автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Метрический синтез и управление законом движения исполнительного механизма мехатронной системы стеклоочистки автомобиля

004608473

На правах рукописи

ТИМОШКОВ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ

Метрический синтез и управление законом движения исполнительного механизма мехатронной системы стеклоочнстки автомобиля

Специальность 05.02.05 «Роботы, мехатроника и робототехнические системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 СЕН 2010

Москва-2010

004608473

Работа выполнена в Московском государственном университете приборостроения и информатики (МГУПИ) Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Аршанский Михаил Маркович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор,

Синев Александр Владимирович Кандидат технических наук, профессор, Мацнев Анатолий Петрович

Ведущая организация Московский автомобильно-дорожный

государственный технический университет (МАДИ)

Защита состоится 2010 года в зале Советов в 12 часов на

заседании диссертационного Совета ДС 212.119.03 при Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу: 107846, г. Москва, ул. Стромынка, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ

Автореферат разослан_и^сХО,_¿О ¿0л.

Ученый секретарь диссертационного

совета, профессор, к.т.н. Касаткин Н.И.

Актуальность проблемы.

В настоящее время в связи с увеличением скорости движения автомобилей на дорогах, а также плотности их движения нередко возникают ситуации, когда ручное управление режимом работы стеклоочистителем значительно повышает риск аварии, отвлекая водителя. Кроме того, жестко регламентированные режимы работы этих устройств не экономичны и приводят к преждевременному износу частей механизмов, в частности резиновых элементов стеклоочистителя.

Поэтому уже в конце 20 века были разработаны микропроцессорные системы автоматического управления стеклоочистителем, в которых роль сенсора выполнял датчик дождя. На сегодняшний день теми или иными модификациями подобного рода устройств оборудованы практически все машины среднего и высшего ценового класса.

Большинство подобного рода систем, основанные на использовании в качестве датчиков оптических систем, практически не способны отличать сухую грязь на стекле от загрязненной воды, что приводит к перегрузке дворников в случае попадания на стекло засохшей труднорастворимой грязи. Кроме того, практически все оптические системы контролируют ограниченную площадь ветрового стекла, что приводит к неадекватной работе системы в случае локального загрязнения, увеличение же числа датчиков на стекле ухудшает обзор водителю и усложняет систему регулирования, что увеличивает ее стоимость. Третьей серьезной проблемой является практическая невозможность эксплуатации оптических систем в зимних условиях в связи с тем, что оптические свойства талого снега и обычной воды сильно различаются. Эту проблему пытаются решить, вводя в нее дополнительное устройство, которое принято называть «датчиком заморозков», но подобное расширение функций системы повышает ее стоимость в полтора-два раза.

Эти факторы делают актуальными исследования в области исследования систем стеклоочистки. За последние 10 лет было опубликовано большое количество патентов на эту тему. В качестве основных направлений повышения качества работы системы стеклоочистки в них рассматривается совершенствование системы управления и алгоритмов ее работы, а также улучшение свойств резинового элемента щетки стеклоочистителя. Гораздо меньшее внимание уделяется исследованию влияния на качество работы системы передаточного механизма. Исследования в этой области обращены в основном на изменение геометрии области очистки ветрового стекла. Вопросы же влияния конструктивных параметров четырехзвенного механизма на качество очистки стекла практически не рассматривались. Вместе с тем именно передаточный механизм определяет закон движения щетки по стеклу, оказывающий прямое влияние на процессы полужидкостного трения щетки по стеклу, а соответственно и на качество очистки стекла и износ элементов щеток.

Целью работы является повышение эффективности стеклоочистки на основе анализа параметров закона движения щетки по стеклу и определение возможности управления ими через мехатронные интерфейсы системы стеклоочистки.

Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

1. На основе анализа работы передаточных механизмов системы стеклоочистки проведено моделирование их работы и выбраны критерии синтеза передаточного механизма стеклоочистителя.

2. Проведен кинетостатический синтез передаточного механизма стеклоочистителя.

3. Выявлены конструктивные и внешние факторы, оказывающие влияние на качество очистки ветрового стекла. Дана оценка степени их влияния на работу системы.

4. Рассмотрены процессы трения при движении щетки по стеклу. Разработаны математические модели фрикционных автоколебаний и регенеративного эффекта в процессе движения щетки по стеклу.

5. Разработаны алгоритмы управления приводом и предложена система управления стеклоочисткой на основе контроллера и необходимое программное обеспечение для реализации алгоритма в составе мехатронной системы комфорта автомобиля.

7. Проведено полунатурное моделирование предложенной подсистемы стеклоочистки и показана ее техническую эффективность.

Научная новизна работы заключается в параметрическом синтезе передаточного механизма, разработке моделей движения щетки по стеклу и алгоритма управления движением щетки по стеклу на их основе

Практическая ценность работы заключается в получении соотношения между геометрическими параметрами исполнительного механизма (защищенное авторским свидетельством) и разработки программного обеспечения для программируемых логических контроллеров на основе управления системой очистки ветрового стекла с учетом регенеративного эффекта.

Публикации

Основное содержание диссертации изложено в 5 печатных работах, опубликованных в России, одна из которых - в реферируемом журнале.

Апробация

Получен патент на полезную модель N»67530 на соотношение размеров четырехзвенного механизма. Содержание работы докладывалось на международной конференции «Актуальные проблемы приборостроения, информатики и социально-экономических наук», 2008 и 2009 г.

Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, пяти глав, списка литературы, включающего 120 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 68 рисунков и 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы основные положения исследований, дана оценка научной и практической значимости работы.

В первом разделе проведен анализ сведений из литературы и публикаций как по проблемам создания систем стеклоочистки, так и по общим проблемам моделирования и проектирования мехатронных систем. Такой подход к подбору источников определяется тем, что система стеклоочистки, безусловно обладая всеми признаками мехатронной системы, тем не менее, никогда не описывалась в терминах мехатроники. Также следует отметить, что отдельное внимание было уделено анализу источников по определению регенеративного эффекта в смежных областях знаний.

Во втором разделе была рассмотрена структура мехатронной системы управления стеклоочистителем в составе системы комфорта автомобиля. Связь этой системы со смежными по назначению представлена на рис. 1.

Сопряженные системы А

Рисунок 1 Связь системы стеклоочистки с другими подсистемами обеспечения комфорта и безопасности автомобиля

Система управления стеклоочистителем является мехатронной по своей структуре и принципам функционирования. Ее структура показана на рис.2. Рассмотрим составные части этой системы.

И1 - программный интерфейс, т.е. система унифицированных связей, предназначенных для обмена информацией между компонентами вычислительной системы. Программный интерфейс задает набор необходимых процедур, их параметров и способов обращения. И1 предназначен для создания и передачи на УКУ программы управления мехатронным объектом. В системе управления стеклоочистителем выбор среды программирования и программатора связан с типом используемого контроллера. К программному обеспечению системы предъявляется

требование соответствия стандарту МЭК 61131, полное соответствие алгоритму управления и генерации корректных управляющих воздействий в режиме реального времени.

цель программа закон

отравления управления движения

Рисунок 2 Струетура мехатронной системы стеклоочистки

И2 - силовой (энергетический) интерфейс, который преобразует программу управления в сигналы, необходимые и понятные приводу. В рассматриваемом случае это блок коммутации сигнала, превращающий слаботочные сигналы контроллера (порядка мА) в сигналы управления приводом (порядка единиц А).

ИЗ - механический интерфейс, который преобразует силовую информацию с привода в механическое движение исполнительного механизма. В системе управления стеклоочистителем его роль играет передаточный механизм, преобразующий вращательное движение мотор -редуктора в качательное движение щетки по стеклу.

И4 - информационно - программный преобразователь, с помощью которого осуществляется коррекция программы управления для необходимой коррекции закона движения. В системе управления стеклоочистителем это системы обработки сигналов сенсоров, которые могут быть реализованы программно как составная часть программы управления, либо в форме электронных устройств и компонентов (фильтры, усилители и т.д.), либо в форме их комбинации.

УКУ - устройство компьютерного управления, с помощью программы которого (или ее части) производится определение управляющих сигналов на привод стеклоочистителя и визуализацию режима работы для водителя. Система управления стеклоочистителем предъявляет высокие требования к времени реакции системы на внешнее возбуждение при начале работы. В качестве УКУ может быть использован стандартный программируемый микроконтроллер, причем ввиду объективно небольшого числа требуемых входов - выходов, он может быть использован для системы обеспечения комфорта движения в целом. В этом случае программа управления стеклоочистителем будет являться необходимой подпрограммой для общей программы управления системы обеспечения комфорта движения.

В качестве привода мехатронной системы управления могут быть использованы либо двигатель постоянного тока с червячным редуктором, либо мотор - редуктор в качестве законченного конструктивного модуля. Питание привода производится от аккумуляторной сети, что требует стабилизатора напряжения в диапазоне 10-14 В.

В качестве исполнительного механизма системы управления стеклоочистителем используются разнообразные щетки. Основные функции щетки заключаются в равномерном распределении силы прижатия к стеклу через систему рычагов и сопротивлении всплыванию при движении по стеклу. Важную роль в обеспечении чистоты стекла и комфорта движения играет структура и свойства материала резинового элемента щетки стеклоочистителя.

Датчиками включения для данной системы могут выступать оптические или емкостные датчики дождя. Ввиду узости рабочих частот регулирования колебаний щеток стеклоочистителя возможности их использования для интеллектуального управления системой ограничены. Также в системе используются концевые датчики положения щетки и сенсоры контроля режима работы двигателя.

Также во втором разделе проведен эвристический анализ систем стеклоочистки и сформулированы задачи исследования.

В третьем разделе произведен анализ и синтез четырехзвенного передаточного механизма стеклоочистителя. Передаточный механизм стеклоочистителя играет определяющую роль в формировании закона движения щетки по стеклу. Уникальной особенностью работы этого механизма является фактическое отсутствие холостого хода в режиме работы. В связи с этой особенностью задач передаточный механизм стеклоочистителя приобретает значительную важность задача оптимизации кинематических и динамических параметров механизма, в первую очередь коэффициента средней скорости прямого/обратного хода. В подавляющем большинстве случаев основой для разработки механизма стеклоочистителя является четырехзвенный механизм.

звеньев механизма по заданному движению начальных звеньев. Основные задачи кинематического анализа: определение положений звеньев, включая и определение траекторий точек звеньев; определение скоростей и ускорений. При решении этих задач считаются известными законы движения начальных звеньев и кинематическая структура механизма, т.е. структурная схема механизма с указанием размеров, необходимых для кинематического анализа.

Основной целью исследования был анализ соответствия предполагаемых кинематических характеристик четырехзвенных механизмов, заданных при их синтезе, и модельных, а также получение динамических характеристик механизма, которые в дальнейшем были использованы при моделировании колебательных процессов резинового элемента щетки при движении ее по стеклу.

Средой моделирования был выбран Б'ипМескатся - пакет расширения системы БтиИпк для физического моделирования.

В результате моделирования определялись периоды полных колебаний для прямого / обратного хода, по которым определялось отношение средних скоростей механизмов. Рабочей частотой колебаний была принята частота 55 циклов/минуту согласно ГОСТ Р 52032-2003. результаты моделирования показаны на рис.4-6.

Результат, полученный для системы с меньшим углом размаха(80-90°) обеспечивает большую точность колебания (абсолютная погрешность 2%) и 6% для механизма с углом размаха 140-160° и лучшее соотношение средней скорости прямого/обратного хода (1,01 против 1,1). Кроме того, такой механизм в меньшей степени зависит от погрешностей изготовления деталей.

Вместе с тем механизм с большим углом размаха обладает наиболее привлекательными кинематическими характеристиками, минимизируя

периоды движения с малой скоростью, что снижает опасность возникновения автоколебательных процессов.

Показано, что для двух систем, работающих на один угол размаха щетки меньшую нагрузку на опоры оказывает механизм с соотношением средних скоростей прямого/обратного хода более близким к 1.

Помимо преимуществ, связанных с работой механизма, режим работы с соотношением средних скоростей близким к 1 более выгоден с точки зрения износа рабочих кромок резинового элемента стеклоочистителя, уравнивая износ обоих рабочих поверхностей резинового элемента.

и с

Рисунок 4 Угол поворота коромысла механизма 1

Получено соотношение периодов прямого / обратного хода 0,46/ 0,42 = 1,1

9,°

-А /V : Л.....

.....г ■■■■!......\ ■ !■ -

- ; -¡т

1 н

■1....... \ /................ Г л ■/!.....V - / ■ \ { / ......

/,.....¡V /г V [ V/ ;

1,с

Рисунок 5 Угол поворота коромысла механизма 2

Получено соотношение периодов прямого / обратного хода 0,44/ 0,43 = 1,02

Рисунок 6 Угол поворота коромысла механизма 3

Получено соотношение периодов прямого / обратного хода 0,53/ 0,35 = 1,52

Также рассмотрены процедуры метрического синтеза механизма, его критерии и значимые параметры. Проведен синтез кинематически оптимального механизма стеклоочистителя.

Рнсунок 7 Схема метрического синтеза четырех шеншно механизма по коэффициенту неравномерности средней скорости

По результатам работы получен патент на полезную модель на

соотношение длин звеньев № 67530 от 06.11.2007 г.

В четвертом разделе проведен анализ процесса движения щетки по стеклу. Помимо кинематических характеристик механизма на качество

работы системы стеклоочистки оказывают значительное влияние автоколебательные процессы резинового элемента щетки стеклоочистителя.

На рисунке 8 приведена расчетная схема резинового элемента щетки стеклоочистителя. В качестве упрощений для расчета приняты следующие положения: верхняя часть резинового элемента стеклоочистителя и его губка считаются абсолютно твёрдыми телами; шейка стеклоочистителя считается шарниром, на который закреплена губка резинового элемента стеклоочистителя. Упругость шейки учитывается введением угловой пружины, упругость которой прямо пропорциональна углу поворота губки резинового элемента стеклоочистителя.

На губку стеклоочистителя действуют 4 внешние силы и момент сопротивления шейки. Через зажим на верхнюю часть резинового элемента и через нее на шарнир действует сила прижатия щетки стеклоочистителя. В общем случае она зависит от конструкции щетки стеклоочистителя, наличия спойлера и т.п. При движении с небольшой скоростью эта сила определяется упругими свойствами прижимной пружины щетки. При разгоне более 100 — 120 км/ч начинает оказывать большое влияние сила аэродинамического сопротивления движению. Так же через зажим на верхнюю часть резинового элемента стеклоочистителя и шарнир действует движущая сила, определяемая моментом на выходном валу мотор - редуктора стеклоочистителя. В точке соприкосновения губки со стеклом на нее действует сила сопротивления стекла, которую можно разложить на две составляющие: силу нормальной реакции, сопротивляющейся давлению прижатия, направленную вертикально и равную по модулю силе прижатия щетки к стеклу и силу трения, в общем случае зависящую от свойств стекла и скорости перемещения щетки по стеклу. Рассмотрим дифференциальное уравнение угловых колебаний губки стеклоочистителя относительно шарнира, полученное согласно уравнению Лагранжа в соответствии с описанием рис. 8.

•/•^(, = -^lэквч'-cэкв•ф + Frp•(Я•cos(p + й)+^г•Я•sinф + Fд,•Lш, (1)

где J - момент инерции губки стеклоочистителя;

Ф - угол отклонения губки резинового элемента от вертикали;

С'лкв - эквивалентная упругость шейки стеклоочистителя;

Нэкв - эквивалентная вязкая упругость шейки стеклоочистителя;

Н, Н — высота губки и шейки соответственно (рис. 1);

Ьт- высота закрепленной в держателе части резинового элемента; - движущая сила;

/\р - сила трения;

Ы—сила нормальной реакции опоры при движении.

Сила трения резинового элемента по стеклу включает в себя как сухое, так и влажное трение и в первом приближении может быть представлена в следующем виде:

= И' <>>+(2) где ц - коэффициент влажного трения щетки по стеклу;

^с.тр - модуль сухого трения;

го — закон изменения скорости движения щетки по стеклу.

Важнейшим фактором, определяющим качество очистки стекла являются жесткостные и демпфирующие свойства материала резинового элемента стеклоочистителя. В представленном уравнении они определяют коэффициенты обратных связей по углу и угловой скорости перемещения резинового элемента, причем абсолютная величина отклонения определяется жесткостными параметрами материала резинового элемента, а вид переходного процесса - демпфирующими.

Отметим, что повышение демпфирующего коэффициента позволяет добиться исчезновения колебательных переходных процессов. Уже при соотношении демпфирующего коэффициента к упругому ц/с = 0.05 устраняются заметные колебательные переходные процессы.

Дальнейшее увеличение этого отношения приводит к сглаживанию графика, снижению пиков перерегулирования, связанных с кинематическими свойствами передаточного четырехзвенного механизма.

При работе щетки с малым износом автоколебательные процессы могут возникать из-за влияния чрезмерной силы прижатия и при работе в режиме сухого трения. Малая сила прижатия щетки к стеклу также недопустима из-за неспособности ограничивать амплитуду гидродинамических возмущений при работе щетки со значительным слоем воды на стекле. Чрезмерное прижатие щетки к стеклу приводит к повышению износа резинового элемента и при больших значениях жесткости пружины может привести к возникновению визуально заметных автоколебаний

/Л!

/Ьр

Рисунок 8. Схема нягружения резинового элемента

Режим сухого трения наиболее неблагоприятен для системы стеклоочистки, однако возникновение близких к нему по характеристикам режимов неизбежно при работе при низких температурах и при попадании на стекло грязи и пыли, либо при работе в прерывистом режиме при слабом дожде. Отклонение угла губки от вертикального положения в различных режимах сухого трения приведено на рис. 11-13.

На основании анализа модели щетки при небольшом слое воды на стекле можно сделать выводы о том, что неизношенная щетка за счет демпфирующих свойств материала способна сглаживать фрикционные автоколебания, обеспечивая приемлемое качество очистки. Визуально заметные полосы могут образовываться в режиме сухого трения на краях стекла. С ухудшением свойств резинового элемента при износе ширина возможных областей автоколебаний расширяется.

9, град

1,с

Рисунок 9 Угол отклонения резинового элемента при движении щетки по стеклу при отсутствии силы

сухого трения

<р, град

с

Рисунок 10 Угол отклонения резинового элемента при движении щетки по стеклу при малом значении силы сухого трения (коэффициент сухого трения ОД)

Ф, град

--------i--------А--------i............ii...........i-------¿...........-4—......ft-

Рисунок 11 Угол отклонения резинового элемента при движении щетки по стеклу при большом значении силы сухого трения (коэффициент сухого трення 0,4)

В работе рассмотрено влияние гидродинамического сопротивления на закон движения щетки по стеклу.

При движении щетки по стеклу губка резинового элемента щетки стеклоочистителя направлена под углом 45° к стеклу, то сила лобового сопротивления движению щетки по стеклу будет иметь как горизонтальную, так и вертикальную составляющие, зависящие от угла атаки губки резинового элемента щетки стеклоочистителя.

Рассмотрим силы, действующие на сектор резинового элемента, при движении его по стеклу.

Для единичного отрезка резинового элемента можно записать следующие уравнения движения, сопряженные с траекторией движения по стеклу (х) и вертикалью к ней (у).

где т - масса единичного элемента резиновой части щетки;

а - угол атаки щетки;

/ - расстояние от опоры стеклоочистителя до рассматриваемого элемента;

S = И/sina- миделево сечение резинового элемента;

И - толщина слоя воды на стекле;

<р - закон движения коромысла четырехзвенного механизма;

р - плотность жидкости на стекле;

с — упругость прижимной пружины;

Ах - деформация прижимной пружины.

Полученные выражения позволяют рассмотреть процессы всплывания резинового элемента щетки по стеклу и возможные отклонения и задержки в движении щетки, вызванные гидродинамическим сопротивлением различных слоев воды при движении щетки по стеклу.

(3)

** 1 /2 2

1 I

(4)

Анализ результатов моделирования приводит к выводу о том, что в нормальном режиме работы (слой воды на стекле 1-3 мм) гидросопротивление оказывает незначительное влияние на работу системы (2-3% от величины общего ускорения). При наличии на стекле значительной массы воды (5-10 мм) при движении щетки по стеклу возникают области (0,4-0,6 с и 0,8-1 с на каждом цикле на рис.6), на которых мгновенные значения параметров движения определяются в значительной степени (2050%) именно воздействием гидросопротивления. Критические зоны расположены в областях низких скоростей (старт - остановка системы) и имеют тенденцию к расширению по мере увеличения слоя воды на стекле.

В пятом разделе рассмотрен процесс движения щетки по стеклу с учетом регенерационного эффекта. Показано, что режим работы по следу является одной из основных причин потери системой устойчивости, снижения качества очистки и повышенного износа резинового элемента щетки. Проведенные исследования показали, что работа системы осуществляется по следу, оставляемому предыдущим рабочим ходом и наличие такой обратной связи значительно снижает виброустойчивость системы. Для резкого повышения виброустойчивости системы стеклоочистки и обеспечения ее надежности на всех режимах работы можно достичь, разрывая обратную связь по следу.

Осуществить условный разрыв дополнительной обратной связи с запаздыванием можно двумя способами. Первый основывается на подборе такого закона движения щетки по стеклу, чтобы сдвиг по фазе между следом и колебаниями резинового элемента щетки стеклоочистителя, был равен нулю.

Другой предлагаемый способ повышения виброустойчивости динамической системы стеклоочистителя основан на частотном смещении спектра следа относительно породившего его спектра колебаний резинового элемента щетки стеклоочистителя. Рассматривая возникающие при движении щетки по стеклу колебания как сумму независимых гармонических составляющих, получим, что каждая гармоническая составляющая спектра колебаний порождает одну гармоническую составляющую спектра следа с длиной волны I, определяемой соотношением между частотой колебаний и скоростью движения щетки по стеклу.

Тогда, если менять при каждом ходе щетки мгновенные значения угловой скорости щетки стеклоочистителя, то окажется, что колебания резинового элемента щетки оставляют на стекле «след» с длиной волны //, отличной от исходной длины волны, оставленной на стекле предыдущим рабочим ходом щетки.

/(т)

Рисунок 12 Схема запаздывания

Существует два вида возмущений динамической системы, модель которой приведена на рис.7. Это - изменение настройки у(1) или внешнее воздействие /(()■ Передаточные функции замкнутой системы по внешнему воздействию:

х(1) К„

IV, =

/С)

и по изменению настроики:

' я о"

1+0Г„

(6)

(7)

где х(1) - выходная величина (амплитуда колебаний резинового элемента); Ф) - кинематическое или силовое внешнее воздействие; у© - входная координата (параметры настройки движения); \\'.„с - передаточная функция эквивалентной упругой системы; - передаточная функция разомкнутой системы.

(8)

где \УГ1Д - передаточная функция процесса движения щетки по стеклу;

XV, — передаточная функция звена дополнительной обратной связи с запаздыванием.

Процесс в динамической системе развивается следующим образом:

1- йрабочийход- Л-5т(и'Г) ■51п(н'/+^1)

2- йрабочийход - Л-ът(м>1) + Л1 -зт^ + ^-^вт^ + Р,)

Различие частот гармонической составляющей и следа невелико, поэтому суммарное колебание уже на втором рабочем ходе можно рассматривать как квазигармоническое с несущей частотой V/ и медленно меняющимися во времени амплитудой и фазой

*(0 = Л(/)-зт(и>/+р(/)) (9)

Такие колебания называют биениями, их амплитуда периодически становится равной нулю. Замкнутая система как бы размыкается и потеря ею устойчивости исключается. Описанное размыкание является условным.

Главным достоинством способа повышения виброустойчивости системы управления стеклоочистителем является его универсальность. Он применим при любых динамических возмущениях как высокочастотных, так и при низкочастотных, размыкая замкнутую динамическую систему, делает ненужными предварительные динамические испытания с целью выявления «опасных» частот.

На основе модели движения щетки по стеклу, рассмотренной в разделе 4 было проведено моделирование влияния наложения микроколебаний на качество очистки стекла.

На рис. 13 - 15 приведены графики изменения угла отклонения резинового элемента щетки от вертикали в режимах без сухого трения (рис.13), с сухим трением без наложения микроколебаний на закон движения щетки по стеклу (рис.14), с сухим трением при наложении микроколебаний на закон движения щетки по стеклу (рис.15).

Наложение микроколебаний на закон движения щетки по стеклу повышает устойчивость исследуемой системы, уменьшая амплитуду автоколебаний в 5 - 8 раз.

Использование наложения микроколебаний на закон движения щетки по стеклу, таким образом, будет способствовать уменьшению износа резинового элемента щетки стеклоочистителя, повышению качества очистки стекла и комфорта водителя.

Рисунок 13 График угла отклонения от вертикали резинового элемента щетки стеклоочистителя без воздействия сил сухого трения

......'.............г.................... ~~ ■ " 1 / V ■ ; ,4 ■ А ; '

/

\ г~/\ \ I ; \

■ / -........1 .......... ............. '...........у.....

I. с

Рисунок 14 График угла отклонения от вертикали резинового элемента щетки стеклоочистителя с воздействием сил сухого трения

....... .......................

/■■V--. ........ : У

\л'

........1 ■ ............ ......\ .........../!.............................: " ........7.....!...............

: - V/ !......... -я-й-4-я-4-г-й-А-

и с

Рисунок 15 График угла отклонения от вертикали резинового элемента щетки стеклоочистителя с воздействием сил сухого трения при наложении микроколебаний на закон движения

В шестом разделе рассмотрен электронный интерфейс передачи сигналов от контроллера к приводу системы стеклоочистки для двигателей с электромагнитным возбуждением и с возбуждением от постоянных магнитов. Показано, что выходными сигналами для управления движением щетки по стеклу могут служить ШИМ - сигналы контроллера, соответствующим образом усиленные блоком силовой коммутации. Определены параметры, необходимые для генерации ШИМ - сигнала и ограничения на их использование. Показано, что в качестве выходной величины регулятора системы стеклоочистки может быть использована процентная выходная мощность, в дальнейшем аппаратно преобразуемая контроллером в скважность ШИМ - сигнала с помощью стандартных встроенных алгоритмов. Показана возможность реализации алгоритма управления с использованием одного из стандартных языков программирования ПЛК либо их комбинации на основе стандарта МЭК 61131-3. Рассмотрены особенности реализации контроллеров для

автомобильной промышленности на основе ОМАС - технологий. Показана совместимость предполагаемой программы управления со специализированными контроллерами для автомобильной промышленности. Разработана программа управления стеклоочистителем на базе виртуального контроллера в стандартной среде программирования ПЖ СоОеБуз. Показаны необходимые аппаратные и программные требования к контроллеру, возможность сохранения блока управления стеклоочистителем как функционального блока в составе ПО мехатронной системы обеспечения комфорта движения. Проведена трассировка режимов работы модуля.

Основные выводы по работе:

1. Разработана модель четырехзвенного механизма стеклоочистителя в среде ЗтхМескатсз. Произведено моделирование четырехзвенного механизма с использованием различных соотношений звеньев и анализ их кинематических и динамических характеристик. Проведен синтез кинематически оптимального механизма стеклоочистителя. По результатам работы получен патент на полезную модель на соотношение длин звеньев № 67530 от 06.11.2007 г.

2. Разработана математическая модель движения щетки по стеклу для случая близкого к равномерному распределения давления по длине щетки. В модели учтена неравномерность закона движения щетки по стеклу, связанная с работой четырехзвенного передаточного механизма.

3. Рассмотрено влияние свойств материала резинового элемента на качество очистки стекла. С помощью моделирования в среде Б'тиИпк получены значения величин, характеризующих упругие и диссипативные свойства шейки в граничных для работы системы режимах. Показана возможность возникновения регенерационных автоколебаний при снижении диссипативных свойств шейки вследствие износа или агрессивного влияния среды.

4. Рассмотрены возникающие в системе процессы сухого трения, показаны границы возможных визуально заметных автоколебаний в зависимости от параметров режима трения.

5. Рассмотрены возникающие в системе процессы гидравлического сопротивления движению, показаны границы возможных визуально заметных автоколебаний в зависимости от параметров режима работы системы.

6. Наличие в системе возможности возникновения регенерационных автоколебаний в критических режимах работы требует введения в закон движения щетки по стеклу микроколебаний, способных эффективно снизить амплитуды указанных автоколебаний.

7. Предложены аналитические зависимости для расчета параметров разрабатываемого программного обеспечения, реализующего управление динамическими характеристиками системы путем наложения на закон движения микроколебаний.

8. Разработана программа управления стеклоочистителем на базе виртуального контроллера в стандартной среде программирования ПЖ СоОсБуз. Показаны необходимые аппаратные и программные требования к контроллеру, возможность сохранения блока управления стеклоочистителем как функционального блока в составе ПО мехатронной системы обеспечения комфорта движения. Проведена трассировка режимов работы модуля.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. М.М. Аршанский, В.Н.Тимошков, Разработка и исследование четырехзвенных передаточных механизмов стеклоочистителя легкового автомобиля. Мехатроника Автоматизация Управление, Москва №8,2010

2. Тимошков В.Н. Автоколебательная модель работы системы стеклоочистки. - Научное обозрение, Москва №6,2009, с61-66

3. Тимошков В.Н. Анализ и синтез стеклоочистителя как мехатронной системы. Тюмень, Академический журнал Западной Сибири №4, 2009г., с.42-43.

4. Тимошков В.Н. Влияние гидродинамического сопротивления при движении щетки по стеклу на качество очистки стекла. - Научное обозрение, Москва №4, 2010.

5. Тимошков В.Н. Повышение устойчивости автоколебательной системы движения щетки по стеклу методом наложения микроколебаний на закон движения щетки. - Научное обозрение, Москва №4, 2010.

6. Тимошков В.Н. Анализ структуры, составных частей и влияния на процесс движения аэродинамического сопротивления автомобиля, Актуальные проблемы приборостроения, информатики и социально -экономических наук, Москва, МГУПИ, 2008г., с.30-38.

7. Патент на полезную модель на соотношение размеров передаточного механизма № 67530 от 06.11.2007 г.

Введение.

1 Анализ работ по исследованию систем очистки ветрового стекла.

2 Структура мехатронной системы управления стеклоочистителем.

2.1 Состав мехатронной системы управления стеклоочистителем.

2.2 Двигатель стеклоочистителя.

2.3 Передаточный механизм стеклоочистителя (мехатронный интерфейс).

2.4 Щетки стеклоочистителя (исполнительный механизм).

2.5 Датчики системы очистки ветрового стекла.

2.6 Эвристический анализ систем стеклоочистки.

2.7 Постановка задач исследования.

3 Анализ и синтез четырехзвенного передаточного механизма стеклоочистителя.

3.1 Кинематический анализ четырехзвенного механизма.

3.2 Моделирование чепгырехзвенных механизмов в среде Зш^МесИашсз.

3.3 Метрический анализ передаточного механизма стеклоочистителя.

3.4 Выводы.

4 Анализ процесса движения щетки по стеклу.

4.1 Математическая модель движения щетки по стеклу.

4.2 Влияние свойств материала на параметры трения.

4.3 Определение участков визуально различимых автоколебаний при работе системы стеклоочистки.

4.4 Учет гидродинамического сопротивления при движении щетки по стеклу.

4.5 Выводы.

5 Регенеративный эффект при движении щетки по стеклу и способы его преодоления.:.

5.1 Существующие способы, информационное и программное обеспечение управления точностью движения.

5.2 Модель динамической системы с учетом регенеративного эффекта

5.3 Способы преодоления вредного влияния регенеративного эффекта.

5.4 Выводы.

6 Система управления стеклоочистителем на основе виртуального контроллера.

6.1 Электронный интерфейс передачи сигнала от контроллера на электродвигатель стеклоочистителя.

6.2 Подмодуль ШИМ (Pulse-wide modulator или PWM).

6.3 Основные принципы построения работы ПЛК.

6.4 Концепция архитектуры контроллеров для автомобильной промышленности.

6.5 Реализация алгоритмов управления стеклоочистителем в среде программирования ПЛК.

6.6 Выводы по главе.

Мехатроника - область науки, посвященная анализу исполнительных состояний мехатронных объектов и функционального взаимодействия механических, энергетических и информационных процессов между ними и с внешней средой, а также синтезу мехатронных объектов. С другой стороны, мехатроника - область техники, обеспечивающая полный жизненный цикл мехатронного объекта [11, 15, 28, 34, 71-73, 81].

Мехатронный объект синтезируется на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, систем, машин с интеллектуальным управлением их функциональными состояниями (в т.ч. движениями) [5, 20, 21, 26, 48, 106, 115, 116].

Мехатронные системы приобретают все большее значение для автомобильных промышленных технологий как для структур комплексного управления. Первыми и наиболее развитыми применениями мехатронных систем являются системы управления работой двигателя с искровым зажиганием и дизеля, систем гибридных автомобильных приводов, антиблокировочных и противобуксовочных систем, систем рулевого управления и ASR [35, 58, 77, 79]. Все более развивается направление внедрения мехатронных объектов в элементы системы обеспечения комфорта движения. Одним из важнейших элементов этой системы является подсистема стеклоочистки. Ее исследование и возможности оптимизации мехатронных интерфейсов является целью представленной работы.

Компоненты мехатронных систем часто имеют нелинейные характеристики и широкую полосу пропускания, поэтому значительную роль в решении задач управления играет разработка средств программного обеспечения [3, 22, 27, 95, 118-119]. Часто при разработке мехатронных систем классические процедуры анализа и проектирования заменяются и дополняются моделированием систем реального времени для определения и оптимизации значимых параметров системы.

Программным обеспечением для рассматриваемого класса систем являются программируемые логические контроллеры [92-94, 117, 120]. Важной особенностью программирования этих устройств является наличие рабочего цикла. ПЛК сканирующего типа работают циклически по методу периодического опроса входных данных. Именно на такую модель опирается стандарт МЭК 61131-3. Рабочий цикл ПЛК включает 4 фазы: опрос входов, выполнение пользовательской программы, установку значений выходов и некоторые вспомогательные операции (диагностика, подготовка данных для отладчика, визуализации и т.д.). Прикладная программа имеет дело с одномоментной копией значений входов. Внутри одного цикла выполнения программы, значения входов можно считать константами. Такая модель упрощает анализ и программирование сложных логических и последовательностных алгоритмов. Очевидно, что время реакции на событие будет зависеть от времени выполнения одной итерации прикладной программы [49, 68, 69].

С учетом этих особенностей системы управления в данной работе рассмотрены возможности оптимизации как механического интерфейса системы стеклоочистки, так и программного интерфейса системы с целью обеспечения повышения качества очистки стекла и снижения износа резинового элемента щетки стеклоочистителя.

Научная новизна работы заключается в разработке моделей движения щетки по стеклу и алгоритма управления движением и параметрами механизма на их основе.

Практическая ценность работы заключается в разработке программного обеспечения для программируемых логических контроллеров на основе управления системой очистки ветрового стекла с учетом регенеративного эффекта.

7 Общие выводы по работе.

1. Разработана модель четырехзвенного механизма стеклоочистителя в среде БтяМескамся. Произведено моделирование четырехзвенного механизма с использованием различных соотношений звеньев и анализ их кинематических и динамических характеристик.

2. Проведен синтез кинематически оптимального механизма стеклоочистителя для систем с разными углами рабочего хода щетки. По результатам работы получен патент на полезную модель на соотношение длин звеньев механизма для механизма с углом хода коромысла 160° (1: 8: 0.7: 8.06) № 67530 от 06.11.2007 г.

3. Разработана математическая модель движения щетки по стеклу для случая близкого к равномерному распределения давления по длине щетки. В модели учтена неравномерность закона движения щетки по стеклу, связанная с работой четырехзвенного передаточного механизма. Рассмотрено влияние свойств материала резинового элемента на качество очистки стекла. Показана возможность возникновения регенерационных автоколебаний при движении щетки по следу в условиях полужидкостного трения.

4. Наличие в системе возможности возникновения регенерационных автоколебаний в критических режимах работы требует введения в закон движения щетки по стеклу микроколебаний, способных эффективно снизить амплитуды указанных автоколебаний. Показано посредством моделирования, что введение микроколебаний амплитуды 0,5-1% от выходной мощности снижает амплитуду регенеративных колебаний в 2-3 раза.

5. Разработана программа управления стеклоочистителем на базе виртуального контроллера в стандартной среде программирования ПЛК СоОеБув. Показаны необходимые аппаратные и программные требования к контроллеру, возможность сохранения блока управления стеклоочистителем как функционального блока в составе ПО мехатронной системы обеспечения комфорта движения. