فهرست مطالب

پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی - سال هفتم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال هفتم شماره 1 (بهار و تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/05/06
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی شمسی گوشکی، مجید دولتی *، ابراهیم احمدی، موسی رسولی صفحه 1
    در این تحقیق با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و شبکه های عصبی مصنوعی،‏ اقدام به شناسایی آفات پروانه برگ خوار و پسیل برگ پسته شد. تصاویر دیجیتالی از برگ های آفت زده درخت پسته رقم اوحدی تهیه شد و ویژگی های رنگ،‏ بافت،‏ مورفولوژیکی و ترکیبی (بافت – رنگ) از تصاویر استخراج و در تشخیص و طبقه بندی آفات مورد استفاده قرار گرفت. برای دستیابی به بهترین مدل،‏ حالت های مختلف شبکه و ویژگی های مختلف استخراج شده از تصاویر مورد ارزیابی قرار گرفت که بهترین حالت ها عبارت بودند از؛ الف- با استفاده از شش ویژگی رنگی (واریانس،‏ میانه،‏ انحراف معیار،‏ چولگی،‏ کشیدگی و صافی) ،‏ شبکه پس انتشار با تابع انتقال لگاریتم سیگموئید با دو لایه پنهان و لایه خروجی با تابع انتقال تانژانت سیگموئید با دقت3 /93% ب- با استفاده از پنج ویژگی بافتی (آنتروپی،‏ کنتراست،‏ همبستگی،‏ انرژی و همگنی) ،‏ شبکه پس انتشار با تابع انتقال تانژانت سیگموئید با دو لایه پنهان و لایه خروجی با تابع خطی با دقت 95% ج - با استفاده از پنج ویژگی مورفولوژیکی (سطح،‏ محیط،‏ سطح چند ضلعی محیطی،‏ وسعت،‏ استحکام) و 11 ویژگی ترکیبی (6 ویژگی رنگی و 5 ویژگی بافتی) با شبکه پس انتشار،‏ با تعداد دو لایه پنهان و تابع انتقال تانژانت سیگموئید و لایه خروجی خطی به ترتیب با دقت 7 /86% و 3 /98%. نتایج نشان داد تکنیک پردازش تصویر و شبکه های عصبی مصنوعی توانایی بسیار خوبی در تشخیص و طبقه بندی آفات برگ پسته دارند.
    کلیدواژگان: نسبت خسارت، آفات، شبکه های عصبی مصنوعی، برگ درخت پسته، پردازش تصویر
  • احسان هوشیار *، محمود محمودی اشکفتکی صفحه 13
    تراکتورها از جمله اجزای جداناپذیر فعالیت کشاورزی بوده و در هنگام خرابی مطلوب است که در حداقل زمان ممکن تعمیر شده و به کار خود ادامه دهند. با برقراری یک برنامه موثر نگهداری و تعمیرات (نت) ،‏ میزان هزینه های سرویس و نگهداری و میزان توقف ماشین به میزان قابل قبولی کاهش می یابد. در این پژوهش در گام نخست توابع عمر و تعمیر یک واحد ارائه خدمات مکانیزه که در این پژوهش با عنوان سیستم نام برده می شود شامل دو تراکتور مسی فرگوسن 285،‏ دو تراکتور مسی فرگوسن 399 و دو تراکتور نیوهلند 155 برآورد گردید. سپس تعمیرپذیری و قابلیت اطمینان تراکتور ها بررسی شد. سپس با بهره گیری از تئوری صف واحد نگهداری-تعمیرات مناسب با وضعیت کار تراکتور ها پیشنهاد گردید. در واقع در این پژوهش برای اولین بار در بخش ماشین های کشاورزی یک منطقه از ایران با ترکیب استفاده از توابع عمر و تعمیر تراکتورها و تئوری صف،‏ ظرفیت نت مناسب تخمین زده می شود تا تراکتورها با تحمل کمترین زمان رکود به فعالیت خود ادامه دهند. نتایج بهترین تابع عمر را تابع پواسون و بهترین تابع تعمیرات را نمایی منفی نشان داد. در طول عمر 6700 ساعت کار،‏ تعمیرات اضطراری تراکتور نیوهلند 155 نسبت به تراکتور مسی فرگوسن 285 در حدود 180 ساعت بیشتر بوده است. قابلیت اطمینان سیستم با حداقل سه تراکتور سالم در زمان 30 ساعت 80% برآورد گردید. با استفاده از تئوری صف ظرفیت تعمیر 4 /0 تراکتور در هر شیفت کاری پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: تعمیرپذیری، قابلیت اطمینان سیستم، تعمیرات پیشگیرانه، زمان انتظار
