Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Systems Methods Technologies. G.D. Gasparyan et al. The dependence of the quality …2018 № 4 (40) p. 105-111 106 лов. В числе конструктивных параметров (рис. 1) длина концентратора и радиус скругления его концевой части в наибольшей степени влияют на качество окорки в зави- симости от их величины во всем диапазоне воздействия — от невыполнения окорки до полной очистки ствола без остатков коры. Таким образом, для проектирования ульт- развуковой колебательной системы необходимо знание зависимости качества окорки от сочетаний конструктив- ных параметров, что предполагает наличие определенной функциональной модели. Ультразвуковой концентратор для окорки лесоматериалов приведен на рис. 1. Получение такой зависимости является сложной за- дачей, для решения которой требуется большой объем статистических и экспериментальных данных. Иссле- дования процесса, проведенные на экспериментальной установке (рис. 2), позволили получить определенные результаты [1], однако для статистического анализа их недостаточно. R L а) б) в) г) Рис. 1. Ультразвуковой концентратор для окорки лесомате- риалов: а — общий вид; б — схема концевой части концен- тратора; в — схемы видов концевой части; г — наборы инст- рументов для ультразвуковой окорки Рис. 2. Экспериментальная установка для исследования ультра- звуковой окорки лесоматериалов: 1 — ультразвуковой генера- тор; 2 — осциллограф входного контура; 3 — частотомер; 4 — стеклянная ванна; 5 — обрабатываемый материал; 6 — ультра- звуковая колебательная система; 7 — мультиметр (термометр); 8 — осциллограф выходного контура Основной причиной этого является, кроме недоста- точности статистических данных, еще и неопределен- ность характеристик процесса. Например, для характе- ристики качества окорки часто используют оценки «низкое», «высокое», «недостаточное» и др. В настоя- щей работе используется более конкретный показатель. В отличие от коэффициента качества механической окорки, который находится как отношение площади древесины с корой ко всей площади ствола [2], в ульт- развуковой окорке предложен другой показатель каче- ства удаления коры от древесины [1], который учиты- вает специфику процесса облучения ультразвуком. Ультразвуковая окорка является сложным наукоем- ким направлением, требующим всестороннего иссле- дования процессов, наличия многих зависимостей, ко- торые на сегодня еще не получены, а это не позволяет обеспечивать дальнейшее развитие технологии ультра- звуковой окорки. Основные трудности, как было сказано, составляют условия неопределенности в задаче. Успешно решать задачи подобного типа позволяют аппарат теории не- четких множеств и его приложение — нечеткое моде- лирование [3–19], что и определило цель настоящей работы. Целью настоящих исследований было получение функциональной зависимости качества ультразвуковой окорки от конструктивных параметров излучателя на основе аппарата нечеткого моделирования. Разработка модели предусматривала решение сле- дующих задач. 1. Выполнение содержательной постановки задачи нечеткого моделирования качества ультразвуковой окорки. 2. Определение нечетких функций принадлежности для входных и выходных переменных задачи (приведе- ние к нечеткости). 3. Разработка базы правил нечеткой продукции. 4. Синтез нечеткой модели зависимости качества ультразвуковой окорки от входных параметров средст- вами приложения Matlab — Fuzzy Logic Toolbox. Выполнение содержательной постановки задачи моделирования ультразвуковой окорки. В методике [3; 4] содержательная постановка задачи используется для того, чтобы представить данные об основных па- раметрах процесса окорки в форме определенных эври- стических правил, моделирующих остаточное количе- ство коры на поверхности ствола. В этом случае вы- полняется описание процесса окорки в зависимости от сочетания основных влияющих параметров. В данном случае эта процедура выполняется одновременно с формированием базы основных правил системы нечет- кого вывода, а в содержательном описании задачи оп- ределены наиболее специфические особенности моде- лирования процесса. Рассмотрим в первую очередь конструктивные па- раметры — длину излучателя L и радиус его концевой части R . Предположим, что другие влияющие парамет- ры — время и мощность облучения, рабочая частота, свойства коры, зависящие от породы древесины, — за- креплены на одном уровне. Итак, наилучшее качество окорки может быть в оп-