автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация процесса формирования асфальтобетонного покрытия дороги

На правах рукописи 084602225 П /

Климов Алексей Сергеевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ ДОРОГИ

Специальность:

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (строительство) (по техническим наукам)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 0 мд[з 23! О

Красноярск - 2010

004602225

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор

Емельянов Рюрик Тимофеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор

Иванчура Владимир Иванович

кандидат технических наук, доцент

Курочкин Валерий Анатольевич

Ведущая организация ЗАО «НИИСтройдормаш»,

Красноярск

Защита состоится «04» июня 2010 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.05 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. академика Киренского, 26, ауд. УЖ-115

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. академика Киренского, 26 Автореферат разослан «30» апреля 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Вейсов Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Автомобильные дороги имеют стратегическое значение для Российской Федерации. Асфальтобетонные покрытия автомобильных дорог являются наиболее распространенными в Российской Федерации и во многих странах мира. Одним из главных направлений научно-технического прогресса в области устройства дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием остается проблема повышения их качества.

В значительной степени качество дорожного полотна при устройстве асфальтобетонного покрытия определяется ровностью. Ровность дорожного полотна формируется асфальтоукладчиками за счет установки угла атаки выглаживающей плиты. Настройка угла атаки, фиксированная, и выполняется машинистом-оператором перед началом производства дорожных работ. Это не позволяет оперативно учитывать текущее состояние напряженно-деформированного состояния уплотняемой среды для обеспечения современного качества дороги.

Современные асфальтоукладчики оснащаются системами автоматического управления (САУ) рабочего оборудования, для обеспечения заданной ровности и угла наклона дорожного полотна. Последние достижения в этой области принадлежат зарубежным фирмам, таким как III-АЕЮ, МоЬа. Однако известные САУ не учитывают неоднородность плотности основания дороги, влияющую на качество дорожного покрытия. Поэтому в процессе формирования дорожного покрытия необходимо обеспечивать управление рабочим оборудованием, как по ровности полотна, так и по плотности грунтового основания дороги.

Существующие проблемы управления технологическими процессами асфальтоукладчика - управляемой технической системы, определили необходимость совершенствования САУ. Разработка автоматизированной системы управления процессом формирования слоя асфальтобетонного

покрытия регулированием угла атаки выглаживающей плиты, на основе информации о динамике рабочего процесса асфальтоукладчика, обеспечивающей повышение качества функционирования управляемых технических систем, является актуальной задачей автоматического управления, имеющей важное практическое значение.

Цель диссертационной работы - повышение качества дорожного покрытия на основе автоматизированного управления режимами процесса формирования асфальтобетонной смеси.

Задачи исследования:

1. провести анализ существующих технологий дорожного строительства и систем автоматического управления асфальтоукладочных машин;

2. установить в ходе теоретических исследований, лабораторных и производственных экспериментов закономерности протекания колебательных процессов при формировании асфальтобетонного покрытия дороги;

3. разработать систему автоматического управления процессом формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, уплотняющим рабочим органом асфальтоукладчика, обеспечивающим заданную плотность и ровность асфальтобетонного покрытия;

4. провести теоретические и экспериментальные исследования САУ процессом формирования асфальтобетонного дорожного покрытия;

5. разработать управляющий модуль регулирования угла атаки путем автоматического управления приводом выглаживающей плиты в зависимости от плотности предварительного уплотнения.

Объект исследования - укладчик асфальтобетонной смеси с уплотняющим рабочим органом.

Предмет исследования - управление технической системой при формировании дорожного полотна.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись методы теоретических и экспериментальных исследований. Основные методики теоретических исследований: методы информационного поиска; теория колебаний; численные методы решения систем дифференциальных уравнений, в том числе методы компьютерного моделирования и математической статистики. Исследования проводились с применением пакета визуального моделирования 81М1ЛЛ]ЧК программного обеспечения МАТЬАВ. При экспериментальных исследованиях применялись методы статистической обработки результатов, а также лабораторное оборудование и программное обеспечение.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. математическая модель процесса формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, учитывающая распределение контактных давлений по длине выглаживающей плиты;

2. регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь между частотой колебаний вибратора и реологическими свойствами асфальтобетонной смеси;

3. зависимости коэффициента интенсивности уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты, изменения потребной мощности привода в зависимости от массы плиты по времени вибрирования;

4. программное обеспечение системы управления процессом формирования асфальтобетонного полотна дороги.

Достоверность научных результатов. Достоверность и обоснованность научных положений и выводов обеспечивается согласованностью теоретических расчетов на ЭВМ с экспериментальными данными. Достоверность полученных результатов, в частности при определении параметров колебательного процесса, достигается корректностью современных методов испытаний, средств измерения и испытательного оборудования, обеспечивающих достаточную точность

требуемых параметров, а также применением ЭВМ для обработки экспериментальных данных.

Научная новизна работы:

1. усовершенствована математическая модель процесса формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, учитывающая распределение контактных давлений по длине выглаживающей плиты;

2. уточнены регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь между частотой колебаний вибратора и реологическими свойствами асфальтобетонной смеси;

3. впервые уточнены зависимости коэффициента интенсивности уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты, а также изменение потребной мощности привода в зависимости от массы плиты по времени вибрирования;

4. разработано программное обеспечение системы управления процессом формирования асфальтобетонного полотна дороги.

Практическая значимость работы:

1. новый управляющий модуль системы автоматического управления, позволяет выполнить автоматическую оценку параметров и отработку процесса уплотнения с высокой степенью достоверности, а также обеспечить быстродействие привода механизма изменения угла атаки выглаживающей плиты;

2. разработанное программное обеспечение, позволяет организовать работу по визуализации процесса формирования асфальтобетонного покрытия дороги, что дает возможность использовать его в качестве тренажера в учебном процессе.

Реализация работы.

Стенд системы автоматизации процесса формирования асфальтобетонного покрытия дороги внедрен в производство объединением ООО «Стройгарант» г. Красноярск.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 26-й региональной научно-технической конференции «Красноярск: Проблемы архитектуры и строительства» в 2008г., пятой Всероссийской научно-технической конференции «Молодежь и наука: начало 21-го века», 2009г., на VI Международной конференции студентов и молодых ученых «Технология: Строительство и архитектура, электротехника, геоинженерия, механика, информационные технологии». -Россия, Томск: ТПУ, 2009г., на научно-технических семинарах кафедры «Механизация и автоматизация строительства» ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» (2008-2010гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них: статей в рецензируемых изданиях по списку ВАК - 3; статей в сборниках научных работ - 5.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 122 страницы текста, 53 рисунка и 9 таблиц. Список литературы содержит 140 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика проблемы, обоснована актуальность выбранной темы, определены цель и задачи исследования. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе рассмотрено современное состояние изучаемого вопроса. Современные асфальтоукладчики оснащены автоматическими системами управления процессом устройства асфальтобетонного покрытия дороги. Для получения ровного слоя покрытия в продольном направлении с

заданным углом поперечного уклона применяется автоматическая система управления положением рабочего органа (плита и трамбующий брус).

