Автоматизация процессов моделирования и адаптивного управления гусеничными машинами для эксплуатации в экстремальных условиях на этапе промышленного производства

Получение исходных данных для оценки автоматической системы управления шасси ГМ проводилось на следующих наиболее характерных режимах эксплуатации объекта: предпусковая подготовка ДВС; автоматическое управление запуском ДВС различными способами: электрическим, воздушным, комбинированным; трогание машины с места в автоматическом режиме; разгон-торможение машины; движение по криволинейному; движение с переключением передач на подъеме (спуске); пробеговые испытания.

Оценка тягово-динамических свойств ГМ с автоматической системой управления шасси проводилась на основе частных оценок скоростных свойств при прямолинейном и криволинейном движении.

Для оценки разгонных свойств использовались разгонные характеристики (графиков V=f(t_р) - зависимости скорости движения от времени t_р разгона), характеризующие интенсивность разгона ГМ при прямолинейном движении.

Оценка динамических качеств ГМ при криволинейном движении проводилась на основе сравнения средних скоростей прохождения специальной трассы. Трасса представляет собой "змейку", состоящую из полуокружностей различных радиусов (10; 20; 30; 40 м), скомпонованных на местности в определенном порядке.

При пробеговых испытаниях осуществлялась оценка скоростных свойствв ГМ отношением разности средних скоростей движения при автоматическом V_Aср и ручном V_Pср режимах управления.

Оценка топливно-экономических свойств ГМ с автоматической системой управления движением производилась сравнением расходов топлива при пробеговых испытаниях машины в ручном G_ТР и автоматическом G_ТА режимах движения.

Оценку качества регулирования температурного режима работы двигателя и трансмиссии предлагается проводить на основе обработки и анализа данных температурного режима работы силовой установки и трансмиссии, полученных в процессе движения машины при пробеговых испытаниях.

Рациональным значением температурного режима работы моторно-силовой установки является среднее значение рекомендуемого интервала температуры:

Точность регулирования температурного режима двигателя и трансмиссии определяется средним значением квадрата разности регулируемой температуры T_i и значения температуры T_ОПТ:

,

где k - число измерений температуры T_i.

Устойчивость регулирования температурного режима двигателя и трансмиссии характеризуется дисперсией или средним квадратическим отклонением текущего значения T_i от среднего значения регулируемой температуры :

; .

Динамическая нагруженность силовой цепи "двигатель-трансмиссия-гусеничный движитель" при переключениях передач оценивалась сравнением результатов измерений моментов на ведущих колесах машины при переключениях передач в ручном и автоматическом режимах при разгоне (торможении) машины и движении на подъеме (спуске).

Оценка устойчивости движения осуществлялась в ходе сравнительного анализа данных, полученных при движении в ручном и автоматическом режимах.

Вывод об устойчивости работы автоматической системы управления движением формируется на основании анализа значений числа переключений передач и блокировок фрикциона ГП, средней скорости, средней частоты вращения ДВС, среднего квадратического отклонения скорости и частоты вращения ДВС и их сравнения в ручном и автоматическом режимах управления.

Таким образом, при анализе соответствия автоматической системы управления шасси предъявляемым требованиям необходимо определить показатели, характеризующие тягово-динамические, топливно-экономические свойства и способность системы управления осуществлять защиту агрегатов машины от критических режимов работы, вызванных возникновением неисправностей и отказов, а также ошибочных действий водителя по управлению движением ГМ. При этом оценка функциональных возможностей автоматической системы управления движением ГМ и влияние автоматизации процессов управления агрегатами шасси на эксплуатационные свойства машины проводится на основе анализа частных оценочных показателей, характеризующих каждое из свойств, и определяемых экспериментальным путем.

С целью сокращения затрат времени, сил и средств при оценке эффективности и проведении исследований, направленных на анализ структуры, параметров системы управления и отладку программного обеспечения на этапе ее разработки предложен имитационный метод моделирования процессов функционирования объекта, оснащенного автоматической системой управления шасси. Расчет характеристик объекта, предусмотренных программой исследования, проводился в процессе имитации работы элементов сложного объекта и их взаимодействия с учетом влияющих факторов в условиях, близких к реальным.

