123660 (592844), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Рис. 4.22. Блок-схема алгоритма анализа влияния скорости w на К.

Графики зависимости К от w для различных значений запаздывания и ширины зоны нечувствительности приведены на рис. 4.23–4.25. Анализ графиков показал, что между исследуемыми параметрами ССО существует взаимозависимость. При выполнении неравенства наблюдается возрастание значений коэффициента передачи К, характеризующее неустойчивый режим работы ССО. В этом случае наблюдается, так называемое, «перерегулирование» системы. Анализ графиков на рис. 4.23–4.25 показывает, что минимальные значения коэффициента передачи К получается на границе ширины зоны нечувствительности для малых значений _гид, то есть, при и смещаются к равенству для больших величин запаздывания _гид, то есть, стремятся к середине ширины зоны нечувствительности.

Рис. 4.23. Зависимость К от w при _гид = 0,1 сек: 1 – при А₂ = 0,007 рад; 2 – при А₂ = 0,003 рад; 3 – при А₂ = 0,0005 рад.

Рис. 4.24. Зависимость К от w при _гид = 0,2 сек: 1 – при А₂ = 0,007 рад; 2 – при А₂ = 0,003 рад; 3 – при А₂ = 0,0005 рад.

Рис. 4.25. Зависимость К от w при _гид = 0,3 сек: 1 – при А₂ = 0,007 рад; 2 – при А₂ = 0,003 рад; 3 – при А₂ = 0,0005 рад.

Таким образом,

,

где k₁ 2 при _гид = 0,1 сек; k₁ 1 при _гид 0,2 сек.

Величина запаздывания _гид обусловлена характеристиками гидропривода и поэтому является определяющей величиной для выбора остальных параметров ССО и гидропривода. Ширина зоны нечувствительности А₂ накладывает ограничения на рабочие скорости изменения угла перекоса отвала.

Повышение скорости изменения угла перекоса отвала ведет к улучшению планировочных характеристик, однако увеличение А₂ уменьшает точность обработанного грунта. Поэтому нахождение рациональной величины ширины зоны нечувствительности А₂, связанной с максимальной скоростью изменения угла перекоса отвала, представляет практический интерес.

Был проведен машинный эксперимент для нахождения минимальных значений коэффициента передачи К при варьировании скорости изменения угла перекоса отвала и ширины зоны нечувствительности. В качестве примера на рис. 4.27–4.29 представлены графические зависимости для варьируемых параметров, численные значения которых приведены в табл. 4.4. Блок-схема алгоритма анализа влияния ширины зоны нечувствительности А₂ на коэффициент K и w представлена на рис. 4.26.

Таблица 4.4. Значения варьируемых параметров

Для каждого значения ширины зоны нечувствительности А₂ при различном времени запаздывания _гид находилось минимальное значение коэффициента передачи К_min и определялось рациональное значение скорости изменения угла перекоса отвала w. Анализ графиков на рис. 4.27–4.29 показывает, что для ширины зоны нечувствительности имеет место определенное максимальное значение , выше которого применение системы автоматического управления нецелесообразно.

Рис. 4.26. Блок-схема алгоритма анализа влияния ширины зоны нечувствительности А₂ на коэффициент K и w

Рис. 4.27. Зависимости коэффициента К_min и скорости изменения угла перекоса отвала w от ширины зоны нечувствительности А₂ при запаздывании гидропривода _гид = 0,1 сек: 1 – скорость w; 2 – коэффициент К_min

Анализ рис. 4.27–4.29 показал, что существуют интервалы рациональных значений скорости изменения угла перекоса отвала w. Этот анализ подтверждает выражение.

Для определения при различных значениях среднеквадратичного отклонения вертикальных координат исходного микрорельефа был проведен машинный эксперимент. В качестве примера на рис. 4. 31,4.32 представлены графические зависимости для варьируемых параметров, численные значения которых представлены в табл. 4.5.

Блок-схема алгоритма анализа зависимости коэффициента K и ширины зоны нечувствительности А₂ от _исх представлена на рис. 4.30.

Таблица 4.5. Значения варьируемых параметров

Для каждого значения _исх и А₂ было проварьировано значение w и определены минимальные значения К.

Результаты эксперимента представлены на рис. 4. 31,4.32. Анализ графиков подтверждает правомерность выражения.

Рис. 4.30. Блок-схема алгоритма анализа зависимости коэффициента K и ширины зоны нечувствительности А₂ от _исх

Анализ графиков позволил сделать вывод, что рациональное значение ширины зоны нечувствительности зависит от _исх. Эта зависимость имеет линейный характер и может быть представлена в виде:

,

где k₂ – коэффициент, зависящий от геометрических размеров автогрейдера.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Для ССО в поперечной плоскости зона устойчивой работы определяется выражением , где k₁ = – коэффициент, зависящий от _гид.

2. Для ССО в поперечной плоскости для получения наименьшего значения коэффициента передачи в поперечной плоскости К выявлены зависимости между запаздыванием в гидросистеме _гид, шириной зоны нечувствительности системы А₂, скоростью изменения угла перекоса отвала w и величиной среднеквадратичного отклонения исходного профиля _исх.

Рис. 4.31. Зависимости коэффициента К от ширины зоны нечувствительности А₂: 1 – при _исх1 = 0,0324 м; 2 – при _исх2 = 0,0463 м; 3 – при _исх3 = 0,0602 м.