При исследовании процессов формирования дорожного полотна применяется моделирование рабочих процессов асфальтоукладчика. Наиболее значительный вклад за последние годы в теорию математического моделирования формирования слоя асфальтобетонных смесей рабочими органами асфальтоукладчиков и дорожных катков внесли ученые Баловнев В.И., Пермяков В.Б., Иванченко С.Н., Захаренко A.B., Костельов М.П. и др.

Вопросам управления гидродинамическими характеристиками посвящены работы ученых: Гамынина Н.С., Казмиренко В.Ф., Попова Д.Н., Боровина Г.К. и др. В этих работах рассматривались методы автоматического управления, оптимального управления, теория алгоритмов, методы математического и компьютерного моделирования. Анализ известного опыта автоматизации процесса устройства асфальтобетонного покрытия дороги с учетом современных требований дорожного строительства дает основание обоснованно ставить задачу совершенствования системы управления асфальтоукладчика, за счет изменения типовой САУ и разработки программного обеспечения, позволяющего выполнять автоматическую оценку ровности дороги с высокой степенью достоверности, а также обеспечить быстродействие регулирования угла атаки выглаживающей плиты.

Во второй главе выполнены теоретические исследования и моделирование процессов формирования асфальтобетонного покрытия дороги. При движении по поверхности основания дороги ходовая часть укладчика буксирует выглаживающую плиту за тяговые брусья, причем на пути ходовой части могут встречаться как впадины, или углубления, так и выступы или бугры. В этом случае толщину покрытия предлагается регулировать специальным гидроцилиндром путем автоматической установки угла атаки.

Для моделирования процесса формирования асфальтобетонного слоя разработана структура обобщенной математической модели, приведенная на рис. 1.

Рис.1. Структура обобщенной математической модели

При формировании асфальтобетонного слоя выглаживающей плитой эпюра распределения контактных давлений по длине плиты близка к трапециевидной с их ростом к задней кромке (рис. 2). Поэтому в рабочем режиме возможен поворот плиты вокруг передней кромки. Чтобы этого избежать необходимо, определить координату приложения вынуждающей силы Р({) по длине плиты.

Изменения величины Р(1) можно представить в виде следующего уравнения:

Р(!) = (т,?ме-»Ч(г2?м^', (1)

где а„ аг - контактные давления по длине плиты; Г - площадь выглаживающей плиты; т1,т2 - масса вибратора и выглаживающей плиты.

Расчетная схема процесса формирования асфальтобетонной смеси представим в виде двухмассовой колебательной системы с упругой связью между массами (рис. 3). Масса т, на расчетной схеме представляет колеблющийся груз выглаживающей плиты, масса т2 - выглаживающую плиту. Упруго-вязкая связь между т, и т2 описывает конструктивные свойства плиты.

' Х2

Р-Рф

Р=0

при0<1<х,д прит„,<1<Т

Рис. 3. Расчетная схема выглаживающей плиты Математическая модель рассматриваемой системы во время удара плиты будет иметь вид

(0<

+Ь(х1 -х2) + С(х, -x■í) = Fsmcclt + lnig, ^2)

т2х2 +Ь(х, -х2) + С(х, -x2) = Fsin(ot-P(t) + m2g.

Для моделирования процесса формирования слоя асфальтобетонной смеси как динамической системы используется система МАТЬАВ, содержащая в своем составе пакет визуального моделирования 81МЦЫЫК.

и

Модель, разработанная в среде 81МЦЫЫК приведена на рис. 4.

О"

> sin(1'u) —

V,

| -0^44]

Lh£>

m 1 I nie о rato г Inte g rato rt

Я

netsum4 с2

nil Integrator Integrator

Display

a

Scopil

Display!

Рис. 4. Схема модели в среде БШЦЫЖ Результаты моделирования представлены в графическом виде на рис. 5.

а, мм

/ \ /

! ж^1 2 /

/ / \ \ ! / / \ \ 1 / у

/ / \ \ ; \ / / у / ч , / \ ; \ / / V./ \ \ /

t.c

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

Рис. 5. Амплитудно-частотная характеристика процесса формирования слоя асфальтобетонной смеси: 1 - частота колебаний вибровозбудителя; 2 - частота колебаний выглаживающей плиты

Варьированием параметров частоты колебаний и плотности грунта получены графики функций затухающих колебаний системы (рис. 6).

Рис. 6. Зависимости амплитуды от частоты колебаний массы плиты: 1 - при Ь = 1,25 кНс/м; 2 - при Ъ = 1,5 кНс/м

При частоте 30 Гц и демпфирующим сопротивлении Ъ = 1,5 кНс/м амплитуда колебаний достигает 3,0 мм. Это в два раза превышает нормативное значение ускорения. Уменьшение частоты до 18 Гц при прежнем значении Ъ амплитуда снижается до 1,5 мм и соответствует нормативным требованиям. Такой же результат достигается при сочетании параметров Ь = 1,25 кНс/м и частоте колебаний 18 Гц. Сопротивление снижает амплитуду, частота колебаний действует обратно пропорционально.

Для автоматизации процесса формирования асфальтобетонного слоя предложен дополнительный контур гидравлической системы, служащий для установки угла подъема выглаживающей плиты и виброуплотнения асфальтобетонной смеси. Структурная схема дополнительного контура гидропривода приведена на рис. 7.

Входной

Рис. 7. Структурная схема дополнительного контура гидропривода

На рис. 8 приведены результаты моделирования при исследовании гидропривода установки угла атаки выглаживающей плиты. В качестве входных данных для модели использовались: постоянное давление питания (Ppit = 21 МПа), внешний возмущающий момент {Mb = 2 Нм) и сигнал, соответствующий значению плунжера (утах = 0,3 мм), который меняется по времени и задается при помощи функции "Signal Builder" в ПК MATLAB, Переходный процесс дросселирования рабочей жидкости в начальный период времени работы гидроцилиндра является колебательным. Через 2,5 с процесс становится стационарным.

Рис. 8. Зависимости скорости и перемещения поршня гидроцилиндра

Переходная характеристика вызвана скачком градиента при турбулентном течении рабочей жидкости. При изменении разности давления на клапане, процесс дросселирования неустойчив, в течение 2,5 с. Далее процесс ставится стационарным.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований. Основные задачи исследования заключались в определении количественных показателей параметров, а также проверке и подтверждении правомерности принятых ранее теоретических положений. Экспериментальные исследования проводилось на асфальтоукладчике фирмы MARINIMF 805 и лабораторном стенде.

Результаты испытаний рабочего оборудования асфальтоукладчика с САУ показали, что на ровность асфальтобетонного покрытия значительное влияние оказывают режимы работы механизмов укладчика и его самого в целом, качество подготовки основания дороги и степень предварительного уплотнения слоя смеси рабочим органом укладчика.

При внезапном наезде ходового устройства укладчика на неровность на основании (выступ, бугор, впадина) траектория перемещения выглаживающей плиты скачкообразно изменяется, т.е. происходит внезапное изменение угла атаки выглаживающей плиты (рис. 9).