Предложенный в работе имитационный метод исследования, анализа работы и оценки автоматических систем управления шасси ГМ основан на использовании специализированного электронного стендового оборудования, в состав которого должны входить статический и динамический стенды-имитаторы сигналов датчиковой аппаратуры в совокупности с аналитическими методами расчета исходных данных и математическим (физическим) моделированием процессов функционирования машины.

Отработка алгоритмов функционирования, отладка программного обеспечения и исследование БИУС в статических режимах работы, включающие проверку каналов ввода и вывода информации, аварийной и дорожной сигнализации, режимов ручного и автоматического управления, функций защиты от аварийных режимов работы и поиска неисправностей проводится с использованием электронного статического стенда-имитатора сигналов датчиковой аппаратуры, формирующего сигналы датчиковой аппаратуры систем и агрегатов образца ВВТ.

Стенд, имитируя сигналы датчиковой аппаратуры, позволяет создавать любые комбинации дискретных, аналоговых и частотных сигналов, формируя на входе в автоматическую систему управления условия для выдачи команд на запуск подогревателя, ДВС, переключения передач в трансмиссии и т.д. При этом по каналам обратной связи фиксируются управляющие сигналы, выдаваемые испытуемым блоком управления.

Исследование динамических режимов функционирования автоматических систем управления должно быть реализовано с применением динамического стенда-имитатора сигналов датчиковой аппаратуры, выполненного на базе микропроцессорной техники(рис. 14).

Рис. 14. Структура программного обеспечения для исследований и испытаний автоматической системы управления шасси ГМ

Предлагаемый имитационный метод исследования автоматических систем управления на основе данного стенда и разработанного программного обеспечения, электронного стенда и микропроцессорного блока системы управления и контроля, включающий физическое моделирование процессов функционирования автоматической системы управления совокупности с аналитическими методами расчета исходных данных, математическим моделированием и реальными записями параметров внешних условий, рабочих процессов агрегатов и в целом движения ГМ обеспечивает, адекватность имитируемых процессов реальным режимам функционирования машины, оснащенной микропроцессорной системой управления.

Перечень решаемых задач позволяет применять разработанный метод для проведения испытаний и исследований автоматических систем управления шасси транспортных машин, а также отладки программного обеспечения бортовых микропроцессорных контроллеров в составе автоматизированных систем контроля, диагностики и управления агрегатами ГМ. В связи с использованием реальных элементов систем управления при проведении исследований отпадает необходимость в ее математическом моделировании. Это повышает достоверность полученных результатов, так как при аналитическом описании процессов функционирования сложных технических устройств достаточно трудно учесть особенности конструкции и рабочих процессов исследуемой системы.

Определение и анализ коэффициентов k_з, k_и и k_п при движении машины на каждой передаче по совокупности дорожно-грунтовых условий при расчетном и реальном законах управления движением позволит решать следующие задачи: определение по соотношению коэффициентов k_з и k_и, найденных для реальных законов управления, к коэффициентам, характеризующим оптимальные законы управления, степени близости реального закона управления к оптимальному; анализ влияния закона управления движением на потери в агрегатах ходовой части; анализ влияния интервала между характеристиками переключения на пониженную и повышенную передачи на тягово-динамические и топливно-экономические свойства; создание необходимых предпосылок для оценки топливной экономичности ГМ. Оценочные показатели k_з, k_и, k_п, m_t(G_Т) и m_s(G_s) целесообразно определять с применением комплекса электронных стендов для исследования микропроцессорных систем управления.

Задание требуемого скоростного режима движения, закона изменения параметров, характеризующих внешние условия функционирования (коэффициент суммарного сопротивления движению) и техническое состояние систем и агрегатов шасси ГМ (температура охлаждающей жидкости и масла ДВС, уровни эксплуатационных жидкостей, давления масла и т.д.), а также организация ручного управления осуществляется ЭВМ. Возможность регистрации и записи имитируемых рабочих параметров и режимов работы позволяет проводить дальнейшую обработку и анализ полученной информации по различным методикам и оценку качества функционирования автоматической системы управления в различных внешних условиях.

