Научные основы и принципы реализации бортовых регуляторов скорости транспортных машин

• Автор: Науменко, Борис Семенович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 376 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Анализ основных этапов развития бортовых автоматизированных систем управления скоростью транспортных машин
1.1. Автоматизация управления силовым агрегатом транспортных машин
1.1.1. Необходимость автоматизации управления силовым агрегатом
1.1.2. Полуавтоматическое управление силовым агрегатом транспортных машин с дизелем и механической коробкой передач
1.1.3. Полуавтоматическое управление силовым агрегатом транспорт-
ных машин с дизелем и механической коробкой передач с фрикционными элементами переключения
1.1.4. Автоматическое управление силовым агрегатом
1.1.5. Автоматическое регулирование скорости транспортной машины в
системе управления силовым агрегатом
1.2. Автоматическое регулирование проскальзывания колес транспортной машины на тормозных и тяговых режимах
1.2.1. Влияние проскальзывания колес при торможении и разгоне на
эксплуатационные свойства транспортной машины
1.2.2. Развитие работ, связанных с автоматизацией процесса торможения
1.3. Бортовые системы управления движением транспортных машин
1.3.1. Единые системы автоматизированного управления скоростью на
тяговых и тормозных режимах
1.3.2. Развитие бортовых автономных систем управления движением
транспортных машин
Глава 2 Обоснование новой концепции автоматизированного управления скоростью транспортных машин как основы создания нового класса систем управления скоростью -бортовых регуляторов скорости
2.1. Новый способ управления торможением транспортных машин
2.2. Новый способ управления скоростью транспортных машин на тяговых и тормозных режимах
2.3. Постановка задач исследования
Глава 3 Задачи синтеза бортового регулятора скорости транспортных машин. Методы оптимальной стратегии управления
3.1. Задачи, решаемые при синтезе бортового оптимального регулято-
ра скорости транспортных машин. Обоснование объектов регулирования
3.2. Анализ изменения фазовых координат в системе транспортная машина-колесо-дорога при торможении и определение информа-

ционных параметров для синтеза оптимального регулятора скорости
3.3. Методы оптимальной стратегии управления
Глава 4 Синтез бортовой информационной системы
4.1. Оценивание и идентификация в системе двигатель - трансмиссия
- колеса - среда
4.1.1. Оценивание момента сил сопротивлений на валу двигателя при
движении транспортной машины с механической трансмиссией
4.1.2. Оценивание моментов сил в системе двигатель - гидротрансформатор для транспортных машин с ГМТ
4.1.3. Идентификация информационных параметров транспортной машины
4.1.4. Одновременная идентификация и оценивание информационных
параметров в системе двигатель - трансмиссия - колеса - среда
4.2. Идентификация и оценивание в системе привод - тормоз - колесо
- дорога при торможении транспортной машины
4.2.1 Идентификация и оценивание в системе привод - тормоз - колесо
- дорога на стенде с беговыми барабанами
4.2.2. Оценивание ух в системе привод - тормоз - колесо - дорога в ре-

альных условиях торможения транспортной машины
4.2.3. Одновременная идентификация и оценивание информационных
параметров в системе привод - тормоз - колесо - дорога при торможении транспортной машины
Глава 5 Синтез оптимального управления для регулятора скорости тяговых и тормозных режимов
5.1. Синтез оптимальной структуры управляющего устройства регулятора скорости тягового режима
5.1.1. Функции, выполняемые системой регулирования скорости. Требования к управлению
5.1.2. Математическая модель электрогидравлического привода управления
5.1.3. Уравнение всережимного регулятора прямого действия
5.1.4. Уравнение двигателя
5.1.5. Синтез оптимального управления в системе регулирования скорости с воздействием на настройку всережимного регулятора
5.1.6. Синтез регулятора скорости транспортной машины с воздействием на орган топливоподачи
5.1.7. Синтез системы автоматического регулирования двигателя и сцепления
5.1.7.1. Структурная схема и алгоритм функционирования единой системы автоматического регулирования двигателя и сцепления
5.1.7.2. Математическая модель системы регулирования двигателя и сцепления и результаты исследования системы на ЭВМ
5.2. Синтез оптимального управления и структуры регулятора скорости транспортных машин для тормозного режима
5.2.1. Синтез оптимального управления и структуры системы антибло-
кировочного торможения
5.2.2. Синтез оптимального регулятора скорости транспортных машин