Рис. 9. Траектория перемещения выглаживающей плиты асфальтоукладчика

Из рис. 9 видно, что 0,63 своего нового высотного положения плита достигает после прохождения укладчиком расстояния, равного одной длине тягового бруса (лонжерона), 0,95 - после трех длин и 0,99 - после пяти длин. Автоматическое изменение угла атаки выглаживающей плиты обеспечивает стабилизацию плотности асфальтобетонной смеси.

Для определения динамических характеристик виброплиты были проведены лабораторные испытания на лабораторном стенде с упругим основанием вибровозбудителя. Результаты исследований, представленные на рис. 10, показывают, что интенсивность (г) уплотнения покрытия дороги при частоте колебаний плиты 5 Гц составляет 1,2 при времени вибрирования 20 с.

г

1,8

1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

у = 1,739е-°'°2*-^ = 0,941

" у = 1,697е-°'<»<" И1 = 0,Э60

10

у = 1,792е-°'0! ^ = 0,943

♦ Ряд1 В Ряд2 А РядЗ

-Экспоненциальная(Ряд1)

-Экспоненциальная(Ряд2)

-Экспоненциальная (РядЗ)

15

20

/.Гц

25

Рис. 10. Интенсивность уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты:

1 - время вибрирования 20 с; 2 - тоже при 30 с; 3 - тоже при 40 с

При частоте 20 Гц интенсивность уплотнения уменьшается с 1,1 до 0,3. При времени вибрирования 30 с увеличение частоты колебаний плиты с 5 Гц до 20 Гц приводит к уменьшению интенсивности (г) уплотнения в два раза, а при времени вибрирования 40 с интенсивность уплотнения уменьшается в 1,45 раза.

В четвертой главе на основе выполненных исследований разработана система автоматического управления процессом формирования асфальтобетонного покрытия.

Система автоматического управления положением выглаживающей плиты асфальтоукладчика (рис. 11), может быть установлена на асфальтоукладчике с рабочим органом, в состав которого входит выглаживающая плита с вибратором (или без него) и трамбующий брус (или без него). Система содержит датчик углового положения, имеющий индикатор ошибки и переключатели задатчика стабилизируемого угла,

датчик высотного положения с индикатором ошибки, тензометрический преобразователь (датчик), блок управления и дискретные гидравлические приводы. Датчик углового положения вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения рабочего органа асфальтоукладчика от гравитационной вертикали.

Рис. 11. Структурная схема системы автоматического управления положением выглаживающей плиты асфальтоукладчика

Сигнал ошибки поступает с выхода датчика углового положения на первый вход блока управления. Датчик высотного положения вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения рабочего органа от положения, заданного копиром. Сигнал ошибки поступает с выхода датчика высотного положения на второй вход блока управления.

Тензометрический преобразователь (датчик) вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию в металлоконструкции выглаживающей плиты, который поступает с выхода тензометрического преобразователя (датчика) на третий вход блока управления. Блок управления вырабатывает сигналы

управления дискретными гидравлическими приводами для сведения текущих ошибок к нулю. Длительность и частота управляющих сигналов зависит от величины ошибки.

Разработано программное обеспечение системы автоматического управления режимами формирования асфальтобетонной смеси в оболочке «LabVIEW» - инструментальной среды разработки приложений сбора, обработки и графического представления данных и управления, на основе контроля степени уплотнения материалов по величине максимального усилия в толкателях рабочего органа. Для этого в зависимости от задачи управления осуществляется выборка одной из заложенных в память ПЭВМ программ и воспроизводится на экране монитора информация в цифровом и графическом виде. Помимо традиционных средств создания интерфейса оператора, «LabVIEW» включает в себя встроенную среду программирования на языке сценариев, совместимом с Visual Basic для приложений (VBA). Для обеспечения идентичности методов программирования с Microsoft Visual Basic (VB) и Visual Basic для приложений (VBA) в систему разработки и исполнительную среду «LabVIEW» встроена среда программирования Basic-сценариев фирмы SUMMIT. Указанная среда программирования значительно облегчает процесс реализации сложных алгоритмов обработки и анализа даных. Кроме того, данная среда является мощным и универсальным сроком адаптации пакета к требованиям прикладной задачи.

Информация о работе уплотняющего оборудования отображается на экране дисплея в цифровом и графическом виде. Обработка данных, поступающих в ПЭВМ, производится с помощью программного комплекса «LabVIEW».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На ровность асфальтобетонного покрытия значительное влияние оказывают режимы работы механизмов укладчика и его самого в целом, качество подготовки основания дороги и степень предварительного уплотнения слоя смеси рабочим органом укладчика.

2. Разработана математическая модель процесса формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, учитывающая распределение контактных давлений по длине выглаживающей плиты.

3. Уточнены регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь между частотой колебаний вибратора и реологическими свойствами асфальтобетонной смеси.

4. Уточнены зависимости коэффициента интенсивности уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты, а также изменение потребной мощности привода в зависимости от массы плиты по времени вибрирования.

5. Разработано программное обеспечение системы управления процессом формирования асфальтобетонного полотна дорога.

6. Апробация результатов работы проведена в объединении ООО «Стройгарант» г. Красноярск, что подтверждено актом внедрения. Результаты научно-исследовательской работы внедрены в учебный процесс.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Емельянов Р.Т. Моделирование систем управления машин дорожно-строительного комплекса. /Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев, A.C. Климов, Д.И. Сорокин // Вестник СибГАУ имени академика М.Ф. Решетнева. - 2009. - Выпуск 3 (24). - С. 124-128.

2. Емельянов Р.Т. Исследование процесса уплотнения асфальтобетонной смеси по ширине укладки. / Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев, A.C. Климов // Строительные и дорожные машины. - 2009. - № 7 - С. 12-16.

3. Емельянов Р.Т. Моделирование рабочего процесса гидропривода с дроссельным регулированием / Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев, A.C. Климов // Строительные и дорожные машины. - 2009. - № 11. - С. 1518.

4. Тучин A.B. Экспериментальные исследования автоматизированных схем присоединения потребителей к тепловым сетям. / A.B. Тучин, A.C. Климов // Сборник материалов 26 региональной научно-технической конференции. - Красноярск: СФУ, 2008. - С. 127-128.

5. Климов A.C. Автоматические регуляторы. / A.C. Климов // Молодежь и наука: начало XXI века. Сборник материалов V Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Красноярск: СФУ, 2009. - С. 11-12.

6. Климов A.C. Параметрическое проектирование дроссельного гидропривода замкнутого типа. / A.C. Климов // Перспективы развития фундаментальных наук. Труды VI Международной конференции студентов и молодых ученых. Секция 4. Технология: Строительство и архитектура, электротехника, геоинженерия, механика, информационные технологии. -Россия, Томск: ТПУ, 2009. - С. 737-739.

7. Емельянов Р.Т. Термодинамический анализ дроссельного гидропривода. / Р.Т. Емельянов, A.C. Климов // Молодежь и наука: начало XXI века. Сборник материалов V Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Красноярск: СФУ, 2009.-С. 215-217.

8. Клиндух Н.Ю. Автоматизация проектирования рециркуляционной системы гидропривода. / Н.Ю. Клиндух, A.C. Климов // Молодежь и наука: начало XXI века. Сборник материалов V Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Красноярск: СФУ, 2009. - С. 222-224.