Рис. 4.32. Зависимость ширины зоны нечувствительности А₂ от _исх.

4.5 Обоснование структуры и алгоритмов функционирования перспективной ССО

Полную информацию о положении РО в пространстве можно получить, зная шесть параметров:

x – координату точки РО по оси OX;

y – координату точки РО по оси OY;

z – координату точки РО по оси OZ;

– угол захвата РО;

– угол поперечного наклона РО;

_p - угол резания.

Проанализировав процесс работы автогрейдера для ССО, можно выделить группу параметров, в наибольшей степени влияющих на точность формируемой поверхности грунта.

При формировании земляного полотна точность стабилизации РО является, по сути дела, точностью геометрических параметров формируемого земляного полотна. Учитывая СНиП, становится ясно, что важнейшими параметрами, определяющими точность земляного полотна, являются вертикальная координата y и поперечный уклон , однако, возможно контролировать точность также по вертикальным координатам двух точек РО. ССО необходимо контролировать или вертикальную координату какой либо точки РО и поперечный уклон РО или вертикальные координаты двух точек РО.

Учитывая, что ССО в основном используются при планировочных и профилировочных работах, когда силы резания грунта не оказывают существенного влияния на точность обработки, углом резания можно в данном случае пренебречь.

В зависимости от угла выноса тяговой рамы ₁ и угла перелома основной рамы ₁ , меняется координата РО по оси ОZ, а также угол захвата РО . Если не предстоит использование ССО при формировании и обработки откосов, значения ₁ и ₁ можно принять фиксированными, а изменение угла захвата РО и координаты РО по оси OZ от этих углов не учитывать.

Для определения места на обрабатываемом участке, на котором произошло отклонение положения РО от заданного значения, необходимо также располагать координатой какой-либо точки отвала на плоскости, то есть координатой z и х. При формировании земляного полотна дороги, когда не ставится задача обеспечения ведения машины по заданному курсу и автогрейдер двигается по сформированному земляному полотну, достаточно располагать координатой по оси ОХ, или, иными словами, определять пройденный путь.

Учитывая выводы, сделанные в п. 4.3, для эффективной работы ССО необходимо знание угла захвата РО .

Исходя из вышесказанного, можно выделить следующую группу параметров, характеризующих положение РО для ССО:

y – вертикальная координата центра режущей кромки РО;

– поперечный угол наклона режущей кромки РО;

x – координата по оси ОХ от точки отсчета до центра режущей кромки РО;

– угол захвата РО.

В разделе 4.4. было показано, что динамические свойства гидропривода оказывают существенное влияние на качество обработки грунта. Важнейшими параметрами, которые необходимо учитывать при синтезе ССО, являются: время запаздывания гидропривода _гид и скорость перемещения штока гидроцилиндра w. Оба эти параметра оказывают значительное влияние на выбор ширины зоны нечувствительности ССО.

Параметры гидропривода могут изменяться в зависимости от температуры окружающей среды, температуры и кавитации рабочей жидкости, износа элементов гидропривода и др. Учитывая это обстоятельство, в перспективных ССО целесообразно предусмотреть возможность периодического измерения параметров гидропривода и корректировки параметров ССО.

Особенность конструкции автогрейдера состоит в том, что колеса заднего моста воспринимают все неровности, сформированные отвалом, что в свою очередь приводит к перемещению автогрейдера, а вместе с ним и к изменению пространственного положения РО.

Существующие ССО не обеспечивают своевременного формирования управляющих воздействий, направленных на стабилизацию пространственного положения отвала. В перспективных ССО это можно обеспечить за счет формирования упреждающего управляющего воздействия. Для этого целесообразно обеспечить «запоминание» вертикальных координат неровностей микрорельефа, сформированного отвалом, и с учетом времени транспортного запаздывания наезда задними колесами на эти неровности, динамических характеристик гидропривода, угла захвата РО, создающего «косую» ступень, формировать упреждающие воздействия на гидропривод. При первом проходе по обрабатываемому участку перспективная ССО, обладающая памятью, может обеспечить компенсацию возмущающего воздействия со стороны микрорельефа на задние колеса автогрейдера.

При последующих проходах автогрейдера по обрабатываемому участку информация о микрорельефе, заложенная в память перспективной ССО, может быть использована и для компенсации возмущающих воздействий со стороны микрорельефа на передние колеса автогрейдера.

Перспективная ССО должна предоставлять механику-водителю не только оперативную информацию о геометрических параметрах формируемого земляного полотна в конкретный момент времени в конкретной точке трассы, но и статистическую оценку всего обрабатываемого участка, а также определять участки, на которых необходимо провести дополнительную обработку.

Это возможно реализовать в перспективных ССО за счет создания блоков индикации оперативной информации, а также обеспечения вывода на индикацию статистических характеристик микрорельефа как на всем обрабатываемом участке, так и на отдельных участках трассы.

Располагая такой ССО, автогрейдер может выполнять функции профилирографа, автоматического нивелира или, иными словами, автоматического устройства, обеспечивающего измерение и регистрацию геометрических параметров дорожного полотна.

4.6 Варианты перспективных ССО

Общими требованиями к перспективным ССО является: необходимость предоставления механику-водителю как оперативной, так и статистической информации об обрабатываемом участке, а также формирование упреждающих воздействий на РО на основе накопленной информации о геометрических параметрах земляного полотна.

Характеристики

Список файлов ВКР