Дослідження пневмоелектромагнітного пульсоколектора доїльного апарата методом планованого експерименту

Abstract

Стаття присвячена проблемі проведення багатофакторного планованого експерименту і виведення регресійної моделі в натуральних факторах. Приведено матриця планування експерименту для нелінійної регресійної залежності та розширена матриця ортогонального планування розрахунку коефіцієнтів трифакторної моделі другого порядку. Матриця розрахунків коефіцієнтів рівняння подано у вигляді таблиці, в якій стовпці 2-11 складають ортогональну матрицю планування, стовпчик 12 – значення відгуку експерименту, перші вісім дослідів – це матриця повного факторного експерименту 23. Наведена методика і виведені залежності, а також приклад розрахунку коректованих значень рівнів для уможливлення властивостей ортогональності матриці плану. Особливістю приведеної методики опрацювання експериментальних даних є наведені залежності для виведення коефіцієнтів регресійного рівняння і перерахунок їх для отримання регресійної залежності в натуральних значеннях факторів. За результатами експериментальних досліджень виведено рівняння регресії, яке характеризує залежність вакуумметричного тиску у піддійковаій камері доїльного стакана від частоти пульсації, співвідношення між тактами і інтенсивності молоковіддачі. Межі зміни частоти пульсації становили 0,67-1,33 Гц, інтенсивність молоковіддачі змінювалась в межах 33-45 грам/с, співвідношення між тактами встановлювали на рівнях 0,67, 1,5 і 2,33. Тиск у піддійковій камері доїльного стакану змінювався в межах від 12 кПа до 18 кПа. Побудовано графічна модель інтерпретації регресійної залежності за експериментальними данини. Розраховані критерії Стюдента, Фішера і Кохрена, які показали адекватність і відтворюваність отриманої моделі технологічного процесу з використанням пневмоелектромагнітного пульсоколектора доїльного апарата.

Статья приурочена проблеме проведения многофакторного эксперимента и разработке регрессионной модели в натуральных факторах. Приведена матрица планирования эксперимента для нелинейной регрессионной зависимости и расширенная матрица ортогонального планирования расчета коэффициентов трехфакторной модели второго порядка. Матрицу расчетов коэффициентов уравнения подано в виде таблицы, в которой столбцы 2-11 составляют ортогональную матрицу планирования, столбец 12 – значения отклика эксперимента, первые восемь экспериментов – это матрица полного факторного эксперимента 23. Наведена методика и выведены зависимости, а также предоставлен пример расчета корректированных значений уровней для создания свойств матрицы, что соответствует ортогональности плана. Особенностью приведенной методики обработки экспериментальных данных есть зависимости расчета коэффициентов регрессионного уравнения, их пересчета для получения регрессионного уравнения в натуральных значениях факторов. За результатами экспериментальных исследований выведено уравнение регрессии, которое характеризирует зависимость вакуумметрического давления в подсосковом пространстве доильного стакана от частоты пульсаций пневмоєлектромагнитного пульсоколлектора доильного аппарата, соотношения между тактами и интенсивности молокоотдачи. Приделы изменения частоты пульсации составили 0,67-1,33 Гц, интенсивность молокоотдачи изменяли в пределах 33-45 грамм/с, соотношение между тактами устанавливали на уровне 0,67, 1,5 и 2,33. Давление в подсосковом пространстве доильного стакана изменялось в пределах от 12 кПа до 18 кПа. Построена графическая модель интерпретации регрессионной зависимости по экспериментальных данных. Рассчитаны критерии Стьюдента, Фишера и Кохрена, которые показали воспроизводимость полученной модели технологического процесса с использованием пневмо-электромагнитного пульсоколлектора доильного аппарата.

The article is devoted to the problem of carrying out a multifactorial planned experiment and the derivation of a regression model in natural factors. The matrix of experiment planning for nonlinear regression dependence is given and an expanded matrix of orthogonal planning for calculating the coefficients of the secondorder tri-factor model. The matrix for calculating the coefficients of the equation is given in the form of a table in which columns 2-11 form an orthogonal matrix of planning, column 12 is the value of the experiment response, the first eight experiments are a matrix of a complete factor experiment 23. The methodology and deduced dependencies and an example of calculation of corrected values of levels for the possibility of the properties of the orthogonality of the matrix of the plan are given. The peculiarity of the given method of processing the experimental data is given by the dependences for the deduction of the coefficients of the regression equation and their recalculation to obtain a regressive dependence in the natural values of the factors. According to the results of experimental studies, a regression equation is derived which characterizes the dependence of the vacuum-pressure in the submersible chamber of the milking cup on the pulsation frequency, the ratio between the tats and the intensity of milk yield. The limits of the change in the pulsation frequency were 0.67-1.33 Hz, the intensity of milk yield varied from 33-45 grams / sec, the ratio between the steps was set at levels 0.67, 1.5 and 2.33. The pressure in the submersible chamber of the milk cup varied from 12 kPa to 18 kPa. The graphic model of the interpretation of regression dependence on experimental tributes is constructed. The criteria of Studenta, Fisher and Cochran have been calculated, which showed the reproducibility of the received model of the technological process using the pneumatic electromagnetic pulsator and claw of the milking machine.