Климов Алексей Сергеевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ ДОРОГИ

Автореферат

Подписано в печать 26.04.2010. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л.1,3 Тираж 100 экз. Заказ № 1716

Отпечатано в типографии ИПК СФУ 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а.

Введение.

1 Современное состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Факторы, влияющие на ровность дорожного покрытия.

1.2 Анализ систем автоматизации асфальтоукладчика.

1.3 Анализ исследований по формированию полотна асфальтобетонного покрытия.

Выводы.

2. Теоретические исследования процесса формирования асфальтобетонной полосы.

2.1 Моделирование процесса формирования асфальтобетонного слоя.

2.2 Моделирование привода системы управления выглаживающей плитой.

Выводы.

3. Экспериментальные исследования процессов формирования асфальтобетонного слоя полотна.

3.1 Методика автоматизированного сбора экспериментальных данных.

3.2 Создание измерительного комплекса на основе ЭВМ.

3.3 Результаты испытаний выглаживающей плиты с системой автоматического управления.

Выводы.

4. Разработка системы автоматического управления процессом формирования асфальтобетонного слоя дороги.

4.1 Методы управления выглаживающей плитой асфальтоукладчика.

4.2 Разработка алгоритма расчета выглаживающей плиты с системой автоматического управления.

4.3 Внедрение результатов исследований.

Выводы.

Актуальность работы. Автомобильные дороги имеют стратегическое значение для Российской Федерации. Асфальтобетонные покрытия автомобильных дорог являются наиболее распространенными в Российской Федерации и во многих странах мира. Одним из главных направлений научно-технического прогресса в области устройства дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием остается проблема повышения их качества.

В значительной степени качество дорожного полотна при устройстве асфальтобетонного покрытия определяется ровностью. Ровность дорожного полотна формируется асфальтоукладчиками за счет установки угла атаки выглаживающей плиты. Настройка угла атаки, фиксированная, и выполняется машинистом-оператором перед началом производства дорожных работ. Это не позволяет оперативно учитывать текущее состояние напряженно-деформированного состояния уплотняемой среды для обеспечения современного качества дороги.

Современные асфальтоукладчики оснащаются системами автоматического управления (САУ) рабочего оборудования, для обеспечения заданной ровности и угла наклона дорожного полотна. Последние достижения в этой области принадлежат зарубежным фирмам, таким как 1Я-АВО, МоЬа. Однако известные САУ не учитывают неоднородность плотности основания дороги, влияющую на качество дорожного покрытия. Поэтому в процессе формирования дорожного покрытия необходимо обеспечивать управление рабочим оборудованием, как по ровности полотна, так и по плотности грунтового основания дороги.

Существующие проблемы управления технологическими процессами асфальтоукладчика - управляемой технической системы, определили необходимость совершенствования САУ. Разработка автоматизированной системы управления процессом формирования слоя асфальтобетонного покрытия регулированием угла атаки выглаживающей плиты, на основе информации о динамике рабочего процесса асфальтоукладчика, обеспечивающей повышение качества функционирования управляемых технических систем, является актуальной задачей автоматического управления, имеющей важное практическое значение.

Цель диссертационной работы — повышение качества дорожного покрытия на основе автоматизированного управления режимами процесса формирования асфальтобетонной смеси.

Задачи исследования:

1. провести анализ существующих технологий дорожного строительства и систем автоматического управления асфальтоукладочных машин;

2. установить в ходе теоретических исследований, лабораторных и производственных экспериментов закономерности протекания колебательных процессов при формировании асфальтобетонного покрытия дороги;

3. разработать систему автоматического управления процессом формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, уплотняющим рабочим органом асфальтоукладчика, обеспечивающим заданную плотность и ровность асфальтобетонного покрытия;

4. провести теоретические и экспериментальные исследования САУ процессом формирования асфальтобетонного дорожного покрытия;

5. разработать управляющий модуль регулирования угла атаки путем автоматического управления приводом выглаживающей плиты в зависимости от плотности предварительного уплотнения.

Объект исследования - укладчик асфальтобетонной смеси с уплотняющим рабочим органом.

Предмет исследования — управление технической системой при формировании дорожного полотна.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись методы теоретических и экспериментальных исследований. Основные методики теоретических исследований: методы информационного поиска; теория колебаний; численные методы решения систем дифференциальных уравнений, в том числе методы компьютерного моделирования и математической статистики. Исследования проводились с применением пакета визуального моделирования 81МиЫ№С программного обеспечения МАТЬАВ. При экспериментальных исследованиях применялись методы статистической обработки результатов, а также лабораторное оборудование и программное обеспечение.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. математическая модель процесса формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, учитывающая распределение контактных давлений по длине выглаживающей плиты;

2. регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь между частотой колебаний вибратора и реологическими свойствами асфальтобетонной смеси;

3. зависимости коэффициента интенсивности уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты, изменения потребной мощности привода в зависимости от массы плиты по времени вибрирования;

4. программное обеспечение системы управления процессом формирования асфальтобетонного полотна дороги.

Достоверность научных результатов. Достоверность и обоснованность научных положений и выводов обеспечивается согласованностью теоретических расчетов на ЭВМ с экспериментальными данными. Достоверность полученных результатов, в частности при определении параметров колебательного процесса, достигается корректностью современных методов испытаний, средств измерения и испытательного оборудования, обеспечивающих достаточную точность требуемых параметров, а также применением ЭВМ для обработки экспериментальных данных.

Научная новизна работы:

1. усовершенствована математическая модель процесса формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, учитывающая распределение контактных давлений по длине выглаживающей плиты;

2. уточнены регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь между частотой колебаний вибратора и реологическими свойствами асфальтобетонной смеси;

3. впервые уточнены зависимости коэффициента интенсивности уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты, а также изменение потребной мощности привода в зависимости от массы плиты по времени вибрирования;

4. разработано программное обеспечение системы управления процессом формирования асфальтобетонного полотна дороги.

Практическая значимость работы:

1. новый управляющий модуль системы автоматического управления, позволяет выполнить автоматическую оценку параметров и отработку процесса уплотнения с высокой степенью достоверности, а также обеспечить быстродействие привода механизма изменения угла атаки выглаживающей плиты;

2. разработанное программное обеспечение, позволяет организовать работу по визуализации процесса формирования асфальтобетонного покрытия дороги, что дает возможность использовать его в качестве тренажера в учебном процессе.

Реализация работы.

Стенд системы автоматизации процесса формирования асфальтобетонного покрытия дороги внедрен в производство объединением ООО «Стройгарант» г. Красноярск.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 26-й региональной научно-технической конференции «Красноярск: Проблемы архитектуры и строительства» в

2008г., пятой Всероссийской научно-технической конференции «Молодежь и наука: начало 21-го века», 2009г., на VI Международной конференции студентов и молодых ученых «Технология: Строительство и архитектура, электротехника, геоинженерия, механика, информационные технологии». -Россия, Томск: ТПУ, 2009г., на научно-технических семинарах кафедры «Механизация и автоматизация строительства» ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» (2008-2010гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них: статей в рецензируемых изданиях по списку ВАК - 3; статей в сборниках научных работ - 5.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 122 страницы текста, 53 рисунка и 9 таблиц. Список литературы содержит 140 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На ровность асфальтобетонного покрытия значительное влияние оказывают режимы работы механизмов укладчика и его самого в целом, качество подготовки основания дороги и степень предварительного уплотнения слоя смеси рабочим органом укладчика.

