Автоматизированная система научных исследований режимов микродугового оксидирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Яценко Владимир Михайлович

• Яценко Владимир Михайлович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Яценко Владимир Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РЕЖИМОВ МДО

1.1. Анализ метода микродугового оксидирования как способа формирования покрытий с комплексными свойствами

1.2. Исследование подходов к синтезу технологических режимов обработки для получения покрытий с заданными свойствами

1.3. Анализ существующих подходов к созданию АСНИ режимов МДО

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ АСНИ И ПРОЦЕССА ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Построение структурной и функциональной моделей автоматизированной системы научных исследований режимов МДО

2.2. Моделирование процессов движения информации в АСНИ МДО

2.3. Разработка требований к математическому обеспечению исследований в АСНИ МДО с учетом анализа экспериментальных данных процесса МДО

2.4. Синтез структурных и технических решений программно-аппаратного комплекса АСНИ МДО

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ СИНТЕЗЕ РЕЖИМОВ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

3.1. Разработка алгоритмов проведения научных исследований в области поиска режимов МДО

3.2. Формализация требований к техническому обеспечению АСНИ

3.3. Синтез структуры и формализация требований к программному обеспечению АСНИ

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АСНИ МДО

4.1. Разработка технических средств установки для проведения научных исследований

4.2. Реализация программного обеспечения АСНИ

4.3. Проведение экспериментальных исследований с помощью АСНИ МДО и полученные результаты

1.4. Результаты и выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Охранные документы объектов интеллектуальной собственности

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Функциональные модели АСНИ МДО второго уровня членения (ГОЕБ0)

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Режимы МДО и их параметры

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Экспериментальные данные образцов

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Оценка коэффициентов линейной регрессии

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Технические характеристики АСНИ МДО(ТИТ)

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Фрагмент электрической принципиальной схемы ТИТ

ПРИЛОЖЕНИЕ З. Функциональная схема АСНИ МДО

ПРИЛОЖЕНИЕ И. Алгоритмы работы АСНИ МДО

ПРИЛОЖЕНИЕ К. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированная система научных исследований режимов микродугового оксидирования»

ВВЕДЕНИЕ

Процесс микродугового оксидирования (МДО) деталей из вентильных металлов (алюминий, титан, магний, тантал и др.) является сложным электрохимическим процессом, обеспечивающим формирование поверхностных оксидных слоев (покрытий) с улучшенными относительно исходного материала свойствами. В зависимости от режима обработки формируются покрытия, с различными свойствами, которые востребованы в различных отраслях: машиностроении, электронной промышленности, медицине, пищевой промышленности, коммунальном хозяйстве и др.

Задача получения новых покрытий с определенными свойствами на деталях, выполненных из различных металлов, а также стабильность получаемых свойств покрытий при серийном производстве является сложной технологической задачей. Решение такой задачи невозможно без современной научно-исследовательской экспериментальной базы, включающей экспериментальное оборудование, методы исследования и анализа. Задача синтеза режимов МДО требует специального технологического оборудования с гибкими возможностями управления режимами обработки, а также развитой системы сбора и обработки больших объемов данных. Автоматизация трудоемких процессов исследования связанных с получением и обработкой данных, с построением математических моделей и анализом их работы, с возможностями проверки работы моделей в процессе обработки способствуют повышению эффективности научных исследований.

В настоящее время совершенствование способа получения покрытий с заданными свойствами происходит за счет создания новых режимов МДО, развития технологического оборудования с управлением параметрами режимов обработки, совершенствовании моделей, связывающих режимы обработки со свойствами получаемых покрытий, расширения возможностей косвенного измерения параметров покрытий. Следовательно, важной задачей является совершенствование процесса исследования в области режимов МДО.

Значительный вклад в исследование режимов обработки и свойств получаемых покрытий внесли такие ученые как Бардин И. В., Виноградов, О. В.,

Голенкова А. А., Горчаков А. И., Дударева Н. Ю., Комарова Е. Г., Кривоносова Е. А., Людин В. Б., Малышев В. Н., Мамаева В. А., Марков Г. А., Михеев А. Е., Нечаев Г. Г., Погребняк А. Д., Пономарев И. С., Суминов И. В., Трушкина Т. В., Эпельфельд А. В. Вместе с тем универсального подхода к синтезу параметров режима обработки, который мог бы обеспечить получение покрытий с заданными свойствами для любого материала на сегодняшний день не предложено, что в свою очередь определяет необходимость проведения дальнейших исследований. Зависимость скорости и качества достижения цели при синтезе покрытий с заданными свойствами определяется такими факторами как возможностями используемого экспериментального оборудования, накопленным опытом исследователя, а также общим накопленным опытом на стыке обрабатываемых материалов и свойств покрытий.

Синтезом математических моделей, описывающих влияние параметров обработки на свойства покрытий и расчетами режимов обработки занимаются такие ученые как Гаврилов А. И., Гулаков К. В., Дворнов Е. В., Кравченко И. Н., Можаровский И. С., Печерская Е. А., Прошин И. А., Самойленко А. П., Сташкова О. В., Субботин С. А., Фаткуллин А. Р. и многие другие.

Разработкой экспериментальных технологических источников тока (ТИТ) для МДО с целью получения определенных покрытий, а также построением и исследованием различных моделей, связывающих режимы обработки с показателями качества покрытий, занимались такие ученые как Бардин И. В., Большенко А. В., Бориков В. Н., Голубков П. Е., Дворнов Е. В., Дорофеева Т. И. Дударева Н. Ю., Лазарев Д. М., Мамаев А. И., Нечаев Г. Г., Парфенов Е. В., Печерская Е. А., Пономарев И. С., Ракоч А. Г., Суминов И. В., Фаткуллин А. Р., Эпельфельд А. В., и другие. С другой стороны, многие вопросы, связанные с разработкой экспериментального оборудования и повышением эффективности процесса исследований в области поиска рациональных режимов МДО авторами, не были рассмотрены. Что определяет необходимость систематизации требований к структуре системы, функциям и комплексам технических, программных и математических средств системы, повышающей эффективность процесса

исследований режимов МДО. Совокупность данных средств и алгоритмов составляет автоматизированную систему научных исследований (АСНИ) [2].

Объектом исследования процесс проведения исследований при синтезе покрытий с помощью микродугового оксидирования вентильных металлов.

Предметом исследования являются методы, модели и технические средства управления при проведении научных исследований процесса микродугового оксидирования для получения покрытий с заданными свойствами.

Цель исследования - совершенствование процесса проведения научных исследований режимов микродугового оксидирований.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

1. Провести анализ технического и функционального обеспечения оборудования для проведения научных исследований в области режимов МДО и систем управления процессом исследований;

2. Разработать структурную модель системы АСНИ режимов МДО;

3. Исследовать и построить математические модели АСНИ, включая модели фильтрации и аппроксимации данных, определения параметров покрытия, определения режимов обработки, косвенных измерений параметров покрытия;

4. Разработать алгоритмы проведения научных исследований в области режимов МДО, а именно обработки данных, синтеза математических моделей, оценки работы моделей, поиска рационального режима обработки;

5. Разработать архитектуру программных и технических средств АСНИ;

6. Разработать и изготовить программно-аппаратный комплекс АСНИ МДО для проведения исследований в области режимов обработки и получения покрытий на алюминиевых и титановых сплавах.

Методы и средства исследования. При решении поставленных задач использовались методы системного анализа, теории автоматического управления, численного моделирования, математической статистики, синтеза нейронных сетей, регрессионного и факторного анализа и ИТ-технологий. Численные расчеты теоретических зависимостей проведены с помощью пакета математических

программ MatLAB. Использовалось измерительное лабораторное оборудование, лабораторное оборудование для проведения процесса МДО.

Научную новизну работы составляют:

1. Структурная модель системы АСНИ, отличающаяся от существующих возможностью адаптации к изменяющимся наборам параметров покрытий и режимам обработки и возможностью формирования требований к промышленной реализации полученных результатов.

2. Функциональные, математические, информационные модели системы и соответствующие алгоритмы, в отличие от существующих схем исследований обеспечивающие автоматизацию основных функций исследований.

3. Алгоритм проведения процесса исследований при синтезе покрытий, автоматизирующий необходимые этапы исследований и отличающийся возможностью адаптации к различным режимам МДО, перечню исследуемых параметров и свойств покрытий за счет реализации всех этапов.

