Nav view search

Navigation

Search

«Розробка теорії проектування та дослідна апробація багатокоординатних верстатів і машин з мехатронними стрижневими структурами та їх систем керування»

(керівник В.Б. Струтинський)

Назва підтеми комплексного наукового проекту: Розробка теорії динаміки багатокоординатних верстатів та машин на базі нечітких множин і нейронних мереж із реалізацією принципово нових методів обробки деталей

Розроблена нова теорія динаміки багатокоординатних верстатів та машин на базі нечітких множин з використанням нейронних мереж для реалізації обчислювальних процедур із реалізацією принципово нових методів обробки деталей, які основані на використанні особливостей динамічних процесів механічної обробки.

Теорія базується на описі інерційних властивостей елементів багатокоординатних систем просторового руху тензорами інерції із нечітко визначеними (розмитими, Fuzzy) компонентами з відповідними функціями приналежності. При цьому застосовані адитивні математичні моделі у вигляді диференціальних рівнянь нескінченного порядку із нечітко визначеними коефіцієнтами та стохастичні матриці змінної розмірності.

Для забезпечення необхідних динамічних характеристик мехатронних систем керування запропоновані ефективні обчислювальні процедури на основі штучних нейронних мереж, а оптимізація процесів керування здійснена на основі нечітких алгоритмів.

Запропонована теорія динаміки багатокоординатних верстатів є основою ціленаправлених змін динамічних властивостей багатокоординатних верстатів та машин і обгрунтовує принципово нові методи обробки деталей із вібраційними резонансними і вимушеними збудженнями коливань заготовки.

Результати НДР впроваджено у навчальний процес: розроблено методичне забезпечення нової дисципліни «Спеціальні методи наукових досліджень» по програмі підготовки «доктор філософії». В дисципліну магістерської підготовки “Математичне моделювання систем і процесів” введено новий розділ «Математичні моделі на основі нейронних мереж і нечітких множин» та нові розділи в дисципліни бакалаврської підготовки «Теорія автоматичного керування», «Математичне моделювання» (Застосування гібридних нейро- (Fuzzy) мереж в системах керування, Теорія динаміки стохастичних процесів у машинах). Розроблено забезпечення 7 нових лабораторних робіт з дисциплін: «Технологічне обладнання з паралельною кінематикою» (Дослідження та аналіз структури механізму паралельної кінематики, Дослідження силових залежностей механізмів паралельної кінематики в умовах статичної невизначеності, Дослідження точності верстатів з механізмами паралельної структури, Система контролю поточного просторового положення інструменту верстата з механізмами паралельної кінематики, Використання середовища LabView для збору експериментальних даних при роботі системи контролю поточного просторового положення інструменту верстата з механізмами паралельної структури), «Теорія автоматичного керування» (Дослідження системи керування мехатронними модулями механізму паралельної кінематики), «Математичне моделювання металорізальних верстатів» (Дослідження і аналіз математичної моделі металорізального верстата на основі нейронної мережі) та 3 комп’ютерні практикуми з дисциплін «Математичне моделювання систем і процесів» (Створення нейронної мережі для апроксимації функцій багатьох змінних), «Математичне моделювання металорізальних верстатів» (Створення математичної моделі металорізального верстата на основі нейронної мережі), «Спеціальні методи наукових досліджень» (Використання апарату нейронних мереж при плануванні експериментальних досліджень).

Захищено 3 докторських дисертації та 3 кандидатських дисертацій; видано 2 монографії; опубліковано: 55 статей (у тому числі зі студентами  3), 12 статей у закордонних виданнях, 37 публікацій у журналах наукометричних БД; зроблено  132 доповіді на конференціях (з них 126 – на міжнародних), студентами - 68 тез доповідей; одержано 19 патентів України на винаходи та корисні моделі. До виконання НДР залучено 17 студентів. Студентами захищено 16 магістерських робіт, 24 дипломних проекти спеціаліста, 12 дипломів бакалавра..

Розробка перевищує світовий рівень робіт в напрямку теорії динаміки машин. Планується використання розробленої теорії динаміки багатокоординатних верстатів і машин у галузевому машинобудуванні. Це дасть можливість суттєво вдосконалити ряд машин, в тому числі машин і пристроїв подвійного призначення. Планується розробити нові багатокоординатні мобільні системи для роботи з небезпечними об’єктами.