2. Разработана математическая модель процесса формирования асфальтобетонного дорожного покрытия, учитывающая распределение контактных давлений по длине выглаживающей плиты.

3. Уточнены регрессионные уравнения, устанавливающие взаимосвязь между частотой колебаний вибратора и реологическими свойствами асфальтобетонной смеси.

4. Уточнены зависимости коэффициента интенсивности уплотнения асфальтобетонной смеси от частоты вибрирования выглаживающей плиты, а также изменение потребной мощности привода в зависимости от массы плиты по времени вибрирования.

5. Разработано программное обеспечение системы управления процессом формирования асфальтобетонного полотна дороги.

6. Апробация результатов работы проведена в объединении ООО «Стройгарант» г. Красноярск, что подтверждено актом внедрения. Результаты научно-исследовательской работы внедрены в учебный процесс.

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Граховский. М.: Наука, 1979. - 282 с.

2. Андреев' А.Ф. Гидро- пневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи/ А.Ф. Андреев, Л.В. Барташевич, Н.В. Боглан и др. Минск: Высшая школа, 1987.- 310 с.

3. А. с. 1413172 СССР. Устройство для уплотнения дорожно-строительных материалов / А.Н. Кизряков и др., дата публикации 30.07.1988.

4. А. с. 412339 СССР. Устройство для управления вибротрамбующей машиной. / В.А. Шилков, В.И. Белицкий, П.М. Киселев, дата публикации 1974г. Бюл. № 3.

5. А. с. 1491930 СССР. Система автоматического управления рабочим процессом асфальтоукладчика. / В.А. Романцев, В.Е. Руфов, дата публикации 1986г.

6. Бау М.М. Электронные и микропроцессорные системы строительных, дорожных машин и оборудования. / М.М. Бау, В.М. Гревцов, М.Б. Давидович. ЦНИИТэстроймаш, 1988.

7. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. / Т.М. Башта. - М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.

8. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов. М.: Машиностроение, 1982.- 423 с.

9. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1981.- 335с.

10. Ю.Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования/ В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. М.: Наука, 1966.

11. Блейз Е.С. Следящие приводы. / Е.С. Блейз, Ю.А. Данилов, В.Ф. Казмиренко и др./ Под ред. Б.К.Чемоданова, в двух книгах. М.: Энергия, 1976.

12. Богданович Л.Б. Гидравлические механизмы поступательного движения /Л.Б. Богданович: Схемы и конструкции. М., Киев: МАШГИЗ, 1958.- 181 с.

13. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1972. - 648 с.

14. Боровин Г.К., Костюк A.B. Математическое моделирование систем управления шагающих машин // Тез. докл. Научно-техн. конф. "Гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика". М.: МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1999.

15. Богуславский А.М. Теоретические основы процесса деформирования асфальтового бетона: Дис.докт.техн.наук. М., 1970.- 343 с.

16. Бравичев В.А. Гидравлические и пневматические автоматизированные устройства. -М.: машиностроение, 1994.

17. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов /И.Н. Бронштейн, К.Н. Семендяев. М.: Наука, 1986.

18. Брюханов В.Н. Теория автоматического управления /В.Н. Брюханов. -М: Высшая школа, 2000.

19. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник /В.А. Васильченко. М.: Машиностроение, 1983.- 301 с.

20. Войшвилло В.В. Математическая модель гидрораспределителя с пропорциональным управлением / В.В Войшвилло/ Вестник НТУ ХПИ, -2001.-Вып. 129.-Ч. 2.-408 с.

21. Воробьев В.А., Горшков В.А., Суворов Д.Н., Каледин А.Н. Динамическое управление прочностью. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1978 г., N10. С. 54-58.

22. Гамынин, Н. С. Основы следящего гидравлического привода. М.: Оборонгиз, 1962.

23. Гидравлическое оборудование строительных и дорожных машин. Каталог / ВНИИстройдормаш М.: ВНИИТЭМР, 1991.- 116с.

24. Гилл, Ф. Практическая оптимизация /Ф. Гилл, У. Мюрей, М. Райо. -М.: Мир, 1985.- 509 с.

25. Глазков, М.М. Влияние кавитации на гидравлические характеристики дроссельных устройств гидропривода./ М.М. Глазков, В.Г. Ланецкий, В.Н. Куренков Т.В. Тарасенко, Киев. НАУ, 2005.

26. Глазунов Л.П. Основы теории надёжности автоматических систем управления /Л.П. Глазунов, В.П. Грабовицкий, О.В. Щербаков. -Л.: Энергоатом, 1984.- 207 с.

27. Гоберман P.A. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин /P.A. Гоберман.- М.: Машиностроение, 1988.- 463 с.

28. Горбацевич Е.Д. Аналоговое моделирование системы управления /Е.Д. Горбацевич, Ф.Ф. Левинзон. М.: Машиностроение, 1984.- 423 с.

29. Гультяев А.К. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс. СПб: Питер, 2000.

30. Горшков В.А. Синтез цифровых систем стабилизации качества в производстве дорожно-строительных материалов. М.: МАДИ, 1988. - 71 с.

31. ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Техническиеусловия.

32. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийнопесчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. Минстрой России. Пост. 18-1 21.07.94.

33. ГОСТ 25607-94. Смеси щебеночно-гравийнопесчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. Госстрой России. Пост. 18-45 20.06.94.

34. ГОСТ 30412. Автомобильные дороги и аэродромы. Методы измерения неровностей.

35. Давыдов В.Н. Ростовцев А.С. Контроль плотности битумно-минеральных плит изотопным методом// Вопросы строительства и эксплуатации дорог: Сб.научн.тр. Омск, 1974,-Вып.5, -с. 139-147.

36. Дайчик M.JI. Методы и средства натурной тензометрии /M.J1. Дайчик, Н.И. Пригоровский, Г.Х. Хуршудов. Справочник. М.: Машиностроение, 1989. 240 с.

37. Даршт Я.А. Шаблоны имитационных моделей гидроаппаратов // Автоматизация и современные технологии. №3, 2005.

38. Доценко А.И. Буренюк Я.Р. Прибор экспресс-контроля плотности строительных материалов и методика его применения. М.: «Строительные и дорожные машины», № 5, 1995

39. Доценко А.И. Пути повышения качества асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Труды международной научно-технической конференции «Инстроймех-2005». Тюмень, 2005.

40. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы планирования эксперимента /Н. Джонсон, Ф. Лион. -М.: Мир, 1981.-520 с.

41. Евстифееф В.Н., Методические рекомендации по оценке сложности труда операторов строительных и дорожных машин. /В.Н. Евстифееф, Ю.А. Бобылев, Е.Д Каран. М.: ВНИПИТруда, 1983, - 50с.