Теоретическая значимость исследования обусловлена развитием методов синтеза рациональных режимов обработки при микродуговом оксидировании, развитием критериев оценки математических моделей в алгоритме синтеза математических моделей прогнозирования свойств покрытий, развитием метода косвенных измерений параметров покрытий в процессе обработки.

Практическая значимость работы заключается в создании программно-аппаратного комплекса для проведения исследований режимов обработки при получении покрытий методом микродугового оксидирования на вентильных металлов; в разработке масштабируемой системы управления технологическим источником тока для обеспечения последующего трансфера технологий, а также в программной реализации разработанного алгоритма проведения научных исследований в области режимов МДО.

Результаты внедрения. Полученные модели и алгоритмы используются при производстве оборудования для МДО, а также при проведении научных исследований в области получения покрытий и разработки режимов обработки предприятиями и образовательными организациями, а именно:

- в Центре коллективного пользования «Технологии и Материалы НИУ «БелГУ» федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ») при разработке режимов и покрытий для различных металлов и сплавов;

- в ООО «Электронные системы БелГУ» разработанные технические и программные решения, а также алгоритмы управления используются при производстве научно-исследовательского оборудования для разработки новых покрытий и промышленного оборудования для получения покрытий методом МДО;

- в ПАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева» программно-аппаратный комплекс, построенный с использованием трансфера технологий на базе компонентов АСНИ, используется при получении функциональных покрытий на титановых сплавах с заданным качеством;

- в НИУ «БелГУ» приняты к внедрению результаты диссертационного исследования в части построения систем научных исследований и теоретико-множественного описания систем при организации учебного процесса и научно -исследовательской деятельности студентов.

Положения, выносимые на защиту:

- структурная модель АСНИ;

- функциональные, информационные, математические модели АСНИ и реализующие их алгоритмы;

- алгоритмы организации проведения научных исследований в области режимов МДО;

- результаты проведенных натурных экспериментов;

- аппаратная реализация компонентов технических средств АСНИ: силового регулятора, модульного котроллера ТИТ, блока цифровых высоковольтных измерений, многоуровневой системы защит и блокировок;

- программно-аппаратная реализация опытного образца АСНИ.

Достоверность научных положений и полученных результатов

обусловлена корректностью применения математического аппарата и методологией исследования, основанной на использовании современных методов; подтверждается результатами экспериментальных исследований, которые показывают отсутствие противоречий с результатами моделирования; согласованность. основных теоретических решений с их практической реализацией подтверждается положительными результатами использования программно-аппаратных комплексов, включающих результаты исследования; отсутствием противоречий; публикациями автора в рецензируемых изданиях.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования обсуждались на следующих научно-технических, научно-практических конференциях:

- Национальной конференции «Машины, агрегаты и процессы в строительной индустрии», г. Белгород, БГТУ им. В. Г. Шухова, 10 июня 2021 года, «Синтез параметров режима обработки в процессе микродугового оксидирования»;

- Международной молодежной научно-практической конференции «Информационные технологии и инжиниринг», г. Белгород, 25 апреля 2024 года, «Выбор метода аппроксимации экспериментальных данных для описания роста покрытия в процессе микродугового оксидирования»;

- XX Международной научно-практической конференции «Математические методы и информационно технические средства», г. Краснодар, 6 июня 2024 г., «Алгоритм определения параметров покрытий на основании требований к свойствам покрытий для процесса микродугового оксидирования».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 5 статей в изданиях из перечня ВАК (два из которых имеют квартиль К1/К2), 2 статьи в изданиях, включенных в международные базы данных Scopus; получено 2 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ и патент на полезную модель.

Связь с научными и инновационными программами. Результаты диссертационного исследования использовались при выполнении следующих проектов:

1. Проект по приоритетным направлениям социально-экономического развития Белгородской области «Разработка алгоритмов и программных средств поддержки принятия решений при определении технологических режимов и параметров процесса микродугового оксидирования», договор № 37-гр от 19.10.2016 г.;

2. Государственный контракт № 02.G25.31.0103 от 01.07.2013 г. «Разработка технологии создания пористых биоактивных наноструктурных покрытий на поверхности элементов эндопротезов тазобедренного и коленного суставов из титановых сплавов, обладающих контролируемым поровым пространством, заданными параметрами рельефа и биохимической активностью». Договор № 298 от 22.02.2013 г.

Разработка АСНИ МДО «Технологическая установка микродугового оксидирования») была отмечена на XX Московском международном салоне изобретений и инновационных технологий в 2017 году серебряной медалью.

Область исследования. Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами по следующим областям:

п.4. Теоретические основы и методы моделирования, формализованного описания, оптимального проектирования и управления технологическими процессами и производствами;

п.12. Методы создания специального математического и программного обеспечения, пакетов прикладных программ и типовых модулей функциональных и обеспечивающих подсистем АСУТП, АСУП, АСТПП и др., включая управление исполнительными механизмами в реальном времени;

п.18. Разработка автоматизированных систем научных исследований.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений. Работа изложена на 214 страницах машинописного текста, включающего 76 рисунков, 16 таблиц, список литературы из 129 наименований, 10 приложений.

Работа выполнена на кафедре прикладной информатики и информационных технологий НИУ «БелГУ». Все разделы диссертационной работы написаны лично автором. Все изложенные в диссертационной работе результаты исследований получены соискателем лично, либо при его непосредственном участии.

Содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, ее научная новизна и практическая значимость, раскрывается степень разработанности подходов к синтезу режимов обработки способом МДО и созданию экспериментальных научных установок для МДО.

В 1 главе рассмотрен процесс микродугового оксидирования как способ формирования покрытий с комплексными свойствами. Рассмотрены факторы, влияющие на качество формируемых покрытий и особенности режимов обработки. Проведен анализ существующих подходов к синтезу режимов обработки и синтезу покрытий с заданными свойствами, выделены их общие черты с точки зрения процесса исследования. Процесс получения покрытий рассматривается как объект управления в системе управления процессом исследования. Определены основные функциональные задачи АСНИ влияющие на эффективность процесса исследования. Сформулирована цель исследования и определены задачи исследования.

Во 2 главе определены внешние связи системы и разработана системная модель системы как совокупность статического и динамического описания. Выполнен синтез структурной схемы системы АСНИ. В результате анализа внешних и внутренних связей компонентов АСНИ определены элементы функционального обеспечения и разработаны функциональные схемы. Разработано информационное обеспечение системы в виде теоретико-множественного описания режимов обработки, параметров покрытий, свойств

покрытий и задач исследования. В соответствии с общими этапами процессов исследований в области режимов МДО определен состав и задачи математического обеспечения АСНИ. Сформулированы требования к структуре и составу программно-аппаратного комплекса АСНИ.

В 3 главе выполнена разработка алгоритмов проведения научных исследований при синтезе режимов МДО. Разработан алгоритм поиска рационального режима обработки на основании заданных параметров покрытия. Исследована возможность повышения качества получаемых покрытий за счет использования алгоритма косвенных измерений, базирующегося на разработанной модели, учитывающей электрические параметры режима обработки. Выполнена формализация требований к техническому и программному обеспечению компонент АСНИ.

В 4 главе на основании результатов синтеза структурных и технических решений разработаны технические средства установки для проведения научных исследований в области режимов МДО и необходимое программное обеспечение для контроллера управления технологическим источником тока и ПК. Приведен пример реализации программно-аппаратного комплекса в составе: контроллера ТИТ, силового регулятора, системы автоматизации ТИТ, системы аварийных защит, ПК, электромеханического узла и электролитической ванны. Также приведены основные технические параметры АСНИ режимов МДО и примеры разработанных экранных форм программного обеспечения. Выполнены экспериментальные исследования с применением АСНИ для разработки режимов МДО для титановых и алюминиевых сплавов. Приведен пример реализации принципа трансфера технологий, заложенного на этапе создания АСНИ с последующей реализацией разработанных режимов обработки в промышленной установке МДО.

