Delist.ru

Адаптивное управление рабочими процессами землеройно-транспортных машин (15.09.2007)

Автор: Мещеряков Виталий Александрович

Во второй главе предложена методика аналитико-имитационного моделирования рабочих процессов ЗТМ. Выполнена декомпозиция модели рабочего процесса ЗТМ; для тех подпроцессов, где возможно аналитическое моделирование на основе априорных знаний о связях между параметрами ЗТМ, получены аналитические зависимости. Модели этих подпроцессов включены в общую структуру имитационной модели рабочего процесса ЗТМ.

Основные цели аналитико-имитационного моделирования рабочих процессов ЗТМ:

- имитация ЗТМ как объекта управления, получение реализаций параметров рабочего процесса ЗТМ для использования при нейросетевой идентификации рабочих процессов;

- определение параметров рациональных тяговых режимов, которые должны поддерживаться САУ;

- сравнение различных вариантов САУ между собой с помощью вычислительного эксперимента.

Задачи моделирования:

- выделение основных подсистем в структуре ЗТМ и связей между ними;

- разработка аналитических и имитационных моделей элементов рабочего процесса, включение их в общую структуру модели;

- проведение вычислительного эксперимента.

должны соответствовать проектным отметкам. Ключевой элемент на схеме (рис. 1.) показывает выбор управляемой переменной для первого или второго режимов работы.

При разработке моделей использован математический аппарат теории случайных процессов, передаточных функций, табличной интерполяции, численного решения алгебраических уравнений и обыкновенных дифференциальных уравнений в форме Коши.

отражают сложные связи между геометрическими параметрами ЗТМ в пространстве.

. Модели привода ЗТМ и взаимодействия движителя с грунтом включают в себя модели двигателя, механической и гидромеханической трансмиссии, а также буксования.

. Далее описаны модели элементов рабочего процесса ЗТМ.

Разработана модель формирования случайной силы сопротивления на рабочем органе

– нормированные случайные флюктуации, вызванные неоднородностью грунта (рис. 2).

может быть аппроксимировано выражением:

– коэффициенты автокорреляционной функции.

Соответствующее выражение спектральной плотности возмущения при постоянной скорости ЗТМ:

специально созданным формирующим фильтром. Получена дискретная передаточная функция формирующего фильтра, соответствующего (3),

, также представлен рекуррентной зависимостью:

– коэффициенты формирующего фильтра.

Получена непрерывная передаточная функция формирующего фильтра возмущений от грунтовых условий

на выходе:

, выполняется аналогично (7).

(рис. 3).

Время запаздывания колес балансиров зависит от скорости машины:

Для вычисления глубины резания грунта по каждой колее необходимо определить время запаздывания отвала относительно передней оси. Время запаздывания правой и левой сторон отвала составляет

Глубина резания грунта по правой и левой колеям с учетом запаздывания отвала

Рис. 3. Геометрические параметры автогрейдера

Влияние изменений высотных координат колес автогрейдера на положение отвала выражено коэффициентами усиления передаточных звеньев, зависящими от конструктивных размеров автогрейдера:

Рис. 4. Функциональная схема модели зависимостей

между геометрическими параметрами автогрейдера

– оператор Лапласа.

на колесных движителях. Доказана хорошая точность аппроксимации экспериментальных данных полиномами второго порядка

Для среднего автогрейдера на 1 передаче трансмиссии получена модель буксования

на 2 передаче

использованы при аналитическом определении передаточных функций моделей привода ЗТМ.

Исследованы 3 подхода к моделированию силовой установки ЗТМ. Согласно первому подходу, статическая регуляторная характеристика двигателя аппроксимирована линейными участками:

Разработаны модели привода ЗТМ с механической и гидромеханической трансмиссиями. На основе уравнений движения элементов привода с механической трансмиссией получена передаточная функция привода ЗТМ, которую можно исследовать аналитическими методами при разработке САУ рабочими процессами. Для элементов привода ЗТМ с гидромеханической трансмиссией получены уравнения движения, лежащие в основе имитационной модели.

загрузка...