Таким образом, предлагаемый метод исследования и оценки автоматических систем управления шасси ГМ на базе исследовательских моделирующих комплексов позволяет осуществлять имитационное моделирование работы аппаратуры, отработку логики функционирования систем управления, конструктивно-компоновочного исполнения аппаратуры, имитацию различных режимов работы агрегатов ГМ и движения машины в целом в различных внешних условиях. Кроме того, функция записи рабочих параметров ГМ и режимов работы исследуемой системы управления позволяет проводить обработку и анализ полученной информации по различным методикам.

В пятой главе (Методика экспериментальных исследований) приведена методика экспериментальных исследований ГМ с автоматической системой управления шасси, реализующей адаптивные алгоритмы управления.

В ходе проведенных исследований были получены исходные данные для анализа влияния автоматической системы управления шасси на тягово-динамические свойства машины, среднюю скорость движения ГМ, топливную экономичность, уровень динамических нагрузок в трансмиссии при переключении передач, а также для оценки количества нерациональных переключений передач и качества регулирования температурного режима работы двигателя и трансмиссии.

Для анализа влияния предлагаемой автоматической системы управления шасси на тягово-динамические свойства машины было проведено планирование эксперимента, которое осуществлялось по известной методике. При заданных уровнях и интервалах варьирования факторов (Табл. 2).

Табл. 2 Уровни и интервалы варьирования факторов

По результатам получена функция отклика, аппроксимируемая полиномом, коэффициенты которого найдены по методу наименьших квадратов.

Рис. 15 Разгонная характеристика ГМ с системой автоматического регулирования ГМП

На рис. 15 представлена разгонная характеристика ГМ с системой автоматического управления ГМП. Проверка адекватности математической модели выполнялась по критерию Фишера (F-критерию) и подтвердила ее адекватность.

Для отработки законов связного управления режимами работы ДВС и ГМТ при непосредственном участии автора была разработана, изготовлена и установлена на испытуемую ГМ «Березина» автоматизированная система управления топливоподачей ДВС (рис. 16).

Рис. 16 Система управления топливоподачей

Схема их проведения представлена на рис. 17, а схема установки тензодатчиков и монтаж средств измерения на валу - на рис. 18, 19.

Рис. 17. Схема проведения эксперимента

Рис. 18. Схема установки тензодатчиков в трансмиссии

Рис. 19 Монтаж средств измерения

С целью определения зависимости степени влияния автоматики на процессы управления от квалификации водителей были проведены ходовые испытания.

Эксперимент проводились на двух типах дорог:

а) трасса с бетонным покрытием: прямой ровный участок бетонной дороги (1 км) для определения тягово-динамических характеристик ГМ; бетонная площадка для проведения исследований прохождения ДГМ поворотов с различными радиусами поворота.

б) грунтовая трасса: участок ровной дороги удовлетворительного состояния с поворотами радиусом от 10 до 80 м; участок разбитой дороги с переменным профилем (высота неровности от 50 до 300 мм; участок подъемов (спусков) крутизной до 32. Для проведения экспериментальных исследований проведена загрузка экспериментальной машины дополнительным мерным грузом.

Таким образом, подтверждена адекватность математической модели и предложена методика исследований, позволяющая в полной мере выявить уровень функционального потенциала ГМ с предлагаемой системой автоматического управления, и его соответствие требованиям эксплуатирующих организаций.

В шестой главе - Анализ результатов экспериментальных исследований - проведен анализ целесообразности оснащения ГМ автоматической системой управления шасси, разработаны предложения по автоматизации промышленного производства предлагаемой системы, оценена эффективность системы в случае ее внедрения.

Анализ полученных результатов показал, что динамические качества и значения средней скорости движения машины при вождении в автоматическом режиме управления по сравнению с ручным оказались выше, особенно при вождении малоопытными водителями. В случае вождения водителями высокой квалификации интенсивность разгона при ручном и автоматическом режимах управления практически одинакова (при незначительном преимуществе автоматического режима управления - до 5 % при разгоне до максимальной скорости).