В заключении приведены основные выводы и результаты исследования, даны рекомендации по практическому использованию результатов исследования и определены возможные направления дальнейших исследований.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РЕЖИМОВ МДО

1.1. Анализ метода микродугового оксидирования как способа формирования

покрытий с комплексными свойствами

Микродуговое оксидирование (МДО) - это процесс получения анодных неорганических покрытий на поверхности электропроводящего материла, находящегося в электролите в качестве рабочего электрода, в высоковольтном режиме, обеспечивающем функционирование высокоэнергетических микроразрядов, физически воздействующих на формируемое покрытие и поверхностный слой материала. Процесс проводится в электролитической ванне с помощью технологического источника тока (ТИТ), который обеспечивает необходимые электрические режимы обработки. Примеры свойств формируемых покрытий для некоторых металлов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Характерные параметры и свойства МДО-покрытий

Параметр Алюминиевые Титановые Магниевые

сплавы сплавы сплавы

Толщина, мкм до 350 до 300 до 80

Микротвердость, ГПа до 25 до 15 до 6

Пробойное напряжение, В до 1800 до 1200 до 1400

Теплостойкость выдерживает тепловой удар до 2500°С выдерживает тепловой удар до 2500°С выдерживает тепловой удар до 2500°С

Коррозионная стойкость 1-2-й балл (весьма стойкие) 2-3-й балл (стойкие) 2-3-й балл (стойкие)

Износостойкость на уровне твердых сплавов на уровне твердых сплавов повышается в десятки раз

Пористость (объемная) от 2 до 50% от 0 до 40% от 3 до 52%

МДО является сложным физико-химическим процессом, при котором решающее влияние на формирование оксидного слоя и его свойства оказывают следующие факторы:

- состав материала, из которого выполнена обрабатываемая деталь,

- состав и концентрация компонент электролита и взвесей,

- температура и давление электролита,

- электрические режимы обработки (в числе которых напряжение, плотность тока, соотношение катодной и анодной составляющих тока, жесткость режима, частота следования и форма импульсов тока и т.д.) и их последовательность,

- временные параметры процесса обработки (длительность процесса, наличие пауз в процессе обработки).

Физические и химические свойства покрытий, полученных способом МДО, зависят от плазмохимического, термического и гидродинамического воздействия на него микроразрядов (примеры покрытий представлены на рисунке 1.1). На сегодняшний день технология нанесения МДО покрытий не утратила своей актуальности как за счет свойств получаемых покрытий, так и за счет преимуществ самой технологии - экологичности используемых электролитов и отсутствии выделения вредных газов, возможности покрытия деталей сложной формы [17].

Рисунок 1.1 - Пример титановых имплантов с МДО-покрытием

Процесс МДО состоит из 4-х основных стадий (Рисунок 1.2) [85][87]: 1) Электролитическое окисление (Ак) поверхности вентильного металла. Это происходит до определенной толщины пленки и сопровождается ростом анодного напряжения (напряжение ниже ииск);

Г %

2) Искровой режим (ИР), при котором начинают появляться мелкие разряды с коротким временем жизни (напряжение выше ииск);

3) Микродуговой режим (МДР) в котором происходит плавное перемещение более крупных и хорошо наблюдаемых визуально разрядов (Имдр). На данной стадии происходит собственно формирование основной части покрытия и определяются его свойства;

4) Дуговой разряд (ДР), в который переходит микродуговой разряд после формирования определенной толщины покрытия (напряжение выше Идр). Характеризуется практически неперемещающемися разрядами высокой мощности и разрушением покрытия.

X

Рисунок 1.2 - Стадии процесса формирования покрытий методом МДО

Каждая из стадий процесса характеризуется диапазоном напряжений, или уровнем действующего напряжения катодной части вольт-амперной характеристики (ВАХ). Микродуговые разряды возникают на поверхности металла основы под действием импульсов тока формируемым ТИТ. Последовательность импульсов тока, пропускаемого через систему «корпус электролитической ванны -электролит - покрытие (оксидная пленка) - материал основы», - называется электрическим режимом обработки, который характеризуется следующими параметрами:

- анодными уровнями напряжения и тока (принято считать импульс анодным

при протекании тока от ванны к детали, а деталь считать анодом),

- катодными уровнями напряжения и тока (принято считать импульс катодным при протекании тока от детали к корпусу ванны, а корпус ванны считать катодом),

- формой импульсов напряжения и тока,

- последовательностью следования импульсов тока,

- частотой следования импульсов тока,

- длительностью и последовательностью режимов обработки.

Кроме электрического режима обработки на свойства покрытий влияет электролит, в который погружается деталь, а именно состав электролита, концентрации компонент электролита, наличие взвесей, давление в электролитной ванне, температура электролита, наличие и сила магнитного поля и др. Совокупность электрического режима обработки и перечисленных факторов называется режимом обработки. В качестве электролитов используются различные по концентрации и компонентному составу растворы солей, кислот и щелочей. Выбор электролита в основном определяется типом материала, из которого выполнена обрабатываемая деталь и желаемых целевых свойств формируемого покрытия. Выбор осуществляется на основе накопленного опыта и требований к составу покрытия.

Кроме режима обработки свойства покрытий также зависят от ряда факторов, которые имеют дрейф при обработке (например, свойства электролита за счет выработки его компонент) или являются особенностями обрабатываемого материала (к ним, например, относятся степень окисления поверхности). В совокупности с режимом обработки эти факторы влияют на каждый параметр получаемых покрытий. При этом в настоящее время нет способа для любых заданных свойств покрытия рассчитать параметры режима и требования, к регулятору которые бы обеспечили их получение на любом технологическом оборудовании.

В настоящее время разработано несколько теорий и аналитических моделей[37][59][61][74][87], описывающих процессы, протекающие на границе

электролит-покрытие-основа, а также в порах покрытия в результате парогазовых процессов и высокотемпературной плазмы с точки зрения электрохимических, физических и химических процессов. Данные теоретические знания помогают понять процессы в результате которых формируется покрытие, но не дают ответ на вопрос какой режим необходимо установить и как выполнить его коррекцию для получения определенного комплекса свойств.

С другой стороны, результаты публикуемых практических исследований, проводимых в России и за рубежом, а также большое число примеров использования деталей с МДО покрытием в различных отраслях промышленности (от аэрокосмической до товаров бытового назначения) позволяют утверждать, что покрытия находят все большее широкое применение, а значит важными являются вопросы, связанные с их получением. Расширение областей применения МДО технологии происходит за счет тех свойств, которые приобретает обрабатываемая деталь под действием микроразрядов: геометрических, прочностных, износостойких, маслоудерживающих, трибологических, термозащитных, коррозионных, структурных, электрических, оптических и др. Таким образом задача поиска рациональных режимов обработки для получения покрытий с новыми свойствами для различных материалов не потеряла своей актуальности на сегодняшний день.

Вместе с тем в области развития способа МДО наблюдаются следующие тенденции:

- смещение исследований в область изучения влияния сложных форм тока и напряжения в электрических импульсах обработки,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Яценко Владимир Михайлович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010. Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2011. - 105 с. : ил.

2. ГОСТ 34:601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1992.-6 с.

3. Агеев, В. Н. О применении искусственной нейронной сети для решения задачи аппроксимации нелинейных зависимостей // Научный вестник МГТУ ГА. 2018. №2.

4. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 280 с.

5. Асадуллаев, Р. Г. Информационное обеспечение процесса формирования покрытий методом микродугового оксидирования [Текст]. / Р. Г. Асадуллаев, В. В. Ломакин, В. М. Яценко, М. В. Лифиренко, Т. А. Резниченко // Информационные системы и технологии. - 2017. - №1. с. 36-43.

6. Бадаев Р. А. Автоматизированная установка микродугового оксидирования / Р. А. Бадаев, О. В. Карпанин, С. Р. Таишев // Материалы и технологии XXI века: сборник статей XIV Международной научно-технической конференции, Пенза, 28-29 марта 2016 года. - Пенза: Автономная некоммерческая научно-образовательная организация «Приволжский Дом знаний», 2016. - С. 136140.

7. Бао, Ф. Исследование влияния режимов микродугового оксидирования на морфологию и параметры оксидного покрытия, наносимого на алюминиевый сплав Д16АТ / Ф. Бао, О.В. Башков, Д. Чжан, Л. Люй, Т.И. Башкова // Frontier Materials & Technologies. - 2023. - № 1. с. 7-21.

8. Баранов, П. Ф. Компьютерная система автоматизированного исследования электролита при микроплазменном оксидировании [Электронный

ресурс] / П. Ф. Баранов; науч. рук. В. Н. Бориков // Современные техника и технологии сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 12-16 апреля 2010 г: в 3 т.: / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ) . — 2010 . — Т. 1 . — [С. 163-165] .

9. Баранова, Т. А. Закономерности синтеза функциональных наноструктурных композиционных металлооксидных слоистых материалов в микроплазменном режиме: дис. ... канд. хим. наук.- Томск, - 2016. - 130 с.:ил.

10. Бардин, И. В. Электрические режимы микродугового оксидирования алюминиевого и магниевого сплавов в щелочных электролитах: дис. ... канд. хим. наук. -М., - 2009.- 179 с.: ил.