  • حامد زارع ثانی، سید رضا حسن بیگی *، علی شریف پاقلعه، برات قبادیان، مجتبی صابری مقدم صفحه 25
    سهم ایران از تولید جهانی خرما در سال 2014،‏ یک میلیون و 157 هزار تن می باشد. تخمین زده می شود که یازده هزار تن روغن از هسته خرما در ایران سالانه می توان استحصال نمود. هدف این تحقیق بررسی اثر متغیرهای اندازه ذرات،‏ محتوای رطوبت و نوع حلال بر میزان استحصال روغن از هسته خرمای رقم صادراتی مضافتی و تولید بیودیزل از آن به کمک فراصوت می باشد. اثر اندازه ذرات در دو سطح،‏ نوع حلال و محتوای رطوبت هر کدام در سه سطح بر میزان استخراج روغن از هسته خرمای واریته مضافتی بررسی شد. روغن هسته خرمای استخراج شده به روش ترانس استریفیکاسیون تبدیل به بیودیزل شد. برای تولید بیودیزل از امواج فراصوت استفاده گردید. متغیرهای فراصوت مورد استفاده عبارت بودند از پالس ارتعاشی در سه سطح،‏ زمان اعمال فراصوت در دو سطح و دامنه ارتعاشی ثابت 60%. برخی از خواص بیودیزل تولید شده از روغن هسته خرما تعیین شد. نتایج نشان دادند که اثرهای ساده متغیرهای محتوای رطوبت،‏ اندازه ذرات،‏ نوع حلال،‏ همچنین اثر متقابل محتوای رطوبتی در نوع حلال در سطح 1 درصد بر میزان استخراج روغن معنی دار می باشند. حداکثر میزان استخراج روغن (54 /7 درصد) در محتوای رطوبتی 7 درصد،‏ با استفاده از حلال هگزان و اندازه ذرات یک میلی متر به دست آمد. نتایج حاصل از اندازه گیری خواص سوختی نشان داد که بیودیزل تولید شده با هر دو استاندارد سوختی ASTM D 6751 و EN 14214 مطابقت دارد.
    کلیدواژگان: ترانس استریفیکاسیون، فراصوت، واریته مضافتی، هسته خرما، بیودیزل، روغن
  • سامان آبدانان مهدی زاده *، سمیه امرایی صفحه 37
    به دلیل مشکلات بسیار توزین مستقیم وزن از قبیل استرس زا بودن آن هم برای کشاورز و هم برای حیوانات،‏ روش های مبتنی بر پردازش تصاویر دیجیتال به منظور برآورد وزن حیوانات زنده و تعیین روند رشد آن ها پیشنهاد شده است،‏ اما تعیین تغییرات ویژگی های ظاهری بدن حیوان با وجود سر به دلیل تغییر مکرر موقعیت آن سبب ایجاد خطای قابل توجهی می گردد. بدین منظور تعداد30 قطعه جوجه گوشتی یک روزه تحت شرایط استاندارد پرورش داده شد. به منظور کاهش خطای تخمین وزن جوجه های گوشتی،‏ سر آن با روش مدل شکل فعال حذف و عملکرد روش پیشنهادی در پیش بینی وزن،‏ با روش بخش بندی اتسو مقایسه گردید. ضریب تبیین بدست آمده در روش مدل شکل فعال میان وزن واقعی با مساحت و محیط به ترتیب (97%R2=) و (93%R2=) و برای روش اتسو به ترتیب میان وزن واقعی با مساحت و محیط (93%R2=) و (92%R2=) مشاهده شد. با توجه به مقایسه این دو روش مشخص گردید که دقت پیش بینی وزن توسط مدل توسعه یافته با محیط و مساحت استخراج شده با روش مدل شکل فعال بالاتر از روش بخش بندی اتسو می باشد.