За время разгона 37 с в автоматическом режиме по грунтовой дороге достигнутая водителями низкой квалификации скорость в среднем на 11 % выше скорости, показанной ими за это же время в режиме ручного управления. При управлении же движением ГМ в автоматическом режиме за время разгона 37 с достигнутая ими скорость в среднем всего на 2 % ниже скорости, реализованной водителями высокой квалификации (рис. 20).

Рис. 20. Характеристики разгона

Основные показатели подвижности ГМ при вождении водителями различной квалификации приведены в табл.3.

Табл. 3 Показатели подвижности ГМ при вождении водителями различной квалификации

Повышение показателей динамических качеств машины при автоматическом управлении движением обеспечивается за счет исключения водителя из процесса выбора режима работы блокировочного фрикциона ГП и законов переключения передач и реализацией автоматической системой рациональных законов управления двигателем и трансмиссией. При увеличении суточного пробега машины до 150-200 км, когда сказывается физическая усталость, снижение реакции водителей, наблюдается рост ошибок в выборе режимов движения, преимущество автоматического управления существенно возрастет.

Рис. 21. Распределение скоростей при вождении водителями низкой квалификации: а) в автоматическом режиме; б) в ручном режиме

На рис. 21 представлены гистограммы распределения скоростей движения ГМ при управлении в автоматическом и ручном режимах. Как показывает анализ распределения скоростей, продолжительность движения со скоростями свыше 30 км/ч у водителей высокой квалификации в автоматическом режиме несколько выше, чем в ручном. Она составляет 74 % в режиме «автомат» и 61 % в ручном. У водителей низкой квалификации эти показатели составляют: 52 % в режиме «автомат» и 31 % в ручном режиме. Приведенные данные позволяют сделать вывод о существенном росте показателей подвижности при использовании автоматического управления по сравнению с ручным.

Применение автоматической системы обеспечивает работу двигателя на рациональных с позиций загрузки режимах (1600 - 1800 мин^-1) независимо от скоростного режима движения машины и квалификации водителя (рис. 22).

Рис. 22. Распределение оборотов ДВС по скоростям при вождении водителями низкой квалификации: а) в автоматическом режиме; б) в ручном режиме

При управлении водителями высокой квалификации в ручном и автоматическом режимах выявлено практически одинаковое среднее количество переключений передач на 1 км пути: 3,4 переключения в ручном режиме и 3,7 - в режиме «автомат».

Аналогичный результат получен при управлении в автоматическом режиме водителями низкой квалификации: 3,6 переключения на 1 км пути. Однако при управлении в ручном режиме количество переключений существенно ниже - 2,1 переключения на 1 км, что объясняется игнорированием водителем необходимости осуществления переключения в связи с ошибками в выборе режима работы трансмиссии. Полученные результаты показали, что при движении в автоматическом режиме в сравнении с ручным расход топлива снижается в среднем на 5-7 % при вождении водителями высокой квалификации и до 11 % при вождении малоопытными водителями, что говорит о высокой эффективности автоматической системы управления движением, обеспечивающей повышение запаса хода ГМ.

Анализ полученных данных показал, что моменты на ведущих колесах при переключениях с первой передачи на вторую возрастают в 2 - 2,3 раза, а при переключениях со второй на третью - в 1,6 - 1,9 раза.

Возникающие скачки моментов оказывают негативное воздействие на детали трансмиссии, приводят к преждевременному их износу и выходу из строя. За счет согласования процессов переключения передач и работы ДВС превышение значений моментов после переключений передач над их значениями до переключений в среднем снизилось до 1,2 - 1,3 раза. Однако при этом в 1,8 - 2,0 раза увеличилось время переключения передач, составившее 1,3 - 1,5 с, при этом скачки моментов при переключениях передач полностью устранить не удалось (рис. 23).

