基于Matlab的開閉壟行走法工作行程率的研究

張俊

【摘 要】機組在作業行走時，一個重要的行走方式是直行法中的開閉壟行走法。本文用Matlab軟件繪制了當機組幅寬Bz為2，5，7m時，工作行程率與作業小區長度L、寬度C和長寬比k之間的關系圖，擬對機組在采用開閉壟行走法在田間行走時對作業長寬的取值來提高其工作行程率。

【關鍵詞】開閉壟行走法；工作行程率；Matlab

0 引言

到目前為止，田間耕作方面的農業機械運用，犁耕仍然占有很大的比例。并且在犁耕作業中，其犁耕力較大且功率的消耗也非常大。而工作行程率表示機組總行程中有效工作行程的利用程度，所以確定好小區長寬關系，對于開閉壟行走法工作行程率的提高有很大的影響。

文獻[1]對犁耕機組作業行程率進行了理論計算及試驗驗證[1]，說明了工作幅寬下犁耕作業的行程率與小區長度與寬度的某些關系，并得出了相應的關系曲線，在試驗中對之進行了驗證。而在本文中，將基于Matlab軟件說明在不同的幅寬下的作業行程率與小區長度，寬度及長寬比的關系。

1 開閉壟行走法工作行程率

機組在作業行走時有不同的行走方式，有直行法，繞行法及斜行法等，而直行法中，又有梭形法和開壟閉壟法[2]。開壟法也叫外翻法，是機組從小區長邊入區，耕完第一犁到地頭線時向左轉彎空行到小區另一邊進行第二犁，逆時針防線由小區外邊逐漸向小區中心進行，土垡都向小區外側翻，在中央呈現一條溝，與之相對應的是閉壟法，也叫內翻法，是機組從中心左邊入區作業，完成第一犁后順時針方向作一有環節轉彎，再進行第二犁，土垡都向小區內側翻，耕后小區中央出現一條壟[3]。

而工作行程率：機組在作業小區上的工作長度與相應的總行程長度之比。由于總行程長度等于總工作長度∑Lz與總空行長度∑Lk之和，工作行程率可用公式（1）表示：

由公式知，工作行程率隨著小區長度L的增加而增加，隨著轉彎半徑R、作業幅寬Bz和出線長度e的增加而減少，并且與小區寬度C也有一定的關系。

2 基于Matlab的工作行程率圖的實現

作業長度L。設此時的作業寬度C為200米，長度變化為600到1800米，得到此時的工作行程率大于0.8，隨著作業長度L增加工作行程率也增加，到某一長度時，其影響程度越來越小。而不同的幅寬對作行程率幾乎沒影響。

作業寬度C。設此時的作業長度L為1000米，寬度變化為50到250m，得到隨著作業寬度C增加工作行程率呈線性遞減，而不同的幅寬對作行程率幾乎沒影響。

小區長寬比k。設小區長度L變化為600到1800m，控制長寬比k為1到12，得圖1所示圖形。從下圖可以看出，不同的長寬比下，工作行程率變化也不同，比值越大，行程率越大，當k大于8后，變化程度減小，行程率可達到0.95左右。

3 結論

仿真運行結果如圖1所示，當地小區長度L在600-1800m內變化時，其工作行程率呈上升變化；工作行程率隨小區寬度C的增加，呈線性關系遞減；對于長寬比k，工作行程率的變化則在2-8時上升變化很快，在8-12時上升變化緩慢。當在選擇作業小區時，長度少于1600m，長寬比為8的時工作行程率較大，幾乎接近于1。對小區選取有一定的意義。

【參考文獻】

[1]田志宏，張桐華，朱瑞祥，等.犁耕機組作業行程率的計算及試驗驗證[J].西北農業大學學報，1996，24（2）：51-55.

[2]丁顏真，機械化田間作業行走方法的探討[J].農機使用與維修，2012（4）：148.

[3]俞虹，淺議犁耕機組田間耕地方法[J].現代化農業，2012（10）：42-43.

[4]陳忠慧、吳士澌.農業機器運用管理學[M].農業出版社，1993：51-53.

[責任編輯：曹明明]