42. Емельянов Р.Т. Пути повышения эффективности использования гидравлических кранов при низких температурах /Р.Т. Емельянов, В.Г. Иконников, A.B. Калашников //Депонированные рукописи. М.: ЦНИИстроймаш. 1981. №7. С. 90.

43. Емельянов Р.Т. Рециркуляционная гидросистема крана /Р.Т. Емельянов, В.Г. Иконников//Строительные и дорожные машины. 1983. №9. С. 17-18.

44. Емельянов Р.Т. Управление динамическими свойствами систем безопасности грузоподъемного оборудования /Р.Т. Емельянов. Новосибирск: НГУ, 2002. - 149с.

45. Емельянов Р.Т. Системы автоматизированного управления асфальтоукладчиком // Р.Т. Емельянов, B.JI. Сабинин. Проблемы архитектуры и строительства: Сб. материалов XXII региональной научно-технической конференции/ КрасГАСА- Красноярск, 2004. -240241 с.

46. Емельянов Р.Т. Управление процессом уплотнения асфальтоукладчика. Р.Т. //Емельянов, B.JI. Сабинин Проблемы архитектуры и строительства: Сб. материалов XXII региональной научно-технической конференции/ КрасГАСА- Красноярск, 2004. 241-243 с.

47. Инструкция по определению экономической эффективности новых строительных, дорожных, мелиоративных машин, противопожарного оборудования, лифтов, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. - 252 с.

48. Исаев Ю.М. Расчет дроссельного гидропривода с помощью simulink/ Ю.М. Исаев, З.А. Шавлович. Труды конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB» М.: 2004. -628-634 с.

49. Заленский B.C. Автоматизация управления строительными и дорожными машинами /B.C. Заленский , Э.Н. Кузин, А.Б. Сырков. М.: 1996.

50. Казмиренко, В.Ф. Электрогидравлические мехатронные модули движения: основы теории и системное проектирование/ В.Ф. Казмиренко. М.: Радио и связь, 2001.

51. Казмиренко, В.Ф Автоматизированное проектирование следящих приводов и их элементов / В.Ф. Казмиренко. М.: Энергоатомиздат, 1984.

52. Кареев, И.В. и др. Гидроприводы летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1992.

53. Кизряков А.Н., Кабанов В.В., Фруктов П.А. Определение параметров виброуплотняющих органов асфальтоукладчиков //Создание и совершенствование дорожных машин: Сб.науч.тр./ ВНИИстройдормаш. М., 1986. - Вып. 107. - С. 63-68.

54. Климов A.C. Моделирование систем управления машин дорожно-строительного комплекса. /Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев, A.C. Климов, Д.И. Сорокин // Вестник СибГАУ имени академика М.Ф. Решетнева. 2009. - Выпуск 3 (24). - С. 124-128.

55. Климов A.C. Исследование процесса уплотнения асфальтобетонной смеси по ширине укладки. / Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев, A.C. Климов // Строительные и дорожные машины. М.: Издательство технической литературы «СДМ-Пресс», 2009.- № 7 - С. 12-16.

56. Климов A.C. Моделирование рабочего процесса гидропривода с дроссельным регулированием / Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев,

57. A.C. Климов // Строительные и дорожные машины. М.: Издательство технической литературы «СДМ-Пресс», 2009. -№11.-С. 15-18.

58. Климов A.C. Автоматические регуляторы. / A.C. Климов // Молодежь и наука: начало XXI века. Сборник материалов V Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. — Красноярск: СФУ, 2009. С. 11-12.

59. Клиначёв Н. В. Моделирование систем в программе /Н.В. Клиначёв VisSim Справочная система. 2001. (877 КБ) на русском языке. http://vissim.nm.ru/vsmhlpru.zip.

60. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М., 1974

61. Коваль П.В. Гидропривод горных машин. М.: Недра, 1994.

62. Кондаков JI. А. Машиностроительный гидропривод/ JI. А. Кондаков, Г. А. Никитин, В. Н. Прокофьев и др. Под ред. В. Н. Прокофьева. М.: Машиностроение, 1978. -495 с.

63. Контроль качества асфальтобетона, ООО «Стромрост», http://www.stromros.ru/penobeton/070030050.htm

64. Королев В.И. Дорожный теплый асфальтобетон.- Киев: Вища школа, 1975.- 155 с.

65. Королев И.В. Структура и свойства дорожных теплых асфальтобетонов: Дис.докт.техн.наук,- Харьков: 1974. 362 с.

66. Кочин Н.Е. Теоретическая гидромеханика. / Н.Е. Кочин, И. А. Кибель, Н.В Розе. Часть 1. 6-е изд., перераб и дополн. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. - 583 с.

67. Лаптев Ю.Н. Динамика гидромеханических передач/ Ю. Н. Лаптев.f

68. М.: Машиностроение, 1983. 104 с.

69. Лебедев И.И. Объемный гидропривод машин лесной промышленности. /И.И. Лебедев М.: Лесная промышленность, 1986. - 296 с.

70. Лебедев Н.И. Гидропривод машин лесной промышленности. /Н.И. Лебедев М.: Лесная промышленность, 1978. - 304 с.

71. Лойцянский Л.Г. Курс теоретической механики /Л.Г. Лойцянский, А.И. Лурье. Т.2. М.: Недра, 640 с.

72. Лукас В.А. Теория автоматического управления /В.А. Лукас. М.: Недра, 1990.- 416 с.

73. Малкин В.П., Калашников Л.А., Синицын Б.М. Гидравлика. Гидравлические машины и гидроприводы С ДМ, В.П. Малкин, Л. А. Калашников, Б.М. Синицын. Методические указания к выполнению курсовой работы. Братск: БрИИ, 1988. - 51 с.

74. Медведев B.C. Потемкин В.Г. Cintrol System Toolbokx. Matlab 5 для студентов (под общей редакцией В.Г. Потемкина) М: диалог -МИФИ, 1999.

75. Менажер П.С. Разработка и исследование гидропривода профилешлифовального станка /П.С. Менажер В.Н. Тихенко. Одесский национальный политехнический университет, г. Одеса. 2004

76. Методические рекомендации по укладке и уплотнению асфальтобетонных смесей различного типа при использовании высокопроизводительных асфальтоукладчиков и катков/Минтрансстрой. СоюзДорНИИ,-М., 1984.- 13 с.

77. Методы контроля качества уплотнения асфальтобетона, http://www.stroit.ru/library/Library/control/index.html

78. Милосердии О.Ю. Автоматизация лаборатории асфальтобетонного завода. Автореферат канд. дис./М.: МАДИ, 2004 г.

79. Навроцкий K.JI. Теория и проектирование гидро- и пневмопривода1

80. K.JI. Навроцкий Учебник. М.: Машиностроение, 1991. - 384 е., ил.

81. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 336 с.

82. Ольсон Г. Динамические аналоги /Г. Ольсон. М.: Издательство иностранной литературы, 1977. - 224 с.

83. Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод /П.Е. Осипов.: Учебное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Лесная промышленность. 1981. - 424 с.

84. Осипов П.Е. Муратов B.C. Гидропривод машин лесной промышленности и лесного хозяйства. /П.Е. Осипов B.C., Муратов -М.: Лесная промышленность, 1970. 312 с.

