Спосіб стабілізації технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля адаптивних вібраційних технологічних машин за допомогою нейромережевого під-регулятора

2021;
: cc. 52 - 61
1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Інститут інженерної механіки та транспорту, Національний університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет "Львівська політехніка"

Мета. Розробка оптимального способу керування динамічними параметрами віброприводів адаптивних вібраційних технологічних машин (АВТМ). Методика. Робота базується на створені прямої нейромережевої моделі АВТМ та застосуванні технології гібридного нейро-ПІД управління для формування коригуючого впливу на основі пропорційно-інтегрально-диференційного закону на кожнім такті керування, для мінімізації помилки зворотного зв’язку по амплітуді коливань робочого органу вібромашини. Результати. Розроблено спосіб керування який дозволяє забезпечувати резонансний режим роботи АВТМ завдяки постійній корекції частоти циклічної вимушуючої сили віброприводу, при даному способі керування на резонансній частоті АВТМ проводиться стабілізація питомої роботи вібраційного поля АВТМ шляхом автоматичної корекції амплітуди коливань робочого органу за допомогою нейромережевого ПІД-регулятора із самонастройкою на основі прямого нейроемулятора АВТМ. Наукова новизна. Вперше отримано структурну схему, математичну модель та проведено моделювання роботи гібридного нейромежевого ПІД-контролера на основі прямого нейроемулятора АВТМ для стабілізації питомої роботи вібраційного поля вібромашин на резонансній робочій частоті. Практична значущість. Запропонований спосіб стабілізації технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля дозволяє забезпечити мінімальні енергозатрати на вібропривод при стабільних технологічно оптимальних параметрах вібраційного поля адаптивної вібраційної технологічної машини на протязі всього технологічного циклу віброобробки.

  1. Чубик Р.В., Ярошенко Л.В. Керовані вібраційні технологічні машини: Монографія. – Вінниця.: ВНАУ, 2011. – 355 с.(https://drive.google.com/file/d/1dhHcvhikE1_987PlWYdJMzj7lGaAdsgs/view?usp=sharing)
  2. Пат. 10971 А Україна, B65BG27/24. Спосіб керування роботою машини із коливними рухами робочих органів. П.С. Берник, Р.В. Чубик, В.А. Пашистий. (Україна). - № 200502375; Опубл. 15.12.2005; Бюл. № 12, 4 ст.        (https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=101215&chapter=description)
  3. Чубик Р.В., Ярошенко Л.В. Метод стабілізації технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля адаптивних вібраційних технологічних машин// Вібрації в техніці та технологіях. Всеукраїнський наук.-тех. журнал. - 2008. № 2(51). - С. 57-60. (http://socrates.vsau.org/repository/card.php?lang=uk&id=2302)
  4. Р.В. Чубик, Ю.Ю. Скварок, І.Д. Зелінський Оптимізація роботи адаптивних вібраційних технологічних машин за критерієм розповсюдження вібрації у віброкип’ячому шарі // Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні, Вісник Національного університету "Львівська політехніка" – 2015. – № 822: “– С. 19-23. (http://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-paper/2017/jun/4539/chubik.pdf)
  5. Таянов С.А., Чубик Р.В. Аналіз критеріїв для керування адаптивними вібраційними технологічними машинами. // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. Український міжвід. наук.-техн. зб. 2008. – № 43. – С. 99-105. (http://ena.lp.edu.ua/handle/ntb/4433)
  6. Чубик Р.В. Ідентифікація критеріїв для енергозберігаючого керування віброприводами адаптивних вібромаши / Р.В. Чубик, І.Д. Зелінський // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні: Український міжвідомчий науково-технічний збірник. –  2015.  – № 49. – С.  107-111. (http://nbuv.gov.ua/UJRN/Avtomatyzac_2015_49_14)
  7. Хайкин С.Э. Физические основы механики. - М.: Наука, 1971. - 751 с. (https://e.lanbook.com/book/167705)
  8. Повідайло В.О. Вібраційні процеси та обладнання. - Львів: Видавництво НУ "Львівська політехніка", 2004. – 248 с. (https://drive.google.com/file/d/13EcENfpJddbIQ9IwENNksz9A7x22q301/view?usp= sharing)
  9. А.Н. Чернодуб, Д.А. Дзюба Обзор методов нейроуправления. // Проблеми програмування. 2011. - № 2. - С. 79-94. (http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/50964)
  10. Омату С., Халид М., Юсоф Р. Нейро-управление и его приложения: перевод с англ. – М.: ИПРЖР, 2000. – 272 с. (http://www.immsp.kiev.ua/postgraduate/Biblioteka_trudy/NejpoupravlPriloschenOmatu2000.pdf)
  11. D’Emilia G., Marrab A., Natalea E. Use of neural networks for quick and accurate auto-tuning of PID controller // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2007. – Vol. 23. – P. 170 – 179. (https://doi.org/10.1016/j.rcim.2006.04.001)
  12. Saiful A., Omatu S. Neuromorphic self-tuning PID controller // Proceedings of IEEE Interna-tional Conference on Neural Networks, San Francisco, USA, 1993. – P. 552 – 557. (https://doi.org/10.1109/ICNN.1993.298617)
  13. Chang W.D., Hwang R.C., Hsiehc J.G. A multivariable on-line adaptive PID controller using auto-tuning neurons // Engineering Ap-plications of Artificial Intelligence. – 2003. – Vol. 16, Issue 1. – P. 57 – 63. (https://doi.org/10.1016/S0952-1976(03)00023-X)
  14. Tan Y., De Keyser R. Auto-tuning PID control using neural predictor to compensate large time-delay // Proceedings of the Third IEEE Conference on Control Applications. – 1994. – Vol. 2. – P. 1429 – 1434. (https://doi.org/10.1109/CCA.1994.381315)
  15. Чубик Р.В., Зрайло Н.М. Cиметричний електромеханічний вібропривод для енергозберігаючих адаптивних вібромашин. Електромеханічні і енергозберігаючі системи. Щоквартальний науково-виробничий журнал. – Кременчук: КрНУ, 2015. – Вип. 3/2015 (31). – С.61-67. (http://nbuv.gov.ua/UJRN/emezs_2015_3_9)
  16. Стадник Н.И., Ярошенко Л.В., Солона Е. В., Чубик Р.В. Управляемый электромеханический симметричный привод для вибрационных технологических машин. //  Вібрації  в техніці та технологіях. Всеукраїнський наук.-тех. журнал. 2018. – № 3 (90) – С.117-126. (http://repository.vsau.org/card.php?lang=en&id=18730)