Статья

Название статьи СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО СИНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ СИСТЕМОЙ АМОРТИЗАЦИИ КРЕСЕЛ ОПЕРАТОРОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН
Автор Г.Е. Веселов, А.С. Синицын
Рубрика РАЗДЕЛ II. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ И УПРАВЛЕНИЯ
Месяц, год 03, 2017
Индекс УДК 681.51
DOI
Аннотация Операторы землеройных машин очень часто подвергаются воздействию низкочастотной вибрации. Такая ситуация очень неблагоприятна для человека и приводит к поте-ре концентрации, усталости и снижению эффективности выполняемой работы. В обычной машине подобного класса зачастую отсутствует система амортизации колес, по-этому подвеска кресла это единственная система, которая может защитить рабочего от ударов и вибрации. Таким образом объектом исследования является система управления активной подвеской сиденья операторов землеройных машин. Целью исследования, представленного в данной работе, является разработка алгоритмического обеспечения, повышающего уровень комфорта работы операторов землеройных машин. Основной зада-чей, решаемой в данной работе, является синтез адаптивных синергетических законов управления активной системой амортизации кресел операторов землеройных машин. Предлагаемая структура системы управления строится на основе регулятора, синтезированного методом АКАР и логического блока управления электромагнитными клапанами. Используя принцип интегральной адаптации в состав контура управления включено интегральное звено, обеспечивающее постоянный уровень виброизоляции объекта вне зависимости от его массы. Эффективность предложенного подхода исследуется методом компьютерного моделирования в среде Simscape. В результате выполненной работы получен регулятор, обеспечивающий: 1) эффективное поглощение вибраций и ударов, возникающих в ходе работы землеройной машины (SEAT фактор менее 0,024); 2) отсутствие резонансных частот в области от 0 до 20 Гц. Результаты численного моделирования показали, что указанные характеристики системы подвески сидений сохраняются даже в условиях не-определенности значения изолируемой массы. Численное моделирование также показало, что пренебрежение постоянными времени пропорциональных клапанов приводит к тому, что система амортизации теряет свою эффективность в области частот выше 13,6 Гц.

Скачать в PDF

Ключевые слова Управляемая подвеска; нелинейный регулятор; адаптация; синергетический подход.
Библиографический список 1. Thompson A.G. Optimum damping in a randomly excited non-linear suspension // Proc. Inst. Mech. Eng. – 1969. – Vol. 184. – P. 169-184.
2. Karnopp D. Analytical results for optimum actively damped suspensions under random excita-tion // ASME J. Vib Acoust. Stress Reliab. – Des. 1989. – Vol. 111. – P. 278-283.
3. Crolla D.A. Semi-active suspension control for a full vehicle model // SAE technical paper series 911904. – 1992. – P. 45-51.
4. Goodall R.M., Kortüm W. Active control in ground transportation – review of the state-of-the-art and future potential // Veh. Syst. Dyn. – 1983. – No. 12. – P. 225-257.
5. Hrovat D. Optimal active suspensions for 3d vehicle models // In: Proc. of the American control conference. – Arizona, USA, 1991. – Vol. 2. – P. 1534-1541.
6. Stein G.J. Results of investigation of an electro-pneumatic active vibration control system // Proc. Inst. Mech. Eng. Part D: J Autom Eng. – 1995. – Vol. 209. – P. 227-234.
7. Maciejewski I. Control system design of active seat suspensions // J. Sound Vib. – 2012.
– Vol. 331. – P. 1291-1309.
8. Maciejewski I., Krzyzynski T. Control design of semi-active seat suspension // J. Theor. Appl. Mech. – 2011. – Vol. 49 (4). – P. 1151-1168.
9. Choi S.B., Lee H.K., Chang E.G. Field test results of a semi-active ER suspension system as-sociated with skyhook controller // Mechatronics. – 2001. – No. 11. – P. 345-353.
10. Bouazara M., Richard M.J., Rakheja S. Safety and comfort analysis of a 3-D vehicle model with optimal non-linear active seat suspension // J .Terramech. – 2006. – No. 43. – P. 97118.
11. Ksiazek M.A., Ziemianski D. Optimal driver seat suspension for a hybrid model of sitting human body // J. Terramech. – 2012. – No. 49. – P. 255-261.
12. Sun W., Li J., Zhao Y., Gao H. Vibration control for active seat suspension systems via dynamic output feedback with limited frequency characteristic // Mechatronics. – 2011. – No. 21.
– P. 250-260.
13. Zhang H., Wang R., Wang J., Shi Y. Robust finite frequency H-inf static-outputfeedback control with application to vibration active control of structural systems // Mechatronics. – 2014.
– No. 24 (6). – P. 354-66.
14. Gao H, Lam J, Wang Ch. Multi-objective control of vehicle active suspension systems via load-dependent controllers // J. Sound Vib. – 2006. – Vol. 290. – P. 654-675.
15. Chen P-Ch, Huang A-Ch. Adaptive sliding control of non-autonomous active suspension sys-tems with time-varying loadings // J. Sound Vib. – 2005. – Vol. 282. – P. 1119-1135.
16. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. – М.: Энергоатомиздат, 1994.
– 344 c.
17. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н. и др. Синергетические методы управления сложными системами: Механические и электромеханические системы / под общей ред. А.А. Колесникова. – Изд. стереотип. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. – 304 c.
18. Веселов Г.Е., Синицын А.С. Синтез системы управления адаптивной подвеской с учётом физических ограничений амортизатора // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015.
– № 7 (168). – С. 170-184.
19. International Organization for Standarization. Earth-moving machinery – laboratory evaluation of operator seat vibration. ISO 7096, Geneva; 2000.
20. Griffin M.J. Handbook of human vibration. – London: Elsevier Academic Press; 1996.
21. Герц Е.В. Динамика пневматических систем и машин. – М.: Машиностроение, 1985.
– 256 p.

Comments are closed.