Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Абдулов Сергей Владимирович. Повышение динамических характеристик гидромеханической трансмиссии транспортной машины на основе оптимизации управления переходными процессами : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 Челябинск, 2005 144 с. РГБ ОД, 61:06-5/179

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1. Состояние вопроса и обоснование задач исследования 10

1.1. Анализ существующих систем автоматического и

автоматизированного управления переключением передач 11

» 1.2. Анализ существующих законов переключения передач 22

1.3. Интеллектуальные системы управления транспортной

машиной 25

1.4. Задачи исследования 34

2. Теоретическое исследование динамической системы «двигатель -
трансмиссия - транспортная машина» 35

  1. Объект исследования. Основные характеристики объекта исследования 35

  2. Расчетная схема механической системы «двигатель -трансмиссия — транспортная машина» 39

  3. Математическая модель механической системы «двигатель — трансмиссия - транспортная машина» 41

  4. Компьютерная процедура механической системы «двигатель — трансмиссия - транспортная машина» 50

  5. Результаты компьютерного моделирования процесса трогания с места механической системы «двигатель - трансмиссия -транспортная машина» 59

* 2.6. Результаты компьютерного моделирования процесса

переключения передач механической системы «двигатель -

трансмиссия - транспортная машина» 67

2.7. Выводы 74

3. Экспериментальное исследование 75

  1. Объект и задачи экспериментального исследования 75

  2. Комплекс информационно-измерительной аппаратуры 76

  3. Результаты экспериментального исследования 81

  4. Выводы 95

4. Синтез программы оптимального управления транспортной

машины 97

  1. Трогание транспортной машины с места 97

  2. Переключение передач вверх 102

  3. Переключение передач вниз 106

  4. Условие блокировки ГТ 106

  5. Основные требования, предъявляемые к системе управления 107

  6. Структура и функциональная схема системы автоматического управления ГМТ 109

  7. Схема алгоритма работы системы автоматического управления ГМТ 111

  8. Исполнительные механизмы системы 128

4.9. Выводы 132

Основные результаты по работе 133

С писок литературы 138

Приложение 144

Введение к работе:

Актуальность проблемы

В проектируемых и модернизируемых транспортных машинах широко используются гидромеханические трансмиссии. Основные эксплуатационные свойства (тягово-динамические, топливно-экономические, скоростные, динамическая нагруженность, долговечность элементов трансмиссии) транспортных машин во многом определяются законом переключения передач и программой управления агрегатами силовой установки. Эффективность перспективных транспортных машин, управляемость и устойчивость движения, топливная экономичность, другие эксплуатационные качества во многом определяются системой управления движением. Движение машин происходит в условиях взаимодействия с многопараметрической, случайной средой. Поэтому необходимо непрерывно регулировать поступательную скорость. Основной задачей управления является регулирование поступательной скорости при переходных процессах трогания с места, разгона (переключения передач), торможения, поддержания безопасной дистанции. В настоящее время рядом отечественных и зарубежных специалистов решаются проблемы динамики и управляемости транспортных машин. В связи с дальнейшей интенсификацией рабочих процессов, применением принципиально новых конструктивных решений, получением дополнительных экспериментальных данных, позволяющих углубить понимание физических процессов, необходимо совершенствовать математические модели и расчетные схемы движения машин, критерии оценки управляемости машин путем учета дополнительных факторов, существенно влияющих на управляемость. При этом необходимо уточнить принимаемые ранее ограничения и допущения, использовать достижения и результаты развития науки и техники в смежных отраслях - в теории управления, микропроцессорной и вычислительной технике. Это объясняется тем, что известные математические модели не позволяют в достаточной степени

учитывать реальные особенности конструкции, условия и режимы движения машин, динамику системы управления движением и многое другое.

Повышение скоростных качеств и многофункциональность машин, увеличение числа управляемых элементов, приводят к сложным алгоритмам управления. В настоящее время синтезированы структурные схемы и программы управления движением. При трогании машины с места программа управления обеспечивает требуемую динамику движения машины - ускорение и длительность разгона, уровень комфортабельности (продольных и вертикальных ускорений), ограничение работы буксования фрикционных механизмов и теплонапряженности их деталей, приемлемую динамичность нагрузки в трансмиссии, ограничение дымности, незаглыхание двигателя, ограниченное буксование движителя и др. Реализация такого алгоритма требует высокой квалификации водителя. Проведенным исследованием установлена возможность синтеза адаптивного управления процессом трогания, реализуемого автоматизированной системой. Подобные системы разрабатываются BMW Ficktel and Sachs, Automotive Produch (AP) automatic clutch and throttle system (ACTS) для концерна Ford и др. Тем не менее, созданные образцы автоматизированных систем управления не смогли обеспечить повышение эксплуатационных свойств машин, кроме снижения утомляемости водителя и уровня требований к его квалификации. Проблема объясняется сложностью переходных процессов при управляемом движении и недостаточным развитием теории управляемого движения. Эти аспекты объясняют актуальность проводимых исследований.

В настоящее время при автоматизации процесса переключения передач используются различные системы управления. Особенностью всех этих систем является жесткий закон, по которому происходит переключение.

Для машин высокой проходимости при интенсивно меняющемся сопротивлении движению такое управление трансмиссией не может обеспечить оптимальные тягово-динамические и топливно-экономические показатели. Необходимость адаптивного управления трансмиссией, при котором

учитывается изменяющийся характер условий движения и технического состояния агрегатов машины, и определяет актуальность проблемы. Цель и задачи исследования

Целью исследования является синтез программы управления гидромеханической трансмиссией транспортной машины, позволяющая минимизировать работу буксования фрикционных элементов и динамическую нагруженность элементов трансмиссии при переходных процессах трогания машины с места и переключения передач.