11. Бессекерский, В. А. Теория систем автоматического управления [Текст] / В. А. Бессекерский, Е. П. Попов // Изд. 4-е, перераб. и доп. -СПб, Изд-во «Профессия», 2013. - 752 с.

12. Большенко, А. В. Импульсные регуляторы тока для микроплазменного оксидирования: Дис. ... к.т.н. Новочеркасск, - 2013. - 202 с.

13. Большенко, А. В. Разработка источника питания для установки микродугового оксидирования // Ползуновский альманах. - 2010. - Вып. 3.

14. Бориков, В. Н. Методы и средства измерений электрических параметров процесса формирования покрытий при импульсном энергетическом воздействии в растворах. Дис. ... к.т.н. Томск, - 2011. - 302 с.: ил.

15. Бориков, В. Н. Концепция системы контроля и управления технологическим процессом формирования микроплазменных покрытий / В. Н. Бориков, П. Ф. Баранов // Известия ТПУ. 2011. №5.

16. Битюков, В. К. Структурная идентификация системной модели при проектировании АСНИ свойств полимеров в растворе / В. К. Битюков, С. Г. Тихомиров, И. А. Хаустов, А. Г. Ашков // Вестник ВГТУ. 2011. №5.

17. Василюк, К. В. Совершенствование технологии деталей поршневой группы ДВС // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. №13. URL:

Ь11рв://суЬег1еп1пка.ги/аг11с1е/п/80Уег8Ьеп81уоуап1е-1еЬпо1о§11-ёе1а1еу-рог8Ьпеуоу-gruppy-dvs (дата обращения: 20.05.2024).

18. Ветров Д. П. Эффективный метод отбора признаков в линейной регрессии с помощью обобщения информационного критерия Акаике / Д. П. Ветров, Д. А. Кропотов, Н. О. Пташко, // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 2009, т. 49, № 11, 2066-2080.

19. Виноградов, А. В. Разработка и исследование источника тока для микродугового оксидирования деталей приборов и оценка его технологических возможностей: Дис. ... к.т.н. М. 2013. 194 с.

20. Гаврилов, А. И. Определение оптимальных параметров нейронной сети при построении математических моделей технологических процессов [Текст] / А. И. Гаврилов, П. В. Евдокимов // «Вестник ИГЭУ», 2007. -№4.

21. Гаврилова Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. — СПб: Питер, 2000. — 384 с.

22. Габралла, М. Э. Влияние электрического режима на свойства микродуговых покрытий, формируемых на сплаве Д16 [Текст]: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. -М., 2007. -24 с.

23. Галкин, В. А. Некоторые аспекты аппроксимации и интерполяции функций искусственными нейронными сетями / В. А. Галкин, Т. В. Гавриленко, , А. Д. Смородинов, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2022, том 38, номер 1, 5473.

24. Герасимов, В. А. Источник питания для микродугового оксидирования / В. А. Герасимов, П. С. Руднев // Вологдинские чтения. 2008. № 69.

25. Голубков, П. Е. Автоматизированный лабораторный стенд для получения и исследования МДО-покрытий / П. Е. Голубков, О. В. Карпанин // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2015. - № 4(16).

26. Голубков П. Е. Исследование влияния частоты измерительного сигнала на погрешность косвенного измерения свойств покрытий / Голубков П. Е.,

Е. А. Печерская, Г. В. Козлов, В. С. Александров, О. А. Мельников, Т. О. Зинченко // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2022. №1.

27. Горбатков, М. В., Парфенов Е. В., Жернаков С. В., Невьянцева Р. Р. Функциональная модель процесса электролитно-плазменной обработки как объекта управления // Вестник УГАТУ = Уев1шк ЦОАТи. 2014. №3.

28. Горюнов, А. И. Метод структурного и параметрического синтеза и анализа энергоустановок / А. И. Горюнов, Р. Р. Ямалиев, Д. А. Ахмедзянов // Молодой ученый. - 2011. - № 2, Т. 1. - С. 16-19.

29. Горчаков, А. И. Формирование покрытий увеличенной толщины на сплавах алюминия при микродуговом оксидировании [Текст] / А. И. Горчаков, Ю. В. Щербаков, Н. М. Бородин // Технология металлов. - 2006. - №1. - С. 39-41.

30. Гринченков, В. П. Технологический источник тока для процесса микроплазменного оксидирования [Текст] / В. П. Гринченков, А. В. Большенко // Изв. Вузов. Сев. - Кавк. Регион. Техни. Науки. - 2011. - №4. -С. 65-68.

31. Гулаков, К. В. Выбор архитектуры нейронной сети для решения задач аппроксимации и регрессионного анализа экспериментальных данных [Текст] / К. В. Гулаков // Вестник Брянского государственного университета. - 2013. - № 2(38). - С. 95-105.

32. Гулаков, К. В. Моделирование многомерных объектов на основе когнитивных карт с нейросетевой идентификацией параметров [Текст]: дис. ... кандидата технических наук (05.13.18) / К. В. Гулаков; ФГБОУ ВПО «Брянский государтсвенный технический университет». - Брянск. 2013. - 159 с.

33. Дворнов, Е. В. Моделирование технологии восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники из алюминиевых сплавов на примере МДО: дис. ... канд. тех. наук. - Казань, 2003 год. -176 с.

34. Дубровский, Ю. В. Построение эффективных систем поддержки принятия решений для задач поиска допустимых технологических режимов: дис. ... канд. техн. наук. - М., 2002. - С. 146.

35. Дударева, Н. Ю. Влияние режимов микродугового оксидирования на механические свойства образцов из алюминиевого сплава [Текст] / Н. Ю. Дударева [и др.] // Вестник ПНИПУ. Механика. - 2014. - №4. -С. 102-116.

36. Дударева, Н. Ю. Влияние режимов микродугового оксидирования на свойства формируемой поверхности [Текст]/ Н. Ю. Дударева // Вестник УГАТУ. -2013. -Т.17, выпуск 3.-С. 217-222.

37. Ерохин, А. Л. Модель формирования оксидных покрытий при плазменно-электролитическом оксидировании алюминия в растворах силикатов [Текст] / А. Л. Ерохин, В. В. Любимов, Р. В. Ашитков [Текст] // Физика и химия обработки материалов. - 1996. - № 5. - С. 39-44.

38. Жаринов, П. М. Эффективные микроразряды и новые способы нанесения покрытий на изделия из алюминиевых сплавов: Автореф. дис. канд. хим. наук. - Москва, 2009. - 24с.

39. Калинин, А. Г. Обработка данных методами математической статистики[Текст]: монография / А. Г. Калинин. - Чита : ЗИП СибУПК, 2015. -106 с. ISBN 978-5-89807-182-0.

40. Карпанин, О. В. Автоматизированная установка для микродугового оксидирования / О. В. Карпанин, А. В. Сафонов, С. Ю. Ометова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 9 (89). — С. 247-251.

41. Кравченко, И. Н. Разработка технологии нанесения плазменных покрытий многофункционального назначения [Текст] / И. Н. Кравченко [и др.] // Вестник ФГОУ ВО МГАУ. - 2017. №6 (82). -С. 63-71.

42. Криштал, М. М. Повышение износостойкости деталей алюминиево-кремниевых сплавов методом МДО для работы в экстремальных условиях [Текст] / М. М. Криштал [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. - Т. 13, № 4-3. - С. 765-768.

43. Комарова, Е. Г. Закономерности формирования структуры и свойств микродуговых покрытий на основе замещенных гидроксиапатитов на сплавах титана и ниобия: дис. ... канд. тех. наук / Е. Г. Комарова - Томск: ФГБУ "Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН, 2017. - 180 с.

44. Круглов, И. А. Нейросетевая обработка данных для плохо обусловленных задач идентификации моделей объектов [Текст]: дис. ... кандидата технических наук (05.13.01) / И. А. Круглов; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». - М. 2013. - 142 с.

45. Круглов, В. И. Методология научных исследований в авиа- и ракетостроении: учеб. Пособие / В. И. Круглов, В. И. Ершов, А. С. Чумадин, В. В. Курицына. -М.: Логос, 2011. - 432 с.: ил.

46. Кузьмина, Е. А. Виды системных моделей и их использование при решении задач компьютерного моделирования / Кузьмина, Е. А., Кабальнов, Ю. С. // Вестник МГПУ. Серия: Информатика и информатизация образования. 2007. №10.

47. Кузнецов, Л. А. Нейросетевые модели для описания сложных технологических процессов [Текст] / Л. А. Кузнецов, П. А. Домашнев// Проблемы управления. - 2004. - №1. -С. 20-27.

