اندازه گیری مقاومت غلتشی و میزان فرورفتگی چرخ متحرک در انباره خاک آزمایشگاهی و پیش بینی آن ها به کمک anfis

برهم کنش چرخ و خاک به دلیل اثراتی که بر‌‌ مصرف انرژی و خصوصیات خاک به‌ ‌ویژه در مبحث کشاورزی دارد، بسیار مورد توجه محققین این بخش قرار گرفته است. در این تحقیق، میزان فرورفتگی چرخ درون خاک ‌و‌ نیروی کششی مورد نیاز چرخ متحرک که پارامترهای تعیین‌کننده در ‌برهمکنش چرخ و‌ خاک هستند، با ‌استفاده از آزمونگر چرخ در محیط انباره خاک آزمایشگاهی اندازه‌گیری شد. آزمون‌ها در 2 سطح مختلف از سرعت‌پیشروی ( 0.386 و 0.879 کیلومتر ‌بر ‌ساعت)، 3 سطح مختلف از فشار باد تایر (18، 25 و 32 پوند بر اینچ مربع) و 3 سطح مختلف از بار‌ عمودی وارد بر‌چرخ (150، 300 و450 کیلوگرم) در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در 3 تکرار و مجموعاً 54 پیمایش اجرا شد. سپس با استفاده از سیستم استنتاج فازی- ‌عصبی تطبیقی (انفیس) و مدل رگرسیونی چند متغیره، میزان فرورفتگی و نیروی کششی مورد نیاز پیش‌بینی شد. به منظور ارزیابی این مدل‌ها از ضریب همبستگی (r2) و میانگین مربعات خطا (mse) استفاده شد. نتایج نشان ‌داد فشار باد تایر، نیروی عمودی و سرعت پیشروی چرخ متحرک، تاثیر معنی داری بر عمق فرورفتگی چرخ درون خاک دارند (p<0.01) اما به غیر از سرعت پیشروی، بقیه عوامل بر نیروی کششی مورد نیاز چرخ متحرک، اثر معنی‌داری ندارند. ضریب همبستگی در پیش‌بینی میزان فرورفتگی و نیروی کششی توسط مدل‌های انفیس به ترتیب معادل 0.9901 و 0.6911 بوده که بسیار بیشتر از ضریب همبستگی در مدل‌های رگرسیونی به ترتیب معادل 0.8743 و 0.4061 بود. همچنین میانگین مربعات خطا در مدل‌های انفیس در خصوص فرورفتگی و نیروی کششی چرخ به ترتیب 0.0231 و 0.0101 بوده که بسیار کمتر از میانگین مربعات خطا در مدل های رگرسیونی به ترتیب معادل 0.864 و 0.918 می‌باشد. بنابراین مد‌ل‌های anfis از دقت بالاتر و خطای کمتری نسبت به مدل‌های رگرسیونی برخورردار می‌باشند.

measuring the required draft force and the amount of indentation of the moving wheel in the laboratory soil bin and predicting them using anfis

the interaction of wheel and soil has received much attention from the researchers of this department due to its effects on energy consumption and soil characteristics، especially in the field of agriculture. in this research، the amount of wheel indentation in the soil and the traction force required by the moving wheel، which are the determining parameters in the wheel-soil interaction، were measured using a wheel tester in the laboratory soil storage environment. tests in 2 different levels of speed (0.386 and 0.879 km/hour)، 3 different levels of tire pressure (18، 25 and 32 pounds per square inch) and 3 different levels of load vertical loading on wheels (150، 300 and 450 kg) was carried out in the form of a randomized complete block design in 3 repetitions and a total of 54 surveys. then، using adaptive neuro-fuzzy inference system (anfis) and multivariable regression model، the amount of indentation and required tensile force were predicted. in order to evaluate these models، correlation coefficient (r2) and mean square error (mse) were used. the results showed that tire air pressure، vertical force and moving speed of the moving wheel have a significant effect on the depth of the wheel indentation in the soil (p<0.01). they do not have correlation coefficient in predicting the amount of indentation and tensile force by enfis models was equal to 0.9901 and 0.6911، respectively، which was much higher than the correlation coefficient in regression models، which was equal to 0.8743 and 0.4061، respectively. also، the mean square error in enfis models regarding the indentation and traction force of the wheel is 0.0231 and 0.0101، respectively، which is much lower than the mean square error in the regression models، which is equivalent to 0.864 and 0.918، respectively. be therefore، anfis models have higher accuracy and less error than regression models.