Рис. 23. Момент на ведущих колесах при переключении с четвертой на третью передачу с управлением ДВС

В процессе проведения испытаний автоматическая система управления шасси обеспечила поддержание оптимального температурного режима работы ДВС независимо от режимов управления и условий движения.

Рис. 24 Распределение температуры ОЖ по оборотам ДВС при вождении водителями низкой квалификации: а) в автоматическом режиме; б) в ручном режиме

Средняя температура ОЖ ДВС (рис. 24, 25) в случае движения в автоматическом режиме составила 77⁰ С при управлении водителями высокой квалификации и 75⁰ С - водителями низкой квалификации. При движении же в режиме ручного управления при вождении водителями высокой квалификации средняя температура ОЖ ДВС составила 68⁰ С, а водителями низкой квалификации - 69⁰ С. Это говорит о том, что регулирование температуры охлаждающей жидкости ДВС в автоматическом режиме независимо от квалификации водителей осуществлялось с большей точностью, чем в ручном режиме.

Рис. 25 Распределение температуры масла ДВС при вождении водителями низкой квалификации: а) в автоматическом режиме; б) в ручном режиме

Таким образом, в результате экспериментальных исследований установлено, что автоматическая система управления шасси ГМ, построенная на принципах адаптивного управления, обеспечивает качественное регулирование температурного режима работы ДВС и трансмиссии в различных условиях не зависимо от состояния машины и квалификации водителя, определяющих характер управляющих воздействий.

Оценка эффективности применения системы автоматического управления ГМП с адаптивным законом управления проводилась в ходе пробеговых испытаний экспериментальной машины. Оценочными показателями экспериментальных исследований системы автоматического управления ГМП принимались следующие параметры: средняя скорость движения, расход топлива, время и путь разгона, динамическая нагруженность трансмиссии при переключении передач в ручном и автоматическом режимах.

Зависимости скорости от времени, а также зависимости расхода топлива от скорости движения представлены в табл. 4.

Табл. 4 Сравнительные данные по разгонным характеристикам движения экспериментальной машины

Средние скорости движения экспериментальная машина с системой автоматического управления ГМП на грунтовой трассе на 5 % больше, по сравнению с ручным управлением и на 10 % больше по сравнению с контрольной машиной, а расход топлива на 4 % меньше, чем в ручном режиме переключения передач и на 9 % меньше по сравнению контрольной машиной.

Переключение передач с системой автоматического управления ГМП значительно (в два раза) уменьшает значения пиковых «ударных» величин крутящих моментов и их значения за промежуток времени составляет 1000-1500 Н (рис. 26).

Рис. 26. Распределение температуры ОЖ ДВС при вождении водителями низкой квалификации: а) в автоматическом режиме; б) в ручном режиме

Из анализа полученных графиков следует: время, затраченное на преодоление подъема крутизной 35⁰, экспериментальной машины с системой автоматического управления ГМП, на 14 % меньше по сравнению с ручным управлением переключением передач; количество переключений передач с системой автоматического управления ГМП на 20 % меньше по сравнению с ручным управлением переключением передач; колебания крутящих моментов в ГМТ с системой автоматического управления значительно меньше, что значительно влияет на повышение надежности и долговечности узлов и агрегатов трансмиссии; скорость преодоление подъема крутизной 32⁰ с системой автоматического управления ГМП на 5 % выше по сравнению с ручным управлением, что также влияет на общую среднюю скорость движения ГМ.

Достижение требуемого уровня функционального потенциал возможно только при автоматизации промышленного производства предлагаемой системы, которая будет заключаться в внедрении интеллектуальных систем управления производством, обладающими развитыми возможностями по анализу и распознаванию обстановки, формированию цели, планированию последовательности действий, а также выработке оперативных управляющих воздействий. Особое внимание должно быть уделено структуризации интеллектуальных систем. На базе анализа соответствующих типопредставителей предложена обобщенная структура автоматизированной системы управления (рис. 27.)

