Автоматизация процессов моделирования и адаптивного управления гусеничными машинами для эксплуатации в экстремальных условиях на этапе промышленного производства

• Автор: Евдокимов, Вячеслав Генаэльевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 455 с. : ил. + Прил. (92 с.: ил.)

Динамичное развитие отечественной и мировой индустрии связано с необходимостью расширения ресурсной базы и непрерывным увеличением добычи полезных ископаемых. Одновременно в настоящее время наблюдается массовое истощение месторождений в относительно доступных областях. В связи с этим активный поиск полезных ископаемых все более смещается в труднодоступные территории. В масштабах страны крайне важной проблемой является эффективный поиск месторождений полезных ископаемых в труднодоступных районах Крайнего севера, Сибири и Дальнего востока. Последнее обстоятельство влечет за собой дальнейшее повышение актуальности задачи по обеспечению приспособленности технических средств, предназначенных для проведения разведки месторождений полезных ископаемых, установки комплексных механизированных систем с целью выполнения работ в сложных природноклиматических и дорожных условиях, к выполнению возложенных на них функций и, соответственно, совершенствованию их подвижной базы гусеничных машин ГМ с целью адаптации к автономному использованию в жестких условиях.


Таким образом, для любого перехода с передачи на передачу в координатах у существует линия, разделяющая области предписанных смежных передач рисунок 1. При редко по сравнению со временем переключения и мало изменяющихся к и V, жесткая граница, разделяющая области предписанных передач, обеспечивает заданные характеристики ГМ по разгону, экономичности и т. Однако, при наличии прямых ограничений когда водитель то и дело принудительно стремится ограничить скорость движения, уменьшая подачу топлива, кроме того, нагружая трансмиссию тормозным усилием, существенно и часто изменяющегося внешнего сопротивления жесткая граница указанных областей приводит к возникновению цикличности в САУ ГМ, что существенно ухудшает тяговодинамические показатели ГМ и их долговечность. Таким образом, принцип адаптивного выбора закона переключения заключается, прежде всего, в предотвращении цикличности переключения передач, при существенно изменяющихся И и V, изменением границы существования смежных передач. Степень изменения границы должна зависеть от степени вариации к и V. Если процессы изменения указанных параметров достаточно медленные система должна вновь возвращаться к исходной оптимальной границе. Рисунок 1. Кроме того, адаптивность должна заключаться и в том, что изменение закона переключения должно быть связано с изменяющимися характеристиками силовой установки изменение атмосферного давления в высокогорных условиях, падение мощности вследствие износа, изменение характеристик вследствие применения разного топлива и т. Стремление учесть такое значительно количество внешних случайных факторов делает задачу крайне сложной. Однако опытный водитель принимает рациональные решения по выбору передач т. К. В этой связи, анализ действий водителя в разных ситуациях может подсказать решение поставленной задачи о поиске принципа адаптивного изменения закона выбора передач. Целесообразно рассмотреть типовые действия водителя при ручном выборе передачи в ситуации, характерной для возникновения цикличности. Пусть водитель неверно оценил условия возрастающего внешнего сопротивления и выполнил переключения на высшую передачу. Рисунок 1. Характер изменения границ, определяется характером изменения Ь и V. Рисунок 1. Рисунок 1. Возникновение цикличности при переключениях
Рисунок 1. Реализуем аналогичные действия в САУ ГМ. Пусть в исходном состоянии линии переключений вверх и вниз на смежных передачах разнесены для обеспечения отсутствия цикличности при высоких показателях подвижности ГМ в легких, слабо изменяющихся условиях асфальтовое, бетонное шоссе, укатанная грунтовая дорога. Введем понятие одного цикла переключений. Если за некоторое малое время возможно даже несколько интервалов самого процесса переключения, в соответствие с текущей границей между областями предписанных передач, и в связи со случайными процессами изменения Ь и V, осуществился переход на соседнюю передачу и обратно рисунок 1. САУ ГМ выполнила эти переключения, однако границы между областями соседних передач изменились в точном соответствии с характеристиками цикла, т. И и V в конце переключения зафиксировались, а изменение границ определяется заранее заданными приращениями АЬ и Ау. Рисунок 1. Теперь всякий раз, когда по новому закону возникнет цикл переключений, границы будут изменяться. Предельным для весьма тяжелых и часто изменяющихся условий будет случай расположения границ, изображенный на рисунке 1 Возвращение к исходному закону переключения, т. Ь и V рисунок 1. При этом в исходном состоянии линии переключений вверх и вниз на смежных передачах могут и не быть разнесены. Потребный гистерезис должен установиться автоматически в зависимости от условий движения. Водитель сам ограничивает скорость движения ГМ, если текущий скоростной режим движения может привести либо к неудовлетворительной плавности хода, либо может привести к потере управляемости, заносу машины, выходу за пределы дороги. Как правило, прямые ограничения по плавности хода и управляемости рассматривают раздельно, условно разделяя общий случай движения на криволинейное движение по ровной горизонтальной поверхности и прямолинейное движение по неровностям . Рисунок 1.