Повышение производительности машинно-тракторных агрегатов на основе оптимального и квазиоптимального управления энергетическими режимами

• Автор: Погуляев, Юрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 421 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 .Оптимальные тяговые усилия и тяговая динамика тракторных

агре гатов.
1.2.Управление системой генератордвигатель. Математическая модель для решения задачи оптимального управления тракторными агрегатами

1.3.Системы управления рабочими органами тракторных агрегатов и

мощностью тракторного агрегата.

1.4.Оптимальное и квазиоптимальное управление тракторными агрегатами.

1.5.Постановка проблемы. Цель работы и задачи исследования.

ГЛАВА 2.ОГГГИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

2.1 .Производительность бульдозера.
2.2.Свойства кривых к.п.д. и электромагнитных потерь двигателя постоянного тока.
2.3. Аппроксимации. Представление параметров в заданном скоростном диапазоне
2.4. Буксование. Потери на буксование
2.5.Мощностной баланс трактора. О выпуклости тягового к.п.д
2.6. Эффективность стационарных и нестационарных процессов копания.
2.7.Начальные условия оптимального нестационарного процесса копания
2.7.1.Принцип разделенных максимумов для процессов без возмущений.
2.7.2.Принцип разделенных максимумов при возмущениях.
2.8. Оптимальное управление тракторным агрегатом при разгоне.
2.9. Оптимальное управление тракторным агрегатом при копании и отсутствии возмущений.
2.9.1 Определение начальных условий по призме грунта и тяговому кпд
2.9.2.0пределение конечных условий оптимального процесса копания.
2.9.3. асимптотической сходимости скорости для процессов без возмущений
2.9.4.0 законах адекватности для невозмущенных процессов.
2 Оптимальное управление тракторным агрегатом при возмущениях
.Вычислительная процедура по уравнениям Эйлера для возмущенных
процессов
2.Ю.2.0пределение конечных условий для возмущенных процессов
2 Энергетический метод соединения разделения движений.
законах адекватности для возмущенных процессов.
2 Метод базовых моделей для проектирования мощностного ряда ТА.
2Силовое форсирование тракторного агрегата
2Условия энергетической инвариантности для возмущенных и невозмущенных движений. Принцип внешнего энергетического
дополнения.
Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ДЕМПФИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ В ПЕРЕДАЧЕ ТА.
3.1. Метод обобщнных схем замещения для нелинейных электромеханических цепей.
3.2.0 податливости и декременте свободных колебаний.
3.3. Параметры свободных колебаний в функции скорости ТА
3.4. Два метода определения амплитудночастотной характеристики передачи
тракторного агрегата
Выводы по главе.
ГЛАВА 4. КВАЗИОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ.
4.1.Метод КОУТА. Скоростное форсирование
4.2.Постановка задачи квазиоптимального управления тракторными агрегатами
4.3. Алгоритм решения задачи КОУТА
4.3.1. Определение непрерывной скорости копания при КОУТА.
4.3.2. Определение мощности форсирования при непрерывных процессах. 5 4.3.3.Электрические параметры при КОУТА.
4.4.0 максимуме мощности при форсировании.
4.5. Принцип разделенных энергетических максимумов
4.6. Определение мощности форсирования при дискретных процессах.
4.6.1. Алгоритм вычисления мощности при дискретных процессах
Выводы по главе.
ГЛЛВЛ5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1.Оптимальное управление тракторным агрегатом. Результаты
вычислительного эксперимента
5.1.1.Оптимальное управление энергетическим режимом стабилизации мощности
5.1.2. Влияние начальных условий по объему призмы на процесс копания.
5.1.3. Результаты расчетов по силовому форсированию тракторного
агрегата
5.1.4 Результаты расчетов по операции разгона тракторного агрегата
5.1.5. Реализация законов глубины копания.
5.2.Исследование демпфирующих свойств тракторной передачи. Результаты вычислительного эксперимента
5.2.1 .Анализ параметров свободных колебаний в тракторном агрегате
5.2.2. Сравнительный анализ методов исследования демпфирующих свойств
передачи
5.3.Квазиоптимальное управление тракторным агрегатом. Результаты
вычислительного эксперимента
5.3.1.Скоростное форсирование при непрерывном и дискретном изменении скорости
5.3.2.Скоростное форсирование при кусочнопостоянных значениях скорости.
5.3.3.Скоростное форсирование при дискретнонепрерывном изменении скорости.
5.3.4. Электрические параметры при КОУТА.
5.3.5. Принцип разделенных энергетических максимумов.
Выводы по главе
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ. ОЦЕНКА
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
