метода_идентификация-посл_ред (Метода с условиями курсача), страница 2

2.3.3. Выбор метода оптимизации критерия.

Структурная схема идентификации представлена ниже. Алгоритм вырабатывает коэффициенты модели.

Структурная схема идентификации

На схеме обозначено:

– помехи;

– выходной сигнал объекта;

– выходной сигнал модели объекта;

– невязка;

– функция потерь;

– функционал потерь;

– вектор, содержащий параметры уравнения:

.

Для решения задач идентификации необходимо:

Очертить класс объекта;

Выбрать настраиваемую модель;

Выбрать критерий качества (выбор функции потерь зависит от невязки или рассогласования) и провести усреднение – получить функционал потерь;

Построить алгоритм минимизации потерь с учетом априорной информации при наличии помех.

2.4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОБЪЕКТА ИДЕНТИФИКАЦИИ

В соответствии с профессиональной ориентацией МГТУ «МАМИ» рассматривать принципы идентификации следует на примерах автомобилей, тракторов или других транспортных средств, которые сами по себе состоят из совокупности весьма сложных агрегатов: корпуса, двигателя, движителя, трансмиссии, электрооборудования и тому подобному. Поэтому целесообразно в качестве примера идентификации изделия в нашем случае выбрать какой-нибудь машинный агрегат, который сам по себе являлся бы с одной стороны достаточно сложным и с другой стороны был бы типичным и многофункциональным для машины в целом. Для транспортных машин в этом смысле наиболее подходящим является колесный движитель, оснащенный пневматической шиной.

Во-первых, современная пневматическая шина представляет собой дорогостоящее изделие (стоимость одного комплекта шин в некоторых случаях достигает 15-20 % от стоимости трактора).

Во-вторых, по своей конструкции современная пневматическая шина является многопараметной, многослойной, неравновесной оболочкой, которая представляет собой очень сложный объект для расчета её эксплуатационных показателей.

В-третьих, пневматическая шина, как составная часть колесного движителя, обеспечивает взаимодействие машины с опорной поверхностью, воспринимает и передает воздействие дороги, как внешней среды, на машину и является определяющей в формировании основных эксплуатационных показателей (параметров машины), к которым относятся: функциональное предназначение машины, её экономичность, тяга на крюке, проходимость, устойчивость и управляемость, скорость и плавность хода, а также идентификация машины в целом к определенному классу.

К числу гостированных, главных эксплуатационных параметров пневматических шин относится ее грузоподъемность. Допустимая нормальная нагрузка на шину (ее грузоподъемность) на практике оценивается величиной так называемого расчетного радиального прогиба шины . Требования по обеспечению заданного расчетного значения отражены в ГОСТе в виде «Норм нагрузок и давления воздуха в шинах для выбора режима работы шины при различных условиях эксплуатации». Таким образом расчетный радиальный прогиб шины является одной из основных ее эксплуатационных характеристик и подлежит обязательной идентификации в процессе приемочных и сертификационных испытаний пневматических шин.

Испытания по радиальной обжимке шин проводятся в лабораторных условиях на стенде типа СИБ-IM по «Единой методике комплексных испытаний шин», обеспечивающих точность получаемых результатов в пределах 1-2 %. Испытуемая шина нагружается ступенчато радиальной нагрузкой G с интервалом (0,5-2,0) кН до нагрузки, превышающей на 20% допускаемую по нормам ГОСТ или ТУ. Циклы нагрузки шины проводятся при различных внутренних давлениях воздуха с интервалом 20 кПа в пределах от 80 кПа до наибольшего допустимого для данной шины. Перед началом испытаний шина, установленная на стенде, нагружается максимальной нагрузкой G 5-7 раз. Радиальный прогиб шины замеряется после достижения задаваемой нагрузки с точностью ± 1 мм. При изменении давления воздуха в шине дается 5-10 минут выдержки, затем проверяется и, при необходимости, доводится давление в шине до задаваемого значения. По результатам испытаний устанавливается экспериментальная зависимость , которая представляется в табличной и графической формах. Размерность измеряемых величин принимается в соответствии с «Международной системой измерений» - СИ. Эти экспериментальные данные являются переходной функцией, при помощи которой осуществляется идентификация шины на её грузоподъемность.

2.5. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ДАНО: Радиальная нагрузочная характеристика шины

ТРЕБУЕТСЯ: Идентифицировать пневматическую шину заданного типоразмера по её грузоподъемности на соответствие требованиям ГОСТа, используя для этого две ММ, с целью оценки и сравнения их невязки с объектом и рекомендации одной из этих двух ММ для выполнения поставленной задачи, учитывая при этом, что качество идентификации определяется средними потерями.

– формула НАТИ (1)

– формула МВТУ (2)

2.6. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ

Исходные данные, в соответствии с номером варианта (Приложение 1), приводятся в форме таблицы 2 в виде результатов испытаний объекта – радиальной обжимки шины. Размерность измеряемых величин принимается в соответствии с «Международной системой измерений» - СИ. В соответствии с требованиями приемочных и сертификационных испытаний пневматических шин экспериментальные результаты радиальной обжимки шины представляются в табличной и графической формах (Таблица 2 и рис. 1) в виде зависимости . Эти экспериментальные данные являются переходной функцией, при помощи которой решается задача идентификации.

Таблица 2

Радиальная нагрузочная характеристика шины типоразмера _________ в виде переходной характеристики h_z [м]

Рис. 1 Экспериментальная зависимость обжимки шины _________

в виде переходной характеристики

Р А З Д Е Л 3

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

В соответствии с требованиями приемочных и сертификационных испытаний пневматических шин экспериментальные результаты радиальной обжимки шины представляются в табличной и графической формах (Таблица 1 и рис. 1) в виде функциональной зависимости , где – нормальный прогиб шины, – нормальная нагрузка на ось колеса, – давление воздуха в шине. Эти экспериментальные данные являются переходной характеристикой (функцией) в процессе идентификации шины на ее грузоподъемность по параметрам: , – расчетный нормальный прогиб шины, – коэффициент радиальной жесткости шины.

Работа выполняется в четыре этапа.

3.1 Первый этап

3.1.1 По данным переходной характеристики , представленной на рис. 1, и нагрузочного ряда, представленного в ГОСТе (Приложение 2) в виде «норм нагрузки и давлений в шинах для выбора режима работы шин при различных условиях» (в дальнейшем «нагрузочный ряд шины»), определяется расчетный прогиб шины , соответствующий ее нагрузочному ряду, и ошибка его определения, как среднеарифметических величин по причине небольшого числа n измерений, ограниченного данными ГОСТа:

– математическое ожидание H_{z рас.};

– среднеарифметическая ошибка;

[м].

3.1.2 По данным переходной характеристики , представленной в таблице 2, составляется таблица 2 для оценки величины коэффициента радиальной жесткости шины при заданном давлении воздуха в ней.

,

где – приращение радиальной нагрузки на шину и соответствующее ему приращение при .

Для каждого значения давления воздуха в шине вычисляется ее коэффициент жесткости в виде , где:

– математическое ожидание истинного значения коэффициента ;