РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА НОВЫХ КЛАССОВ МЕХАНИЗМОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ МАШИН НОВЫХ ПОКОЛЕНИЙПромежуточный отчет за 2020г. по теме № 0049-2019-0045

Объектом исследования являются технологические и робототехнические комплексы и технологические процессы, а также математические и программные средства систем управления технологическими и робототехническими комплексами, позволяющие выполнять в автоматическом режиме сложные технологические операции.Цель исследований заключается в разработке алгоритмического и программного обеспечения применительно к системам управления станочным оборудованием и робототехническими комплексами, а также методам структурного синтеза. Рассматривается теория вейвлет–преобразований применительно к анализу и синтезу динамических характеристик систем управления, содержащих существенные нелинейности. Предлагается структурная схема системы управления шести координатным промышленным роботом, в котором осуществлено разделение степеней подвижности на управление по силе и позиционное управление перемещением по траектории. Для прогнозирования эволюции микроструктуры жаростойких сплавов использовалась модель Джонсона-Мейла-Аврами-Колмогорова (JMAK), которая позволяет вычислить долю рекристаллизованного объема и средний размер зерен в зависимости от параметров режима деформации и выдержки. Анализировались 4 модели JMAK.2. СИНТЕЗ, ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ СТРУКТУРА, ЧИСЛО СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ, РАБОЧАЯ ЗОНА, РОБОТРазработан метод структурного синтеза механизмов параллельной структуры с различным числом степеней свободы, которые обладают повышенными функциональными возможностями, точностью и улучшенными массогабаритными характеристиками. Эти механизмы могут использоваться для медицинских робототехнических систем (малоинвазивная хирургия), для роботов, работающих в агрессивных средах и испытаний моделей летательных аппаратов в аэродинамической трубе. 3. ПРИВОДНОЙ КОМПЛЕКС, ПОРШНЕВОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ДИНАМИКА, ОПТИМИЗАЦИЯ Объектом исследования является роботизированный приводной комплекс, предназначенный для точного вертикального перемещения объекта большой массы двумя гидравлическими приводами.Цель работы – на примере управления движением двух синхронно работающих поршневых гидравлических двигателей, перемещающих тяжелый объект, массовая нагрузка которого предполагается распределенной между двигателями неодинаково, провести анализ и оптимизацию выбора оптимального решения при синтезе сложной системы в интерактивном режиме с сопоставлением результатов компьютерного моделирования (анализ визуальных изображений компьютерного моделирования и динамики системы), в том числе методами многокритериальной оптимизации с введением весовых критериев и с учётом критериев предпочтений.Для представления получаемой информации в графическом виде была написана специальная программа на языке Delphi, облегчающая визуальное сравнение получаемых решений по качеству. Новизна результатов заключается в разработанных авторами подходов, основанных на интерактивной процедуре синтеза динамических систем, рационализации их математических моделей, методах согласования процессов динамики и управления отдельных блоков, а также активном использовании теории подобия и, в особенности, теории аналогичности, в целях обобщения результатов. Пользоваться безразмерными моделями, в которых реальные параметры и другие характеристики системы представляются безразмерными комплексами, выгодно, поскольку это сокращает число базовых параметров и позволяет получить обобщенные характеристики, что облегчает анализ и синтез приводного (мехатронного) комплекса. Переход к безразмерным параметрам основан на методике теории аналогичности.4. АВТОРЕЗОНАНС, УЛЬТРАЗВУК, ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ, ПЛАНИРУЕМЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ, ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ, ТОЧНОСТЬ, УПАКОВОЧНАЯ МАШИНАОбъектом исследования является широкий класс машин, применяющихся в различных отраслях экономики: токарные и фрезерные станки, станки с ЧПУ, теплообменники, коробки передач транспортных средств, автоматические упаковочные линии для пищевых продуктов и пр.Цель работы заключается в разработке методов анализа, моделирования и проектирования современных машин для различных применений, а также в новых подходах и новых знаниях о сложных механических системах. Основные результаты включают исследования динамики автоколебательной системы возбуждения в ультразвуковых технологических машинах; разработку теории и алгоритмов, позволяющих ускорить вычисление множества Парето-оптимальных решений с заданной точностью; исследования способов коррекции динамических ошибок, вызванных трением и зазором, в многокоординатных машинах с ЧПУ. Полученные теоретические результаты могут быть использованы при реальных расчетах в машинах и машинных конструкциях, энергетическом оборудовании, объектах машиностроения и приборостроения и в других отраслях техники. Кроме того, был получен ряд новых экспериментальных результатов, которые могут быть внедрены в реальные промышленные образцы.5. УСТОЙЧИВОСТЬ, МЕТОД НОРМАЛЬНЫХ ФОРМ, БИФУРКАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ, ФОКУСНАЯ ОСОБЕННОСТЬ