Корректировка настройки системы управления мощностью гидроагрегата лесной машины можно про-изводить через ПИД-регулятор. В случае обнаружения неисправного состояния гидроагрегата блок вносит изменения в систему управления. Поэтому целью исследования стало повышение надежности гидроманипуля-торов лесных машин путем внедрения нейросетевого блока ПИД-регулятора в управление гидроманипулято-ром форвардера. К методам исследования относятся методы моделирования системы автоматического управ-ления в контурах с обратной связью для автоматического поддержания параметров процесса в гидроприводах лесных машин. Результатом исследования будет программа для управления работой гидроаппаратов манипу-лятора форвардера через управляющие сигналы, формируемые ПИД–регулятором. При выборе оптимальных коэффициентов ПИД–регулятора для оптимизации работы автоматической системы управления давлением сигналы будут контролировать, регулировать и изменять отклонения характеристик системы, что повышает надежность работы гидроманипулятора. Существуют различные подходы к моделированию и разработке ин-теллектуальных гидравлических систем, что может привести к трудностям в совместимости и взаимодействии различных компонентов и устройств. Очень часто ученые опираются в моделировании процессов через про-грамматоры вида MATLAB. Но использование самого контроллера и его программного обеспечения в ПИД–регулировании параметров гидравлического привода лесной машины практически остается не исследован-ным, поэтому данная тема является актуальной. В данном исследовании возможность применимости ПИД–регулирования состояния параметров системы (давления через открытие дроссельного сечения) через про-грамму контроллера ПЛК ОВЕН160 CODESYS V2.3 позволяет уменьшить колебания системы и увеличить ско-рость исправления ошибки в гидросистеме, подводя текущие значения давления к уставке, что повышает надежность лесной машины.
гидропривод, управляющая программа CODESYS V2.3, нейросетевой блок, надежность, коэффициенты ПИД–регулятора
1. Zishan F., Montoya, O.D.; Giral-Ramírez, D.A.;Molina-Cabrera, A. Efficient PID Control Design for Frequency Regulation in an Independent Microgrid Based on the Hybrid PSO-GSA Algorithm. Electronics. 2022; 11: 3886. https://doi.org/10.3390/electronics11233886.
2. Barakat M. Optimal design of fuzzy-PID controller for automatic generation control of multi-source intercon-nected power system. Neural Comput & Applic. 2022; 34: 18859–18880. DOI: https://doi.org/10.1007/s00521-022-07470-4.
3. Chotikunnan P., Chotikunnan R. Dual design PID controller for robotic manipulator application // Journal of Ro-botics and Control (JRC). 2023; 4 (1): 23-34. DOI: : https://doi.org/10.18196/jrc.v4i1.16990.
4. Almodaresi E., Bozorg M. Stable regions in the space of PID controller coefficients. IET Control Theory & Appli-cations. 2017; 11; 10: 1642-1647. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-cta.2016.0685.
5. Coskun M.Y., İtik M. Intelligent PID control of an industrial electro-hydraulic system. ISA transac-tions. 2023; 139: 484–498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2023.04.005.
6. Posmet'ev V.I., Nikonov V. O., Posmet'ev V.V., Zelikov V.A., Kolodii P.V. Komp'yuternoe modelirovanie rekuper-ativnogo krivoshipnogo mekhanizma povorota kolonny manipulyatora lesovoznogo avtopoezda. [Computa-tional modeling of a recuperative ship mechanism for turning a column manipulator of a timber truck]. Leso-tekhnicheskii zhurnal [Forestry journal]. 2023; 13; 2 (50): 158–178. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.2/9. URL: http://lestehjournal.ru/journal/2023/no-2-50/kompyuternoe-modelirovanie-rekuperativnogo-krivoshipnogo-mehanizma-povorota
7. Palkin G.A., Gaisin A.F. Issledovanie optimal'nogo metoda upravleniya elektroprivodami nasosov pervogo pod"ema, ekspluatiruemykh v usloviyakh otritsatel'nykh temperatur [Study of the optimal method of controlling electric drives of first-stage pumps operated under subzero temperature conditions]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Problemy energetiki [News of higher educational institutions. Problems of energy.]. 2021; 23(3): 194–208. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-3-194-208. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-optimalnogo-metoda-upravleniya-elektroprivodami-nasosov-pervogo-podema-ekspluatiruemyh-v-usloviyah-otritsatelnyh
8. Bahanovich G. i drugie. Jelektronnoe upravlenie toplivopodachej dizel'nogo dvigatelja na osnove programmnogo PID-regulirovanija [Electronic control of fuel supply of diesel engine based on software PID regulation]. Nauka i tehnika [Science and Technology]. 2017; 1: 28-37. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-1-28-37. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektronnoe-upravlenie-toplivopodachey-dizelnogo-dvigatelya-na-osnove-programmnogo-pid-regulirovaniya.
9. Balobanov E.N., Emel'janova M.S. Sekcija 3 [Section 3]. Pribory v promyshlennosti, nerazrushajushhem kontro-le, zdravoohranenii i jekologii [Devices in industry, non-destructive testing, healthcare and ecology]. Organi-zacionnyj komitet konferencii [Conference Organizing Committee]. 2022; 166. (In Russ.). URL: http://pribor21.istu.ru/doc/2021/PribXXI-2021_Prog_RU.pdf?ysclid=m6xn0encez248277063.
10. Kulikova I.V. Modelirovanie sinteza nechetkih reguljatorov tipa Takagi – Sugeno – Kanga v nekotoryh sistemah upravlenija [Modeling the synthesis of fuzzy controllers of the Takagi-Suzeno-Kang type in some control sys-tems]. Vestnik Tjumenskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Tyumen State University]. Fiziko-matematicheskoe modelirovanie [Physical and mathematical modeling]. Neft', gaz, jenergetika [Oil, gas, energy]. 2021; 7; 2 (26): 147–169. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21684/2411-7978-2021-7-2-147-169. URL: https://vestnik.utmn.ru/energy/vypuski/2021-tom-7/2_26/1064300/
11. Kozhuhova A.V., Nevzorova M.Ju. Proektirovanie stenda dlja issledovanija chastotnogo regulirovanija obem-nogo nasosa [Design of a test bench for studying frequency control of a volumetric pump]. Simvol nauki [Symbol of science]. 2016; 3 (3): 53–56. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-66853. URL: http://pribor21.istu.ru/doc/2021/PribXXI-2021_Prog_RU.pdf?ysclid=m6vqyos2zz576468933
12. Truhanov K.A. Cifrovoj PID–reguljator dlja pnevmo- i gidrosistem. Izvestija Moskovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta MAMI [Digital PID controller for pneumatic and hydraulic systems. News of the Mos-cow State Technical University MAMI]. 2018; 3: 65–75. (In Russ). DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-66853. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_35670015_10323769.pdf
13. Prokop'ev A.P., Ivanchura V.I., Emel'janov R.T. Identifikacija nelinejnoj sistemy upravlenija s PID-reguljatorom [Identification of a nonlinear control system with a PID controller]. System identification and control problems. Sicpro'15. 2015; 387–396. (In Russ.) URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_23316545_72934853.pdf.
14. Aljohin M.V., Petrosjan A.E., Shahovcev K.V. Promyshlennye manipuljacionnye roboty .Proryvnye nauchnye issledovanija kak dvigatel' nauki [Industrial manipulation robots. Breakthrough scientific research as the engine of science]. 2017; 117–119. (In Russ). URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_30663663_23533456.pdf.
15. Gulaj V.A., Dubovik A.V., Bogdanova E.A. Intellektual'nye, sensornye i mehatronnye sistemy [Intelligent, sensory and mechatronic systems]. 2024 (In Russ). URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/147397/Intellektualnye_sensornye_i_mekhatronnye_sistemy.pdf?sequence=1&isAllowed=y.
16. Filo G. Artificial intelligence methods in hydraulic system design //Energies. 2023; 16(8): 3320. DOI: http:// doi.org/10.3390/en16083320.
17. Mirzaliev S.A., Sharipov K.L. Modelirovanie funkcii gidroprivoda programmoj " LMS AMESIM"[ Modeling of hydraulic drive functions using the LMS AMESIM program.]. Materialy V Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii " Metody i tehnologii v selekcii rastenij i rastenievodstve" [Proceedings of the Interna-tional Scientific and Practical Conference "Methods and Technologies in Plant Breeding and Plant Growing"]. 2019; 308-311. (In Russ). URL: https://ejournal.tsue.uz/index.php/archive/article/view/3137.
18. Pastuhov I.S., Celishhev V.A. Gidrosistema valochno-paketirujushhej mashiny (harvestera), perspektivy razvitija. Gidravlicheskie mashiny, gidroprivody i gidropnevmoavtomatika [Hydraulic system of feller-buncher (harvester), development prospects. Hydraulic machines, hydraulic drives and hydropneumatic automation]. 2020; 201-206. (In Russ). URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_44348266_38594338.pdf.
