4:43–49. (In Russ.) doi: 10.31992/0321-4443-2019-4-43-49 EDN: OZQAPF
  3. Godzhaev Z, Senkevich S, Uyutov S, et al. Substantiation of the range of changes in the elastic-damping and inertial characteristics of the oscillatory system of agricultural MES with mounted technological equipment. BIO Web Conf. 2024;84. doi: 10.1051/bioconf/20248405045
  4. Godzhaev ZA, Senkevich SE, Malakhov IS, et al. Determination of elastic-damping characteristics of an adaptive springing system for optimal control of a simulation stand. Tractors and agricultural machinery. 2024;91(3). (In Russ.) doi: 10.17816/0321-4443-633446
  5. Godzhaev ZA, Senkevich SE, Malakhov IS, Uyutov SYu. Evaluation of the effectiveness of the adaptive springing system for agricultural mobile energy means. Fundamental and applied problems of engineering and technology. 2024;5(367):141–150. (In Russ.) doi: 10.33979/2073-7408-2024-367-5-141-150
  6. A system of machines and technologies for complex mechanization and automation of agricultural production for the period up to 2020. Vol. 1. Crop production. Moscow: GNU VIM Rosselkhozakademii; 2012. (In Russ.)
  7. Lurie AB. Statistical dynamics of agricultural aggregates / A.B. Lurie. — 2nd edition, revised and supplemented. Moscow: Kolos; 1981. (In Russ.)
  8. Ageev L.E. Fundamentals of calculating optimal and permissible operating modes of machine and tractor units. Leningrad: Kolos; 1978. (In Russ.)
  9. Kirtbaya YK. Organization of the use of a machine and tractor park. Moscow: Kolos; 1974. (In Russ.)
  10. Rusanov VA. The problem of soil re-compaction by movers and effective ways to solve it. Moscow: VIM; 1998. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The main view of the assembly of the airsprings of the adaptive suspension system at the front axle.

Download (171KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The main view of the test bench of the adaptive suspension system of a MPU: 1 — a structural frame for airspring mounting; 2 — a displacement gauge; 3 — an airspring; 4 — a load diaphragm transducer; 5 — a hydraulic cylinder; 6 — an optical switch; 7 — a bench control box; 8 — an air pressure gauge; 9 — a block of electromagnetic valves; 10 — a receiver; 11 — a hydraulic tank; 12 — a hydraulic control valve; 13 — a compressor; 14 — an on-board computer.

Download (228KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».