Preview

Prirodoobustrojstvo

Advanced search

Modeling of neural predictive control of irrigation machines

https://doi.org/10.26897/1997-6011-2021-1-14-22

Abstract

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.

About the Author

G. N. Kamyshova
Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov
Russian Federation


References

1. Ольгаренко Г.В. Реализация программы импортозамещения в области производства техники полива в Российской Федерации // Мелиорация и водное хозяйство. - 2018. - № 1. - С. 44-47.

2. Технический уровень отечественного и зарубежного оборудования, применяемого в мелиорации: Информационный сб. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - 2011. - 215 с.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Соловьев Д. А., Журавлева Л. А. Влияние режима движения дождевальных машин на норму полива // Вестник АПК Верхневолжья. - 2018. - № 1 (41). - C. 38-43.

10. Чернодуб А., Дзюба Д. Обзор методов нейроуправления // Проблемы программирования. - 2011. - № 2. - С. 79-94.

11. Бураков М.В. Нейронные сети и нейроконтроллеры: учебное пособие. - СПб.: ГУАП, 2013. - 284 с.

12. Soloway D., Haley P.J. Neural generalized predictive control // Proc. 1996 IEEE International Symposium on Intelligent Control. 1996. P. 277-281.

13. Дьяконов В.П. MATLAB. Полный самоучитель. - М.: ДМК Пресс, 2012. - 768 с.

14. Моделирование нейроуправления скоростью дождевальных машин / Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Терехова Н.Н. и др. // Аграрный научный журнал. - 2020. - № 7. - C. 81-84.


Review

For citations:


Kamyshova G.N. Modeling of neural predictive control of irrigation machines. Prirodoobustrojstvo. 2021;(1):14-21. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/1997-6011-2021-1-14-22

Views: 104


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1997-6011 (Print)