DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2020.3.11

Принципи структуроутворення просторово адаптивних електромеханічних систем зі змінною структурою і геометрією активної зони

Василь Федорович Шинкаренко, Вікторія Володимирівна Котлярова, Павло Олексійович Красовський, Назар Андрійович Місан

Анотація


Аналізується характерна тенденція у розвитку сучасної техніки, яка пов’язана зі створенням складних просторових систем, наділених можливістю адаптувати просторову геометрію виконавчого органу у відповідністю зі зміною факторів зовнішнього впливу. Визначено принципи генетичного структуроутворення просторово розподілених модульних електромеханічних систем з адаптивною геометрією активної зони. Визначено макрогенетичні програми генетично допустимих базових Видів електромеханічних структур зі змінною орієнтацією і геометрією активних частин. Показано домінуючу роль операторів реплікації, мутації і структурної ізомерії в задачах синтезу просторово адаптованих систем модульного типу. Вперше досліджено механізми міжродових мутацій, які визначають принципи структуроутворення об’єктів «еластичної електромеханіки», функціонування яких супроводжується зміною геометрії активної поверхні. Встановлено наявність стійкого детермінованого зв’язку електромагнітних хромосом генетичної програми і ізомерними композиціями зі схемою розміщення індукторних модулів і видом просторового руху технологічного виробу. Достовірність генетичних програм і результатів синтезу підтверджено на прикладі проектного синтезу конкурентоспроможної модульної електромеханічної системи з адаптивною просторовою структурою, у складі роботизованого технологічного маніпулятора, призначеного для оперування сталевими трубами і листовим прокатом. Результати досліджень становлять системну основу для постановки задач інноваційного синтезу нових структурних різновидів електромеханічних систем з просторово адаптивною модульною структурою активних частин.

Ключові слова


Просторово розподілена електромеханічна система; індукторний модуль; адаптивна активна поверхня; макрогенетична програма; реплікація; мутація; ізомерна композиція.

Повний текст:

PDF

Посилання


Knaian А. N., Cheung K. C., Lobovsky M. B., Oines A J., SchmidtNeilsen P. and Gershenfeld N. A. The Milli-Motein: A self-folding chain of programmable matter with a one centimeter module pitch. 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 7-12 Oct. 2012, Vilamoura, Portugal, 2012, pp. 1447-1453. doi: 10.1109/IROS.2012.6385904. Available at: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6385904&i snumber=6385431

Shikhirin Valeriy. Elastic machines and mechanisms of the future. The Summary of Technologies, 2001, no 2(6), pp. 37-42.

Available at: http://www.alt-tech.org/files/fizika/shikhirin2.pdf.

Cheng I-Chun and Wagner Sigurd. Overview of Flexible Electronics Technology. Flexible Electronics: Materials and Applications, Springer Science+Business Media, LLC, New York, USA, 2009, pp. 1-28. doi: 10.1007/978-0-387-74363-9_1

Kuznetsov Y. N., Hamuyela Guerra J. A., Hamuyela Т. О. Morfologicheskiy sintez stankov i ikh mekhanizmov: Monografiya [Morphological synthesis tools and mechanisms: Monograph]. Kiev, Ltd "Gnosis", 2012, 416 p.

Shynkarenko V. F. Osnovy teoriyi evolyutsiyi elektromekhanichnykh system [Fundamentals of the Theory of Evolution of Electromechanical Systems]. Kyiv, Naukova Dumka Publ., 2002, 288 p.

Shynkarenko V. F. Geneticheskie programmy strukturnoy evolyutsii antropogennykh sistem. (Mezhdistsiplinarnyy aspekt) [Genetic Programs of the Structural Evolution of Anthropogenic Systems. (Interdisciplinary aspect)]. Pratsi Tavriys'koho derzhavnoho ahrotekhnolohichnoho universytetu [Proceedings of the Tavria State Agrotechnological University], 2013, iss. 13, vol. 4, pp. 11-20. Available at: http://nauka.tsatu.edu.ua/print-journals-tdatu/13-4/13_4/2.pdf

Shinkarenko V., Kuznietsov Y. Genetic Programs of Complex Evolutionary Systems (Part 1). 11th Anniversary International scientific Conference "Unitech'11", 18-19 November 2011, Gabrovo, Bulgaria, 2011, vol. I, pp. 33-43.

Shynkarenko V., Gaidaienko Iu., Al-Husban Ahmad N. Genetic Programs of Structural Evolution of Hybrid Electromechanical Objects. International Journal of Engineering & Technology, 2013, vol. 2, no. 1, pр. 44-49.

Shynkarenko V. F, Shymanska A. A. Slovnyk z strukturnoyi i henetychnoyi elektromekhaniky [Dictionary of the structural and genetic electromechanics]. Kyiv : NTUU "KPI", 2015, 112 p.

Shynkarenko V., Makki A., Kotliarova V. and Shymanska A. Modular Principle in the Structural organization and Evolution of Electromechanical Objects. 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Kremenchuk, Ukraine, 2019, pp. 162-165. doi: 10.1109/MEES.2019.8896446. Available at: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8896446&i snumber=8896362

Shynkarenko V. F., Avgustynovych A. A., Lysak V. V. Strukturnaya izomeriya i ee modelirovanie v zadachakh geneticheskogo sinteza elektromekhanicheskikh struktur [Structural isomery and its modelling in problems of electromechanical structures genetic synthesis]. Elektrotekhnika i elektromekhanika [Electrical engineering & electromechanics], 2009, no. 1, pp. 33-36. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143169