48. Лазарев, Д. М. Математическое моделирование процессов в источнике питания для электролитно-плазменной обработки [Текст] / Д. М. Лазарев [и др.] // Вестник УГАТУ: научн. журн. Уфимск. гос. авиац. техн. ун.-та. - 2008. - Т. 10, № 2 (27). - С. 131-141.

49. Ломакин, В. В. Синтез параметров режима обработки в процессе микродугового оксидирования / В. В. Ломакин, В. М. Яценко // Машины, агрегаты и процессы в строительной индустрии: Сборник докладов национальной конференции, Белгород, 10 июня 2021 года / под ред. В.С. Богданова. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2021. - С. 71-79. - БЭК КА1АНВ.

50. Ломакин, В. В. Реализация поддержки принятия решений в управлении процессом микродугового оксидирования на базе искусственных нейронных сетей / В. В. Ломакин, Т. В. Зайцева, Н. П. Путивцева [и др.] // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Экономика. Информатика. - 2016. - № 23(244). - С. 124-133.

51. Ломакин, В. В. Базы данных и базы знаний : Учебное пособие : Электронный ресурс / В.В. Ломакин ; БелГУ. - Белгород : Изд-во БелГУ, 2010. - 216 с.

52. Людин, В. Б. Универсальный технологический источник тока для микродугового оксидирования [Текст] // НМТ-2008. Материалы Всероссийской научно-техн. конф. Т. 2. -М.: ИЦ МАТИ, 2008, - С. 141-143.

53. Людин, В. Б. Стабильность свойств защитных покрытий, формируемых методом микродугового оксидирования при групповой обработке деталей / В. Б. Людин, А. В. Эпельфельд, Б. Л. Крит, И. Д. Федичкин, В. В. Мелихов, Д. Б. Чудинов // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2018. N0. 1. С. 44-50. Э01: dx.doi.org/10.17073/1997-308X-2018-1-44-50.

54. Малышев, В. Н. Оптимизация технологии микродугового оксидирования на основе системного подхода [Текст] / В. Н. Малышев, А. Г. Колмаков, Е. Е. Баранов // Перспективные материалы. - 2003. - № 2. - С. 5-16.

55. Мамаев, А. И. Информационно-измерительный комплекс для определения параметров микроплазменных процессов в растворах / А. И. Мамаев [и др.] // Защита металлов. - 1996.- Том 32, №2, -С.203-207.

56. Мамаев, А. И. Компьютерная система измерения электрических параметров микроплазменных процессов в растворах / А. И. Мамаев, В. Н. Бориков, В. А. Мамаева // Защита металлов, 2005, т.41, №3, с.278-283.

57. Мамаев, А. И. Вольтамперные характеристики процесса нанесения оксидных и керамических покрытий в импульсном микроплазменном режиме на сплавы алюминия, титана и магния [Текст] / А. И. Мамаев [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 5. - С. 38-43.

58. Милевский А. С. Эконометрика. Продвинутый уровень - М.: МИИТ, 2017. - 207 с.

59. Михеев А. Е. Разработка функциональной схемы влияния основных факторов процесса микродугового оксидирования на свойства покрытий / А. Е. Михеев, Т. В. Трушкина, А. В. Гирн, Д. В. Раводина // Сибирский журнал науки и технологий, 2015, N2.

60. Молодцов, Д. А. Сравнение и продолжение многозначных зависимостей // Нечеткие системы и мягкие вычисления 2016. Т. 11, № 2. С. 115145.

61. Нечаев, Г. Г. Модель микроразрядов в процессе микродугового оксидирования // Вестник СГТУ. 2013. №1.

62. Павленко, А. В. Источник питания для устройств микродугового оксидирования / А. В. Павленко, А. В. Большенко, В. С. Пузин, И. В. Васюков // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2011, №1.

63. Павлов, П. Г. Предварительная обработка экспериментальных данных в статистическом проектировании изделий микроэлектроники / П. Г. Павлов, Чан Туан Чунг, А. И. Костров, В. В. Нелаев, В. Р. Стемпицкий // Доклады БГУИР. 2013. №2 (72).

64. Печерская, Е. А. Интеллектуальная система управляемого синтеза оксидных покрытий / Е. А. Печерская, В. Е. Голубков, О. В. Карпанин, Г. В. Козлов, А. В. Печерский. // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2019. №2 (28).

65. Печерская Е. А. Анализ причин, влияющих на показатели качества покрытий, полученных методом микродугового оксидирования / Е. А. Печерская, П. Е. Голубков, О. А. Мельников, А. В. Печерский, А. А. Максов, А. А. Анисимова // Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. 2022. №2 (62).

66. Печерская Е. А. 2019. Исследование влияния технологических параметров процесса микродугового оксидирования на свойства оксидных // Известия вузов. Электроника. 2019. №4.

67. Полунин, А. В. Влияние наночастиц SiO2 на структуру, состав и свойства оксидных слоев, формируемых микродуговым оксидированием силуминов: дис. ... канд. тех. наук. ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет». - Тольятти, 2016. - 177 с.

68. Пономарев, И. С. Повышение механических и специальных свойств сварных швов алюминиевых сплавов методом микроплазменного оксидирования 05.02.10 - Сварка, родственные процессы и технологии Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь - 2015.

69. Пономарев, И. С. Особенности влияния электрических режимов на процесс микродугового оксидирования. Современные проблемы науки и образования [Текст] / И. С. Пономарев, Е. А. Кривоносова, А. И. Горчаков // Вестн. ПНИПУ. Машиностр., материаловед. - 2013. - Т. 15, N 4. - С. 99-103.

70. Попова, Н. Е. Исследование анодно-катодного микродугового оксидирования магний-алюминиевого сплава Ма2 / Н. Е. Попова, С. С. Попова, Ю. В. Серянов, Е. Г. Поволоцкий // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2008. №S1.

71. Портянкин, А. А. Автоматизированная система научных исследований в теплотехнике // Современные наукоемкие технологии. - 2018. - № 8. - С. 138143;

72. Путивцева, Н. П. Анализ существующих подходов при подборе технологических режимов и параметров процесса МДО / Н. П. Путивцева [и др.] // Информационные технологии в науке и производстве: Материалы IV всерос. молодеж. науч.-техн. конф. (Омск, 8-9 февраля, 2017) ОмГТУ; под общ. ред. д.т.н. А. Г. Янишевской. - Омск: Изд-ва ОмГТУ, 2017. -180с., - С. 165-172.

73. Ракоч, А. Г. Влияние катодной составляющей тока на кинетику роста микродуговых покрытий на поверхности алюминиевых сплавов [Текст] / А. Г. Ракоч [и др.] // Коррозия: Материалы, Защита. - 2008. - № 11. - С. 30-34.

74. Ракоч, А. Г. Модельные представления о механизме микродугового оксидирования металлических материалов и управление этим процессом [Текст] / А. Г. Ракоч [и др.]// Защита металлов. - 2006. - Т.42, - №2. - С.173-184.

75. Рамазанова, Ж. М. Влияние режимов микродугового оксидирования и состава электролитов на получение тонкослойных оксидных покрытий с квазипериодическим расположением пор [Текст] / Ж. М. Рамазанова, А. И. Мамаев // Перспективные материалы. -2004. -№ 4. -С. 82-85.

76. Ромаданова, М. М. Построение кубических сплайнов, сохраняющих выпуклость данных // Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. №3.

77. Руднев, В. С. Влияние электролита на результат микродугового оксидирования алюминиевых сплавов [Текст] / В. С. Руднев [и др.] / Защита металлов. - 1991. - Т. 27. № 1. - С. 106-110.

78. Руднев, В. С. Зависимость толщины покрытия от потенциала МДО [Текст] / В. С. Руднев, П. С. Гордиенко // Защита металлов. - 1993. - Т. 29, № 2. -С. 304-307.

79. Рыбалко, А. В., Некоторые особенности процесса микродугового оксидирования при высоких плотностях тока / А. В. Рыбалко, Сахин ^аЫп) Орхан (ОЛап), А. А. Месяц // Металлообработка. 2010. №2 (56).

80. Семиохин, С. И. Обзор современных подходов к прогнозированию временных рядов. // Журнал «Молодежный научно-технический вестник» - М.: Академия инженерных наук им. А. М. Прохорова, 2017. - 33 с.

