پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

چکیده در شرکت‌های کشت و صنعت نیشکر مهم‌ترین عملیات، برداشت نیشکر است. هم‏زمان با عملیات برداشت، حمل نیشکر نیز با سبد صورت می‌گیرد. در مورد حمل نیشکر چون سامانه‏های مورد نظر مکانیکی هستند، با افزایش استفاده از سامانه و هم‌چنین افزایش عمر آن، قابلیت اطمینان سامانه کاهش خواهد یافت. بنابراین انجام تعمیرات سالانه در بالا بردن قابلیت اطمینان ماشین‌های حمل نیشکر نقش مؤثری دارد. این پژوهش با استفاده از روش گرت کلاسیک و فازی در شرکت کشت وصنعت نیشکر دهخدا در سال زراعی 1403-1402 انجام شد. نمودار ساختار شکست کار و مدل شبکه گرت تعمیرات سبدهای حمل نیشکر ترسیم شد. در این پژوهش پس از زمان‌بندی، نتایج کسب شده از روش گرت با زمان واقعی صرف شده جهت انجام تعمیرات سامانه حمل نیشکر مقایسه و تناسب برآوردها مشخص گردید. بدین منظور برای تعیین زمان واقعی انجام تعمیرات سامانه حمل نیشکر از بین سبدهای حمل نیشکر، نمونه‌ای به طور تصادفی انتخاب و مدت زمان واقعی تعمیرات در آن‌ها تعیین گردید. سپس زمان واقعی تکمیل عملیات با زمان برآورده شده مقایسه شد. زمان اتمام تعمیرات سبد حمل نیشکر با استفاده از روش گرت کلاسیک 44/102 ساعت تخمین زده شد. اما در روش گرت فازی زمان محاسبه شده برای تعمیرات سبد حمل نیشکر 06/140، 30/107، 55/74 ساعت به دست آمد. هم‌چنین نتایج نشان داد که 28/23 درصد از زمان‌های واقعی تکمیل تعمیرات سبد، خارج از زمان فازی برآورد شده است. نتایج نشان داد که مدل شبکه حاصل، دید روشنی برای مدیر واحد تعمیرات جهت اتخاذ تصمیمات به موقع فراهم می‌آورد تا در مرحله اجرا و عمل طبق برنامه‌ریزی پیش‌رفته و بتواند عملیات را در زمان مطلوب به اتمام برساند.

چکیده امروزه به دلیل افزایش روز افزون تقاضای انرژی در سطح جهان و کاهش منابع فسیلی، انرژی‏های تجدیدپذیر اهمیت خود را بیش‏تر نشان می‏دهند. از این جهت نیاز به بررسی امکان به کارگیری انرژی های نو در سامانه‏های مختلف مرسوم دارای اهمیت است. هدف از ارائه این مقاله شبیه‏سازی عاملی، تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژی ترکیب یک دوره برایتون توربین گازی فوق بحرانی و دوره آلی رانکین با استفاده از زیست توده و انرژی خورشیدی در مناطق غیرمتصل به برق درایران است. در این تحقیق اثر عامل‏های مختلف (دما، فشار کمپرسور و شدت تابش خورشیدی) بر روی بازده انرژی و اگزرژی سامانه، میزان تولید حرارت در کلکتور خورشیدی، مقدار اگزرژی‏های ورودی خروجی و تخریب شده سامانه و نیز توان تولیدی کل سامانه بررسی شده است. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش نسبت فشار کمپرسور توان خالص تولیدی، بازده انرژی و اگزرژی سامانه به ترتیب 4 و 5 درصد افزایش و سپس کاهش می‏یابد و تخریب اگزرژی سامانه پیوسته افزایش می‏یابد. همچنین نتایج نشان می‏دهد که اگزرژی کل ورودی به سامانه ۵۱۶۷۲ کیلووات و نرخ تخریب اگزرژی و اگزرژی خروجی از سامانه ۳۳۷۵۶ و ۱۷۷۱۷ کیلووات است که بیشترین تخریب اگزرژی در کلکتور خورشیدی و بعد از آن در مبدل حرارتی و کمترین تخریب اگزرژی در پمپ ایجاد می‏شود.