85. Патент на изобретение РФ № 2119563, Способ уплотнения смесей, преимущественно бетонных и асфальтобетонных. / И.Б. Абдуллин, С.Е. Малашкин, дата публикации 27.09.1998.

86. Патент на изобретение РФ № 2188272, Устройство для автоматического контроля процесса уплотнения дорожно-строительных материалов катками и виброкатками. / В.Б. Пермяков и др., дата публикации 27.08.2002.

87. Патент на изобретение РФ № 2049844, Устройство для контроля и управления параметрами рабочего режима строительно-дорожных машин с гидросистемой / Л.С. Каминский, В.Н.Ковалев В.Е.Руфов, В.А. Самарин, дата публикации 10.12.1995.

88. Перепечаенко В., Майнов В., Михалев Н. Автоматизированная система контроля температур в силосах элеваторов на базе модулей АОАМ-4000 //Современные технологии автоматизации, 1998. №1. с.66-69.

89. Пермяков В.Б. Совершенствование теории, методов расчета и конструкции машин для уплотнения асфальтобетонных смесей. Диссертация на соискание ученой степени докт. техн. наук. СПб., 1992. 449 с.

90. Пермяков В.Б. Исследование релаксации напряжений в асфальтобетонных смесях в процессе их уплотнения // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1985. №5. С. 90-102.

91. Пермяков В.Б. Учёт изменяющихся свойств асфальтобетонных смесей при их уплотнении / Пермяков В.Б., Беляев К.В./ Вестник СибАДИУ/ Изд-во ЛЕО. Омск. - 2004. - Вып. 1 . - С Л 7-22.

92. Пермяков В.Б. Учёт изменяющихся свойств асфальтобетонных смесей при их уплотнении / Пермяков В.Б., Беляев К.В./ Машины и процессы в строительстве // СибАДИ. Омск. -2004. - Вып. №5 . - С.33-42.

93. Пилипенко В.В. Кавитационные автоколебания/ В.В. Пилипенко. -Киев: Наукова думка, 1989. -316 с.

94. Полезная модель РФ № 6567, Система автоматического управления положением выглаживающей плиты асфальтоукладчика / А.И. Беззуб, Ю.Г. Прокопов, дата публикации 16.05.1998.

95. Попов, Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем/ Д.Н. Попов. М.: Машиностроение, 1987. -467с.

96. Попов, Д.Н. Механика гидро- и пневмоприводов. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. - 320 с.

97. Попов, Е.П. Динамика систем автоматического регулирования/ Е.П. Попов. М.: ГИТТЛ, 1954.

98. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука. 1989. - 304 с.

99. Попов Д.Н. Нестандартные гидравлические процессы /Д.Н. Попов. -М.: Машиностроение, 1982. 240 с. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем /Д.Н. Попов. М.: Машиностроение, 1987.- 463 с.,

100. Потемкин В.Г. Инструментальные средства МАТЪАВ 5.x./ В.Г. Потемкин М.: ДИАЛОГ - МИФИ, 2000.

101. Прокопьев А.П. Исследование уплотняющего оборудования асфальтоукладчика. Известия вузов. Строительство, 1994, №4.

102. Прокопьев А.П. Система контроля степени уплотнения асфальтоукладчика. Красноярск: Вестник КрасГАСА, 1999.

103. Прокофьев В.Н. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. /В.Н. Прокофьев М.: Машиностроение, 1969. 496 с.

104. Рабинович Л.В. Динамика следящих приводов /Л.В. Рабинович, Б.И. Петров, В.А. Полковников. // Под ред. Л.В. Рабиновича. Изд. 2-е. — М.: Машиностроение, 1982. 496 с.

105. Разинцев В.И. Повышение эффективности гидроприводов с дроссельным регулированием. М.: Машиностроение, 1993.

106. Рыбаков А. В. Создание систем автоматизации поддержки инженерных решений. / А. В. Рыбаков, С. А. Евдокимов, А. А. Краснов //Автоматизация проектирования. 1997. - №5. - С. 44-51.

107. Садовский Б.Д. Динамика гидропривода/ Б.Д. Садовский, В.Н. Прокофьев, В.К. Кутузов и др./ Под ред. В.Н. Прокофьева. М.: Машиностроение, 1972.

108. Саков В.А. О потерях, пропорциональных скорости вращения вала гидромашин / В.А. Саков, A.C. Парфенов, В.Ф. Казмиренко. Пневматика и гидравлика. 1976.

109. Свешников В.К., Усов A.A. Станочные гидроприводы: В.К. Свешников, A.A. Усов Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1988. - 512 е.: ил.

110. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б. Некрасов и др.; Под. ред. Б.Б. Некрасова. 2-е изд., перераб. и дополн. - Минск: Высшая школа, 1985. - 382 с.

111. Советов Б.Я. Моделирование систем /Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. М.: Высшая школа, 1998.

112. Соколов В.Я. Виброакустические характеристики кавитационных режимов дросселирующих элементов гидравлических систем дорожно-строительных машин /В.Я. Соколов. Гидропривод и системы управления землеройно-транспортных машин. Вып. 1. Омск, 1973.-С.39.

113. Стеблецов В.Г. Моделирование и основы автоматизированного проектирования приводов /Под ред. Стеблецова В.Г. М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.

114. Степанченко И.В. Имитационное моделирование дискретных систем управления с информационным запаздыванием // Математика. Компьютер. Образование. Вып. 8. Часть II. Сб. науч. тр. / Под редакцией Г.Ю. Ризниченко. М.: Прогресс-Традиция, 2001. - С. 523528.

115. Техническое описание и инструкция по эксплуатации с паспортом. Система «Разрез МП» А315.00.000ПС.

116. Тихенко В.Н., Гнатюк А.П., Волков A.A. Использование интегральных оценок качества при разработке следящих гидроприводов с обратными связями по нагрузке // Труды международной научно-технической конференции, К.; НТУУ КПИ, 1998. Том 1. - С.86-89.

117. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учебн. пособие для вузов. М.: Машиностроение, 1988. - 752 с.

118. Узунов A.B. Особенности построения компьютерных моделей агрегатов гидравлических и пневматических систем/ A.B. Узунов // Киев.Вестник НТУУ«КПИ»,Машиностроение.-2002.-Т.2.-№42.-С.88-91

119. Угинчус A.A. Гидравлика и гидравлические машины. M.J1: Государственное энергетическое издательство, 1953. - 359 с.

120. Федосов Б.Т., Клиначев Н.В. О построении области устойчивости линейной системы по некоторому параметру стандартными средствами программ математического моделирования /Б.Т. Федосов, Н.В. Клиначев. 2002 г. http://vissim.nm.ru/dregion.html

121. Фрейдзон И.Р. Мини- и микроЭВМ в управлении промышленными объектами / Под ред. И.Р. Фрейдзона, Л.Г. Филиппова. JL: Наука, 1984.- 336 с.

122. Черных И.В. SIMULINK. М.: Диалог-МИФИ. 2004.- 491с.

123. Шавлович З.А. Математическая модель гидравлического пресса с сервоусилителем типа С100 //Научно-технические проблемы современного гидромашиностроения и методы их решения. 2001. С.125-128.

