Đối với trường hợp phương trình hồi quy mô tả sự phụ thuộc của hàm mục tiêu vào 3 thông số nghiên cứu như hàm Yd, dạng chính tắc của mô hình toán được mô tả ở (5.20) như sau:
Y-YS = B11X12+ B22X22+ B33 X23 (5.23) Việc chuyển phương trình hồi quy dạng mã sang dạng chính tắc (5.22) được thực hiện theo chương trình trên máy tính nhờ các thuật toán (3.23), (3.24) và (3.26) được trình bày ở chương 3. Thực chất của việc này là chuyển gốc tọa độ của mô hình toán từ tâm thí nghiệm xi = 0 (i = 1…K) tới gốc tọa độ mới là điểm cực trị của mô hình toán, và xoay hệ tọa độ theo các góc sao cho triệt tiêu hết các thành phần tuyến tính và tương tác cặp trong mô hình.
Trong phương trình chính tắc (3.20) giá trị Yd tìm được bằng cách đạo hàm riêng phương trình (5.20) theo x1, x2, x3, x4 và cho chúng bằng 0.
X yd 1 = -5.633 + 12.948 x1 – 4.037 x2 – 2.679 x3 = 0 X yd 2 = -5.317 – 4.037 x1 + 12.514 x2 + 3.121 x3 = 0 X yd 3 = 5,320 – 2.679 x1 + 3.121 x2 + 9.748 x3 = 0
Giải hệ phương trình trên ta tìm được các nghiệm dạng mã. Điểm đặc biệt của hàm góc đổ cây sau khi trồng là Yd S = 13,3098 (độ).
Dạng mã: x1= 0,539; x2 = 0,759; x3 = -0,640 (tâm của mặt quy hoạch)
Các hệ số Bi (i = 1….K) của phương trình (5.23) tìm được bằng cách giải phương trình đặc trưng (4.23) ở chương 4. Giải phương trình trên bằng chương trình quy hoạch hóa thực nghiệm của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ta dễ dàng tìm được hệ số chính tắc Bi.
Các hệ số của phương trình chính tắc: B11 = 9,3284; B22 = 4,4181; B33 = 3,8580
Dạng chính tắc của mô hình toán tương ứng đối với hàm góc đổ của cây như sau:
Yd – 2171,771 = 9,3284X12+ 4,4181X22+ 3,8580 X32 (5.23) Các hệ số phương trình chính tắc trên đều dương, nghĩa là hàm Yd có cực tiểu khi các thông số có giá tri tại X1=X2= X3= 13,30990 (tâm), hay dạng thực,
= 80 ; = 0,05 (mm); l= 150 (mm). Giá trị Yd rmin là giá trị đặc biệt của mô hình. Phương trình chính tắc trên cho ta phân tích ảnh hưởng của các thông số nghiên cứu: góc nghiêng so với hướng kính (độ), độ trượt danh nghĩa (mm), khoảng cách theo chiều tiến từ tâm bánh xe lấp đất tới tâm bánh xe trồng (mm) đến hàm mục tiêu là góc đổ của cây sau khi trồng đó chính là yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy trồng dứa.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN:
Từ kết quả nghiên cứu đã trình bày trong luận văn có thể đi đến một số kết luận sau:
1. Quỹ đạo chuyển động của bộ phận trồng (bộ phận cơ bản trên máy trồng cây) và việc nghiên cứu, khảo sát vận tốc quay của bánh xe tựa động (một trong những bộ phận làm việc quan trọng của máy trồng cây), điều này có ý nghĩa rất lớn đến quá trình hoàn thiện máy trồng dứa mà đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy trồng dứa phù hợp với điều kiện canh tác ở Việt Nam” do Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch thực hiện.
2. Qua quá trình nghiên cứu, khảo sát đã xác định đại lượng (thông qua độ trượt danh nghĩa – độ trượt của bánh xe trồng khi độ trượt của bánh tựa đồng bằng không) là đại lượng đặc trưng cho động học của quá trình trồng cây.
3. Từ những kết quả nghiên cứu quỹ đạo chuyển động của các điểm trên tay kẹp chồi dứa (nằm trên bộ phận trồng), kết hợp với kết quả những công trình của các nhà khoa học đã đi trước và ý kiến đóng góp của các chuyên gia trong lĩnh vực máy trồng; từ đó đã có các kết luận cần thiết cho quá trình thực hiện đề tài là xác điịnh các thông số cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy trồng dứa và đề tài thiết kế, chế tạo máy trồng dứa của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
4. Sự ảnh hưởng của ba yếu tố: ảnh hưởng của góc nghiêng so với hướng kính, độ trược danh nghĩa giữa bánh xe tựa đồng so với bánh xe trồng và khoảng cách theo chiều tiến từ tâm bánh xe lấp đất đến bánh xe trồng…tới góc đổ của cây tuân theo quy luật hàm bậc hai, với phương trình hàm hồi quy có dạng như sau:
y = 18,548 – 5,633x1 + 6,474 x12 - 5,317 x2 – 4,307 x2x1 + 6,257x22 + 5, 320 x3 – 2,679 x3x1 + 3,121 x3x2 + 4,874x23
Phương trình dạng thực là: Yd = 41.871 + 8.08425 - 383.54 + 0.41924
l + 20.185 - 0.013395 l + 1.256 l - 0.4046 2
+ 2502.8 2
+ 0.0019 l2 5. Những giá trị tối ưu của 03 yếu tố ảnh hưởng được xác định = 80; = 0,05 (mm); l= 150 (mm), với giá trị này sẽ cho góc đổ của cây là nhỏ nhất.