چکیده تراکم خاک عاملی منفی برای رشد گیاهان است. زیرشکنی روشی است که خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را در زیر عمق شخم معمول خاک بهبود بخشیده و باعث افزایش عملکرد محصول و بهبود بهره‏وری مصرف آب ومواد غذایی می‏شود. هدف از این تحقیق، بررسی اثر زیرشکنی بر عملکرد گندم (آبی و دیم)، چغندرقند، ذرت دانه‏ای و پنبه با استفاده از مطالعات و پژوهش‌های داخلی و به‏کارگیری روش فراتحلیل است. بدین منظور مقاله‏ها، گزارش‏های پژوهشی و پایان‏نامه‏های دانشجویی در سی سال اخیر با استفاده از واژه‏های کلیدی مرتبط با زیرشکنی در محصولات ذکر شده مرور شد. پس از پایش کیفی، 18 مطالعه برای مقایسۀ زیرشکنی با بدون زیرشکنی در گندم (13 مطالعه در شرایط آبی و 5 مطالعه در شرایط دیم)، 8 مطالعه در چغندرقند، 4 مطالعه در ذرت دانه‏ای، و 5 مطالعه در پنبه با استفاده از مدل تصادفی وارد فرایند فراتحلیل شدند. داده‏های مورد نیاز برای فراتحلیل عبارتند از میانگین تیمار (X ̅)، انحراف معیار استاندارد (〖SD〗_X ̅ ) و تعداد تکرار یا حجم نمونه (n) در طرح آزمایشی. در تجزیه تحلیل داده‏ها از عامل تفاضل میانگین استاندارد شده (SMD)، که از شاخص‏های مهم اندازۀ اثر است، در عملکرد بین تیمار پایش (بدون زیرشکنی) و آزمایش (با زیرشکنی) استفاده شد. با توجه به مقدار اندازه اثر در گندم آبی(72/0+ =SMD)، گندم دیم (14/1+ =SMD)، چغندرقند (41/0+ =SMD)، ذرت دانه‏ای (86/0+ =SMD) و پنبه (15/1+ =SMD) می‏توان نتیجه گرفت که زیرشکنی تأثیر مثبت و معنی‏دار بر عملکرد گندم (آبی و دیم) و پنبه داشته است ولیکن اثر زیرشکنی بر چغندرقند و ذرت دانه‏ای مثبت و غیر معنی‏دار بوده است. زیرشکنی نسبت به بدون زیرشکنی عملکرد گندم آبی، گندم دیم، چغندرقند، ذرت دانه‏ای و پنبه را به‏ترتیب 27/13، 02/16 ، 74/3، 84/5 و 00/14 درصد افزایش داد. بنابراین برای حذف فشردگی خاک و بهبود عملکرد محصولات مذکور به خصوص گندم و پنبه توصیه به زیرشکنی می‏شود.

چکیده با توجه به مصرف عمده موسیر بصورت پودر در صنایع غذایی، خشک کردن آن ضروری است. امروزه به دلیل استریل نبودن و کیفیت پایین محصول خشک شده بوسیله روش قدیمی استفاده از نور خورشید، از این روش استفاده نمی‌شود و برای خشک کردن محصولات از خشک‌کن‌های صنعتی استفاده می‌شود. در میان روش‌های خشک کردن، بکارگیری روش جت برخوردی در سال‌های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از مزیت‌های این نوع خشک‌کن می‌توان به انتقال حرارت بالا، کاهش مدت زمان خشک کردن و افزایش کیفیت محصول نهایی اشاره کرد. در پژوهش حاضر تاثیر دمای هوا در سه سطح 50، 60 و 70 درجه سلسیوس، سرعت هوای خروجی از نازل‌ها در سه سطح 7، 10 و 13 متر بر ثانیه و نسبت فاصله نازل تا سطح محصول به قطر نازل یا همان نسبتH/D ‌ در سه سطح 4، 5 و 6 در خشک‌کن جت برخوردی بر روی نرخ خشک شدن و تغییرات رنگ برگه‌های موسیر بررسی گردید. آزمایشات به روش سطح پاسخ ( Response Surface Method) و طرح مرکب مرکزی (Central Composite Design) در حالت مرکز وجهی انجام و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که دست‌یابی به نرخ خشک شدن بالا در دما و سرعت‌های بالای هوا و نسبتH/D ‌ های پایین روی می‌دهد. همچنین اثر دو متغیر دما و سرعت بر تغییر شاخص‌های تغییر رنگ معنی‌دار بوده اما نسبتH/D ‌ بر این شاخص‌ها اثر معنی‌دار نداشت. همچنین تاثیر دمای هوا بر نرخ خشک شدن برگه‌های موسیر بیشتر از سرعت هوا بود. اثر دما و سرعت هوا بر شاخص های 〖∆L〗^* و 〖∆b〗^* تغییر رنگ در سطح 1 درصد معنی‌دار بود ولی نسبتH/D ‌ اثر معنی‌داری بر این شاخص‌ها نداشت. شرایط بهینه برای خشک شدن برگه‌های موسیر با خشک‌کن جت برخوردی دمای 69 درجه سلسیوس، نسبتH/D ‌ برابر با 1/5 و سرعت هوای 4/10 متر بر ثانیه پیشنهاد گردید.

