Система дистанційного керування та моніторингу технічного стану мобільного комплексу машин

У статті розглянуто підходи до побудови інтегрованої системи дистанційного керування та моні-торингу технічного стану мобільного комплексу машин, що функціонує в умовах змінного навантаження, високих динамічних навантажень і обмеженого доступу до традиційних засобів діагностики. Із метою забезпечення своєчасного виявлення аномалій, прогнозування відмов і формування адаптивних керуючих рішень запропоновано використання математичних моделей технічного стану, побудованих на основі векторів сенсорних даних, нормалізованих характеристик, а також їхніх похідних.У дослідженні представлено алгоритмічну структуру оцінки стану, що включає нормалізацію вхід-них параметрів, розрахунок інтегрального показника технічного стану s(t)s(t)s(t), визначення швидкості деградації ds/dtds/dtds/dt, а також прогноз залишкового ресурсу RUL на основі аналітичного співвідношен-ня. Запропоновано критеріальну базу для формування практичних рекомендацій щодо зміни режимів робо-ти обладнання залежно від оціненого залишкового ресурсу: штатне функціонування, зниження наванта-ження, ініціація технічного обслуговування.Особливу увагу приділено реалізації системи в мікроконтролерному середовищі з використанням сен-сорного модуля, GSM/LoRa-комунікацій та серверної обробки на основі Python. Результати моделювання й експериментального тестування системи на мобільному стенді з гідромеханічним приводом показали високу точність діагностики (до 92 %) та ефективність прогнозу відмов. Застосування адаптивних алго-ритмів дало змогу зменшити динамічне навантаження на ключові вузли та подовжити їхній ресурс до 18 % порівняно з традиційними режимами експлуатації.Таким чином, отримані результати підтверджують ефективність запропонованої методики в умовах експлуатації мобільних технічних об’єктів і створюють підґрунтя для її подальшого впровадження в сис-теми цифрового технічного обслуговування.

The article examines approaches to building an integrated system of remote control and monitoring the technical condition of a mobile complex of machines operating under conditions of variable load, high dynamic loads and limited access to traditional diagnostic tools. In order to ensure timely detection of anomalies, prediction of failures and formation of adaptive control solutions, the use of mathematical models of the technical state built on the basis of vectors of sensor data, normalized characteristics, and their derivatives is proposed.The study presents an algorithmic structure of condition assessment, which includes normalization of input parameters, calculation of the integral indicator of the technical condition s(t)s(t)s(t), determination of the rate of degradation ds/dtds/dtds/dt, as well as the forecast of the residual RUL resource based on the analytical ratio. A criterion base is proposed for the formation of practical recommendations for changing equipment operation modes depending on the estimated residual resource: regular operation, load reduction, initiation of maintenance.Special attention is paid to the implementation of the system in a microcontroller environment using a sensor module, GSM/LoRa communications and Python-based server processing. The results of modeling and experimental testing of the system on a mobile stand with a hydromechanical drive showed high diagnostic accuracy (up to 92 %) and failure prediction efficiency. The use of adaptive algorithms made it possible to reduce the dynamic load on key nodes and extend their resource by up to 18 % compared to traditional operating modes.Thus, the obtained results confirm the effectiveness of the proposed method in the conditions of operation of mobile technical objects and create the basis for its further implementation in digital maintenance systems.