Рис. 27. Обобщенная структура автоматизированной системы управления

Системы состоит из подсистем. Динамическая экспертная подсистема, представленная базой знаний, подсистемой логического вывода, подсистемой объяснений, интеллектуальным решателем, планировщиком и интерфейсными блоками. Наиболее сложные функции по принятию решений с помощью подсистемы логического вывода, а также базой знаний реализуются интеллектуальным решателем. Интеллектуальный планировщик составляет рациональную последовательность действий, необходимых для определения управлений U(t). Интеллектуальный интерфейс является средством связи с экспертом через инженера по знаниям и используется для ее обучения посредством передачи знаний, а также для контроля за деятельностью автоматической части системы и оказания ей помощи, если она обращается к эксперту в нештатных ситуациях. Работа системы строится на учете конечного множества структур моделей Фj

где Y(t), U(t), W(t), (t) - соответственно векторы выходных; управляющих, внешних и неконтролируемых воздействий в t-ый момент времени; t - непрерывное или дискретное время; ???? , ???? , ????, ???? ? 0 - время динамической памяти; Фj - оператор преобразования модели j-той структуры.

Возможности использования конечного множества алгоритмов управления

где Fl - оператор l-го алгоритма управления; , ?? ; L - количество алгоритмов управления объектом; Y* - вектор задающих воздействий; ???? ? - длительность интервала времени известных предстоящих траекторий Y*.

Критерий эффективности вариантов систем управления

где qm - оператор m-го критерия эффективности вариантов системы управления.

Ограничения

где векторы заданных ограничений.

Основные принципы и методические вопросы определения эффективности автоматизированных систем управления регламентируются ГОСТ 24.702 - 85. Показатель интегрального экономического эффекта определялся как превышение стоимостной оценки результатов над стоимостной оценкой затрат за расчётный период:

Эт = Рт - Зт ,

где Эт - интегральных экономический эффект; Рт - стоимостная оценка результатов за период Т; Зт - стоимостная оценка затрат за период Т; Т - расчётный период.

При тождественности достигаемого полезного результата в форме обязательного выполнения поставленных задач традиционными и оборудованными системой автоматизированного управления шасси следует ориентироваться на вариант с минимальными интегральными затратами в течение расчётного периода. При этом за начало расчётного периода принимается год начала разработки предлагаемой системы, а конец расчётного периода определяется в соответствии со сроком морального старения технических средств системы. Математическая модель указанной задачи выражается в следующем виде:

min З_т при Э = const

При модернизации ГМ с применением системы автоматизированного управления движением и информационного обеспечения эксплуатации шасси интегральный экономический эффект определяется превышением интегральных затрат на выполнение поставленных задач традиционными образцами ГМ (базовый вариант) и ГМ, оснащенными системой автоматизированного управления (новый вариант) по формуле:

Э_т = З_т^б - З_т^н,

где З_т^б, З_т^н -- интегральные затраты на разработку, создание и использование шасси ВГМ по базовому и новому вариантам за расчётный период.

Интегральные затраты, на разработку, создание и использование базового (без системы автоматизированного управления) и нового (с предлагаемой системой) вариантов ГМ, равноценных по возможностям решения поставленных задач, за расчётный период определяются по формуле

Э_т^б/н,

где T_t -- длительность расчетного периода; И_t -- текущие издержки, включая затраты на эксплуатацию техники в году; K_t -- все виды единовременных затрат, включая затраты на оснащение системы в году t; Л_t -- остаточная (ликвидная) стоимость выбывающих в год t основных фондов; -- коэффициент приведения разновременных затрат к расчётному году - последнему году расчетного периода Т.

Таким образом в результате экспериментальных исследований показано, что время разгона машины, оборудованной автоматической системой управления может снизиться на 11%, при одновременном снижении утомляемости водителя и увеличении средней скорости на 20%, суточного пробега на 150-200 км, и одновременном снижении расхода топлива на 5-11%. В ходе эксперимента было отмечено, что при соответствующих настройках снизились в два раза скачки крутящих моментов при переключении передач, температура силовой установки в процессе движения находилась в наиболее рациональном интервале. Экономическая эффективность внедрения предложенных решений может достигать более 10%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. ГМ играют важную роль в экономике страны и не имеют альтернативы при решении транспортных задач в труднодоступной местности. Условия их использования характеризуются отсутствием дорожной сети (1,6 км на 1000 км² и менее), низкими температурами окружающей среды - до -60С^О, необходимостью преодоления водных преград, отсутствием баз обслуживания, необходимостью пребывания в постоянной готовности к применению, низким уровнем подготовки обслуживающего персонала.