Những nghiên cứu thực nghiệm trong đề tài đã khảo sát và đánh giá được phần cơ sở lý thuyết được minh họa, làm cơ sở chứng minh có khoa học cho việc chuyển động trong quá trình làm việc của các bộ phận quan trọng trên máy trồng cây. Các kết quả khảo sát của 02 mô hình lý thuyết và thực nghiệm tương thích và phù hợp với quy luật vật lý và những tính chất cơ bản của máy trồng dứa.
KIẾN NGHỊ:
Việc nghiên cứu chuyển động và làm việc để đưa ra kết luận phục vụ cho chế tạo các bộ phận trên máy trồng cây là phức tạp. Do điều kiện thời gian và khuôn khổ có hạn, đề tài chỉ giải quyết những nội dung cơ bản của việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy trồng dứa, từ đó tìm ra được các vùng tối ưu góp phần cho việc nghiên cứu chế tạo máy. Tuy vậy, trong quá trình nghiên cứu đã nhận thấy một số vấn đề sau đây cần tiếp tục giải quyết nhằm hoàn thiện hơn về mặt lý thuyết và thực tiễn:
- Tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện bộ phận lấp đất, đặc biệt chú ý khoảng cách từ tâm bánh xe trồng tới tâm của bánh xe lấp đất phải tính toán phù hợp. Vì yếu tố này xác định chính xác sẽ làm cho thời điểm lấp đất thích hợp hạn chế độ nghiêng của cây sau khi trồng.
- Tiếp tục khảo sát các yếu tố còn lại ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy, đưa đi khảo nghiệm nhiều vùng đất có địa hành khác nhau để hoàn thiện máy và sớm chuyển giao vào sản xuất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Quang Lộc, Cơ giới hóa sản xuất cây trồng, Nxb Nông nghiệp – 1991. 2. Nguyễn Vĩnh Phúc, Kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hoạch cây dứa,
http://xttm.agroViet.gov.vn/vinhlong.nn/So1006/kh-kt/bai 14.asp 3. Nguyễn Quang Lộc, Hệ thống gieo trồng – GT, ĐHLN – 2001. 4. Đoàn Văn Điện - Nguyễn Bảng, Lý Thuyết máy Nông nghiệp.
5. Vũ Khắc Bảy (2000), Toán Kỹ thuật, Bài giảng cho cao học ngành Kỹ thuật máy và Cơ giới hóa Nông Lâm nghiệp – Trường Đại học Lâm nghiệp.
6. Vũ Cao Đàm (1996), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nxb Khoa học và kỹ thuật – Hà Nội.
7. Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm và ứng dụng trong kỹ thuật, Nxb Nông nghiệp – Hà Nội.
8. Nguyên lý máy làm đất và công nghệ cơ học những vật liệu Nông nghiệp – Nxb Nông nghiệp 1982.
9. Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trường Đại học Lâm nghiệp.
10. Nguyễn Nhật Chiêu (2005), Đo lường và khảo nghiệm máy, Tập bài giảng cho cao học, Trường Đại học Lâm nghiệp.
11. Phạm Văn Ngân (1999), Nghiên cứu máy phay lồng làm đất ruộng nước ở đồng bằng sông Cửu Long, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
PHỤ LỤC 1: DIỆN TÍCH TRỒNG DỨA QUẢ Ở CÁC VÙNG CỦA VIỆT NAM Số TT Vùng, miền Năm 2001 2002 2003 2004 2005 CẢ NƯỚC 37 200 41 700 41 651 43 350 47 400 Miền Bắc 12 000 14 300 16 484 16 970 18 400 I Đồng bằng Sông Hồng 2 600 2 800 3 699 3 928 3 900 II Đông Bắc 2 500 3 000 3 069 3 173 3 700 III Tây Bắc 400 500 921 1 104 1 200 IV Bắc Trung Bộ 6 500 8 000 8 795 8 765 9 600 Miền Nam 25 200 27 400 25 167 26 380 28 900 V Duyên Hải Nam Trung Bộ 3 800 4 400 4 757 4 894 5 100 VI Tây Nguyên 500 1 200 1 245 1 620 1 700 VII Đông Nam Bộ 500 600 704 1 134 1 500 VIII Đồng bằng sông Cửu Long 20 400 21 200 18 461 18 732 20 700
PHỤ LỤC 2: GIÁ TRỊ TUNG ĐỘ TÁC DỤNG PHỤ THUỘC VÀO ĐỘ TRƯỢT Độ
trượt Cỡ máy kéo 0,6T (m) Cỡ máy kéo 0,6T (m) Cỡ máy kéo 0,6T (m)
yK y0 y0 + yK yK y0 y0 + yK yK y0 y0 + yK
0,05 0,012 0,032 0,044 0,011 0,034 0,045 0,013 0,04 0,053
0,1 0,061 0,063 0,123 0,06 0,068 0,128 0,061 0,08 0,141
0,15 0,122 0,095 0,217 0,123 0,101 0,224 0,129 0,12 0,249
0,2 0,192 0,126 0,318 0,195 0,135 0,33 0,208 0,16 0,368
PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM CỦA YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG X1.
