СИСТЕМА АДАПТИВНОГО КЕРУВАННЯ ПРИВОДОМ АВТОМАТИЧНИХ КАВОВИХ МАШИН
ADAPTIVE CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC COFFEE MACHINES
Сторінки: 151-159. Номер: №1, 2021 (293) 
Автори:
В.П. МІСЯЦЬ, М.М. РУБАНКА, С.А. ДЕМІШОНКОВА
Київський національний університет технологій та дизайну
О.С. ПОЛІЩУК
Хмельницький національний університет
V.P. MISIATS, M.M. RUBANKA, S.A. DEMIShONKOVA
Kyiv National University of Technologies and Design
O.S. POLISHCHUK
Khmelnytskyі National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2021-293-1-151-159
Рецензія/Peer review : 07.01.2021 р.
Надрукована/Printed : 10.03.2021 р.
Анотація мовою оригіналу
Проведено аналіз приводів сучасних автоматичних кавових машин та відомих технічних рішень щодо їх автоматизації. Визначено шляхи удосконалення приводів автоматичних кавових машин. Встановлено залежність моменту опору на валу електродвигуна приводу автоматичної кавової машини від зусилля, що діє на поршень її пресового механізму. Методологічною і теоретичною основою дослідження служать основні положення теоретичної механіки, теорія електроприводу, теорія переробки сипких середовищ, методологія експериментальних досліджень. Проведено експериментальні дослідження роботи приводу автоматичної кавової машини. Визначено основні параметри технологічного процесу пресування кави. Результати досліджень можуть бути використані для удосконалення конструкцій побутових автоматичних кавових машин.
Ключові слова: кавова машина, привод, процес пресування кави, система адаптивного керування, електродвигун.
Розширена анотація англійською мовою
Today, the market offers a huge selection of different machines for making coffee and coffee drinks, ranging from inexpensive carob coffee machines to elite automatic coffee machines made of precious wood or inlaid with precious stones. The most common equipment for making coffee include: carob coffee machines, chalda (portion) coffee machines, capsule coffee machines, Espresso-combines and household automatic coffee machines. Each of the types of the above equipment has both advantages and disadvantages.
The analysis of drives of modern automatic coffee machines and known technical solutions for their automation is carried out. Ways to improve the drives of automatic coffee machines are identified. The dependence of the moment of resistance on the motor shaft of the automatic coffee machine drive on the force acting on the piston of its press mechanism is established. The methodological and theoretical basis of the study are the basic provisions of theoretical mechanics, the theory of electric drive, the theory of processing of bulk media, the methodology of experimental research. The possibility of effective use of the adaptive control system of the drive of automatic coffee machines is theoretically substantiated, in the presence of the transfer function of feedback on the electric motor current and mathematical dependences that adequately describe the process of coffee pressing. Experimental researches of work of the drive of the automatic coffee machine are carried out. The main parameters of the technological process of coffee pressing are determined. The sensitivity function of the pressing system to the deviation of the loading mass from the set value is obtained. It is established that the sensitivity increases sharply exponentially with increasing mass of coffee loading into the pressing device. The research results can be used to improve the design of household automatic coffee machines. The results of the research allow to obtain the transfer functions of the coffee load weight control system according to the motor current.
Key words: coffee machine, drive, coffee pressing process, adaptive control system, electric motor.
References
- Kavova mashyna [Coffee machine] URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0%B2%D0%B0_ %D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0 (Last accessed: 25.01.2021) [in Ukrainian].
- Yak vybraty kavovarku dlia domu [How to choose a coffee machine for home] URL: https://brayval-coffee.com.ua/ua/kak-vybrat-kofevarku-dlya-doma/ (Last accessed: 25.01.2021) [in Ukrainian].
- Yak obraty kavovarku: kharakterystyka pryladiv ta rekomendatsii [Choosing a coffee machine, instrument specifications and recommendations] URL: https://v10.com.ua/statti/rekomendatsiji/jak-obrati-kavovarku-harakteristika-priladiv-ta-rekomendatsiji.html (Last accessed: 25.01.2021) [in Ukrainian].
- Vybor kofevarki [Choosing a coffee machine] URL: http://coffe-master.ru/vybor-kofevarki/ (Last accessed: 25.01.2021) [in Russian].
- Kavovarka dlia domu: riznovydy, osoblyvosti, kryterii vyboru [Coffee machine for home: varieties, especially the selection criteria] URL: https://erc.ua/erc-reviews/19195/kavovarka-dlia-domu-riznovidi-osoblivosti-kritieriyi-viboru/ (Last accessed: 25.01.2021) [in Ukrainian].
- Osnovni typy kavomashyn [The main types of coffee machines] URL: https://www.procoffee.com.ua/blog/tpost/60dt89cu5c-osnovn-tipi-kavomashin (Last accessed: 25.01.2021) [in Ukrainian].
- Rao, S. (2017). Posobie professional’nogo baristy [Professional Barista’s Guide]. Moscow: Studiya Artemiya Lebedeva [in Russian].
- Gianni Remo, Adelmo Pilone, Riccardo Ziani, inventors. Method for automatic adjustment of the quantity of coffee and coffee machine using said method. United States patent US 10085588. 2018 Oct 2.
- Frei Hans-Peter, Schmed Arthur, inventors. Process and an apparatus for the proportioning of coffee powder in a coffee machine. United States patent US 4659023. 1987 Apr 21.
- Schneeberger Gerard, inventor. Coffee maker with a metering device. United States patent US 5492054. 1996 Feb 20.
- Greiwe Hansdieter, inventor. Vorrichtung zur selbsttätigen Zubereitung von Kaffee. Deutschland patent DE 19629239. 1998 Jan 22.
- Burdukovskiy, V.G. (2018). Oborudovanie kuznechno-shtampovochnykh tsekhov. Krivoshipnye mashiny [Equipment for forging and stamping shops. Cranking machines]. Ekaterinburg: Izdatel’stvo Urals’kogo universiteta [in Russian].
- Artobolevs’kyj, I.I. (1957). Teoriia mekhanizmiv i mashyn [Theory of mechanisms and machines]. Kyiv: Derzhtekhvydav [in Ukrainian].
- Kinyts’kyj, Ya.T. (2002). Teoriia mekhanizmiv i mashyn [Theory of mechanisms and machines]. Kyiv: Naukova dumka [in Ukrainian].