дня тормозного режима
Глава 6 Функциональная реализация бортовых регуляторов скорости транспортных машин
6.1. Функциональная реализация системы управления скоростью
транспортных машин с дизельным двигателем и механической коробкой передач
6.2. Функциональная реализация командной системы автоматического
переключения передач и системы определения номера включаемой передачи
6.3. Бортовой оптимальный регулятор скорости транспортных машин..
6.4. Регулятор скорости колес транспортных машин
6.5. Алгоритмы формирования сигнала заданной скорости в бортовом
регуляторе скорости транспортных машин
6.5.1. Простейший алгоритм формирования сигнала заданной скорости
с помощью одной рукоятки управления при разделении зон тягового и тормозного режима
6.5.2. Алгоритм формирования сигнала заданной скорости с помощью
одной рукоятки управления с автоматическим переключением режимов работы регулятора скорости
6.5.3. Алгоритм формирования сигнала заданной скорости в регуляторе
скорости, выполненном в соответствии с новой концепцией управления скоростью
Глава 7 Практическая реализация результатов теоретических и
экспериментальных исследований
7.1. Сведения о работах с промышленными предприятиями и научно-
исследовательскими организациями
7.2. Экспериментальный образец единой системы автоматизированного управления скоростью автомобиля «Москвич»
7.3. Разработка и исследование макетных образцов аппаратуры автоматизированного управления скоростью автомобиля «Москвич»
7.3.1. Методика и задачи исследований
7.3.2. Описание лабораторных установок для испытаний и исследований аппаратуры автоматизированного управления
7.3.2.1. Электронная модель автомобиля для испытаний и исследований
системы стабилизации скорости
7.3.2.2. Электронная модель автомобиля для испытаний и исследований
системы управления скоростью при торможении
7.3.3. Результаты испытаний электрогидравлических регуляторов
7.3.4. Результаты испытаний системы стабилизации скорости
7.3.5. Результаты испытаний системы управления скоростью при торможении
7.3.6. Результаты исследований системы управления сцеплением
7.4. Разработка и исследование экспериментального регулятора скорости многоосного шасси МАЗ-547А.
7.4.1. Описание электрогидравлических исполнительных систем управ-
ления двигателем и тормозами экспериментального регулятора скорости
7.4.2. Описание электронной схемы управления экспериментального ре-

устойчивую работу по оптимальным характеристикам переключений из-за неизбежного возникновения циклических и нерациональных переключений передач. Анализ известных методов исключения этих неблагоприятных явлений показал их недостаточную эффективность. Автором предложено [170, 172] дополнить требования к оптимальной САПП, сформулированные в работе [234], дополнительным требованием к устойчивости работы САПП.
Таким образом, оптимальная система автоматического переключения передач должна удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечивать переключение передач при полном использовании тяговой характеристики транспортной машины;
- исключать возможность работы силового агрегата транспортной машины в неэкономичных зонах тяговой характеристики, т.е. на стыке двух передач выбирать ту передачу, которая является более рациональной с точки зрения топливной экономичности;
- во всех условиях движения не допускать возникновения циклических и нерациональных переключений передач, т.е. число переключений передач на километр пути на автоматическом режиме управления не должно существенно отличаться от числа переключений при полуавтоматическом управлении мастером вождения.
Выполнение первого и второго требований возможно только в том случае, если САПП будет формировать сигналы на переключение в соответствии с оптимальными характеристиками переключения передач.
Характер изменения сил тяги в зависимости от скорости транспортной машины при постоянных а - положения органа управления ДВС и сг^ - часовом расходе топлива для стыка низшей и высшей передач показан на рис.1.10. Точки пересечения кривых РТ^У) при постоянных и одинаковых часовых расходах топлива на низшей и высшей передачи определяют оптимальную характеристику переключения передач.
По характеристике АБВ должно осуществляться переключение с низшей передачи на высшую, а по характеристике АГВ обратное переключение с высшей передачи на низшую.
При переключении передач в соответствии с линией АГ обеспечивается выполнение второго требования к системе автоматического переключения, поскольку эта линия разграничивает неэкономичные зоны работы силового агрегата на высшей и низшей передачах. Для выполнения при этом и первого требования к автоматике переключения необходимо в процессе переключения передач автоматически изменять настройку всережимного регулятора таким образом, чтобы в момент включения смежной передачи орган управления топливоподачей (рейка топливного насоса) устанавливался в положение, при котором обеспечивается значение силы тяги равное силе тяги до переключения передач.
На рис. 1.10 в точке Ж характеристики переключения равные значения сил тяги на низшей и высшей передачах при скорости Уж обеспечиваются при положении рейки топливного насоса 2Н на низшей передаче и 2В на