19. Santalov A.A. Nejrosetevaja nastrojka adaptivnogo PID–reguljatora moshhnosti gidroagregata. Vestnik Ul'janovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta [Neural network tuning of adaptive PID-controller of hydroelectric power unit. Bulletin of Ulyanovsk State Technical University]. 2021; 3 (95): 30–34. (In Russ). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/neyrosetevaya-nastroyka-adaptivnogo-pid-regulyatora-moschnosti-gidroagregata.
20. Frjanov V.N., Pavlova L.D. Imitacionnoe modelirovanie i opredelenie optimal'noj traektorii dvizhenija ispolnitel'nogo organa robotizirovannogo vyemochnogo agregata [Simulation modeling and determination of the optimal trajectory of movement of the executive body of a robotic mining unit]. Fundamental'nye i prikladnye voprosy gornyh nauk [Fundamental and applied issues of mining sciences]. 2016; 3(2): 202–210. (In Russ). URL: http://www.jfams.ru/index.php/JFAMS/article/view/238.
21. Hinikadze T.A., Rybak A.T., Popikov P.I. Modelirovanie gidravlicheskoj sistemy ustrojstva s samoadaptaciej po silovym i kinematicheskim parametram na rabochem organe [Modeling of a hydraulic system of a device with self-adaptation according to power and kinematic parameters on the working element]. Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2021; 21(1): 55-61. (In Russ). DOI: https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-1-55-61. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-gidravlicheskoy-sistemy-ustroystva-s-samoadaptatsiey-po-silovym-i-kinematicheskim-parametram-na-rabochem-organe.
22. Jakovlev A.Ju., Krasnaja A.A., Medvedev S.N. Primenenie Q-obuchenija dlja intellektual'nogo vyvoda strely ma-nipuljatora v zadannoe polozhenie [Using K-learning to intelligently position a manipulator boom]. Aktual'nye problemy prikladnoj matematiki, informatiki i mehaniki [Current issues in applied mathematics, computer sci-ence and mechanics]. 2021; 1639–1647. (In Russ). URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_46235784_68390633.pdf.
23. Thai N.H. et al. Trajectory tracking control for differential-drive mobile robot by a variable parameter PID con-troller. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. 2022; 11(8): 614–621. DOI: http://doi.org/10.18178/ijmerr.11.8.614-621.
24. Yang X. et al. Adaptive fuzzy PID control of high-speed on-off valve for position control system used in water hydraulic manipulators. Fusion Engineering and Design. 2024; 203: 114437. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2024.114437.
25. Hropakov D.I. Modelirovanie mnogodvigatel'nyh gidrosistem v programmnoj srede Matlab-Simulink [Modeling of multi-engine hydraulic systems in the Matlab-Citylink software environment]. Issledovanija i razrabotki v ob-lasti mashinostroenija, jenergetiki i upravlenija: materialy XVIII Mezhdunar. nauchno-tehnicheskoj konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh [Research and development in the field of mechanical engineering, en-ergy engineering and management: materials of the XVIII International scientific-technical conference of stu-dents, postgraduates and young scientists]. Gomel': Gomelevskij gosudarstvennyj tehnologicheskij universitet [Gomel State Technological University], 2018; 85–88. (In Russ). URL: https://elib.gstu.by/handle/220612/19742.
26. Goljakevich S.A., Goronovskij A.R., Mohov S.P. Rezul'taty imitacionnogo modelirovanija raboty gidravlicheskoj sistemy forvardera v MatLab/Simulink/Simscape [Results of simulation modeling of the forwarder hydraulic sys-tem operation in MatLab/Cimulink/Simscape]. Serija 1 [Episode 1]: Lesnoe hozjajstvo, prirodopol'zovanie i pere-rabotka vozobnovljaemyh resursov [Forestry, nature management and processing of renewable resources]. Minsk: Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta [Proceedings of the Belarusian State Technological University]. 2019; 1 (216):126–131. (In Russ). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rezultaty-imitatsionnogo-modelirovaniya-raboty-gidravlicheskoy-sistemy-forvardera-v-matlab-simulink-simscape.
27. Popad'in A.N. Avtomatizirovannaja nastrojka PID-reguljatora dlja upravlenija sledjashhim privodom s ispol'zovaniem programmnogo paketa MATLAB SIMULINK [Automated tuning of PID controller for control of servo drive using MATLAB SIMULINK software package]. Morskoj vestnik [Marine Herald]. 2019; 3(71): 93–96. (In Russ). URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_39282319_87700478.pdf.
28. Izmeriteli–reguljatory. Glossarij (Jelektronnyj resurs) [Measuring instruments-regulators. Glossary (Electronic re-source). (In Russ)]. URL: https://kurl.ru/xqpoy