81. Сергеев, С. В. Модификация поверхности алюминиевого сплава АК12ММОН методом микродугового оксидирования с целью повышения эксплуатационных показателей / С. В. Сергеев, М. Ш. Х. Аль-Бдейри, Н. А. Дубровина - Вестник Московского авиационного института, 2020. - 217-223 с.

82. Сидняев, Н. И. Статистический анализ и теория планирования эксперимента: учебное пособие / Н. И. Сидняев. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. — 195, [5] с. : ил.

83. Сташкова, О. В. Использование искусственных нейронных сетей с целью редукции параметров выборки [Текст] / О. В. Сташкова // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. - 2018. - №2 (198). - С. 1418.

84. Степанов, С. В., Карпанин О.В. Автоматизированный лабораторный стенд микродугового оксидирования / С. В. Степанов, О. В. Карпанин // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - «Материаловедение», 2014. - С. 153157.

85. Субботин, С. А. Методы синтеза нейросетевых и нейро-нечетких распознающих моделей с линеаризацией и факторной группировкой признаков [Текст] // Штучний штелект. - 2008. - №1. - С. 165-173.

86. Субботин, С. А. Формирование и редукция выборок для интеллектуального анализа данных [Текст] // Радюелектрошка, шформатика, управлшня. - 2013. - №1 (28). - С. 113-118.

87. Суминов, И. В. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование) [Текст] / под ред. И. В. Суминов. - М.: ЭКОМЕТ, 2005. -368 с.: ил., табл.

88. Сырьева, А. В. Влияние природы и концентрации электролита на физические параметры, химические и термические эффекты анодных микроразрядов: автореф. дис. ... канд. хим. наук. - Тюмень ОГУ им. Достоевского Ф. М.., - 2012. - 20 с.

89. Таскин, А. С. Линейная регрессия с кластеризацией по признаку на данных с действительными величинами / А. С. Таскин, Е. М. Миркес // Сибирский аэрокосмический журнал. 2012. №3 (43).

90. Тихоненко, В. В. Совершенствование нормативного и технического обеспечения качества покрытий на алюминиевых сплавах, полученных микродуговым оксидированием: дис.... канд. техн. наук. - Харьков, 2012 г. - С. 209.

91. Фаткуллин, А. Р. Автоматизация технологического процесса плазменно-электролитического оксидирования на основе косвенного контроля толщины покрытия по электрическим характеристикам [Текст] / А. Р. Фаткуллин, Е. В. Парфенов // Вестник УГАТУ. - 2016. - №4 (74). - С. 38-44.

92. Федин С. С. Адаптивная нейросетевая модель прогнозирования и управления качеством многоэтапных технологических процессов // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2010. №4 (74).

93. Федоров, В. А. Формирование упрочненных поверхностных слоев методом микродугового оксидирования в различных электролитах и при изменении токовых режимов [Текст] / В. А. Федоров, В. В. Белозерова, Н. Л. Великосельская // Физика и химия обработки материалов. - 1991. - № 1. - С. 8793.

94. Федчишин, О. В. Формирование и свойства оксидных покрытий, нанесенных химическим способом на титан Вт 1 -0, обработанный ультразвуком

[Текст] / О. В. Федчишин, В. В. Трофимов, В. А. Клименов // Сиб. мед. журн. (Иркутск). - 2009. - №7. -С. 120-122.

95. Филатова, Т. В. Применение нейронных сетей для аппроксимации данных // Вестн. Том. гос. ун-та. 2004. №284.

96. Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс: [пер. с англ.] [Текст] / Саймон Хайкин. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2006. - 1104 с.

97. Хохлов, А. Л. Влияние параметров технологического режима микродугового оксидирования на формирование толщины и пористости оксидного покрытия / А. Л. Хохлов, Д. М. Марьин, А. А. Хохлов // Техника и оборудование для села. - 2021. - № 11(293). - С. 40-43. - Э01 10.33267/2072-9642-2021-11-40-43. - БЭК РББ1УО.

98. Царегородцев, В. Г. Конструктивный алгоритм синтеза структуры многослойного персептрона [Текст] // Вычислительные технологии, 2008. -Т. 13. Вестник КазНУ им. Аль-Фараби, серия «математика, механика, информатика», 2008. -№ 4 (59). (Совм. выпуск). Часть 3. -С. 308-315.

99. Чигринова, Н. М. Основные параметры процесса и характеристики покрытий как критерии оценки эффективности метода анодного микродугового оксидирования / Е. И. Воробьёва, Н. М. Чигринова // Весщ Нацыянальнай акадэмп навук Беларуси Серыя фiзiка-тэхнiчных навук. 2019. Т. 64, № 4. С. 419-428.

100. Шаталов, В. К. Закономерности роста оксидных пленок при микродуговом оксидировании титановых сплавов [Текст] / В. К. Шаталов, А. Л. Лысенко // Под редакцией В.К. Шаталова. Учебное пособие. -М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. - 100 с.

101. Ширяева, Н. В. Факторный анализ, его виды и методы / Н. В. Ширяева, А. П. Мигурина // Экономика и социум. 2015. №1-4 (14).

102. Шитиков, В. К. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R [Текст] / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг -Тольятти: Кассандра, 2013. - 314 с.

103. Шулепко, Е. К. О влиянии эффективного сопротивления электролита на параметры формовочных кривых напряжение-время в микродуговых процессах

[Текст] / Е. К. Шулепко, Г. А. Марков, А. И. Слонова // Электрохимия. -1993.-Т. 29, №5. -С. 670-672.

104. Шумихин, А. Г. Параметрическая идентификация систем управления с обратной связью на основе нейросетевого моделирования процессов их функционирования [Текст] / А. Г. Шумихин, А. С. Бояршинова // ИВД. - 2017. - .№2 (45).

105. Щедрина, И. И. Свойства и скорость образования покрытий на сплаве Д16 при проведении процесса микродугового оксидирования при различных режимах: дис. ... канд. хим. наук. -М., 2011. -160 с.

106. Щетинин, В. Г. Использование метода самоорганизации при синтезе нейросетевых моделей на малых выборках [Текст] / В. Г. Щетинин, В. С. Абруков,

A. И. Бражников // Автометрия. -2007. -43, №5. С. 56 - 65.

107. Шолтанюк, С. В. Сравнительный анализ нейросетевой и регрессионных моделей прогнозирования временных рядов / С. В. Шолтанюк // Цифровая трансформация. - 2019. - № 2. - С. 60-68.

108. Яценко В. М. Алгоритм определения параметров покрытий на основании требований к свойствам покрытий для процесса микродугового оксидирования / В. М. Яценко // Информационные технологии и инжиниринг: сборник материалов международной молодежной научно-практической конференции, г. Белгород, 25 апреля 2024 г. / под ред. О.А. Иващук. - Белгород: ИД «БелГУ» НИУ «БелГУ», 2024. - C. 262-268.

109. Яценко, В. М. Взаимные связи критериев оценки качества и параметров покрытия при микродуговом оксидировании [Электронный ресурс] / В. М. Яценко,

B. В. Ломакин // VII Международный молодежный форум «Образование, наука, производство».- Белгород, 2016. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

110. Яценко, В. М., Ломакин В.В. Синтез структурных и технических решений при проектировании установки микродугового оксидирования / В. М. Яценко, В. В. Ломакин // Экономика. Информатика. 2023. №2.

111. Яценко, В. М. Функциональные возможности электротехнического оборудования для микродугового оксидирования [Текст] / В. М. Яценко [и др.] // Научное обозрение. - 2015.- № 22. - С. 264-274.

112. Яцекно, В. М. Иванов, М. Б. Храмов, Г. В. Технологическая установка микродугового оксидирования // Патент на полезную модель № 168062. - 2016.

113. Яценко, В. М., Подколзин, В. В. Программа контроллера управления ТИТ для МДО (ELSYS.MDO.MCU.1) // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016660049. - 2016.

114. Яценко В. М., Лифиренко М. В. Программа управления установкой МДО (ELSYS.MDO.PC.1) // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017619051. - 2017.

115. Яценко, В. М. Распределенный алгоритм управления установкой микродугового оксидирования / В. М. Яценко, В. В. Ломакин // Научный результат. Информационные технологии. - Т.8, №4, 2023. - С. 40-49. DOI: 10.18413/25181092-2023-8-4-0-4.

116. Яценко, В. М. Программное обеспечение установки микродугового оксидирования для сопровождения научных исследований / В. М. Яценко, И. С. Константинов, В. И. Федоров, А. В. Маматов // Современные наукоемкие технологии - 2024. - № 7. - С. 94-100 (0.87 п.л./0.21 п.л.).

