Preview

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

Расширенный поиск

ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАДАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ РЕЖИМОМ АВТОГРЕЙДЕРА

https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-4-502-513

Полный текст:

Аннотация

Введение. Разработан метод оптимальной настройки системы автоматического управления рабочим органом тяжелого автогрейдера. Система предназначена для поддержания заданного значения силы сопротивления копанию на рабочем органе. Оптимизация задающего воздействия осуществляется по критерию максимальной технической производительности автогрейдера в режиме копания грунта.

Материалы и методы. Оптимальное задающее воздействие формируется на основе информации о характеристиках сигналов – измеренных значений силы сопротивления копанию и коэффициента буксования движителей во время предыдущего рабочего прохода автогрейдера. Исследование включает:

  • разработку структуры системы управления отвалом автогрейдера, содержащей формирователь задающего воздействия;
  • обоснование характеристики сигнала буксования, используемой в целях управления;
  • разработку алгоритма формирования задающего воздействия микропроцессорным управляющим устройством;
  • программную реализацию имитационной модели тягового режима автогрейдера и проведение вычислительного эксперимента;
  • разработку алгоритма формирования массива оптимальных значений задающего воздействия на основе результатов вычислительного эксперимента;
  • получение зависимости оптимального задающего воздействия от характеристик сигналов, поступающих в управляющее устройство.

Результаты. Сформирован массив оптимальных значений задающего воздействия в зависимости от характеристик силы сопротивления копанию и коэффициента буксования движителей. Предложена структура системы управления, включающая микропроцессорное управляющее устройство, и алгоритм функционирования формирователя оптимального управляющего воздействия.

Обсуждение и заключение. Выполнено теоретическое обоснование оптимального задающего воздействия системы управления тяговым режимом автогрейдера и предложен метод настройки системы автоматического управления отвалом тяжелого автогрейдера в режиме копания грунта.

Отличительными особенностями предложенного метода являются:

  • оптимальное управление по критерию технической производительности автогрейдера;
  • учет динамики и стохастического характера процессов с помощью имитационной модели, использование среднеквадратического отклонения измеренной силы сопротивления копанию для настройки системы;
  • учет наличия участков грунтовой поверхности с повышенным буксованием колесных движителей и использование вычисленной доли времени повышенного буксования для настройки системы.

Об авторах

В. А. Мещеряков
ФГБОУ ВО «СибАДИ»
Россия

Мещеряков Виталий Александрович – доктор технических наук, доцент, проректор по информационным технологиям, профессор кафедры «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур»

Scopus Author ID 7006700218

ResearcherID H-2077-2016

644080, г. Омск, пр. Мира 5

 



В. В. Вебер
ФГБОУ ВО «СибАДИ»
Россия

Вебер Виталий Викторович – старший преподаватель кафедры «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур»

644080, г. Омск, пр. Мира 5



Список литературы

1. Ito N. Bulldozer Blade Control. Journal of Terramechanics, 1991, Vol. 28, No. 1, pp. 65–78. DOI: 10.1016/0022-4898(91)90007-S

2. Bulgakov A., Emelianov S., Bock T. and Tokmakov G. Adaptive control of bulldozer’s workflows. Proc. of the 33rd ISARC (Auburn, AL, USA). 2016, pp. 90–97. DOI: 10.22260/ISARC2016/0012

3. Nakagami H., Ozaki T., Kure K. Introduction of Bulldozers D155AX-8/AXi-8 // Komatsu Technical Report, 2014, Vol. 60, No. 167, 7 pp. Режим доступа: http://www.komatsu.com/CompanyInfo/profile/report/pdf/167-E06.pdf, свободный (дата обращения: 17.08.2018).

4. Денисов В.П. Оптимизация рабочего процесса землеройно-транспортных машин с учетом случайного характера нагрузок: монография. Омск: СибАДИ, 2005. 123 с.

5. Бузин Ю.М. О некорректности в подходе к определению производительности землеройно-транспортной машины и построению на ее основе системы автоматического управления рабочим органом // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 5 (605). С. 80–83.

