1991-6639 2949-1940 Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН NEWS OF THE KABARDINO-BALKARIAN SCIENTIFIC CENTER OF RAS КБНЦ РАН 10.35330/1991-6639-2026-28-3-107-121 AFUXJX https://izvestiyakbncran.ru/index.php/28-3-8/ АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ AUTOMATION AND CONTROL OF TECHNOLOGICAL PROCESSES AND PRODUCTIONS Имитационное моделирование системы управления смесителями комбикорма Simulation modeling of a feed mixer control system Трамова Азиза Мухамадиевна Трамова Азиза Мухамадиевна Tramova Aziza M. TramovaAM@rea.ru 0000-0002-4089-6580 Мокрова Наталия Владиславовна Мокрова Наталия Владиславовна Mokrova Nataliya V. nvmokrova@misis.ru 0000-0002-8444-2935 Артемьев Виктор Степанович Артемьев Виктор Степанович Artemyev Viktor S. artemev.vs@rea.ru 0000-0002-0860-6328 Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова (Москва, Россия) Plekhanov Russian University of Economics (Moscow, Russia) Национальный исследовательский технологический университет МИСИС; Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова (Москва, Россия) National University of Science and Technology MISIS; Plekhanov Russian University of Economics (Moscow, Russia) 22 06 2026 2026 28 3 107 121 28 01 2026 11 06 2026 Трамова А. М., Мокрова Н. В., Артемьев В. С. 2026 Трамова А. М., Мокрова Н. В., Артемьев В. С. Tramova A.M., Mokrova N.V., Artemyev V.S. CC BY 4.0 https://izvestiyakbncran.ru/index.php/28-3-8/

Управление смесителем комбикорма как сложным электромеханическим объектом связано с необходимостью одновременного контроля скорости вращения мешалок, уровня загрузки, предотвращения перегрузок и обеспечения требуемой однородности смеси. Существенное влияние на режимы работы оказывают переменная нагрузка, обусловленная массой и физико-механическими свойствами материала, а также инерционность системы и особенности переходных процессов при пуске и останове. Система управления, способна учитывать изменение параметров объекта в реальном времени и корректировать управляющие воздействия. Цель исследования – разработка функциональной схемы автоматизированной системы управления электроприводом смесителя комбикорма и определение рациональных параметров регулирования электродвигателя. Методы. Использован подход имитационного моделирования на основе представления системы в пространстве состояний с выделением каналов управления, возмущений и измерений. Модель включает электромеханическую подсистему привода, формирование переменной нагрузки и алгоритм адаптивного управления с обратной связью по скорости и моменту. Результаты. Сформирована имитационная модель, позволяющая исследовать динамику фазных токов, электромагнитного момента и частоты вращения двигателя во времени. Установлена зависимость переходных процессов от параметров загрузки и настроек регулятора, определены условия устойчивой работы системы при изменяющихся режимах. Выводы. Имитационное моделирование позволяет прогнозировать поведение электропривода смесителя и обоснованно выбирать параметры управления. Применение модели обеспечивает повышение точности настройки системы и достижение требуемой однородности смеси в различных условиях эксплуатации.

Controlling a feed mixer as a complex electromechanical system requires simultaneous monitoring of mixing speed and loading level, as well as overload prevention and ensuring the required mixture uniformity. The operating modes are significantly influenced by variable loads, which depend on the material mass and physical-mechanical properties, system inertia, and transient processes during startup and shutdown. Changes in the object's parameters are taken into account in real time, and control actions are adjusted by the control system. Aim. The study aims to develop a functional diagram of an automated control system for a feed mixer electric drive and to determine optimal motor regulation parameters. Methods. The study employs simulation modeling based on a state-space representation of the system, defining control, disturbance, and measurement channels. This model integrates an electromechanical drive subsystem, a variable load generator, and an adaptive control algorithm with speed and torque feedback. Results. The study develops a simulation model that evaluates the time-dependent dynamics of phase currents, electromagnetic torque, and motor speed. Our findings establish how transient processes depend on load parameters and controller settings, defining the conditions for stable system operation under variable modes. Conclusions. Simulation modeling enables predicting the electric drive behavior of the feed mixer and justifies the selection of control parameters. Furthermore, the developed model improves tuning accuracy and ensures the target mixture homogeneity under various operating conditions.