2. Для выполнения возложенных на ГМ функций со стороны эксплуатирующих организаций их функциональный потенциал должен обеспечивать безотказную работу в описанных условиях, предусматривать возможность использования некачественных материалов при обслуживании, и возможность поблочного ремонта, длительное пребывание в готовности к применению, требовать минимальных эксплуатационных затрат при обеспечении высокой автономности и длительного использования по предназначению в отрыве от ремонтной базы. Достижение требуемого уровня функционального потенциала должно предусматривать автоматизацию производства ГМ и возможность их модернизации в ходе эксплуатации.

3. Одним из путей реализации обоснованных в работе требований является автоматизация управления ГМ с возможностью адаптации автоматической системы управления к непрерывно меняющимся воздействиям на основе применения метода построения нечетких алгоритмов.

4. Предложенный в работе принцип организации функционирования автоматической системы управления обеспечивает достижение целей управления при минимальном объеме данных о внешних условиях, состоянии и режимах работы объекта

5. Разработан метод анализа условий возникновения цикличности переключения передач при автоматическом управлении трансмиссией.

6. Линеаризация уравнений движения ГМ, применение которой обосновано результатами исследований инерционной и безынерционной моделей движения машины в условиях воздействия периодического внешнего возмущения, позволила существенно упростить решение задачи анализа влияния заданного закона переключения передач на устойчивость движения ГМ и оценки условий возникновения периодического изменения скорости, сопровождающегося цикличностью переключения передач.

7. На основе анализа условий применения ГМ проведено обоснование принципов функционирования автоматической системы управления движением и структуры информационного обеспечения адаптивной системы управления шасси, реализующей достижение целей управления при минимальном объеме данных о внешних условиях, состоянии и режимах работы объекта.

8. Предложен метод построения нечетких алгоритмов управления шасси ГМ, реализуемых на базе микропроцессорных систем управления, и обеспечивающих решение задачи адаптации управления движением ГМ к изменению внешних условий, технического состояния, режимов работы машины и управляющих воздействий механика-водителя.

9. Обоснован вариант технической реализации автоматической системы управления шасси ГМ, обеспечивающей связное управление двигателем и трансмиссией и выбор рациональных режимов их работы в зависимости от внешних условий движения, управляющих воздействий водителя и технического состояния систем и агрегатов машины.

10. Для отработки законов связного управления режимами работы ДВС и ГМТ разработана и изготовлена система управления топливоподачей ДВС и установлена на испытуемый объект «Березина».

11. Конструктивные доработки автоматической системы управления в совокупности с разработанным программным обеспечением, реализующим связное управления ДВС и ГМТ на основе адаптивных алгоритмов, учитывающих изменение внешних условий функционирования объекта, задающих воздействий водителя и технического состояния машины, обеспечили требуемое качество и эффективность процессов управления движением ГМ, отсутствие цикличности при переключениях и в целом повышение уровня подвижности и надежности функционирования систем и агрегатов шасси.

12. Разработаны технические решения, реализующие безударное включение передач при значительных изменениях параметров внешних условий и режимов работы систем и агрегатов машины. Снижение уровня динамических нагрузок в трансмиссии при переключении передач реализуется за счет связного управления ДВС и коробкой передач, а также регулирования момента трения фрикционных элементов изменением давления в бустерах фрикционных устройств.

13. Разработаны технические решения, обеспечивающие регулирование температурного режима работы двигателя и трансмиссии и поддержание в автоматическом режиме рациональной температуры в системе охлаждения, масляной системе двигателя и системе смазки и гидроуправления трансмиссии независимо от режимов работы и условий функционирования машины.