چکیده چکیده
استفاده از فناوری‌های مبتنی بر مدیریت خاص مکانی که منجر به مبارزه مؤثر با علف هرز گردد و کمترین آسیب را به محصول اصلی وارد آورد، بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش، به منظور تمایز زعفران از دو علف هرز رایج آن یعنی ازمک و خاکشیر از تصاویر رنگی و راهبرد یادگیری عمیق مبتنی بر شبکه‌های عصبی پیچشی استفاده شد. 291 عکس از سه طبقه مذکور (زعفران، ازمک و خاکشیر) در شرایط کاملاً طبیعی مزرعه گرفته شد. عکس‌ها به اندازه 150 در 150 تصدانه تغییر ابعاد داده شدند و سپس، از داده‌افزایی برای افزایش مجازی تعداد تصاویر استفاده شد. ساختار پیشنهادی برای مدل یادگیری عمیق مشتمل بر مدل بهبودیافته VGG16 و اعمال وزن‏های اولیه با استفاده از روش انتقال یادگیری بود. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، دقت مدل پیشنهادی در داده‌های آزمون 91% و میزان خطا 3759/0 بود. در سه طبقه مدنظر، زعفران، ازمک و خاکشیر به ترتیب با امتیاز F1 معادل با 85%، 100% و 86% طبقه‌بندی شدند. نتایج همچنین نشان داد مدل در تمایز زعفران و ازمک از دو طبقه دیگر دارای دقت (Precision) معادل با 100% بود. این پژوهش را می‌توان به عنوان بستری در توسعه ربات‌ها به منظور مدیریت خاص مکانی علف هرز در مزارع زعفران مدنظر قرار داد.

چکیده دمای مناسب نگهداری محصولات کشاورزی، به ویژه میوه‌ها و سبزی‌ها، عامل کلیدی در کاهش فساد و ضایعات است. پیرامون موضوع افزایش وضوح مکانی پایش دمای زنجیرۀ سرد مواد خوراکی فاسدشدنی، محبوب‌ترین راه‌حل بکارگیری روش‌های برآورد دما است. هدف این پژوهش توسعۀ یک حسگر نرم برای سنجش دمای پالت‌های میوه با بکارگیری تکنیک انتخاب ویژگی نظارت‌شده به منظور تعیین موقعیت نصب حسگرهای سخت‌افزاری مورد نیاز و رتبه‌بندی آنها بود. افزون بر این؛ قابلیت اعتماد به رتبه‌بندی مستخرج از این روش انتخاب ویژگی، با بکارگیری یک الگوریتم فراابتکاری (بهینه‌سازی کلونی مورچگان) ارزیابی شد. برای جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز، یک داده‌نگار بر پایۀ فناوری آردوینو ساخته شد تا امکان ثبت مقادیر دما در نقاط مختلف پالت‌های میوۀ هلو موجود در یک سردخانه را به‌شکل میدانی فراهم آورد. همچنین، از شبکه‌های عصبی با تأخیر زمانی به‌عنوان الگوریتم تخمین‌گر این حسگر نرم استفاده شد. در نهایت، عملکرد حسگر نرم توسعه‌یافته با بکارگیری آزمون خارج-از-نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی این سامانه نشان داد که میانگین RMSE برآوردهای آن در نقاط مختلف پالتی که در یک سناریوی دمایی کاملاً متفاوت و در یک مکان کاملاً متفاوت در سردخانه قرار دارد، بین 8/0 تا 0/1 کلوین بود که برای شرایط «آموزش تحت صرفاً یک سناریو» دستاورد مطلوبی به شمار می‌آید. نتایج، حاکی از پتانسیل بالای انتخاب ویژگی نظارت‌شده؛ به‌عنوان یک روش ساختارمند و غیرسلیقه‌ای در تعیین بهترین موقعیت‌ها برای نصب حسگرهای سخت‌افزاری مورد نیاز بود، اگرچه مقدار میانگین RMSE حاصل از موقعیت انتخابی توسط بهینه‌سازی کلونی مورچگان برای حالت «هر-پالت-یک-حسگر» به شکل محسوسی پایین‌تر بود. لذا پیشنهاد می‌شود برای کاهش تعداد حسگرهای سخت‌افزاری مورد نیاز، بکارگیری روش‌های دیگر نیز مورد بررسی قرار بگیرد.