6. Денисов В.П., Матяш И.И., Зубарев К.В. Исследование влияния конструктивных параметров рабочего органа автогрейдера на его производительность // Вестник СибАДИ. 2015. № 2 (42). С. 15–19.

7. Никулин П.И., Бузин Ю.М. Анализ методов управления процессом копания грунта землеройно-транспортных машин // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2003. № 11 (539). С. 95–99.

8. Жулай В.А., Тюнин В.Л., Крестников А.В. Оценка топливной экономичности самоходных колeсных землеройно-транспортных машин // Механизация строительства. 2016. Т. 77. № 8. С. 27–31.

9. Клец Д. М., Краснокутский М.В., Гацько В.И., Барун М.В. Моделирование рабочих процессов двигателя автогрейдера при работе с неустановившейся нагрузкой // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2017. Т. 4. № 7 (88). DOI: 10.15587/1729-4061.2017.107128

10. Zhao R. Y. and Wang X. Research on power adaptive control method for hydraulic motor grader based on Simulink/AMESim. Applied Mechanics and Materials, 2012, vols. 135–136, pp. 793–799. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.135-136.793

11. Ye M. and Lin T. Energy conservation for a motor grader by shifting the engine power curve based on fuzzy adaptive control. Advances in Mechanical Engineering, 2015, vol. 7, issue 4. pp. 1–13.DOI:10.1177/1687814015582116

12. Song Q., Wand W. and Jia C. Research on fuel consumption of hybrid bulldozer under typical duty cycle. The 2015 Int. Conf. onMechanicalEng ineeringandControlSystems (MECS2015), 2016, pp. 54–57.DOI:10.1142/9789814740616_0012

13. Steckelberg D. and Pacifico A. A methodology for measuring an internal combustion engine performance map using onboard acquisition. 23rd ABCM Int. Congress of Mechanical Engineering (Rio de Janeiro, Brazil), 2015. 173 p. Режим доступа: https://www. researchgate.net/publication/312577762, свободный (дата обращения: 17.08.2018).

14. Жулай В.А., Енин В.И., Крестников А.В. Математическое описание скоростных характеристик двигателей строительных и дорожных машин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии». 2011. № 1. С. 196–200.

15. Hayashi К., Shimada К. et al. Development of D61EXi/PXi-23 bulldozer with automatic control system of work equipment // Komatsu Technical Report, 2013, Vol. 59, No. 166, 8 pp. Режим доступа: http://www.komatsu.com/CompanyInfo/profile/report/pdf/166-E02.pdf, свободный (дат обращения: 17.08.2018).

16. Мещеряков В.А. Нейросетевое адаптивное управление тяговыми режимами землеройно-транспортных машин: монография. Омск: ОмГТУ, 2007. 219 с.

17. Ульянов Н.А. и др. Самоходные колесные землеройно-транспортные машины. М.: Машиностроение, 1982. – 280 с.

18. Жулай В.А., Енин В.И., Кожакин Е.В. Зависимость буксования колесного движителя от силы тяги // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 1. С. 44–45.

19. Денисов В.П., Мещеряков В.А. Исследование системы автоматического управления скоростью автогрейдера // Строительные и дорожные машины. 2003. № 5. С. 39–41. EID: 2-s2.0-0038691599

20. Мещеряков В.А., Вебер В.В. Методика обработки результатов экспериментальных исследований тягового режима автогрейдера // Вестник СибАДИ. 2012. № 4 (26). С. 14–19.


Для цитирования:


Мещеряков В.А., Вебер В.В. ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАДАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ РЕЖИМОМ АВТОГРЕЙДЕРА. Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ". 2018;15(4):502-513. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-4-502-513

For citation:


Meshcheryakov V.A., Weber V.V. SETPOINT OPTIMIZATION FOR THE CONTROL SYSTEM OF THE MOTOR GRADER IN HEAVYLOAD MODE. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2018;15(4):502-513. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-4-502-513

Просмотров: 175


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2071-7296 (Print)
ISSN 2658-5626 (Online)