Алгоритм управления скоростью воздушного потока при локальном обдуве коров в условиях промышленного животноводства

Температурный стресс отрицательно влияет на физиологическое состояние и показатели продуктивности коров. Анализ результатов экспериментальных исследований выявил зависимость частоты пульса коров от температуры и влажности окружающей среды. Локальный обдув животных способствует устойчивости показателей их физиологического состояния к воздействию повышенной температуры и влажности воздуха. Для реализации локального обдува животных необходимо разработать алгоритм управления скоростью воздушного потока. Разработке алгоритма предшествовали экспериментальные исследования зависимости частоты пульса коров от температуры и влажности окружающей среды при различной скорости воздушного потока. Эксперимент проводили на коровах черно-пестрой породы средним возрастом 3,5 года и массой 590 кг. Для математического описания анализируемой зависимости предложено использовать метод вложенных функций и линейную множественную регрессию. Приведены численные значения параметров математических моделей, полученных из условия минимума суммы среднеквадратических отклонений экспериментальных и теоретических значений частоты пульса для обоих методов. Определена наибольшая эффективность трехфакторной линейной модели, по результатам преобразования которой сформирован алгоритм управления скоростью потока воздуха. Практическое использование алгоритма заключается в подстановке в него требуемого значения частоты пульса животных, текущих значений температуры и относительной влажности воздуха с последующим расчетом скорости воздушного потока. Процессорная реализация полученного алгоритма при плавном управлении скоростью воздушного потока целесообразна посредством изменения частоты питающего напряжения асинхронного электродвигателя.

1. Вторый В.Ф., Гордеев В.В., Вторый С.В., Ланцева Е.О. Влияние погодных условий на формирование температурно-влажностного режима в коровнике // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2016. № 3 (23). С. 67-72. EDN: WGWNFB

2. Тимошенко В., Музыка А., Москалёв А.Й., Шматко Н. Комфорт коров – залог высокой продуктивности // Животноводство России. 2014. № 8. С. 39-41. EDN: TAOSBH

3. Мартынова Е.Н., Ястребова Е.А. Формирование микроклимата животноводческих помещений под действием температуры наружного воздуха // Молочное и мясное скотоводство. 2012. № 4. С. 24-26. EDN: OZJAGP

4. Aggarwal A., Upadhyay R. Heat stress and animal productivity. New Delhi: Springer. India 2013. 200 p. https://doi.org/10.1007/978-81-322-0879-2

5. Assatbayeva G., Issabekova S., Uskenov R., Karymsakov T., Abdrakhmanov T. Influence of microclimate on ketosis, mastitis and diseases of cow reproductive organs. Journal of Animal Behaviour and Biometeorology. 2022;10(3):2230. https://doi.org/10.31893/jabb.22030

6. Polsky L., Keyserlingk A.G. Invited review: Effects of heat stress on dairy cattle welfare. Journal of Dairy Science. 2017;100(11):8645-8657. https://doi.org/10.3168/jds.2017-12651

7. Ruban S., Borshch O.O., Borshch O.V. et al. The impact of high temperatures on respiration rate, breathing condition and productivity of dairy cows in different production systems. Animal science papers and reports. 2020;38(1):61-72

8. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А. Система принудительной вентиляции коровника // Сельский механизатор. 2015. № 8. С. 26-27. EDN: UIOZHF

9. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А. Обоснование параметров принудительной вентиляции на молочной ферме для летнего периода времени // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2013. № 3 (11). С. 173-175. EDN: RCKAMD

10. Иванов Ю.Г., Борулько В.Г., Андреев С.А. Комбинированная система управления местной вентиляцией в животноводческом помещении // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 6. С. 9-14. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-6-9-14

11. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А., Мошонкин А.М., Жумагулов Ж.М. Анализ математических моделей контроля параметров, характеризующих состояние теплового стресса животных на молочных фермах // Техника и технологии в животноводстве. 2023. № 4 (52). С. 36-41. EDN: DUTWIL

12. Борулько В.Г., Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А., Шлычкова Н.А. Математическая модель влияния параметров микроклимата в коровнике на клинико-физиологические показатели животных // Техника и технологии в животноводстве. 2021. № 2 (42). С. 74-77. EDN: XPCKVX

13. Zentner E., Löffler B. Horizontallufter zur minderung von hitzestress im rinderstall. Bautagung Raumberg-Gumpenstein. 2017. P. 57-62.

14. Понизовкин Д.А., Борулько В.Г. Автоматизация систем управления микроклиматом животноводческих помещений // Аграрная наука. 2020. № 3 (3). С. 96-98. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-336-3-96-98

15. Dette H., Melas V.B., Shpilev P.V. Optimal designs for trigonometric regression models. Journal of Statistical Planning and Inference. 2011;141(3):1343-1353. https://doi.org/10.1016/j.jspi.2010.10.010