Результаты теоретических исследований математической модели поворота дорожного катка

Введение. В основе создания и совершенствования роботизированных строительно-дорожных машин и комплексов лежат методы математического моделирования, использование которых правомерно как при разработке самих машин, так и математических моделей, описывающих процессы поворота и определяющих движение машины по заданной траектории.
Методы исследования. В статье представлена обобщенная расчетная схема поворота дорожного трехосного катка, отражающего его основные геометрические и кинематические характеристики. На основе расчетной схемы составлена математическая модель поворота катка. В результате разработанной математической модели в программном продукте MATLAB построен программный код, который лег в основу теоретических исследований, позволивших в полной мере изучить влияние конструктивных и эксплуатационных параметров машины на траекторию движения и точность позиционирования.
Результаты. Получены расчетные зависимости, позволяющие определить влияние таких параметров, как скорость движения дорожного катка, угловая скорость поворота вальца на дистанцию перестроения на параллельный курс и на величину смещения поворотного вальца, то есть на траекторию движения и точность позиционирования строительно-дорожной машины.
Обсуждение и заключение. На основе расчетной схемы составлена математическая модель поворота катка, в результате которой проведены исследования, направленные на изучение влияния конструктивных и эксплуатационных параметров машины на траекторию движения дорожного катка и точность его позиционирования на строительной площадке при выполнении технологических операций.

1. Пелевин Е. Е., Цудиков М. Б. Экономическая эффективность роботизации различных типов производства // Juvenis scientia. Экономические науки. 2017. № 6. С.13–17.

2. Савельев С. В., Пермяков В. Б., Михеев В. В., Потеряев И. К. Инновационные решения для повышения эффективности дорожно-строительной уплотняющей техники // Мир транспорта и технологических машин. 2017. № 2 (57). С. 51–59.

3. Савельев С. В., Потеряев И. К. Исследования эффективности уплотняющей техники для строительства автомобильных дорог // Строительные и дорожные машины. 2021. № 2. С. 44–48.

4. Захаренко А. В., Пермяков В. Б., Карпухин И. В. Определение требуемого числа проходов дорожного катка // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2004. № 5 (545). С. 90–92.

5. Сухарев Р. Ю. Математические модели процессов поворота колесных дорожно-строительных машин // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2021. № 3. С. 259–269.

6. Korchagin P. A., Teterina I. A., Korchagina E. A. Road roller operator’s vibroprotection system improvement. Journal of Physics: Conference Series 2021. 1791 (1), ст. 012012. DOI 10.1088/1742-6596/1791/1/012012

7. Sukharev R. Yu. Trajectory plotting algorithm for a self-driving road grader // Journal of Physics: Conference Series: International Conference on Automatics and Energy. ICAE 2021. 2021. С. 012181.

8. Emelyanov R. T., Prokopev A. P., Vasiliev Y. V., Perebeynos D. I., Novruzov V. S. Comprehensive control method of asphalt concrete compaction by road roller Journal of Physics: Conference Series. 2021. 1889(4), 042059. DOI 10.1088/1742-6596/1889/4/042059.

9. Носков Н. К., Трояновская И. П., Титов С. А. Математическая модель силового взаимодействия колеса с грунтом при повороте машины // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2017. Т. 17. № 3. С. 5–15.

10. Руппель Е. Ю., Корчагин П. А., Тетерина И. А., Корчагина Е. А. Математическое описание дорожного вибрационного катка // Строительные и дорожные машины. 2020. № 10. С. 1–17.

11. Denisova L. A., Meshcheryakov V. A. Control systems design: the technology of simulation and optimization. Journal of Physics: Conference Series. 2019. С. 032011. DOI: 10.1088/1742-6596/1260/3/032011

12. Stawowiak M., Kuczaj M. Problematics of Reliability of Road Rollers. Management Systems in Production Engineering. 2018. 26 (2). pp. 124-128. DOI 10.2478/mspe-2018-0020

13. Tong X., Siwei C., Dong W. Ti W., Yang X., Weigong Z. A Novel Path Planning Method for Articulated Road Roller Using Support Vector Machine and Longest Accessible Path with Course Correction. IEEE Access. 2019. 7, 8932491. pp. 182784-182795 DOI 10.1109/ACCESS.2019.2959346

14. Каразин В. И., Хисамов А. В. Разработка систем автопилотирования транспортными средствами // Теория механизмов и машин. 2019. Т. 17, № 4 (44). С. 149–157.

15. Артеменко М. Н., Корчагин П. А., Тетерина И. А. Тенденции развития мобильных беспилотных роботизированных комплексов. Опыт отечественных и зарубежных производителей // Вестник СибАДИ. 2019;16(4):416–430. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-4-416-430.

16. Кондаков С. В., Харлапанов Д. В., Вансович Е. И. Достоверность моделей описания сопротивления повороту быстроходной гусеничной машины // Вестник машиностроения. 2015. № 10. С. 3–7.

17. Титов С. А., Трояновская И. П., Носков Н. К. Обобщенная модель стационарного поворота произвольного транспортного средства // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2017. Т. 17, № 4. С. 38–47.