آناليز و شبيه سازي رفتار ديناميكي درخت بادام با استفاده از نرم افزار MATLAB

Analyze and Simulate the Dynamic Response of Almond Tree uesing MATLAB Software

كاربرد تجهيزات برداشت مكانيكي ميوه و آجيليان در كشاورزي مكانيزه به طور روز افزوني اهميت پيدا مي كند. اكثر درخت تكان ها به شاخه درخت و يا تنه آن ارتعاش وارد مي كنند. با تحليل رفتار ديناميكي، مي توان تكاننده هاي موجود را براي استفاده در محصولات درختي گوناگون بدون نياز به آزمايش هاي متنوع و با حداقل تغييرات اصلاح نمود. رفتار ديناميكي سيستم ها را معمولا با معادلات ديفرانسيل مدل مي كنند. در اين تحقيق براي آناليز و شبيه سازي رفتار ديناميكي درخت بادام از جعبه ابزار شبيه سازي SIMULINK ) MATLAB ) استفاده شد. مدل رياضي تكاننده و درخت كه يك سيستم لنگ و لغزنده است به صورت يك سري معادلات ديفرانسيل رسته يك ارائه شدند. حل معادلات با انتگرال گيري به روش رانگ كوتاي رسته پنج انجام شد. نتايج به دست آمده نشان داد كه 1) با افزايش بسامد ورودي تكاننده، بسامد ارتعاش گيره اتصال به درخت افزايش مي يابد. 2) افزايش ضريب سختي تكاننده، باعث بهتر شدن انتقال تكان به تنه درخت شده و دامنه ارتعاش بهبود مي يابد. 3) با كاهش ضريب ميرائي تكاننده، ارتعاش منتقل شده به درخت ديرتر ميرا مي شود. 4) با افزايش جرم درخت، دامنه و بسامد ارتعاش وارد بر درخت كاهش مي يابد. 5) با افزايش نيروي وارده از بازوي تكاننده درخت ، دامنه ارتعاش وارده به درخت هم افزايش مي يابد.

Application of mechanical harvesting equipment is becoming increasingly important to the fruit and nut crop industries. Most commercial and experimental harvesters apply forced vibration to either a tree limb or its trunk. A better understanding of the response would facilitate application of present harvesting equipment to be used for other tree crops without further extensive experimentations. The modeling of physical systems is usually described by a set of non linear differential equations. The mathematical model of the tree shaker system (slider-crank mechanism) was converted to a set of first order differential equations. In this research, one of MATLAB Software toolbox; SIMULINK, was used to solve the equations and then analyze and simulate the dynamic response of almond tree. The equations were solved by the fifth order Runge- Kouta Method. The result showed that 1) as the shaker frequency increases, the almond tree frequency increases. 2) tree shaking and vibration amplitude improved with decrease in shaker stiffness coefficient 3) the damping of tree decreased with decreasing of tree or shaker damping coefficient 4) tree shaking amplitude and frequency decreased with increasing tree mass (size) and 5) tree vibration amplitude increased with increasing the force of tree shaker clamping .