14. Рассмотрены задачи и структура системы управления шасси ГМ с электромеханической трансмиссией. Проведены экспериментальные исследования с целью определения целесообразности использования молекулярных накопителей энергии в составе электромеханических трансмиссий и рассмотрены вопросы управления ее режимами работы.

15. Предложена автоматическая система управления шасси ГМ с электромеханической трансмиссией с блоком молекулярных накопителей.

16. Разработан метод экспериментальной оценки автоматической системы управления шасси ГМ, позволяющий на основе сравнительного анализа основных эксплуатационных свойств машины в ручном и автоматическом режимах управления в наиболее характерных условиях функционирования проводить оценку влияния автоматики на тягово-динамические, топливно-экономические свойства и способность обеспечить защиту от предельных и нерациональных режимов работы систем и агрегатов шасси ГМ.

17. Для проведения анализа процессов управления системами и агрегатами шасси ГМ, оценки эффективности автоматической системы управления на этапах разработки, ее доводки и промышленного производства разработан имитационный метод исследования, который в совокупности с аналитическими методами расчета исходных данных, математическим моделированием и реальными записями параметров внешних условий, рабочих процессов агрегатов и задающих воздействий водителя обеспечивает обработку и анализ полученной информации по различным методикам и оценку качества функционирования автоматической системы управления шасси ГМ в различных внешних условиях.

18. Проведены экспериментальные исследования ГМ с автоматической системой управления шасси, позволившие оценить разработанные решения по совершенствованию автоматических систем управления ГМ и практически проверить положения методики оценки автоматической системы управления ГМ.

19. На основе полученных в результате экспериментальных исследований результатов осуществлен анализ влияния автоматической системы управления шасси ГМ на основные эксплуатационные свойства машины и оценка тягово-динамических, топливно-экономических свойств, а также качества регулирования температурного режима работы ДВС и ГМТ и динамических нагрузок в трансмиссии при переключении передач.

20. При оценке динамических и скоростных свойств машины преимущество автоматического управления перед ручным в наибольшей степени проявилось при вождении малоопытными водителями.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

Согласно перечню ведущих рецензируемых научных журналов и изданий

1. Евдокимов В.Г. Реализация требований к аппаратам управления шасси гусеничной машины с целью автоматизации их промышленного производства // Двойные технологии. 2010. № 2 (49). С. 16-19. (Журнал).

2. Евдокимов В.Г. и др. Технико-экономическая оценка эффективности системы автоматизированного управления движением гусеничной машины на этапе ее промышленного производства // Двойные технологии. 2010. № 2 (51). С. 25-27. (Журнал).

3. Евдокимов В.Г. Алгоритмы управления шасси гусеничной машины // Двойные технологии. 2009. №4 (49). С. 53-55. (Журнал).

4. Евдокимов В.Г. Автоматическая система регулирования температурного режима работы моторно - трансмиссионной установки гусеничной машины // Двойные технологии. 2009. №4 (49). С. 9-12. (Журнал).

5. Евдокимов В.Г. и др. Организация бортовых электронных систем контроля и управления колесных и гусеничных машин // Двойные технологии. 2009. № 4 (49). С. 13-19. (Журнал).

6. Евдокимов В.Г. Организация процесса адаптации электронного управления агрегатами шасси гусеничной машины к изменяющимся условиям функционирования // Электроника и электрооборудование транспорта. 2009. № 4. С. 20-23. (Журнал).

7. Евдокимов В.Г. и др. Задачи и структура адаптивной электронной системы контроля и управления гусеничной и колесной машины // Электроника и электрооборудование транспорта. 2009. № 4. С 4-6. (Журнал).

8. Евдокимов В.Г. Анализ структурных схем электронных систем контроля, диагностирования и управления шасси колесных и гусеничных машин // Электроника и электрооборудование транспорта. 2009. № 2-3. С. 14-16. (Журнал).

9. Евдокимов В.Г. и др. Проблемы повышения качества генераторной установки с использованием дискретной и полиномиальной моделей // Электроника и электрооборудование транспорта. 2007. № 5. С. 17-19. (Журнал).