<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">environment</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Природообустройство</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Prirodoobustrojstvo</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1997-6011</issn><publisher><publisher-name>РГАУ-МСХА</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26897/1997-6011-2021-1-14-22</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">environment-79</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>06.01.02 МЕЛИОРАЦИЯ, РЕКУЛЬТИВАЦИЯ И ОХРАНА ЗЕМЕЛЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>06.01.02 RECLAMATION, RECULTIVATION AND PROTECTION OF LANDS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Моделирование нейропрогнозирующего управления дождевальными машинами</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling of neural predictive control of irrigation machines</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Камышова</surname><given-names>Г. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kamyshova</surname><given-names>G. N.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">gkamichova@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>21</day><month>11</month><year>2022</year></pub-date><volume>0</volume><issue>1</issue><fpage>14</fpage><lpage>21</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Камышова Г.Н., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Камышова Г.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Kamyshova G.N.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://environment.timacad.ru/jour/article/view/79">https://environment.timacad.ru/jour/article/view/79</self-uri><abstract><p>Цель исследования заключается в разработке новых научных подходов к повышению эффективности дождевальной техники. Современные цифровые технологии позволяют осуществлять сбор данных, их анализ и оперативное управление техникой и технологическими процессами зачастую в режиме реального времени. Все это позволяет, с одной стороны, применять новые подходы к моделированию технических систем и процессов (так называемые ”data-driven модели – модели на основе данных»), с другой стороны, требует разработки принципиально новых моделей, в основу которых будут положены методы искусственного интеллекта – такие, как искусственные нейронные сети, алгоритмы машинного обучения, нечеткая логика и многое другое. Проведенный анализ треков и фактических скоростей движения дождевальной машины в режиме реального времени показал их значительные отклонения в диапазоне от заданной скорости движения, что ведет к ухудшению параметров орошения. Нами разработана модель управления дождевальными машинами, основанная на подходах прогнозирующего управления и теории искусственных нейронных сетей. Применение модели позволяет реализовать алгоритмы регулирования с прогнозом реакции дождевальной машины на управляющий сигнал. Предложены схема алгоритма построения прогнозирующего управления, структура нейрорегулятора и инструменты его синтеза с использованием современного программного обеспечения. Универсальность модели позволяет использовать ее как для повышения эффективности управления существующей техникой, так и при разработке новых дождевальных машин с интегрированными интеллектуальными системами управления.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The purpose of the study is to develop new scientific approaches to improve the efficiency of irrigation machines. Modern digital technologies allow the collection of data, their analysis and operational management of equipment and technological processes, often in real time. All this allows, on the one hand, applying new approaches to modeling technical systems and processes (the so-called “data-driven models’), on the other hand, it requires the development of fundamentally new models, which will be based on the methods of artificial intelligence (artificial neural networks, fuzzy logic, machine learning algorithms and etc.). The analysis of the tracks and the actual speeds of the irrigation machines in real time showed their significant deviations in the range from the specified speed, which leads to a deterioration in the irrigation parameters. We have developed an irrigation machine’s control model based on predictive control approaches and the theory of artificial neural networks. Application of the model makes it possible to implement control algorithms with predicting the response of the irrigation machine to the control signal. A diagram of an algorithm for constructing predictive control, a structure of a neuroregulator and tools for its synthesis using modern software are proposed. The versatility of the model makes it possible to use it both to improve the efficiency of management of existing irrigation machines and to develop new ones with integrated intelligent control systems.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>моделирование</kwd><kwd>искусственные нейронные сети</kwd><kwd>прогнозирующее управление</kwd><kwd>нейроконтроллер</kwd><kwd>дождевальная машина</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>modelling</kwd><kwd>artificial neural networks</kwd><kwd>predictive control</kwd><kwd>neuro controller</kwd><kwd>irrigation machines</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ольгаренко Г.В. Реализация программы импортозамещения в области производства техники полива в Российской Федерации // Мелиорация и водное хозяйство. - 2018. - № 1. - С. 44-47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ольгаренко Г.В. Реализация программы импортозамещения в области производства техники полива в Российской Федерации // Мелиорация и водное хозяйство. - 2018. - № 1. - С. 44-47.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Технический уровень отечественного и зарубежного оборудования, применяемого в мелиорации: Информационный сб. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - 2011. - 215 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Технический уровень отечественного и зарубежного оборудования, применяемого в мелиорации: Информационный сб. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - 2011. - 215 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Результаты создания и исследования работы модифицированной дождевальной машины «Фрегат», работающей в режимах при низких напорах / Соловьев Д.А., Колганов Д.А., Загоруйко М.Г., и др. // Аграрный научный журнал. - 2017. - № 2. - C. 67-69.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Результаты создания и исследования работы модифицированной дождевальной машины «Фрегат», работающей в режимах при низких напорах / Соловьев Д.А., Колганов Д.А., Загоруйко М.Г., и др. // Аграрный научный журнал. - 2017. - № 2. - C. 67-69.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Soloviev D., Zhuravleva L., Bakirov S. Robotic Irrigative Complex with Intellectual Control System “CASCADE” // XVIII International Scientific and Practical Conference “Modern Trends in Agricultural Production in the World Economy”. - 2019. - P. 145-156.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Soloviev D., Zhuravleva L., Bakirov S. Robotic Irrigative Complex with Intellectual Control System “CASCADE” // XVIII International Scientific and Practical Conference “Modern Trends in Agricultural Production in the World Economy”. - 2019. - P. 145-156.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Белов М.П., Носиров И.С., Фыонг Ч.Х. Исследование системы управления электроприводом подачи токарного станка с применением метода обобщенного нейроуправления с прогнозированием // СПБГЭТУ ”ЛЭТИ”. - 2017. - № 4. - С. 45-53.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Белов М.П., Носиров И.С., Фыонг Ч.Х. Исследование системы управления электроприводом подачи токарного станка с применением метода обобщенного нейроуправления с прогнозированием // СПБГЭТУ ”ЛЭТИ”. - 2017. - № 4. - С. 45-53.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cheon K., Kim J., Hamadache M., Lee D. On Replacing PID Controller with Deep Learning Controller for DC Motor System // J. of Automation Control Engineering, Vol. 3, № 6, 2015. - Р. 452-456.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cheon K., Kim J., Hamadache M., Lee D. On Replacing PID Controller with Deep Learning Controller for DC Motor System // J. of Automation Control Engineering, Vol. 3, № 6, 2015. - Р. 452-456.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Совершенствование дождевальной техники на основе методов нейроуправления / Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Макаров С. А. и др. // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2020. - № 4(40). - C. 23-38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Совершенствование дождевальной техники на основе методов нейроуправления / Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Макаров С. А. и др. // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2020. - № 4(40). - C. 23-38.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Improving the efficiency of circular irrigation machines based on models of neural network irrigation control / Soloviev D.A., Kamyshova G.N., Terekhova N.N. i dr. // E3S Web of Conferences / INTERAGROMASH 2020. - 2020. - V. 175.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Improving the efficiency of circular irrigation machines based on models of neural network irrigation control / Soloviev D.A., Kamyshova G.N., Terekhova N.N. i dr. // E3S Web of Conferences / INTERAGROMASH 2020. - 2020. - V. 175.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Соловьев Д. А., Журавлева Л. А. Влияние режима движения дождевальных машин на норму полива // Вестник АПК Верхневолжья. - 2018. - № 1 (41). - C. 38-43.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Соловьев Д. А., Журавлева Л. А. Влияние режима движения дождевальных машин на норму полива // Вестник АПК Верхневолжья. - 2018. - № 1 (41). - C. 38-43.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернодуб А., Дзюба Д. Обзор методов нейроуправления // Проблемы программирования. - 2011. - № 2. - С. 79-94.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чернодуб А., Дзюба Д. Обзор методов нейроуправления // Проблемы программирования. - 2011. - № 2. - С. 79-94.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бураков М.В. Нейронные сети и нейроконтроллеры: учебное пособие. - СПб.: ГУАП, 2013. - 284 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бураков М.В. Нейронные сети и нейроконтроллеры: учебное пособие. - СПб.: ГУАП, 2013. - 284 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Soloway D., Haley P.J. Neural generalized predictive control // Proc. 1996 IEEE International Symposium on Intelligent Control. 1996. P. 277-281.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Soloway D., Haley P.J. Neural generalized predictive control // Proc. 1996 IEEE International Symposium on Intelligent Control. 1996. P. 277-281.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дьяконов В.П. MATLAB. Полный самоучитель. - М.: ДМК Пресс, 2012. - 768 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дьяконов В.П. MATLAB. Полный самоучитель. - М.: ДМК Пресс, 2012. - 768 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Моделирование нейроуправления скоростью дождевальных машин / Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Терехова Н.Н. и др. // Аграрный научный журнал. - 2020. - № 7. - C. 81-84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Моделирование нейроуправления скоростью дождевальных машин / Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Терехова Н.Н. и др. // Аграрный научный журнал. - 2020. - № 7. - C. 81-84.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
