Fuzzy modeling of the tool loads of the rotor debarker | Нечеткое моделирование нагрузок на инструмент роторного окорочного станка

English. The functional dependence of dynamic loads of the normal force component of debarking depending on microprofile of the surface and the speed of processing timber based on fuzzy inference was obtained. The following was done: implementation of a meaningful statement of the problem of fuzzy modeling of dynamic loads; practical implementation of the task of fuzzy inference, which included the definition of fuzzy membership functions for input and output variables (leading to fuzziness) and the development of the rule base of fuzzy production; synthesis of fuzzy model of the dependence of the dynamic loads on the input parameters by means of Fuzzy Logic Toolbox of the application MatLab. The size of roughness of a microprofile of surface of a trunk (within 0-15 cm) was accepted as the 1st input membership function. The debarking speed (1-5 m/s) was accepted as the second input membership function. The outcome variable was the size of dynamic loads of the normal component of debarking power in the debarkers. The normal component changes from 600 to 3000 N. The proposed formulation of the problem of fuzzy modeling and implementation of appropriate software make effective use of information technologies in improving of debarking technologies. The use of fuzzy set theory for modeling impacts and loads in the debarkers allows to register the scattered experimental data more fully, generalize known results, involve expertise and provide new data for the design. The developed model of the fuzzy inference represents the generalized approximating function of debarking process parameters and of calculation of dynamic loads on debarker depending on height of microprofile roughnesses and debarking speed. Comparison of fuzzy inference results to experimental data for similar conditions shows sufficient adequacy of the model.

Russian. На основе нечеткого вывода получали функциональную зависимость динамических нагрузок нормальной составляющей силы окорки в зависимости от микропрофиля поверхности и скорости обработки лесоматериала. Выполняли содержательную постановку задачи нечеткого моделирования динамических нагрузок; практическую реализацию задачи нечеткого вывода, включающую в себя определение нечетких функций принадлежности для входных и выходных переменных (приведение к нечеткости) и разработку базы правил нечеткой продукции; синтез нечеткой модели зависимости динамических нагрузок от входных параметров средствами Fuzzy Logic Toolbox приложения MatLab. В качестве 1-ой входной функции принадлежности принимали величину неровности микропрофиля поверхности ствола (в пределах 0-15 см.). В качестве второй входной функции принадлежности принимали скорость окорки (1-5 м/с). Выходная переменная - величина динамических нагрузок нормальной составляющей силы окорки на короснимателе. Нормальная составляющая изменяется от 600 до 3000 Н. Предложенная постановка задачи нечеткого моделирования и реализация соответствующего программного обеспечения позволяют эффективно использовать информационные технологии в совершенствовании технологий окорки. Использование теории нечетких множеств в задачах моделирования воздействий и нагрузок в окорочных станках позволяет более полно учитывать разрозненные экспериментальные данные, обобщать известные результаты, вовлекать экспертные знания и получать новые данные для проектирования. Разработанная модель нечеткого вывода представляет собой обобщенную аппроксимирующую функцию параметров процесса окорки и расчета динамических нагрузок на коросниматель в зависимости от высоты неровностей микропрофиля и скорости окорки. Сопоставление результатов нечеткого вывода с экспериментальными данными для аналогичных условий показывает достаточную адекватность модели.