 Ключевые слова смеситель комбикорма электродвигатель адаптивное управление имитационная модель Keywords feed mixer electric motor adaptive control simulation model Исследование проведено без спонсорской поддержки. The study was performed without external funding. Овечкина Л. Ю., Бузоверов С. Ю., Лобанов В. И. Повышение эффективности процесса смешивания комбикормов путем модернизации рабочего органа смесителя // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021. № 4-1(55). С. 75–78. DOI: 10.24412/2500-1000-2021-4-1-75-78 Мамедов Г. Б., Камран Т. Ф. Исследование производительности экспериментального кормосмесителя // Аграрная наука. 2021. № 2. С. 90–93. DOI: 10.32634/10.32634/0869-8155-2021-345-2-90-93 Савиных П. А., Алешкин А. В., Турубанов Н. В., Зырянов Д. А. Определение рациональных параметров смесителя теоретическими исследованиями взаимодействия винтовой поверхности шнека с материалом // Техника и технологии в животноводстве. 2021. № 1(41). С. 76–84. DOI: 10.51794/27132064-2021-1-76 Коновалов В. В., Боровиков И. А., Гусев С. В., Терюшков В. П. Результаты экспериментальных исследований смесителя комбикормов [Смеситель комбикормов с комбинированным рабочим органом периодического действия] // Вестник Московского государственного агроинженерного университета. 2006. Вып. 3. С. 78–79. Коновалов В. В., Гусев С. В., Терюшков В. П., Боровиков И. А. Обоснование параметров смесителя комбикормов периодического действия // Научные труды ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии. 2006. Т. 16. № 3. С. 47–52. Савиных П. А., Турубанов Н. В., Исупов А. Ю. Определение оптимальных технологических параметров горизонтального смесителя рассыпных комбикормов // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2024. Т. 25. № 2. С. 293–300. DOI: 10.30766/2072-9081.2024.25.2.293-300 Глобин А. Н., Глазков Д. Ю., Липкович И. Э. и др. Теоретические исследования процесса смешивания кормов центробежным смесителем // АгроЭкоИнфо. 2024. № 5(65). Art.id:20. DOI: 10.51419/202145504 Матюшев В. В., Бочкарев А. Н., Семенов А. В., Чаплыгина И. А. Исследование режимов работы центробежного смесителя сыпучих компонентов // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2021. № 4(44). С. 206–214. DOI: 10.48136/2222-0364_2021_4_206 Остриков А. Н., Сухарев А. И. Смешивание компонентов комбикормов в двухвальном лопастном смесителе // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2002. № 2-3. С. 53–55. Проценко А. М., Денисенко Е. А. Совершенствование рабочих органов в горизонтальных смесителях // Образование. Наука. Производство: сб. докл. XV Международного молодежного форума. Белгород: Белгородский ГТУ им. В. Г. Шухова, 2023. С. 104–109. Николаев В. Н., Зязев Е. В. Результаты исследований процесса смешивания сыпучих кормов в аэродинамическом смесителе // АПК России. 2022. Т. 29. № 3. С. 331–335. DOI: 10.55934/2587-8824-2022-29-3-331-335 Джингилбаев С. С., Силин В. А. Экспериментальное обоснование оптимальных значений угла наклона и частоты вращения шнеков горизонтально шнекового смесителя // Механика и технологии. 2022. № 2(76). С. 66–72. DOI: 10.55956/YKET2568 Савиных П. А., Турубанов Н. В., Мошонкин А. М. Определение оптимальных конструктивно-технологических параметров молотковой дробилки с решетами в торцевых поверхностях // Агроинженерия. 2023. Том. 25. № 5. С. 17–22. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-5-17-22 Ханин С. И., Воронов В. П., Кикин Н. О., Мордовская О. С. Определение времени подготовки смеси в горизонтальном лопастном смесителе с установленными цилиндрическими стержневыми элементами // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2022. № 17-2. С. 265–272. DOI: 10.26160/2658-3305-2022-17-265-272 Шенцова Е. С., Панин И. Г., Гречишников В. В., Панин А. И. Оценка погрешностей содержания питательных и биологически активных веществ в комбикормовой продукции // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. № 4(66). С. 109–115. EDN: VKDSTD Садов В. В., Сорокин С. А. Интенсификация процесса смешивания комбикормов в вертикальном шнековом смесителе // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2023. № 4(222). С. 86–92. DOI: 10.53083/1996-4277-2023-222-4-86-92 Кикин Н. О. Возможности повышения интенсификации процесса смешивания в смесителях с горизонтальным расположением валов // Машиностроение: инновационные аспекты развития: материалы международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2022. Т. 5. С. 13–17. DOI: 10.26160/2618-6810-2022-5 Рыбалкин Н. А., Лебедев А. Т., Павлюк Р. В. Совершенствование процесса смешивания кормов в лопастном смесителе // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2020. № 3(27). С. 78–84. EDN: TMTCMM Цвяк А. В., Фролов Д. В., Ганин Е. В. Оптимизация параметров процесса смешивания компонентов комбикормов в вертикальном измельчителе-смесителе // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 2(30). С. 64–65. EDN: NUUKRT Карташов С. Г., Клычев Е. М. Исследование импульсного ввода жидких добавок в смеситель // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 2(27). С. 294–299. EDN: YASXSP Lozhkina E.B., Vedishchev S.M., Lozhkin V.S. Classification of dry feed mixers // The World of Science without Borders: Proceedings of the 10th All-Russian Scientific and Practical Conference (with international participation) for young researchers, Tambov, April 21, 2023. Tambov: Izdatel'skiy tsentr FGBOU VO «Tambovskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet», 2023. Pp. 97–99. Шахов В. А., Белов А. Г., Соловьев С. А. и др. Построение математической модели процесса смешивания компонентов комбикормов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 4(78). С. 140–143. EDN: RBEKYP Бородулин Д. М., Комаров С. С. Определение сглаживающей способности барабанного смесителя непрерывного действия с регулируемыми лопастями // Техника и технология пищевых производств. 2013. № 4(31). С. 107–112. EDN: RNIEPR Солонщиков П. Н. Исследование непрерывного режима смешивания кормовых компонентов в смесительной установке // Тракторы и сельхозмашины. 2021. Т. 88. № 4. С. 71–76. DOI: 10.31992/0321-4443-2021-4-71-76 Ляшенко В. С. Обзор и анализ смесителей сыпучих кормов // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2015. № 2(18). С. 56–60. EDN: TVRXMR Кормановский Л. П., Тищенко М. А. Механико-технологические основы точных технологий приготовления и раздачи кормосмесей крупному рогатому скоту многофункциональными агрегатами. М.: Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства, 2002. 344 с. Лозовой Н. М., Радинская Л. И., Лозовая С. Ю. Экспериментальные исследования зависимости коэффициента неоднородности смеси от технологических параметров в смесителе с изменяющейся рабочей камерой // Техника и технология транспорта. 2019. № S(13). С. 33. EDN: WNDLRW Алексеев В. А., Григорьев А. О., Артемьев В. С. Модернизация электроприводов с реверсом поля для производственных механизмов АПК // Рациональное природопользование и социально-экономическое развитие сельских территорий как основа эффективного функционирования АПК региона: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 80-летию со дня рождения заслуженного работника сельского хозяйства Российской Федерации, почетного гражданина Чувашской Республики Айдака Аркадия Павловича, Чебоксары, 02 июня 2017 года. Чебоксары: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, 2017. С. 63–67. EDN: ZFQOOF Мокрова Н. В., Григорьев А. О., Артемьев В. С. Синтез финитного управления в агропромышленном комплексе в условиях импульсных нагрузок // Вестник Чувашского государственного аграрного университета. 2024. № 3(30). С. 189–197. DOI: 10.48612/vch/3t59-rm1b-2mte Ovechkina L.Yu., Buzoverov S.Yu., Lobanov V.I. Improving the efficiency of the feed mixing process by upgrading the mixer working body. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2021. Vol. 4-1(55). Pp. 75–78. DOI: 10.24412/2500-1000-2021-4-1-75-78. (In Russian) Mamedov G.B., Kamran T.F. Experimental feed mixer performance study. Agrarian Science. 2021. No. 2. Pp. 90–93. DOI: 10.32634/10.32634/0869-8155-2021-345-2-90-93. (In Russian) Savinykh P.A., Aleshkin A.V., Turubanov N.V., Zyryanov D.A. Determination of rational parameters of a mixer by theoretical studies of the interaction of the screw surface of a screw with the material. Machinery and Technologies in Livestock. 2021. No. 1(41). Pp. 76–84. DOI: 10.51794/27132064-2021-1-76. (In Russian) Konovalov V.V., Borovikov I.A., Gusev S.V., Teryushkov V.P. Results of experimental studies of a compound feed mixer [Compound feed mixer with a combined working element of periodic action]. Vestnik of the Moscow State Agroengineering University. 2006. Issue 3. Pp. 78–79. (In Russian) Konovalov V.V., Gusev S.V., Teryushkov V.P., Borovikov I.A. Justification of the parameters of a compound feed mixer of periodic action. Scientific Works of the All-Russian Research Institute of Animal Husbandry. 2006. Vol. 16. No. 3. Pp. 47–52. (In Russian) Savinykh P.A., Turubanov N.V., Isupov A.Yu. Determination of optimal technological parameters of a horizontal mixer of loose compound feed. Agricultural Science Euro-North-East. 2024. Vol. 25. No. 2. Pp. 293–300. DOI: 10.30766/2072-9081.2024.25.2.293-300. (In Russian) Globin A.N., Glazkov D.Yu., Lipkovich I.E. et al. Theoretical studies of the process of mixing feed with a centrifugal mixer. AgroEcoInfo. 2024. No. 5(65). Art.id:20. DOI: 10.51419/202145504. (In Russian) Matyushev V.V., Bochkarev A.N., Semenov A.V., Chaplygina I.A. Study of operating modes of a centrifugal mixer for bulk components. Bulletin of Omsk State Agrarian University. 2021. No. 4(44). Pp. 206–214. DOI: 10.48136/2222-0364_2021_4_206. (In Russian) Ostrikov A.N., Sukharev A.I. Mixing of compound feed components in a two-shaft paddle mixer. Izvestiya vuzov. Food Technology. 2002. No. 2-3. Pp. 53–55. (In Russian) Protsenko A.M., Denisenko E.A. Improvement of working bodies in horizontal mixers. Education. Science. Production: Collection of Reports of the XV International Youth Forum. Belgorod: Belgorod State Technical University named after V.G. Shukhov, 2023. Pp. 104–109. (In Russian) Nikolaev V.N., Zyazev E.V. Results of studies of the process of mixing bulk feed in an aerodynamic mixer. Agro-industrial Complex of Russia. 2022. Vol. 29. No. 3. Pp. 331–335. DOI: 10.55934/2587-8824-2022-29-3-331-335. (In Russian) Dzhingilbaev S.S., Silin V.A. Experimental substantiation of the optimal values of the inclination angle and rotation frequency of the screws of a horizontal screw mixer. Mechanics and Technology. 2022. No. 2(76). Pp. 66–72. DOI: 10.55956/YKET2568. (In Russian) Savinykh P.A., Turubanov N.V., Moshonkin A.M. Determination of the optimal design and technological parameters of a hammer crusher with sieves in the end surfaces. Agricultural Engineering. 2023. Vol. 25. No. 5. Pp. 17–22. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-5-17-22. (In Russian) Khanin S.I., Voronov V.P., Kikin N.O., Mordovskaya O.S. Determining the mixture preparation time in a horizontal paddle mixer with installed cylindrical rod elements. Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. 2022. No. 17-2. Pp. 265–272. DOI: 10.26160/2658-3305-2022-17-265-272. (In Russian) Shentsova E.S., Panin I.G., Grechishnikov V.V., Panin A.I. Evaluation of errors of nutrients and bioactive substances in animal feed production. Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2015. No. 4(66). Pp. 109–115. EDN: VKDSTD. (In Russian) Sadov V.V., Sorokin S.A. Intensification of compound feed mixing process in a vertical screw mixer. Vestnik of the Altai State Agrarian University. 