117. Akima, H. A. New Method for Interpolation and Smooth Curve Fitting Based onLocal Procedure / H. Akima // Journal of the Association for Computing Machinery.- 1970. - Vol. 17. - P. 589-602.

118. Bartlett, P. L. For valid generalization, the size of the weights is more important than the size of the network / Advances in Neural Information Processing Systems 9 (1996). MIT Press, 1997. n pp.134-140.

119. Cybenko, G. V. Approximation by Superpositions of a Sigmoidal function // Mathematics of Control Signals and Systems. 1989. vol. 2. pp. 303-314

120. Guliyev, N. J. On the approximation by single hidden layer feedforward neural networks with fied weights / N. J. Guliyev, V. E. Ismailov // Neural Networks. 2018. vol. 98. pp. 296-304.

121. Kruglov, I. Quantile based decision making rule of the neural networks committee for illposed approximation problems / I. Kruglov, O. Mishulina, B. Bakirov // Neurocomputing,-2012. - Vol. 96. - Pp. 74-82.

122. Kulakov, K. V. The way to restore the pistons. Technology of restoring aluminum alloy parts by gas-dynamic spraying with hardening by microarc oxidation. // Abstract of dissertation. Orel, 2006.

123. Liang, S., Srikant R. Why deep neural networks for function approximation? / S. Liang, R/ Srikant // Published as a conference paper at ICLR. 2017

124. Murata, T., Yoshizawa S., Amari S. Learning curves, model selection and complexity of neural networks / T. Murata, S. Yoshizawa, S. Amari // Advances in Neural Information Processing Systems 5 (1992). Morgan Kaufmann, 1993. - Pp.607-614.

125. Parfenov, E. V. Freguency response studies for the plasma electrolytic oxidation process / E. V. Parfenov, A. L. Yerokhin, A. Matthews // Surface and Coatings Technology. 2007. Vol. 201. P. 8661-8670.

126. Peter, L. B.. For valid generalization the size of the weights is more important than the size of the network / Peter L. Bartlett // NIPS 1996: p.134-140.

127. Sergeev, S., Mahmood Shaker Albieri, Vladimir Yatsenko, Dubrovina Natalya. Theoretical and Practical Study of Possibility to Decrease Thermal Stress in Pistons of Internal Combustion Diesel Engine by Using Galvanic Plasma Modification. / S. Sergeev, Mahmood Shaker Albieri, V. Yatsenko, N. Dubrovina. // International Journal of Advanced Science and Technology. Vol. 28, No. 8, (2019), pp. 550-562.

128. Wenbin Xue, Chao Wangb, Hua Tiana, Yongchun Laia. Corrosion behaviors and galvanic studies of microarc oxidation films on Al-Zn-Mg-Cu alloy // Surface & Coatings Technology. 2007. Vol. 201, iss. 21. P. 8695-8701. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.10.029.

129. Lomakin, V. V. System analysis of properties of coatings and indicators of the process of plasma and electrolytic oxidations quality / V.V. Lomakin, V.M. Yatsenko, R.G. Asadullaev [et al.] // COMPUSOFT: An international journal of advanced computer technology. - 2019. - Vol.8, №6.-P. 3230-3234.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Охранные документы объектов интеллектуальной

собственности

XX Московский международный Салон изобретений и инновационных технологий

АРХИМЕД-2017

Решением Международного Жюри

награждается

серебря нщ медалью

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ») за разработку «Технологическая установка микродугового оксидирования» (Яценко ВМ., Иванов М.Б., Храмов Г.В.)

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Президент Салона

Председатель Международного Жюри, лётчик-космонавт РФ, член-корреспондент РАН

Г. П. Ивлиев

Ю.М. Батурин

Д. И. Зезюлин

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Функциональные модели АСНИ МДО второго уровня

членения (ГОЕГО)

Результаты моделирования

Обновление опыта и знани

Опыт и знания

Информация о

материале Информация о режимах обработки

Требования к параметрам и свойствам покрытии

Информация о применимости

Возможности установки в реализации режимов

Новое знание

Требования к аппаратному и программному обеспечению оборудования

Информация для моделирования

Информация о режиме

Информация для проведения процесса

Проверять работу модели А15

Программное И аппаратное обеспечение АСНИ

Рисунок Б.1 - Модуль управления процессом исследования (А1)

Информация для моделирования

Программное и аппаратное обеспечение АСНИ

Рисунок Б.2 - Подсистема математического моделирования (А3)

Информация для проведения процесса

Исследователь Программное И

аппаратное обеспечение АСНИ

Рисунок Б.3 - Подсистема экспериментальных данных и заданных свойств

покрытий (А2)

Информация о

Метсщы синтеза Методы косвенных

Программное и ап паратное обеспечение АСНИ

Рисунок Б.4 - Подсистема синтеза моделей и обработки данных (А4)

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Режимы МДО и их параметры

Таблица В.1 - Режимы обработки МДО и их параметры

№ п.п Тип установки МДО Описание режима Параметры этапа обработки Параметры цикли-рования (где /-номер цикла)

1 2 3 4 5

1 Стабилизированный источник питания постоянного тока Обработка постоянным током Напряжение, U

2 Конденсаторная установка с выпрямителем Обработка анодными/катодными импульсами синусоидальной формы Емкость конденсатора, С

3 Трансформаторная установка Обработка синусоидальными импульсами напряжения без регулирования фронтов и спадов при равных плотностях анодного и катодного токов Коэффициент трансформации по напряжению, Ku Kui

4 Конденсаторная установка Емкость конденсатора, С

5 Конденсаторная установка с возможностью управления переключением конденсаторов в процессе обработки Емкость конденсатора, C Ci

6 Источник тока на безе импульсного преобразователя напряжения и возможностью управления напряжением и током Обработка анодными/катодными импульсами произвольной формы Форма импульса U=F(t) Параметры импульса: Umax, Timp Ui=Fi(t) Umaxi, Timpi

7 Стабилизированный источник питания постоянного тока с ключевым выходным каскадом Обработка двуполярными импульсами прямоугольной формы Напряжение анодной полярности, Ua Напряжение катодной анодной полярности, Uk Uai Uki

8 Тиристорно- конденсаторная установка Обработка анодными/катодными импульсами синусоидальной формы Емкость конденсатора, С Период следования импульсов, T Ci, Ti

9 Обработка синусоидальными Емкость конденсатора анодной ветви, Са Cai, Cki, Ti

импульсами Емкость конденсатора

напряжения без катодной ветви, Ck

регулирования фронтов Период следования

и спадов при различных импульсов, T

плотностях анодного и

катодного токов

10 Обработка Емкость конденсатора Cai, Ufai,

синусоидальными анодной ветви, Ca Usa,Cki,

импульсами Напряжение фронта Ufki, Uski, Ti

напряжения с анодного импульса,

регулированием Ufa

жесткости режима Напряжение спада

(фронтов и спадов) при анодного импульса,

различных плотностях Usa

анодного и катодного Емкость конденсатора

токов катодной ветви, Ck

Напряжение фронта

катодного импульса,

Ufk

Напряжение спада

катодного импульса,

Usk

Период следования

импульсов, T

11 Обработка Емкость конденсатора Cai, Ufai,

синусоидальными анодной ветви, Ca Usa, Cki,

импульсами Напряжение фронта Ufki, Uski,

напряжения с анодного импульса, Caini, Ckini,

регулированием Ufa Ti

фронтов и спадов Напряжение спада

(жесткость режима) при анодного импульса,

различных плотностях Usa

анодного и катодного Емкость конденсатора

токов с наложением катодной ветви, Ck

инициирую щих Напряжение фронта

импульсов катодного импульса,

Ufk

Напряжение спада

катодного импульса,

Usk

Емкость

инициирующего

конденсатора анодной

ветви, Cain

Емкость

инициирующего

конденсатора анодной

ветви, Ckin

Период следования

импульсов, T

12 Источник тока на Обработка Форма импульса Uai=Fai(t)U

безе импульсного двуполярными анодной ветви, ki=Fki(t)

преобразователя импульсами Ua=Fa(t) Uamaxi,

напряжения и напряжения Форма импульса Taimi,

возможностью произвольной формы катодной ветви, Ukmaxi,

управления Uk=Fk(t) Tkimpi

напряжением и Параметры импульса:

током Uamax, Taim, Ukmax, Tkimp

13 Обработка Форма импульса: Modei,

двуполярными прямоугольная, Uamaxi,

импульсами синусоидальная Taimi,

напряжения Параметры импульса: Ukmaxi,

синусоидальной или Uamax, Taimp, Ukmax, Tkimpi

прямоугольной формы Tkimp

высокой частоты (>1000

Гц)