X, độ y1 y2 y3 0 57.8 53.7 61.0 4 28.1 31.8 29.7 8 16.1 17.2 20.2 12 21.3 19.9 19.1 16 26.5 28.9 30.0
PHỤ LỤC 4: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM CỦA YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG X2.
x y1 y2 y3 -0,05 57,0 59,8 54,4 0 31,4 28,9 30,7 0,05 16,3 19,6 16,3 0,1 20,9 19,7 17,0 0,15 30,6 34,0 36,8
PHỤ LỤC 5: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM CỦA YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG X3.
X (mm) y1 y2 y3 50 33,5 36,8 35,3 100 17,9 16,8 19,5 150 19,8 16,7 21,1 200 30,8 26,4 28,9 250 54,5 53,1 50,8
PHỤ LỤC 6: MÚC VÀ CÁC KHOẢNG BIẾN THIÊN KHI THỰC NGHIỆM ĐA YẾU TỐ Mức Các yếu tố ảnh hưởng Các mức mã Góc nghiêng Độ trượt Khoảng cách hóa X1(độ) X2 (mm) X3(mm) Mức sao trên 2 16 0,15 250 Mức trên 1 12 0,1 200 Mức cơ sở 0 8 0,05 150 Mức dưới -1 4 0 100 Mức sao dưới -2 0 -0,05 50
Khoảng biến thiên 4 0,05 50
PHỤ LỤC 7: BẢNG XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM ĐA YẾU TỐ.
No Y1 Y2 Y3 Ytb Ytt Yss Si 1 41.400 38.2 37.700 39.100 38.187 -0.913 4.030 2 39.900 37.5 40.600 39.333 40.354 1.020 2.643 3 29.900 26.5 30.200 28.867 29.387 0.520 4.223 4 15.900 14.000 18.300 16.067 15.404 -0.663 4.643 5 48.700 46.400 46.800 47.300 47.944 0.644 1.510 6 39.700 38.100 42.000 39.933 39.394 -0.540 3.843 7 53.300 51.500 53.200 52.667 51.627 -1.040 1.023 8 25.200 25.100 27.800 26.033 26.927 0.894 2.343 9 21.300 19.900 19.100 20.100 19.389 -0.711 1.240 10 28.100 31.800 29.700 29.867 30.655 0.789 3.443
11 20.900 19.700 17.000 19.200 19.489 0.289 3.990 12 31.400 28.900 30.700 30.333 30.122 -0.211 1.663 13 30.800 26.400 28.900 28.700 28.742 0.042 4.870 14 17.900 16.800 19.500 18.067 18.102 0.035 1.843 15 19.800 16.700 21.100 19.200 18.548 -0.652 5.110 16 20.400 19.600 16.300 18.767 18.548 -0.218 4.723 17 16.100 17.200 20.200 17.833 18.548 0.715 4.503
PHỤ LỤC 8: BẢNG MA TRẬN THÍ NGHIỆM CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
No X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 1 -1 -1 -1 41.4 38.2 37.7 2 1 -1 -1 39.9 37.5 40.6 3 -1 1 -1 29.9 26.5 30.2 4 1 1 -1 15.9 14.0 18.3 5 -1 -1 1 48.7 46.4 46.8 6 1 -1 1 39.7 38.1 42.0 7 -1 1 1 53.3 51.5 53.2 8 1 1 1 25.2 25.1 27.8 9 1 0 0 21.3 19.9 19.1 10 -1 0 0 28.1 31.8 29.7 11 0 1 0 20.9 19.7 17.0 12 0 -1 0 31.4 28.9 30.7 13 0 0 1 30.8 26.4 28.9 14 0 0 -1 17.9 16.8 19.5 15 0 0 0 19.8 16.7 21.1 16 0 0 0 20.4 19.6 16.3 17 0 0 0 16.1 17.2 20.2