2023. No. 4(222). Pp. 86–92. DOI: 10.53083/1996-4277-2023-222-4-86-92. (In Russian) Kikin N.O. Possibilities of increasing the intensification of the mixing process in mixers with horizontal shafts. Mechanical Engineering: Innovative Aspects of Development: Materials of The International Scientific and Practical Conf. St. Petersburg, 2022. Vol. 5. Pp. 13–17. DOI: 10.26160/2618-6810-2022-5. (In Russian) Rybalkin N.A., Lebedev A.T., Pavlyuk R.V. Improving the feed mixing process in a paddle mixer. Innovations in Agrоcultural Complex: Problems and Prospects. 2020. No. 3(27). Pp. 78–84. EDN: TMTCMM. (In Russian) Tsvyak A.V., Frolov D.V., Ganin E.V. Parameters optimization of the process of fodder components mixing in the vertical crusher-mixer. Bulletin of the Orenburg State Agrarian University. 2011. No. 2(30). Pp. 64–65. EDN: NUUKRT. (In Russian) Kartashov S.G., Klychev E.M. Investigation of pulsed liquid injection additives to the mixer. Innovations in Agriculture. 2018. No. 2(27). Pp. 294–299. EDN: YASXSP. (In Russian) Lozhkina E.B., Vedishchev S.M., Lozhkin V.S. Classification of dry feed mixers. The World of Science without Borders: Proceedings of the 10th All-Russian Scientific and Practical Conference (with International Participation) for Young Researchers, Tambov, April. Tambov: Izdatel'skiy tsentr FGBOU VO ‘Tambovskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet’, 2023. Pp. 97–99. Shakhov V.A., Belov A.G., Soloviev S.A. et al. Construction of mathematical model of the process of mixing compound feed components. Bulletin of the Orenburg State Agrarian University. 2019. No. 4(78). Pp. 140–143. EDN: RBEKYP. (In Russian) Borodulin D.M., Komarov S.S. Smoothing ability of a continuous action drum mixer with adjustable blades. Food Processing: Techniques and Technology. 2013. No. 4(31). Pp. 107–112. EDN: RNIEPR. (In Russian) Solonshchikov P.N. Study of the continuous mode of mixing feed components in a mixing unit. Tractors and Agricultural Machinery. 2021. Vol. 88. No. 4. Pp. 71–76. DOI: 10.31992/0321-4443-2021-4-71-76. (In Russian) Lyashenko V.S. Review and analysis of mixers bulk feed. Vestnik Omsk State Agrarian University. 2015. No. 2(18). Pp. 56–60. EDN: TVRXMR. (In Russian) Kormanovsky L.P., Tishchenko M.A. Mekhaniko-tekhnologicheskiye osnovy tochnykh tekhnologiy prigotovleniya i razdachi kormosmesey krupnomu rogatomu skotu mnogofunktsional'nymi agregatami [Mechanical and technological foundations of precision technologies for the preparation and distribution of feed mixtures to cattle by multifunctional units]. Moscow: Vserossiyskiy nauchno-issledovatel'skiy i proyektno-tekhnologicheskiy institut mekhanizatsii i elektrifikatsii sel'skogo khozyaystva, 2002. 344 p. (In Russian). Lozovoy N.M., Radinskaya L.I., Lozovaya S.Yu. Experimental studies of the dependence of the mixture heterogeneity coefficient on the process parameters in a mixer with a variable working chamber. Transport Engineering and Technology. 2019. No. S(13). P. 33. EDN: WNDLRW. (In Russian) Alekseev V.A., Grigoriev A.O., Artemyev V.S. Modernization of electric drives with field reversal for production mechanisms of the agro-industrial complex. Rational nature management and socio-economic development of rural areas as the basis for the effective functioning of the agro-industrial complex of the region: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation Dedicated to the 80th Anniversary of the Birth of Honored Worker of Agriculture of the RF, Honorary Citizen of the Chuvash Republic Arkady Pavlovich Aidak, Cheboksary, June 2, 2017. Cheboksary: Chuvashskaya gosudarstvennaya sel'skokhozyaystvennaya akademiya, 2017. Pp. 63–67. EDN: ZFQOOF. (In Russian) Mokrova N.V., Grigoriev A.O., Artemyev V.S. Synthesis of finite control in the agro-industrial complex under pulsed loads. Vestnik Chuvash State Agrarian University. 2024. No. 3(30). Pp. 189–197. DOI: 10.48612/vch/3t59-rm1b-2mte. (In Russian)