    کلیدواژگان: بخش بندی، پردازش تصویر، پیش بینی وزن، کانتور بدن جوجه های گوشتی
  • فاطمه افشارنیا * صفحه 47
    امروزه با مکانیزه شدن سیستم های کشاورزی،‏ انجام به موقع فعالیت ها نیازمند برنامه ریزی صحیح ماشینی است. برای برنامه ریزی صحیح باید از زمان دقیق توقف ماشین ها اطلاع داشت. در همین راستا مطالعه ای جهت پیش بینی دقیق میزان نرخ خرابی تراکتور مسی فرگوسن 399 برای دو استراتژی نگهداری اصلاحی و پیشگیرانه در استان خوزستان برنامه ریزی و اجرا شد. برای این منظور الگوهای رگرسیون ARIMA و نمائی برآورد و بهترین الگو انتخاب گردید. بررسی آزمون تصادفی بودن (دوربین واتسون) سری های هر دو استراتژی مبین غیرتصادفی بودن آنها بود. بر اساس نتایج حاصل از محاسبه معیار کمترین خطای پیش بینی،‏ برای پیش-بینی سری های استراتژی نگهداری اصلاحی و پیشگیرانه الگوی ARIMA به عنوان روش برتر در مقایسه با سایر روش ها شناخته شد. لذا استفاده از روش مذکور به شرط ثابت بودن شرایط،‏ نتایجی با کمترین خطا به دست خواهد داد. بر اساس نتایج حاصل از پیش بینی متغیر نرخ خرابی مشخص شد که تفاوت چندانی در ویژگی های نرخ خرابی پیش بینی شده و نرخ خرابی پیش بینی شده تراکتور وجود ندارد که این امر بیانگر دقت بالای پیش بینی با استفاده از مدل ARIMA می باشد.
    کلیدواژگان: ARIMA، استراتژی نگهداری، تراکتور، نمائی، پیش بینی
  • عباس تقی پور *، فاطمه خدایی چگنی صفحه 57
    مهمترین و معمولترین سوخت جهت استفاده در موتورهای دیزل،‏ در بسیاری از کشورهای جهان،‏ گازوئیل می باشد. استفاده از گازوئیل در این موتورها موجب انتشار مواد مضر و آلاینده با ترکیبات شیمیایی پیچیده می شود که خسارات جبران ناپذیری به محیط زیست وارد می کند. با این که تمهیدات مختلفی در جهت کاهش آلودگی اعم از برنامه های معاینه فنی خودروها یا نصب سیستمهای کنترل انتشار آلاینده در اگزوز خودروها در کشورهای پیشرفته به کار گرفته شده،‏ لیکن این برنامه ها در شهرهای بزرگ مسئله تولید آلاینده ها را به حد کافی کاهش نداده است. در این راستا سوختهای بیولوژیک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی هستند که آنها را در عمل،‏ پاکتر از سوختهای دیگر می نماید. یکی از اصلی ترین موضوعات فناوری نانو،‏ ساخت مواد با خواص جدید و از اثرات مثبت آن،‏ بالا بردن بازده موتورهای احتراق داخلی فعلی است. در این تحقیق آلاینده های موتور دیزل چهارزمانه با استفاده از ترکیبات سوخت نانو بیودیزل و دیزل بررسی شد. داده های موردنظر در 4دور موتور (1500 ،‏ 2000،‏ 2400و rpm2600) برای مخلوطهای مختلف سوخت (10سطح) به دست آمد. نتایج نشان داد که در اکثر ترکیبها میزان هیدروکربن و منواکسید کربن خروجی از اگزوز نسبت به سوخت دیزل کاهش ولی مقدار اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید کربن تولیدی توسط مخلوطهای سوخت نسبت به سوخت دیزل افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: موتور اشتعال تراکمی، آلاینده، اکسید سریم، بیودیزل
  • سید محمد جواد افضلی *، محمد جواد شیخداودی، سید رضا سیدمرتضایی صفحه 69
    مصرف انرژی بالا و هزینه کارگری هواده ها سبب شده است که پرورش دهندگان ماهی کپور انگیزه بالایی برای خرید هواده نداشته باشند. میزان اکسیژن محلول آب یکی از مهم ترین پارامترهایی است که می توان از آن جهت روشن و خاموش نمودن خودکار هواده ها در استخرهای پرورش ماهیان استفاده نمود ولی به دلیل هزینه بالای سنسور اکسیژن باید از سایر پارامترها برای تخمین آن استفاده شود. این تحقیق با هدف ایجاد مدلی مناسب برای تخمین میزان اکسیژن محلول آب استخرهای پرورش ماهی اندازه گیری پارامترهای ورودی انجام گردید. پارامترهای ورودی pH و دمای آب و دما و رطوبت هوا و سرعت باد بودند. در طول دوره پرورش ماهی تمامی پارامترهای ورودی و خروجی اندازه گیری شدند و با سه مدل بررسی شدند. مدل اول شبکه عصبی مصنوعی بود و نتایج نشان داد تابع انتقال logsig-purelin با 17 نورون در لایه پنهان با میزان 70 /0 بیشترین ضریب تبیین را داشت. مدل دوم ادغام مدل شبکه عصبی با الگوریتم ژنتیک بود و نتایج نشان داد در بهترین حالت این مدل قادر است با ضریب تبیین 41 /0 میزان اکسیژن محلول آب را پیش بینی نماید. در مدل سوم از شبکه فازی- عصبی (ANFIS) استفاده گردید. نتایج نشان داد که این شبکه در وضعیت خوشه بندی کاهشی قادر است با ضریب تبیین 88 /0 اکسیژن محلول آب را تخمین بزند. بنابراین شبکه فازی- عصبی مناسب ترین روش برای ارزیابی میزان اکسیژن محلول استخرهای پرورش ماهی در منطقه مورد مطالعه بود.
