Введение. Повышение эффективности добычи полезных ископаемых выемочными комбайнами, применяемыми в очистных и проходческих механизированных комплексах, достигается совершенствованием их конструкции и систем управления. При вариации сопротивляемости полезного ископаемого для полного использования мощности электродвигателей исполнительного органа комбайна применяется регулятор момента (нагрузки) электропривода резания, параметры качества регулирования которого зависят от величины сопротивляемости резанию. В связи с этим актуальна задача разработки системы стабилизации момента резания привода выемочного комбайна с неизменными параметрами качества регулирования путем применения интеллектуальных систем управления. Цель работы. Синтез нечеткого регулятора момента резания электропривода выемочного комбайна, повышающего качество стабилизации момента резания при изменении сопротивляемости материала резанию, и оценка его эффективности методом математического моделирования. Методология. Разработана математическая модель стабилизации момента резания электропривода выемочного комбайна, обоснована структура и параметры нечеткого регулятора момента резания. Методом модельного эксперимента проведено сравнение предложенного нечеткого регулятора с типовым ПИ-регулятором. Результаты. Получена математическая модель системы стабилизации момента резания угольного комбайна, учитывающая изменчивость сопротивления материала резанию, постоянную стружкообразования и динамические свойства приводов резания и подачи. Синтезирован нечеткий регулятор момента резания выемочного комбайна, в котором при фаззификации пропорциональной части применены четыре нечетких множества, обеспечивающие автоматическое изменение коэффициента усиления регулятора в зависимости от величины рассогласования. Модельный эксперимент показал, что применение нечеткого регулятора позволяет уменьшить перерегулирование переходного процесса по моменту на 15 % и повысить его быстродействие на 25 % при изменении сопротивляемости материала резанию в 2 раза. Выводы. Применение предложенного нечеткого регулятора позволяет получить не зависимое от изменения сопротивляемости резания качество переходного процесса по управляющему воздействию и меньшее перерегулирование при возмущающем воздействии. Ключевые слова: нечеткий регулятор; угольный комбайн; привод подачи; привод резания; математическая модель; переходный процесс; крепость угля.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бабокин Г. И., Колесников Е. Б. Частотно-регулируемый электропривод механизмов подачи очистных комбайнов // ГИАБ. 2004. № 3. С. 231–235. 2. Сысоев Н. И., Кожевников А. С. Очистной комбайн с регулированием режимных параметров // Горная техника. 2017. № 11. С. 18–22. 3. Фиш С. Г. Система управления электроприводом постоянного тока с идентификационной самонастройкой: дис. … канд. техн. наук. Воронеж, 2004. 151 с. 4. Генералов Л. К., Мочалова М. И., Генералов А. Л. Стабилизация коэффициента усиления замкнутого контура в системе управления процессом резания // Евразийский научный журнал. 2016. № 3. С. 17–24. 5. Бураков М. В., Коновалов А. С. Модификация предиктора Смита для линейного объекта с переменными параметрами // Информационные управляющие системы. 2017. № 89 (4). С. 25–34. 6. Власов К. П. Теория автоматического управления. Харьков: Гуманитарный центр, 2007. 524 с. 7. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. 798 с. 8. Ruey-Jing Lian, Bai-Fu Lin, and Jyun-Han Huang. Self-organizing fuzzy control of constant cutting force in turning // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Publisher Springer London, 17 August 2005. URL: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00170-005-2546-8 9. D. Kim and D. Jeon. Fuzzy-logic control of cutting forces in CNC milling processes using motor currents as indirect force sensors // Precision Engineering. 2011. Vol. 35. No. 1. P. 143–152. 10. Куленко М. С., Буренин С. В. Исследование применения нечетных регуляторов в системах управления технологическими процессами // Вестник ИГЭУ. 2010. Вып. 2. С. 1–5. 11. Filimonov A. B., Fulimon N. B. Robust correction in control system with nigt gain // Mechatronics, automation, control. 2014. No. 12. P. 3–10. 12. Sudhakara R., Landers R. Design and analysis of output feedback force control in parallel turning. Proc. I MECHE. Part I // Journal of Systems & Control Engineering. 2004. No. 16. P. 487–501. 13. Kudin V. F., Kolacny J. Synthesis of subortimal nonlinear regulator by immersion method // J. Electrical engineering. 1998. Vol. 49. No. 1–2. P. 11–15. 14. Фираго Б. И., Павлячик Л. В. Теория электропривода. Минск: Техноперспектива, 2004. 527 с. 15. Клементьева И. Н. Обоснование и выбор динамических параметров трансмиссии привода шнека очистного комбайна: дис. … канд. техн. наук. М., 2015. 124 с.
Поступила в редакцию 11 марта 2019 года