124. Belousov I.R., Kartashev V.A., Okhotsimsky D.E. Real time simulation of space robots on the virtual robotic testbed // Proc. 7th Intern. Conf. on

125. Advanced Robotics ICAR'95, Sant Feliu de Guixols, Spain, Sept. 20-22, 1995, p. 195-200.

126. Clegg Andrew C. Self-tuning Position and Force Control of a Hydraulic Manipulator. Heriot-Watt University. 2000. 260 p.

127. Manna, Z., Pnueli A.: The Temporal Logic of Reactive and Concurrent Systems. Springer-Verlag, 1992.

128. Tan J., Belousov I.R., Clapworthy G. A virtual environment based user interface for teleoperation of a robot using the Internet // Proc. 6th UK VR-SIGConf, Salford, U.K., Sept. 13-15, 1999, p. 145-153.

129. Viersma T.J. Investigation into the accuracy of hydraulic servomotors // Philips Res. Reports 1961, 16, p. 507-596, 1962, 17, p. 20-78.

130. W. Götz. Electrohydraulic Proportional Valves and Closed Loop Control Valves. Robert Bosch GbmH, Automation Technology.-1989.- 149 p.

131. W.Götz. Theory and Applications. Robert Bosch GmbH, Automation technology.-1998.-291p.

132. Sznergies of Electric and Hydraulic. Truninger.-2002.-6 p.

133. Gerhard Geerling. Successful Know-How Transfer: Rexroth AWZ on-board tractor hydraulics symposium in Horb. -RIQ Rexroth Information Quarterly.-2000.-No.3.- S.18-19.

134. O. Jonson. Load-sensing systems control speed accurately. -HYDRAULICS & PNEUMATICS, MARCH 1995.-S.33-36.

135. K.Hesse. Components and systems for tractor, stacker and combine. Bosch Rexroth Mobile Training. Elchingen.- SI8. 20. February 2003.

136. Drive and Control Systems for Combine Harvesters and Forage Harvesters. -Bosch Rexroth AG.- 2001.- RE 98071.

137. Перечень условных обозначений5тр требуемая плотность основания, г/см ;5СТ — максимальная плотность по прибору стандартного уплотнения, г/см ; Куш коэффициент уплотнения, устанавливаемый по СНиП 2.05.02-85; к - толщина дорожного полотна;

138. Ео6ир Е1,Е2 коэффициенты вариации модулей упругости; СЕ0бщ, С1, С2 - толщина слоя; а - напряжение; ? - время;- время нагрузки;t0 время «отдыха» материала;

139. Т/, сг2 соответственно давления под передней задней кромкой плиты;

140. Ь, I ширина и длина плиты;

141. М1 (га7) приведенная масса вибровозбудителя;

142. М2 (т2) масса выглаживающей плиты;с жесткость системы;

143. Di — диаметр штока в полости; Dj — диаметр штока в полости; h — коэффициент вязкого трения;

144. R0 — сила трения в манжетных уплотнениях при отсутствии давления; Ru — усилие на штоке; 1Ц — ход поршня;— коэффициент трения уплотнения по поверхности цилиндра; Н— высота манжетного уплотнения; А V, и Vj — мертвые объемы полостей / и //;

145. Епр — приведенный объемный модуль упругости полости с жидкостью; Еж — объемный модуль упругости рабочей жидкости; 8 — толщина стенки цилиндра;

146. Епр — приведенный объемный модуль упругости трубопровода с жидкостью;

147. Еж — модуль упругости жидкости;8тр толщина стенки трубопровода;

148. Еип модуль упругости материала трубопровода;

149. Р/1- плотность, достигнутая при частоте вибрирования; Ро— начальная плотность смеси.

150. Методика обработки экспериментальных измерений

151. Для параметра " X " определялась оценка математического ожидания.1. Х=1Х,/п;; (1)оценка дисперсиист2=(1/п-1) ЦХгХср)2; (2)коэффициент вариации1. Рх=100ах /X; (3)показатель точности опытаб = Р х/л; (4)

152. После определения статистических показателей проводилась оценка их достоверности. Для оценки математического ожидания определялись поверхностные границы

153. Х-г%стх/л, и X + I % стх / я (5)

154. Оценка расхождения между средними значениями: I = (X) Х2) / ОП1 п2/ («/+ п2) (6)

155. Оценка дисперсии групповых выборок проводилась по критерию Фишера:1. Б = а,2/ а22 (7)1. КОГДа Б < РТабл.

156. Оценка тесноты связи между двумя признаками совокупности определялась для прямолинейной связи коэффициентов корреляции:г = (п I х! У1 1х1 у5) / п2 (8)

157. Основная ошибка коэффициента корреляции определялась по формуле:тг = (1 V2) / п. (9)

158. Показатель достоверности коэффициента корреляции:гг = У/т (10)

159. При криволинейной связи определялось корреляционное отношение:= аух/сту (11)где аух= I (УХ-У) /п.

160. Исключение грубых ошибок, полученных в процессе измерений проводилось по формуле Стьюдента /18 /

161. V = ( | Хтах | ~ X) /СТХ, (13)где Хтах максимальное значение полученной величины параметра; X -среднее арифметическое; ах - среднеквадратичное выборки.

162. При получении величины большей табличного значения Хтах исключается из выборки как грубый результат.

163. Проверка коэффициентов уравнения регрессии на существенность проводилась по зависимости:1. Ъj>tga(f), (16)где Ц абсолютное значение параметра; а ( { ) - табличное значение параметра по критерию Стьюдента.

164. Для обработки статистических данных применялся редактор персонального компьютера " Excel

165. Определялся коэффициент детерминации, показывающий величину влияния учтенных факторов на выходной параметр по формулегде г мн множественный коэффициент корреляции.

166. СТ 2у(восп) = £?(Yijon -Yj) 2 / n (m 1),18)

167. CT 2неад. = П1 ?(Yion- Yipac)2 / (n d)19)где d число значащих коэффициентов в модели; ^рас - расчётное значение параметра.

168. Перечень документов, подтверждающих использование результатово внедрении результатов кандидатской диссертационной работы

169. Председатель комиссии Члены комиссии:1. АКТо внедрении результатов НИР в учебный процесс

170. Автоматизация процесса формирования асфальтобетонногопокрытия дороги» Результаты научно-исследовательской работы

171. Разработана автоматическая система управления выглаживающей плитой асфальтоукладчика, выполненная по ГБ «Управление системами машин и механизмов» в 2008 2010 гг.

172. Результаты внедрены в учебный процесс на основании решения кафедры «Механизация и автоматизация строительства», протокол № 2 от 15 января 2010 г.

173. Указанные результаты включены в дисциплину «Строительные машины и основы автоматизации» для проведения лекционных и лабораторных работ1. Зав. кафедрой МАС1. Р.Т. Емельянов/января-. 2010 г

174. Начальник организации учебного управления-/¿Г" ЯнтрЯ 2010 г.1. Декан ДСФ факультета-/^"ЯКбарЯ 2010 г.1. Е.В. Соколова/1. И.Я. Богданов/