Выбор рациональных параметров системы подрессоривания быстроходных гусеничных машин (1095018), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

о результатах выполнения или невыполнения поставленных задач, служат чувствительные органы человека. Наблюдая за местностью, за показаниями измерителяскорости оборотов двигателя (тахометра) и зная номер включенной передачи втрансмиссии, механик-водитель тем самым регистрирует скорость движениямашины по трассе.Сложнее обстоит дело с регистрацией характера колебательного движениякорпуса машины, возникающего в результате действия возмущающих сил, которые действуют от рессор подвески на корпус машины при движении по местности с неровным профилем. Одним из каналов для получения информации о колебательном движении корпуса машины является зрение.

Наблюдая, например,за относительным перемещением линии горизонта в поле зрения смотровогоприбора, механика-водитель получает информацию не только качественного порядка (определение вида колебаний: вертикальные, продольно-угловые, поперечно-угловые), но в известной мере, и количественного порядка (определение33«размаха» и частоты этих колебаний). Конечно, в получении информации о характере колебаний участвуют органы слуха и осязания, вестибулярный аппарат,мышечные ощущения и общее физиологическое состояние механика-водителя,которое в значительной мере зависит от характера распределения энергии внешнего возмущения по частоте [140], вызывающего колебания системы: корпусмашины - человек.Вся информация поступает и накапливается в центральном органе системыуправления - мозгу механика-водителя, который производит анализ этой информации и вырабатывает соответствующие решения.

Этими решениями могут бытьтолько решения типа: «уменьшить скорость движения», «увеличить скоростьдвижения», «не изменять скорость движения», (с точки зрения кибернетики механик-водитель в процессе управления машиной не принимает других решений).Здесь мы не рассматриваем решений механика-водителя, связанных с изменением направления движения. Это связано с тем, что в качестве расчетного профиляместности принимается случайная стационарная функция, обладающая эргодическим свойством. Поэтому каждая реализация этой функции несет в себе информацию о характере профиля местности всего района действия гусеничноймашины.Исполнительными устройствами, обеспечивающими движения машины иреализацию решений механика-водителя по управлению, является система: «силовая установка – гусеничный движитель». Крутящий момент выходного валасиловой установки преобразуется в гусеничном движителе в силу «толкающую»корпус машины в направлении движения с определенной скоростью.

В целомскорость движения для вполне определенной конструкции машины будет зависеть от силы сопротивления прямолинейному движению, номера включеннойпередачи, частоты вращения выходного вала двигателя и, наконец, от положенияорганов торможения машины.Так как гусеничный движитель обеспечивает движение корпуса машины свполне определённой скоростью [6,72, 73, 108, 109, 133], а корпус машины увле-34кает за собой с той же скоростью гусеничный движитель, то с точки зрения теории управления между корпусом и гусеничным движителем имеется обратнаясвязь по скорости движения.

Эта связь обеспечивает преобразование высоты неровности трассы движениякак функцию пути, вкак функцию времени,причем, жто преобразование осуществляется при помощи дифференциальногосоотношения. Выбирая тот или иной режим движения механик-водитель в известном смысле оптимизирует систему управления. В самом деле,выбирая какой-либо режим движения, механик-водитель тем самым предпочитает его другим режимам движения.

Критерии оптимальности с помощью которыхпроизводится выбор режима движения, могут быть различными. Однако, прилюбом выборе критерий оптимальности, в конечном счете, всегда существует. Впротивном случае, обоснованный выбор режима движения был бы невозможен,что противоречит здравому смыслу.Процесс управления машиной механиком-водителем осуществляется вусловиях, содержащих элемент случайности, определяемой спецификой самогодвижения машины по местности с неровным профилем. В этом случае исходпроцесса управления, даже организованного строго определенным образом, неможет быть точно предсказан, остается случайным.

Если это так, то критерийкачества управления должен иметь вероятностный характер. Совершенно ясно,что процесс управления, имеющий целью получения максимально возможнойсредней скорости движения машины, зависит, кроме тяговых свойств, от качества СП. Чем выше качество СП с точки зрения обеспечения высокой плавностихода машины, тем большее значение будет иметь средняя скорость движенияпри всех прочих равных условиях [35].Поэтому процесс оптимизации системы управления должен начинаться свыбора оптимальной структуры и значений параметров СП ГМ еще на этапе еепроектирования.35Любой закон природы есть утверждение ограничивающего характера,утверждение о том, что можно и чего нельзя сделать в некоторой области.