    کلیدواژگان: شبکه فازی، عصبی تطبیقی، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک، اکسیژن محلول
|
  • M.Shamsi, M. Dolati *, E. Ahmadi, M. Rasouli Page 1
    In present study, image processing technology and ANNs were used to identify the pistachio leaf pests include Ocneria terebinthina stgr and agonoscena pistaciae. The color images were captured from leaves of Ohadi pistachio variety and, color, texture, morphological and texture-color features were extracted from images in order to detection and classification of pests. To achieve the best models of ANNs, different types of ANNs and extracted features were evaluated and the following choices were selected according to the performance of different developed ANNs as the bests; A:The two-layer back propagation ANNs with two hidden layers with SigmoidAxon transfer function and TanhAxon as transfer function in output layer, by using the six color features (variance, mean, standard deviation, skewness, kurtosis and smoothness) with an accuracy of 93.3%, B: The two-layer back propagation ANNs with two hidden layers with SigmoidAxon transfer function and Linear transfer function in output layer, by using the five texture features (entropy, contrast, correlation, energy, homogeneity) with an accuracy of 95%, C: The two-layer back propagation ANNs with two hidden layers, with TanhAxon transfer function and Linear transfer function in output layer, by using the five morphological features (Area, perimeter, convex hull area, extent and solidity) and also, 11 texture-color features with accuracy of 86.7% and 98.3% respectively. The results showed the image processing technology and ANNs, had excellent ability to identify and classification of pistachio leaf pests.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Pistachio Psylla, Moth, Image Processing, Damage Ratio
  • E. Hoshyar *, M. Mahmoudi Page 13
    Farm tractors are an unavoidable part of agricultural activity and it is desired that when failures accoured, the tractors get prepared at a minimum time and back to the farms. With an effective maintenance program, the costs of maintenance and machine downtime reduce at an acceptable value. In the current study, the life and maintenance distribution functions of a mechanized system including two MF285, two MF399 and two NewHolland 155 tractors were assessed. The maintainability of tractors and system reliability were analyzed in the next steps. Finally, a suitable maintenance system was proposed based on the queuing theory. Indeed, in the current study by combination of life and maintenance distribution functions and queuing theory, the capacity of a suitable maintenance system was estimated such that tractors with minimum downtime work continuously. The results showed Poisson function suitable for life and Exponential function suitable for maintenance. The two NewHolland 155 tractors consume around 180 hour more time for emergency maintenances compared to two MF285 tractors in around 6700 hour life duration. The reliability of the system was 80% during 30 working hours with three available tractors. The suitable maintenance capacity was proposed around 0.4 maintenance per working shift.