Для достижения цели в диссертации поставлены и решаются следующие задачи:

  1. Проведение теоретического исследования динамики переходных процессов механической системы «двигатель — трансмиссия — транспортная машина» при трогании с места и переключении передач.

  2. Определение зависимости работы буксования и динамической нагруженности узлов трансмиссии от законов управления исполнительными механизмами силового блока.

  3. Проведение экспериментального исследования динамики механической системы «двигатель - трансмиссия - транспортная машина».

  4. Создание алгоритма и разработка закона управления агрегатами моторно-трансмиссионной установки транспортной машины, обеспечивающего минимальную работу буксования фрикционных элементов трансмиссии при ограниченной динамической нагруженности.

  5. Синтез программы управления гидромеханической трансмиссией, создание функциональной схемы и разработка конструкции основных исполнительных элементов.

Методы исследования

В ходе решения поставленной задачи была разработана расчетная схема механической системы «двигатель - трансмиссия - машина», составлена ее математическая модель и проведено компьютерное моделирование переходных

%

процессов, происходящих в механической системе, с учетом действия внешней среды.

Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием программных пакетов Mathcad 2001 и Model Vision Studium.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Разработана расчетная схема и обобщенная модель управляемого движения механической системы «двигатель - трансмиссия - транспортная машина». В расчетной схеме учтена дотрансформаторная зона, а также динамика угловых перемещений корпуса транспортной машины с учетом упруго-демпфирующих свойств гусеничного движителя и трансмиссии. Модель позволяет имитировать переходные процессы и исследовать их динамику.

  2. При помощи программного пакета «Model Vision Studium» создана вычислительная процедура, позволяющая решать систему уравнений, которая описывает движение транспортной машины с учетом управляющих функций.

3.Получены новые экспериментальные данные о динамических процессах, протекающих в системе «двигатель - трансмиссия - транспортная машина» на переходных режимах работы. На основе этих данных определены основные направления оптимизации динамических процессов.

4. Синтезирована программа управления гидромеханической трансмиссией по которой выбор требуемой передачи осуществляется из условия минимизации разности ускорения на смежных передачах.

Практическая ценность

Синтезированная программа управления трансмиссией позволяет в значительной мере повысить тягово-динамические и топливно-экономические показатели машины, обеспечить минимальную работу буксования фрикционных элементов при ограниченной динамической нагруженности, а также улучшить условия работы водителя.

Разработанная программная процедура позволяет смоделировать процессы, происходящие в трансмиссии при изменении дорожных условий; выбрать параметры системы автоматизированного управления трансмиссией конкретной машиной; опробовать различные законы управления трансмиссией.

На защиту выносятся следующее:

  1. Математическая модель механической системы «двигатель - трансмиссия-транспортная машина».

  2. Программа оптимального управления гидромеханической трансмиссией транспортной машины.

  1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Реализация работы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в двух отчетах о НИР, переданных ОАО «СКБМ».

Полученные в ходе исследования результаты легли в основу технического задания на проектирование автоматизированной системы управления гидромеханической трансмиссии ОАО «Электромашины» г. Челябинск; при разработке функциональной схемы и конструкции исполнительных механизмов системы управления в отделе гидросистем ОАО «СКБМ» а также при подготовке студентов специальности 150300 (190202) Курганского государственного университета.

Апробация работы

Основные положения и материалы работы докладывались и обсуждалась на Областной научно-практической конференции (Курган, 2000г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных систем транспортных машин» (Курган, 2003 г.); На XXTV российской школе по проблемам науки и технологий (Миасс, 2004г.). На III Международном технологическом конгрессе (Омск, 2005) В полном объеме работа обсуждалась на объединенном семинаре Южноуральского государственного университета в 2005 году.

Публикации

Все основные положения диссертации опубликованы в девяти печатных работах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех разделов основного текста, выводов, списка использованных источников и приложений.

Содержание работы изложено на 144 страницах текста, включающих 64 рисунка, 9 таблиц, список литературы из 58 наименований.

*

Подобные работы
Арав Борис Львович
Повышение эффективности колесных и гусеничных машин совершенствованием и стабилизацией характеристик моторно-трансмиссионных установок
Новиков Вячеслав Владимирович
Повышение виброзащитных свойств подвесок АТС за счет изменения структуры и характеристик пневмогидравлических рессор и амортизаторов
Раевский Виктор Николаевич
Выбор характеристики автоматического сцепления при применении в трансмиссии транспортного средства механизма свободного хода
Попов Виктор Сергеевич
Исследование динамической нагруженности трансмиссии колесной машины с инерционной автоматической передачей на эксплуатационных режимах работы
Тараторкин Игорь Александрович
Прогнозирование вибронагруженности дотрансформаторной зоны трансмиссий транспортных машин и синтез гасителей крутильных колебаний
Комиссаров Александр Игоревич
Прогнозирование динамической нагруженности трансмиссий полноприводных колесных машин при преодолении единичных неровностей
Шакиров Тахир Мухамедович
Разработка методов расчета параметров и нагруженности модульных объемногидромеханических трансмиссий колесных и гусеничных машин двойного назначения
Борисевич Владимир Борисович
Научные основы моделирования и управления технологическими машинами на грунтах со слабой несущей способностью
Бахмутов Сергей Васильевич
Научные основы параметрической оптимизации автомобиля по критериям управляемости и устойчивости
Максаков Сергей Анатольевич
Оптимизация ресурсов и управление процессами информационного обмена в сетях АСУТП на основе полевых шин

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net