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

Abstract

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.

The salient trends of the development of modern technology, which is associated with the creation of complex spatial systems with the ability to adapt the spatial geometry of the working unit in accordance with changes in external factors are analyzed. The principles of genetic structure formation of spatially distributed modular electromechanical systems with adaptive active surface geometry are determined. The macrogenetic programs of genetically permissible basic Species of electromechanical structures with variable geometry and orientation of the active surface are determined. The dominant role of replication, mutation, and structural isomerism operators in the synthesis of spatially adaptive systems of a modular type are shown. The mechanisms of intergeneric mutations were first investigated, which determine the principles of structure formation of the objects of "elastic electromechanics", the functioning of which is accompanied by a change of the geometry of the active surface. The presence of a stable deterministic relationship between the electromagnetic chromosomes of the genetic program and isomeric chromosome compositions, with the layout of the active inductor modules and the type of spatial movement of the technological product were identified. The reliability of genetic programs and synthesis results is confirmed by the example of project synthesis of a competitive modular electromechanical system with an adaptive spatial structure, consisting of a robotic technological complex designed to operate steel pipes and sheet metal. The research results provide a systematic basis for the formulation of problems of innovative synthesis of new structural varieties of electromechanical systems with spatially adaptive modular structure of the active surface.