    Keywords: maintainability., system reliability, preventive maintenance, waiting time
  • H. Zare Sani, S.R. Hasan Brigi *, A. Sharif, B. Ghobadian, M. Saberi Page 25
    The Iran's share of global production of date palm was 1,157,000 tons. It could be estimated that 11000 tons of date pit oil can be extracted annually. The aim of this study was to investigate the effect of particle size, moisture content and the type of solvent parameters on oil extraction from Mazafati date pit and biodiesel production from that. The effect of particle size in two levels, the solvent type and moisture content parameters on three levels were investigated on oil extraction from Mazafati date pit. The extracted date pit oil converted to biodiesel by transesterification reaction. Ultrasound waves used in order to produce biodiesel. The ultrasound parameters were vibration pulse on three levels, ultrasound duration on two levels and fixed vibration amplitude at 60%. Some of the properties of produced biodiesel from date pit oil were determined. The results showed that the effects of moisture content, particle size, type of solvent and interaction effect of moisture content by solvent type were significant (P
    Keywords: Biodiesel, ultrasound, Mazafati, date pit, oil, transesterification
  • S. Abdanan Mehdizadeh *, S. Amraei Page 37
    Due to the problems of body weight measurement methods directly (e.g. being stressful for both farmers and animals), a method based on digital images for determination of growth rate and body size of various animals have been proposed. However, determination of animal's physical characteristics along with head conveyed significant errors in body dimensions due to frequent changes of its position. Therefore, the aim of this study was to reduce prediction error of chicken weight with removing its head using active shape model. After removing chickens’ head between area and perimeter of chickens’ body with actual weight, regression models were developed and its results was compared with Otsu segmentation method. The correlation coefficients obtained from active shape model between actual weight with area and perimeter were 97% and 93% respectively; and these coefficients are higher then Otsu method (93% and 92%, respectively, for actual weight with the area and perimeter), therefore, removing head using active shape model increased prediction precision of live body weight.
    Keywords: Broiler body contour, Image processing, segmentation, weight prediction
  • F. Afsharnia * Page 47
    Today, mechanized farming systems, on time performance of operations requires correct machine programming. For proper planning, it is necessary to know the exact downtime of machines. In this regard, the study was conducted to accurate predicting of MF399 tractor failure rate for the both of corrective and preventive maintenance policies in Khuzestan province. For this purpose, Models applied to forecast are Exponential and ARIMA. Results of Durbin-Watson tests, failure rate of corrective and preventive maintenance policies series were found non stochastic and predictable. Based on the lowest forecasting error criterion, ARIMA is the best model for forecast failure rate of CM and PM policies series. Hence, using the forecast method can affect on different policy about failure rate via forecasting the fluctuation variables. According to results of failure rate forecasting, it was found that there is not significant difference between statistical descriptive measures of forecasting and actual tractor failure rate that it represents high accuracy of forecasting via ARIMA model.
    Keywords: Exponential, ARIMA, Maintenance policy, Forecasting, Tractor
  • A. Taghipour *, F. Khodaei Page 57
    In many countries, diesel fuel is the most important for use in diesel engines. The use of diesel fuel in this engine would be harmful emissions and cause irreparable damage to the environment.Although various measures is taken to curb pollution such as vehicle inspection programs or control systems installed in vehicle exhaust emissions in developed countries .But these programs is not reduced enough in large cities to the problem of air pollution.In this regard, biofuels have inherent physical and chemical properties that make them in practice, seems cleaner than other fuels. One of the main topics of nanotechnology is materials with new properties and its positive effects, raising the efficiency of current internal combustion engines. In this study,an experimental investigation is carried out to establish the emission characteristics of a compression ignition engine while using cerium oxide nanoparticles as additive in neat diesel and diesel-biodiesel blends. The diesel engine emissions were measured at four engine speed levels (1500, 2000, 2400 and 2600 rpm) for the different fuel blends. The results showed that in most blends, the hydrocarbons and carbon monoxide has fallen than diesel fuel.But the amount of nitrogen oxides and carbon dioxide produced by the blend of fuel increased than diesel fuel.
    Keywords: emissions, Cerium oxide, CI engine, biodiesel
  • S. Mj. Afzali *, Mj. Sheikhdavodi, S.R. Mortezaei Page 69
    High energy consumption and worker costs caused to fish growers don’t have highly motivated to buy aerators. Dissolved Oxygen (DO) is one of the importance parameters which can be applied for time of starting and finishing activity of aerators however its sensor is expensive and should be estimated by other parameters. The aim of this research was to create a suitable model to estimate DO rate at growing pools. Input parameters were pH and temperatures of water, moisture and temperature of air and wind speed. Along growing period total of parameters were measured and with three models were estimated. The first one was Artificial Neural Network (ANN). The results showed that the maximum R2 was achieved by logsig-purelin transfer function with 17 neuron at hidden layer with 0.70. Second one was an aggregated ANN-AG model and its result showed that the maximum of R2 was 0.41 and finally, Third one was Adaptive Nero Fuzzy Inference System (ANFIS) model and the results showed that at condition of 3 Membership function per layer with gaussian type and constant output could estimate DO with R=0.87 accuracy. Therefore ANN was the best method for evaluation of DO at growing pools for the region under study.
    Keywords: DO, Adaptive Nero Fuzzy Inference System, Genetic Algorithm, Neural Network, ANFIS, GA, ANNDissolved Oxygen