Поэтому законы оптимальных систем могут быть сформулированы в виде утверждений «о потолке возможностей» этих систем. Нахождение этого «потолка» иесть задача теории оптимальных систем. Причем, если система функционируетпри случайных возмущениях, то эта задача должна решаться с позиций статистической динамики.Предметом статистической динамики механических систем является ихповедение при случайных внешних воздействиях и/или случайном изменениисвойств системы.Рассмотрим некоторую механическую систему, находящуюся во взаимодействии с окружающей средой. Пусть связь между входным и выходным процессами задана в форме̅где̅,- дифференциальный оператор, определённый некоторым дифференциаль-ным выражением и действующий в пространствах функций;мент из протстранства входных параметров;- случайный эле-- случайный элемент из про-странства выходных параметров .Пространствоустанавливается при изучении внешенго воздействия намеханическую систему, структура и свойства которой характеризуются опратором .

Протсранствоментов ̅выбирается таким образом, чтобы при помощи его эле-можно было бы полностью охарактеризовать любое состояние си-стемы, а именно каждому состоянию соответствует элемент ̅. При измене-нии параметра времени одно состояние переходит в другое. Приведенное вышеуравнение связывает случайные функции ̅и ̅и называется стахостиче-ским дифференциальным уравнением.Если ̅и/или параметры системы являются случайными, то возникаетвопрос связи между соответствующими вероятностными мерами или некоторы-36ми характеристиками последних.

Установление этой связи при заданной связимежду реализациями, собственно, и является предметом статистической динамики. В зависимости от того, какие параметры являются заданными, а какие –искомыми, различают четыре задачи статистической динамики.Первая основная задача состоит в нахождении вероятностных свойств выходных параметров при известных вероятностных свойствах входных параметров системы. В теории подрессоривания [35, 97, 98] этой задаче соответствуетпрямой расчет на действие заданных сил и моментов. Решение этой задачи находит свое применение при определении статистических характеристики возмущения, действующего на приборы, узлы и агрегаты, установленных в корпусе машины.Вторая задача является обратной по отношению к первой.

Она состоит внахождении вероятностных свойств входных параметров по известным свойствам системы и выходных параметров. Решение такой задачи может, например,потребоваться при определении статистических характеристик профиля по путимашины, если известны, например, статистические данные, относящиеся к координатам, характеризующих положение корпуса машины в пространстве при егодвижении по этому профилю.Третья задача заключается в определении вероятностных свойств стохастической системы по известным характеристикам на ее входе и выходе. В самом общем случае может оказаться неизвестной сама структура системы. Изучение свойств неизвестной системы путем сопоставления ее реакций с входнымивоздействиями составляет так называемую «проблему черного ящика».

Однако встоль общей форме задача ставится весьма редко. Обычно известна не толькоструктура системы, но и информация о ее детерминистических свойствах. Тогдацелью их исследования является получение информации о стохастических свойствах системы. Одним из простейших путей для решения третьей задачи состоитв изучении реакций системы на гармонические воздействия целого ряда фиксированных частот. Этот путь, по существу, используется в настоящее время при37теоретических исследованиях колебательных процессов корпуса машины, припроектировании СП и при ходовых испытаниях машины на плавность хода [35].Четвертая задача статистической динамики заключается в отыскании системы, которая при заданных внешних воздействиях обладает заданными свойствами.

Примером может служить задача о синтезе оптимальной СП ГМ, т.е. системы, которая обладает наилучшими в некотором смысле свойствами.Задачи синтеза весьма трудны, хотя имеются примеры эффективного решения некоторых классов. Укажем на теорию оптимальных линейных системсвязи и управления, обеспечивающих обработку заданного сигнала при минимальной средней квадратической ошибки [114].

При расчете механических систем задача синтеза в столь общей форме возникают очень редко. Из чистофункциональных соображений часто бывает задана не только структура на и рядее параметров. В частности, при проектировании СП конструктору заранее известны подрессоренный вес машины, его момент инерции (хотя бы приблизительно количество катков, их расстановка и т.д.). В этом случае задача сводитсяк отысканию значений остальных параметров СП.Если первая, основная задача статистической динамики решена, то какправило, результаты могут быть использованы для решения остальных задач. Всамом деле, решение основной задачи дает соотношение между вероятностнымихарактеристиками.

Характеристики

Список файлов диссертации