مدل سازی اندازه ذرات سم در سمپاشی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی

سالانه میلیون ها لیتر محلول سمی برای مبارزه با آفات و بیماری-های گیاهی و علف های هرز مزارع مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از سموم علف کش نیاز به نیروی کاری برای کنترل علف های هرز را تا حد زیادی کاهش داده است ولی استفاده گسترده از سموم شیمیایی به بعضی مسائل جدی محیط زیست منتج شده است. مهم ترین پدیده در سمپاشی همانا اندازه قطره یا ذره سم است که خود تحت تاثیر عوامل متعددی است از جمله فشار، قطر سوراخ نازل، ویسکوزیته سم و سرعت وزش باد در منطقه. در این تحقیق عوامل موثر در اندازه سم با استفاده از روش های آماری و شبکه های عصبی مصنوعی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای انجام این تحقیق بهره گیری از یک مدار سمپاشی کامل امری است اجتناب ناپذیر. با توجه به نبود چنین سیستمی، ساخت آن به عنوان اولین مرحله این تحقیق مد نظر قرار گرفت. این مجموعه مشتمل بر الکتروپمپ به انضمام نازل های اختصاصی (نازل با قطر خروجی متفاوت) و میز تست است. بعد از اتمام ساخته های طرح به منظور داده برداری و مشخص کردن رابطه ریاضی موجود بین متغیرهای مستقل و متغیر وابسته، آزمایش هایی انجام گرفت. در این آزمون ها قطر خروجی نازل و فشار به عنوان متغیرهای مستقل و اندازه ذرات سم به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. هر کدام ازفاکتورها در سه سطح در قالب آزمایش فاکتوریل با پنج تکرار مورد آزمون واقع شدند. با به کارگیری کاغذهای مخصوص در میز تست نمونه های متأثر جمع آوری شده و قطر متوسط حجمی با استفاده از نرم افزار سیبا و excel 2007 به دست آمد. معادله به دست آمده برای قطر میانگین حجمی (y) و فشار سمپاشی (x1) و قطر نازل(x2) برابر است با: y= -95/60?? (x1)+155/192?? (x2)+ 518/269 ادامه چکیده کم ترین خطا در نازل با قطر 4/2 میلی متر و بیشترین خطا در نازل با قطر 2/3 میلی متر رخ داد. در نازل هایی با قطر بزرگ تر به علت چسبندگی ذرات در کارت های حساس به آب این خطا بیشتر اتفاق افتاد. نتایج حاصل نشان دهنده آن است که با تغییر فشار (به واسطه تغییر بده) می توان اندازه ذرات را تحت کنترل قرار داد. این موضوع یکی از مهم ترین مسائل در سمپاشی دقیق می باشد که در آن همزمان با تغییر اندازه ذرات (به هر دلیل محتمل) می-توان با تشخیص آن و تغییرات لازم در فشار به اندازه تقریباً ثابتی در قطر ذرات دست یافت. این امر یکی از پیچیده ترین مسائل در سمپاشی با نرخ متغیر ((vrt می باشد که در کشاورزی مدرن مورد توجه ویژه است. مقایسه مقادیر cv در فشارهای مختلف بیان گر آن بود که بین فشار 4 و 5 بار از لحاظ تأثیر روی یکنواختی، اختلاف معنی دار نبود. در نازل های مختلف از لحاظ تأثیر روی یکنواختی اختلاف معنی داری مشاهده شد و با افزایش قطر خروجی نازل ذرات پاشیده شده غیریکنواخت تر شدند. برای هدف پیش بینی mlp شامل یک لایه ورودی، یک لایه پنهان و یک لایه خروجی استفاده گردید. در لایه ورودی دو نرون وجود داشت که یکی مربوط به فشار کاری دستگاه و دیگری مربوط به قطر سوراخ خروجی نازل بود. به منظور دستیابی به بهترین روش پنج روش گرادیان نزولی، گرادیان نزولی با مومنتوم، لونبرگ مارکوآرت، دلتا بار دلتا و گرادیان مزدوج استفاده شد که با توجه به درنظرگرفتن توأم میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین، روش گرادیان نزولی با مونتوم انتخاب شد. پس از آموزش و اعتبارسنجی شبکه میزان میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین به ترتیب برابر0176/0 و90/0 به دست آمد. به منظور مقایسه نتایج به دست آمده از معادلات و شبکه عصبی تعدادی آزمایش صورت گرفت. قطر متوسط حجمی با استفاده از هر دو روش برآورده شد و نتایج حاصل با قطر واقعی ذرات مقیاسه گردید. آزمون chi-square تفاوت را معنی دار نشان نداد.