Оптимальне керування рухом трактора

УДК 65-52

Калінін Є., д-р техн. наук, доц., Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, kalininhntusg@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-6191-8446 

Мясушка М., мол. наук. співроб., Харківська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, hfukrndipvt@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-2178-1144

Анотація

Мета дослідження. Оцінка можливості оптимізації керування трактором методами автоматичного пошуку точки оптимуму. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такі завдання:

– проаналізувати умову функціонування тракторного агрегата з визначенням силових факторів, які впливають на його умову експлуатації;

– розробити схему та алгоритм роботи екстремального регулятора та проаналізувати його функціонування.

Методи дослідження. В основі аналітичних досліджень покладені методи оптимізації силових факторів, які діють на трактор.

Результати дослідження. Розглянуто автоматичний регулятор, який забезпечує для кожної швидкості руху оптимальне співвідношення числа обертів двигуна і передавального числа передачі. Логічний пристрій генерує сигнал для зміни передавального числа силової передачі. Необхідну швидкість руху тракторного агрегата оператор встановлює регулятором швидкості. Зміна передавального числа викликає зміну швидкості руху трактора. Сигнал відхилення швидкості руху, після посилення, забезпечує вплив на подачу палива і зміною обертів колінчастого вала двигуна дійсну швидкість руху трактора доводить до заданої. У системі регулювання кількість споживаного двигуном палива вимірюється витратоміром, причому вимірювання здійснюється через певні інтервали, і поточне значення порівнюється з попереднім. Зменшення витрати палива означає, що вплив на зміну передавального числа був вибраний правильно.

Висновки. У роботі запропонована самоналагоджувальна система. У теоретичному дослідженні можливості оптимального керування рухом трактора визначені рівняння, які легко розв’язуються графоаналітичним методом. З графічної побудови визначається час виходу системи на оптимальний режим.

Розглянутим прикладом регулювання силового привода і двигуна трактора не вичерпується сфера застосування самоналагоджувальних систем. Режими роботи ряду агрегатів, а також деякі взаємозв’язки конструкційних параметрів мають статичні характеристики, які забезпечують широке застосування цих систем.

Ключові слова: автоматичне керування, трактор, оптимізація руху, зниження витрати палива

Читати повну версію статті

УДК 65-52

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ТРАКТОРА

Калинин Е., д-р техн. наук, проф., Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенка, kalininhntusg@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-6191-8446 

Мясушка М., млад. научн. сотруд., УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого, Харьковская филия, hfukrndipvt@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-2178-1144 

Аннотация

Цель исследования. Оценка возможности оптимизации управления трактором методами автоматического поиска точки оптимума. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

– проанализировать условие функционирования тракторного агрегата с определением силовых факторов, влияющих на его условие эксплуатации;

– разработать схему и алгоритм работы экстремального регулятора и проанализировать его функционирование.

Методы исследования. В основу аналитических исследований положены методы оптимизации силовых факторов, действующих на трактор.

Результаты исследования. Рассмотрен автоматический регулятор, который обеспечивает для каждой скорости движения оптимальное соотношение числа оборотов двигателя и передаточного числа трансмиссии. Логическое устройство генерирует сигнал для изменения передаточного числа силовой передачи. Необходимая скорость движения тракторного агрегата устанавливается оператором с помощью регулятора скорости. Изменение передаточного числа вызывает изменение скорости движения трактора. Сигнал отклонения скорости движения, после усиления, обеспечивает влияние на подачу топлива и, изменением оборотов коленчатого вала двигателя, действительную скорость движения трактора доводит до заданной. В системе регулирования измерение количества потребляемого двигателем топлива проводится расходомером, причем измерение осуществляется через определенные интервалы, и текущее значение сравнивается с предыдущим. Уменьшение расхода топлива означает, что влияние на изменение передаточного числа было выбрано в правильном направлении.

Выводы. В работе предложена самонастраивающаяся система. При теоретическом исследовании возможности оптимального управления движением трактора определены уравнения, которые легко решаются графоаналитическим методом. С графического построения определяется время выхода системы на оптимальный режим.

Рассмотренным примером регулирования силового привода и двигателя трактора не исчерпывается область применения самонастраивающихся систем. Режимы работы ряда агрегатов, а также некоторые взаимосвязи конструктивных параметров имеют статические характеристики, обеспечивающие широкое применение этих систем.

Ключевые слова: автоматическое управление, трактор, оптимизация движения, снижение расхода топлива

UDC 65-52 

OPTIMAL CONTROL OF THE TRACTOR MOVEMENT

Kalinin E., D-r. Tech. Scs, prof., Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, kalininhntusg@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-6191-8446 

Myasushka M., Junior Researcher, L. Pogorilуy UkrNDIPVT, Kharkiv branch, hfukrndipvt@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-2178-1144 

Abstract

Goal of the study. Assessment of the possibility of optimizing tractor control by methods of automatic search for the optimum point. To achieve this goal, you must complete the following tasks:

– to analyze the operating conditions of the tractor unit with the determination of the force factors affecting its operating conditions;

– to develop a scheme and algorithm for the operation of the extreme regulator and analyze its functioning.

Research methods. Analytical studies are based on methods of optimization of power factors acting on a tractor.

The results of the study. An automatic regulator is considered, which provides an optimal ratio of the engine speed and the transmission gear ratio for each speed. The logic device generates a signal to change the power train ratio. The required travel speed of the tractor unit is set by the operator using the speed regulator. Changing the gear ratio changes the speed of the tractor. The signal of the deviation of the speed of movement, after amplification, provides an effect on the fuel supply and, by changing the revolutions of the crankshaft of the engine, brings the actual speed of the tractor to the set one. In the control system, the measurement of the amount of fuel consumed by the engine is carried out by a flow meter, and the measurement is carried out at certain intervals, and the current value is compared with the previous one. Reducing fuel consumption means that the influence on the change in gear ratio has been chosen in the right direction.

Conclusions. The paper proposes a self-adjusting system. In a theoretical study of the possibility of optimal control of the tractor movement, equations are determined that are easily solved by the graphical analytical method. The graphical plotting determines the time the system reaches the optimal mode.

The considered example of regulation of the power drive and the tractor engine does not exhaust the scope of application of self-adjusting systems. The operating modes of a number of units, as well as some interrelationships of design parameters, have static characteristics that ensure widespread use of these systems.

Keywords: automatic control, tractor, optimization of movement, reduction of fuel consumption