Адаптивний підхід до процесів виконання технологічних операцій землерийно-транспортними та вантажопідіймальними машинами
DOI:
https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2026.58.0.05Ключові слова:
землерийно-транспортні машини, виконання технологічних операцій, адаптація машин, формування траєкторії руху, траєкторія руху, метод адаптації, змінні умови експлуатаціїАнотація
Проблема. Під час проєктування машин найчастіше розглядається їхня робота лише з основним видом робочого обладнання, зміна робочих органів з одночасною зміною режиму навантаження може призвести до зниження ефективності. Одним із можливих рішень є адаптація машин до мінливих умов експлуатації. Мета. Метою роботи є розробка основних положень методології адаптації землерийно-транспортних і вантажопідіймальних машин до мінливих умов експлуатації; впровадження даного підходу сприятиме підвищенню ефективності роботи техніки.. Методологія. Синтезована система адаптації базується на структурному та параметричному підходах. Еволюційні зміни в структурі об'єкта розглядаються за допомогою переходу від однієї альтернативної моделі до іншої. Синтез корегувальних структурних адаптивних дій здійснюється шляхом евристичного пошуку. Запропонована методологія була експериментально перевірена на автогрейдері під час різання та переміщення оброблюваного середовища.. Результати. Детальні експериментальні дослідження показали основні етапи формування траєкторії руху залежно від опору, що виникає на відвалі автогрейдера. Аналіз отриманих результатів продемонстрував, що кут бокового нахилу та коефіцієнт зчеплення є дестабілізуючими факторами, а варіювання кутів нахилу передніх коліс дозволяє утримувати автогрейдер на запланованій траєкторії руху. Оригінальність. Оригінальність дослідження полягає у розробці синтезованої системи адаптації автогрейдера, яка, на відміну від традиційних статичних моделей, базується на поєднанні структурного та параметричного підходів. Це досягається шляхом врахування еволюційних змін у структурі об'єкта через перехід між альтернативними моделями та синтезу корегувальних адаптивних дій з використанням методів евристичного пошуку. Новизна також підтверджується виявленням синергетичного впливу кута бокового нахилу та коефіцієнта зчеплення як ключових дестабілізуючих факторів, а також встановленням регресійних залежностей, що дозволяють у режимі реального часу регулювати кути нахилу передніх коліс для збереження заданої траєкторії руху в мінливих умовах експлуатації. Практичне значення. Отримані регресійні залежності дозволяють оцінювати одночасний вплив множини факторів на показники стійкості руху в графічному та числовому вигляді і, як наслідок, адаптувати параметри машини до мінливих умов роботи. На основі проведених досліджень розроблено та запатентовано систему автоматичного регулювання навантаження на колеса автогрейдера.
Посилання
Daintith, J., & Martin, E. (Eds.). (2010). A dictionary of science (6th ed.). Oxford University Press.
Rastrigin, L. A. (1981). Adaptation of complex system. Zinatne.
Bradul, A., Varava, L., Turylo, A., Dashko, I., & Varava, A. (2021). Forecasting the effectiveness of the enterprise to intensify innovation and investment development, taking into account the financial com-ponent of economic potential. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(13(112)), 89–100. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239249
Zhang, Y., Jiang, J., & Liu, K. (2020). Adaptive fault-tolerant control for nonlinear systems with actuator failures and disturbances. IEEE Access, 8, 146692–146701. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3014762
Pham, H. X., Nguyen, T. T., & Ahn, K. K. (2019). Adaptive control of electro-pneumatic actuator sys-tems using dynamic modeling and disturbance com-pensation. Energies, 12(18), 3516. https://doi.org/10.3390/en12183516
Lewis, F. L., Vrabie, D., & Syrmos, V. L. (2012). Op-timal control (3rd ed.). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781118122631
Kozák, S. (2014). State-of-the-art in control engineer-ing. Journal of Electrical Systems and Information Technology, 1(1), 1–9 https://doi.org/10.1016/j.jesit.2014.03.002
Djurdjanovic, D., Mears, L., Niaki, F., Haq, A., & Li, L. (2018). State of the art review on process, system, and operations control in modern manufacturing. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 140(6), Article 061010. https://doi.org/10.1115/1.4038074
Vajk, I., Hetthéssy, J., & Bars, R. (2009). Control theory for automation – advanced techniques. In S. Nof (Ed.), Springer Handbook of Automation 173–198. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-78831-7
Bryson, A. E., & Ho, Y. C. (2018). Applied optimal control: Optimization, estimation, and control. Routledge https://doi.org/10.1201/9781315137667
Saputri, T. R. D., & Lee, S.-W. (2020). The application of machine learning in self-adaptive systems: A sys-tematic literature review. IEEE Access, 8, 205948–205967. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3036037
Krupitzer C., Roth F. M., VanSyckel S., Schiele G., & Becker C. (2015). A survey on engineering approach-es for self-adaptive systems. Pervasive and Mobile Computing, 17(Part B), 184–206. https://doi.org/10.1016/j.pmcj.2014.09.009
Chalam, V. V. (2017). Adaptive control systems: Techniques and applications. Routledge.
Landau, I. D., Lozano, R., M'Saad, M., & Karimi, A. (2011). Adaptive control: Algorithms, analysis and applications (2nd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-85729-664-1
Csaki, F., Bars, R., & Higgins, T. J. (1973). Modern control theories: Nonlinear, optimal and adaptive systems. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 3(5), 530–531. https://doi.org/10.1109/TSMC.1973.4309292
Ioannou, P. A., & Sun, J. (2012). Robust adaptive control. Courier Corporation.
Bellman, R. E. (2015). Adaptive control processes: A guided tour. Princeton University Press.
Shevchenko, V., Chaplyhina, O., Pimonov, I., Rezni-kov, O., & Ponikarovska, S. (2020). Mathematical model of a motor-grader movement in the process of performing working operations. IOP Conference Se-ries: Materials Science and Engineering, 985, Article 012009. https://doi.org/10.1088/1757-899X/985/1/012009
Chaplygina, O., Shevchenko, V., & Beztsennaya, Zh. (2015). Methods to determine measures providing a motor-grader road-holding ability. Machines. Tech-nologies. Materials, 9(12), 78–83.
Shevchenko, V., Chaplygina, O., Krasnokutsky, V., & Logvinov, E. (2018). The analytical research of the dynamic loading effect on the road-holding ability characteristic signs of earth-moving machine. Transport & Motauto World, 3(2), 57–61.
Shevchenko, V., Olienikova, O., Avrunin, G., Pi-monov, I., Moroz, I., Kirichenko, I., & Shcherbak, O. (2022). The system of automatic wheel load of a mo-tor grader (Ukrainian Patent No. 151251). State Reg-ister of Patents of Ukraine.
Olieinikova, O. (2023). External loading of the motor grader during the operation of the cutting operation and moving the processed surroundings. Proceedings of the IX International Scientific Congress "Trans & Motauto ’23", 3, 69–72.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Валерій Шевченко, Олександра Олєйнікова, Ігор Пімонов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