چکیده تغییرات کاربری اراضی کشاورزی در اثر عوامل انسانی یا طبیعی و پایش آن یکی از مهم‌ترین چالش‌‌ها در استان‌‌های شمالی کشور است. الگوریتم‏های مختلف یادگیری ماشین برای مناطق با ویژگی‌‌های خاص مکانی دارای عملکردهای متفاوتی هستند. هدف از مطالعه حاضر، استفاده از تصویر ماهواره‌‌ای سنتینل-2 جهت طبقه‌‌بندی کاربری اراضی شهرستان ماسال و مقایسه‏ی طبقه‏بندهای بیشینه احتمال، حداقل فاصله، فاصله ماهالانوبیس و ماشین بردار پشتیبان با هسته‏های خطی، چندجمله‏ای، سیگموئید و توابع پایه شعاعی است. برای فراهم آوردن داده‌‌های تعلیمی و آزمون برای الگوریتم‏ها، علاوه بر نقاط برداشت زمینی توسط سیستم موقعیت‏یاب جهانی و نقشه‌‌های Google Earth، از شاخص‌های طیفی شامل شاخص سبزی تفاضلی نرمال شده، شاخص تفاضلی نرمال‏شده سازه‏ها و شاخص تفاضلی نرمال شده میانگین آب نیز برای تعیین دقیق‌‌تر واقعیت‌های زمینی استفاده شد. اعتبارسنجی مدل‏ها توسط ماتریس اغتشاش و محاسبه‏ی عامل‏های ضریب کاپا و صحت کل انجام شد. نتایج نشان داد الگوریتم بیشینه احتمال با صحت کلی و ضریب کاپا به ترتیب 29/97 درصد و 96/0 دقیق‏ترین عملکرد طبقه‏بندی را به خود اختصاص داده و الگوریتم ماشین بردار پشتیبان با هسته خطی با مقادیر ضریب کاپا و صحت کلی به ترتیب 46/92 درصد و 89/0 در رتبه بعدی قرار داشت. ضعیف‏ترین عملکرد به الگوریتم حداقل فاصله با صحت کل 97/72 درصد و ضریب کاپای 66/0 تعلق داشت. با توجه به نتایج این تحقیق، طبقه‌‌بند بیشینه احتمال، عملکرد بهتری را در تفکیک کاربری‌‌های اراضی شهرستان ماسال ارائه داده است. نتایج این تحقیق برای سیاست‌‌گذاران و مدیران استان در آگاهی از تغییرات کاربری زمین‏های کشاورزی و جنگلی منطقه حائز اهمیت است.

چکیده کاهش تلفات محصولات کشاورزی، فرصت خوبی را برای افزایش امنیت غذایی بدون نیاز به منابع تولید اضافی به وجود می‌آورد. سالانه بخش قابل‌توجهی از غلات به دلیل فقدان دانش، شیوه‌های مدیریت ناخودآگاه، کارایی فنی پایین و زیرساخت‌های ناکافی هدر می‌رود. تلفات به دو شکل کمّی و کیفی اتفاق می‌افتد که کمّی، به شکل حجم و مقدار و کیفی، به شکل بازارپسندی و نرخ فروش پایین نمود می‌یابد. در کشورهای توسعه‌یافته، بیش‌ترین میزان تلفات غلات در بخش مصرف صورت می-گیرد؛ درحالی‌که در کشورهای درحال‌توسعه، تلفات عمدتاً در مراحل داخل مزرعه رخ می‌دهد. برداشت مکانیزه در کاهش تلفات نقش اساسی ایفا می‌کند و هم‌چنین با تنظیم اصولی و مهندسی، میزان تلفات به حداقل مقدار ممکن خواهد رسید. برای تسریع در انجام امور برداشت گندم و کاهش تلفات از کمباین استفاده می‌شود که انباشت تلفات هر یک از اجزای آن تا 7 درصد قابل قبول است. به همین منظور، در این تحقیق، میزان تلفات کمباین در سه مرحله قبل از برداشت، حین برداشت و پس از برداشت در 5 شهرستان جنوب استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفت. از فرایند تحلیل سلسله مراتبی برای اولویت‌بندی عوامل دخیل در تلفات استفاده شد. مهم‌ترین عامل در افزایش تلفات مربوط به سامانه حمل‌ونقل (وزن=222/0) است و عامل شرایط آب‌و‌هوایی (وزن=011/0) کم اهمیت‌ترین بود. در بین شهرستان‌های مورد مطالعه، شهرستان میاندوآب (وزن=484/0) و تکاب (وزن=072/0) به ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین اولویت را به خود اختصاص دادند. با توجه به میزان تلفات عوامل مختلف، درصد تلفات کل برابر 43/42 درصد میزان تولید گندم در سال زراعی گذشته محاسبه شد که با نظارت و راه‌کارهای ارائه شده می‌توان آن را کاهش داد.