Имитационное моделирование системы управления смесителями комбикорма

А. М. Трамова, Н. В. Мокрова, В. С. Артемьев

---

Аннотация. 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.

Ключевые слова: смеситель комбикорма, электродвигатель, адаптивное управление, имитационная модель

Для цитирования. Трамова А. М., Мокрова Н. В., Артемьев В. С. Имитационное моделирование системы управления смесителями комбикорма // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2026. Т. 28. № 3. С. 107–121. DOI: 10.35330/1991-6639-2026-28-3-107-121

©  Трамова А. М., Мокрова Н. В., Артемьев В. С., 2026

Список литературы

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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.
5. 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.
6. 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
7. 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
8. 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
9. 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.
10. 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.
11. 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
12. 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
13. 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
14. 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
15. 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
16. 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
17. 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
18. 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
19. 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
20. 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
21. 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.
22. 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
23. 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
24. 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
25. Ляшенко В. С. Обзор и анализ смесителей сыпучих кормов // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2015. № 2(18). С. 56–60. EDN: TVRXMR
26. 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.
27. 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
28. 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
29. 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

Информация об авторах

Трамова Азиза Мухамадияевна, д-р экон. наук, профессор, профессор кафедры информатики, Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова;
115054, Россия, Москва, Стремянный переулок, 36;
TramovaAM@rea.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4089-6580, SPIN-код: 8583-3592
Мокрова Наталия Владиславовна, д-р техн. наук, доцент, Национальный исследовательский технологический университет МИСИС;
119049, Россия, Москва, Ленинский проспект, 4, стр. 1;
кафедра информатики, Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова;
115054, Россия, Москва, Стремянный переулок, 36;
nvmokrova@misis.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8444-2935, SPIN-код: 5157-9790
Артемьев Виктор Степанович, ст. преподаватель, Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова;
115054, Россия, Москва, Стремянный переулок, 36;
artemev.vs@rea.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0860-6328, SPIN-код: 8912-5825

Финансирование

Исследование проведено без спонсорской поддержки.