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Экспериментальные данные образцов

Рисунок Г.1 - Экспериментальные данные параметров режимов МДО

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Оценка коэффициентов линейной регрессии

Таблица Д.1 - Оценки коэффициентов линейной регрессии для модели

(Моёе1_К+М_Раг)

№ п.п. Оценка коэффициентов линейной модели Значение t-критерия п k Оценка качества модели

5% 1% MSE MAE R2adj AIC F

1. Без исключения параметров

1.1. Время=7,2144 2,052 2,771 28 1 0,321 0,457 0,654 65,985 52,048

1.2. Время=5,1527, Температура=8,0216 2,059 2,778 28 2 0,156 0,329 0,826 48,242 64,873

1.3. Время=2,1667, Температура=3,8046, ика=7,4075 2,060 2,787 28 3 0,130 0,299 0,848 45,979 51,205

1.4. Время=2,2418, Температура=3,1337, ика=3,6295, 1ка=8,1901 2,064 2,797 28 4 0,107 0,280 0,870 43,434 46,101

1.5. Время=1,136, Температура=2,5107, ика=3,2579, 1ка=3,5869, Концентрация(№)=8,3175 2,069 2,807 28 5 0,101 0,265 0,871 45,110 37,605

1.6. Время=1,0077, Температура=1,1445, ика=2,5572, 1ка=1,1889, Концентрация(№)=3,6962, Пк>=8,3812 2,074 2,819 28 6 0,096 0,259 0,872 47,388 31,529

2. С исключением параметра "температура"

2.1. Время=7,2144 2,052 2,771 28 1 0,321 0,457 0,654 65,985 52,048

2.2. Время=3,7065, икт=5,6847 2,059 2,778 28 2 0,207 0,354 0,768 56,242 45,643

2.3. Время=2,8916, икт=5,0951, 1ак=5,389 2,060 2,787 28 3 0,154 0,301 0,821 50,612 42,175

2.4. Время=1,9896, икт=3,0195, 1ак=1,1022, Пк>=3,3064 2,064 2,797 28 4 0,131 0,275 0,840 49,154 36,521

2.5. Время=2,1239, икт=3,0092, 1ак=3,3541, Пк>=0,84481, 1ат=1,715 2,069 2,807 28 5 0,109 0,250 0,861 47,204 34,579

2.6. Время=1,892, икт=2,4117, 1ак=2,774, Пк>=3,69, 2,074 2,819 28 6 0,093 0,227 0,876 46,397 32,791

1ат=1,1242, 1а8=2,5542

3. С исключением параметров: "температура" и "время обработки"

3.1. икт=5,1721 2,052 2,771 28 1 0,475 0,579 0,488 76,954 26,750

3.2. икт=4,3501, 1аа=7,0154 2,059 2,778 28 2 0,271 0,372 0,697 63,694 32,057

3.3. икт=3,2354, 1аа=5,7948, 1кт=0,74754 2,060 2,787 28 3 0,188 0,328 0,780 56,298 32,954

3.4. икт=2,8783, 1аа=4,4902, 1кт=2,7153, 1ат=1,8729 2,064 2,797 28 4 0,138 0,268 0,831 50,673 34,288

3.5. икт=1,9252, 1аа=2,5649, 1кт=3,4346, 1ат=2,8669, 1ав=1,7751 2,069 2,807 28 5 0,119 0,264 0,849 49,586 31,400

3.6. икт=1,1505, 1аа=2,1519, 1кт=2,6504, 1ат=1,6632, 1а8=3,0841, иак=0,015428 2,074 2,819 28 6 0,111 0,262 0,851 51,474 26,772

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Технические характеристики АСНИ МДО(ТИТ)

Таблица Е.1 - Технические характеристики АСНИ МДО(ТИТ)

№ п/п Наименование параметра Значение или диапазон значений

1 Напряжение питания преобразователя, В 380

2 Допустимое относительное отклонение напряжения в сети электропитания ± 5 %

3 Частота переменного тока в цепи электропитания, Гц 50

4 Наибольшая потребляемая мощность, кВА 42

5 Наибольшее действующее значение выходного тока, не менее А 120

6 Наименьшее действующее значение выходного тока, не более А 0,15

7 Дискретность задания действующего значения выходного тока (при Ян = 0) в любом из режимов работы, не более, А 0,15

8 Амплитуда выходного напряжения (диапазон), В -1100... + 1100

9 Частота следования выходных импульсов, Гц 17, 50

10 Полярность выходного напряжения однополярное, двуполярные симметричное, двуполярные ассиметричное

11 Форма выходных импульсов специальная

12 Возможность управления раздельно положительной и отрицательной составляющими тока (асимметрией) в соответствии с п. 5, п. 6 и п. 7 да

13 Возможные циклические режимы импульсов однополярные, двуполярные симметричные, двуполярные ассиметричные, бестоковая пауза

14 Диапазон установки количества шагов в циклической последовательности не ограничен

15 Диапазон установки длительностей одного шага циклической последовательности, с, не менее от 20 мс до 20 минут

16 Количество этапов обработки произвольное

17 Длительность одного этапа обработки, ч произвольное

18 Габаритные размеры силовой установки *, мм

- ширина - глубина 1200 800

- высота 2050

* Шкаф двухстороннего обслуживания

19 Масса, кг, не более 600

20 Количество обслуживающего персонала, человек 1-2

Таблица Е.2 - Технические характеристики АСНИ МДО

(электромеханический узел и электролитическая ванна)

№ п/п Наименование параметра Значение или диапазон значений

1 Тип ванны стационарная

2 Номинальный объем, литров 90

3 Полезный объем электролита, литров 60

4 Прочность электрической изоляции, В не менее 1500В

5 Охлаждающая способность змеевика охлаждения при температуре охлаждающей воды 15 гр.С и температуре электролита в ванне 60 гр.С, не хуже 4500 Вт

6 Полезный объем ванны составляет, литров 60

7 Наименьший полезный размер (высота или диаметр), мм, не менее 350

8 Допустимое рабочее давление охлаждающей жидкости в теплообменнике, кПа, не менее 600

9 Толщина стенки любого элемента емкости, мм, не менее 0,5

10 Габаритные размеры электромеханического узла с установленной ванной и приводами, мм, не более

- глубина 800

- ширина 800

- высота 1800

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Фрагмент электрической принципиальной схемы ТИТ

Рисунок Ж.1 - Фрагмент электрической принципиальной схемы ТИТ

ПРИЛОЖЕНИЕ З. Функциональная схема АСНИ МДО

Рисунок З.1 - Функциональная схема АСНИ МДО

ПРИЛОЖЕНИЕ И. Алгоритмы работы АСНИ МДО

Ошибка условий запуска режима (ERROR)

Режим завершен MCU EVENT=0,

(OK)

/ Стоп (ПК) \

Ipc_event=2# I (OK) I

Начало Питание

С

с

Запустить процессы контрол аварийных ситуаций

^ { (OK) ^

Выполнить цикл анализа состояния

>

^клю^Йть^в^^йн^й^уск^^П^ 1

П

Мигнуть лампочками Просигнализировать звонком

)

Ожидание MCU_MODE=2

/-V

Запуск режима (ПК) V PC_EVENT=1 /

/ Выполнение \

Подготовки

(Данные верны,

Синхронизация

Измерения,

Оборудование)

\ MCU_MODE=3 у

(OK) /-Ч

Работа режима MCU MODE=4

'г

I Условие \

/ Перехода в \ / *

\ Паузу / / Условие

\МСи EVENT=Cf С прерывания

* • \mcu_event=o

Пауза MCU MODE=5

/продолжитД L\

| (OK) j

)

M

Переинициа-{ лизация (ПК) IPC EVENT=5,

АВАРИЯ MCU_EVENT=0

)

)

Авария MCU MODE=8

Рисунок И.1 - Алгоритм работы контроллера ТИТ АСНИ МДО

Включение. Авторизация

"^Е" )"*{ Пр^ма

Открыть Программу

Работа с архивами PC_STATUS=1

Редактирование

Программы PC_STATUS=2

Настройки оборудовани я/Настрой ки ^ програм мы/Состояние оборудования

Работа с настройками Отображение

состояния оборудования PC_STATUS=2

Оператор запускает программу

Сообщение: Невозм ожно выполнить Запуск, MCU не в режиме Ожидание

V_*

Да

/ Контроллер в \ / Проверить \