ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ РАБОТ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА ПУТЕМ ВНЕСЕНИЯ КОРРЕКТИРОВОК В СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ

Для ранее созданной математической модели рабочего механизма одноковшового экскаватора Четра ЭГП-230, дополненной динамическими характеристиками при работе, позволяющей учитывать точность производимых работ с учетом сил резания, предложена методика внесения корректировок в систему управления рабочим механизмом. В качестве метода внесения корректировок выбраны адаптивные методы управления, поскольку только они позволяют активно воздействовать на ход копания с учетом непрерывно изменяющихся условий работы. Процесс управления рассматривается для плоской модели рабочего механизма без учета поворотной платформы, так как адаптивное управление вводится только при копании, с целью предотвращения чрезмерного заглубления ковша рабочего механизма. Среди всех методов адаптивного управления выбраны методы управления по скользящей средней, поскольку они включают в себя информацию о нескольких последних измеренных параметрах, что позволяет наиболее эффективно вводить корректировки. Рассмотрены несколько формул, по которым могли бы рассчитываться корректировки, вносимые в систему управления рабочим механизмом, а также предложен коэффициент управления точностью для оценки эффективности вводимого управления. Для этих формул рассмотрен предлагаемый метод внесения корректировок в ряде случаев: при разных законах распределения измеряемой величины; при различном допускаемом отклонении измеряемой величины; при введении систематической погрешности измеряемой величины; при изменении объема измерений. Также оценивается эффективность регулирования по методике управления качеством, описанной в серии ГОСТ Р 50779. На основании проведенных экспериментов показано, что предлагаемый метод внесения корректировок в систему управления рабочим механизмом экскаватора не ухудшает точность процесса копания и для любого процесса копания может быть получен неотрицательный результат. Наиболее эффективно введение управления при относительно небольшом числе итераций копания (не более 30), в этом случае выбранный метод управления в среднем дает улучшение скорректированного положения режущей кромки от значения без введения управления на 15.25%.

одноковшовый экскаватор, математическая модель, система управления, скользящее среднее, точное земледелие, shovel excavator, mathematical model, automatic control system, moving average, precision farming

1. Подчасов О.В., Подчасов Е.О., Терентьева А.Д. Оценка влияния динамических характеристик на точность работы одноковшового экскаватора при разработке участков точного земледелия // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2018. № 4. С. 26-32. DOI: 10.26897/1728-7936-2018-4-26-32.

2. Личман Г.И., Беленков А.И. История развития и освоения точного (координатного) земледелия // Нивы Зауралья. 2014. № 9 (120). С. 69-71.

3. Чайка Е.А. Разработка опытного участка для низконапорного орошения стоками КРС / Инновационные технологии мелиорации земель сельскохозяйственного назначения: Межвузовский сборник трудов молодых ученых и специалистов. Новочеркасск, 2014. С. 19-22.

4. СП 100.13330.2011. Мелиоративные системы и сооружения. М.: Росстандарт, 2015. 146 с.

5. Баловнев В.И., Зеленин А.Н., Керов И.П. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1975. 422 с.

6. Павлов В.П. Методология автоматизированного проектирования рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов. Дис.. докт. техн. наук. Красноярск, 2011. 349 с.

7. Шеховцова Д.А. Методика определения погрешности информационно-измерительных устройств для системы управления глубиной копания одноковшовым экскаватором // Вестник СибАДИ. 2014. № 3 (37). С. 34-39.

8. Щербаков В.С., Сухарев Р.Ю. Совершенствование системы управления рабочим органом цепного траншейного экскаватора. Омск: СибАДИ, 2011. 152 с.

9. Мещеряков В.А. Адаптивное управление рабочими процессами землеройно-транспортных машин: Дис. докт. техн. наук. Омск: СибАДИ, 2007. 304 с.

10. Лиморенко М.Е., Подчасов Е.О., Терентье-ва А.Д. Повышение точности автоматизированного контроля ответственных изделий // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. № 6 (66). DOI: 10.18698/2308-6033-2017-6-1626.

11. Терентьева А.Д. Анализ точности перемещения рабочего органа одноковшового экскаватора // Теория механизмов и машин. 2016. Т. 14. № 4 (32). С. 217-228. DOI: 10.5862/TMM.32.6.

12. Лиморенко А.Д., Шачнев Ю.А. Исследование возможности повышения точности обработки деталей за счёт применения алгоритма управления // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 11. DOI: 10.7463/1112.0483097.

13. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью обработки на металлорежущих станках. Л.: Машиностроение, 1982. 184 с.

14. Расчет корректировок по скользящей средней: авторское свидетельство на ПрЭВМ № 2016663619 от 13.12.2016 / А.Д. Терентьева; заявл. № 2016661227/69, 24.10.2016; опубл. 20.01.2017. Бюл. № 1.

15. ГОСТ Р 50779.21-2004 Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение. Введ. 2004-06-01. М.: Госстандарт России, 2004. 47 с.

16. ГОСТ Р 50779.27-2007 (МЭК 61649:1997) Статистические методы. Критерий согласия и доверительные интервалы для распределения Вейбулла. Введ. 2007-11-14. М.: Стандартинформ, 2008. 16 с.

17. ГОСТ Р ИСО 21747-2010 Статистические методы. Статистики пригодности и воспроизводимости процесса для количественных характеристик качества. Введ. 2010-11-12. М.: Стандартинформ, 2012. 28 с.