6.1 .Устройства для форсажа с применением модернизированных технических устройств
6.2.Форсунка нового поколения с электронным управлением
6.3.Устройство для форсирования мощности по заданному закону и по производной от возмущения
6.4. Устройство для реализации законов оптимального управления
6.5 Энергосберегающий способ и устройство для обработки почвы
б.б.Расчст экономической эффективности от внедрения рекомендаций технических устройств для реализации законов форсирования ДВС и
оптимальных законов управления трактор ДЭТ0.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Нельзя согласиться с утверждением 8 о том, что в работе 7 процесс разработки грунта для упрощения задачи разделен на операции разгона и операции резания и перемещения грунта. В этом случае отрицается принцип автоматизации процессов и операционные технологии. Размер отвала Нопт не может быть 8 ограничением при оптимизации. Емкость отвала должна соответствовать тяговосцепным свойством ТА и определяться, исходя из этих возможностей 2,3,7,3. Подробный анализ работ 7,8 дан в трудах 0 1,,5,. Работы 7,8 представляют собой решение вариационной задачи ОУТА. Оптимизация не может осуществляться отдельно от определения управляющих функций, от определения НУ и КУ процесса и диапазона изменения ртт 7,6,7,. Определение закона , одновременно с законом ропт важнейшее и принципиальное требование. Тяговый к. У является энергетической характеристикой ТА, и если необходимо доказать выпуклость функции Г, то это необходимо делать через другие энергетические параметры суммарные потери в ТА РЪУ ,2,5,3. Утак. СкФ ТА . Подробно процессы СФТА и СкФТА исследованы в монографиях 3, 3. Работы 1,3 первые в технической литературе по теоретическим основам скоростного форсирования на основе КОУТА. ОУТА. К работам по ОУТА не относятся и работы , , . В них не применяется адекватный математический аппарат, хотя и предпринимаются попытки оптимизации некоторых параметров. Таким образом, что работы по ОУТА и КОУТА представлены только работами . До последнего времени не была решена задача ОУТА при наличии возмущений на основе ММ без возмущений с применением энергетического метода задания возмущений. Энергетический метод соединения разделения движений в дальнейшем РД или СРД, имеющий принципиальное значение для обоснования комбинированных и кибернетических САУ, работающих в условиях сильных возмущений, рассмотрен только в наших исследованиях 8,4. Метод основан на реализации вероятностного и игрового подходов и относится к числу минимаксностохастических 2. Он позволяет получить огромное количество вероятностной информации, соизмеримой по объему с измеряемой текущей информацией, необходимой для синтеза кибернетических систем . Вместе с тем информация может быть сравнена по определенному алгоритму с текущей измеряемой информацией, например, возмущением по току для принятия управляющих решений. По выражению Я. Это только подчеркивает важность обоих видов информации при их комплексном использовании. Энергетический метод задания возмущений в технической литературе не описан, за исключением нескольких работ автора 1,,. Этот метод задания возмущений исключительно эффективен, ибо позволяет задавать возмущения со всеми реально возможными амплитудами и частотами РУ. В наших трудах освещены вопросы по определению начальных и конечных условий оптимальных процессов, по СФТА и СкФТА, по вопросам асимптотической сходимости оптимальных процессов. До сих пор применяется подход при решении задач по полному использованию мощности и проектировании машин подход, в котором экономические критерии подменяют технические критерии, хотя известен классический подход , который доказывает приоритет технических критериев и недопустимость использования экономических критериев в этих случаях. Анализ технической литературы показал следующее. Проблема повышения производительности МТА путем управления энергетическими режимами ДВС на сегодняшний день не решена и не имеет обоснованной научной базы ни для циклических процессов разработка грунта, ни для стационарных процессов обработка почвы. Отсутствуют работы по решению проблемы повышения производительности МТА при разработке грунтов с применением математической теории оптимального управления, определением на е основе оптимальных технически реализуемых законов управления для энергетического режима стабилизации мощности двигателя внутреннего сгорания. Отсутствуют работы по решению проблемы производительности МТА на основе квазиоптимального управления с определением квазиоптимальных технически реализуемых законов управления для энергетических режимов с переменной мощностью и постоянной глубиной копания.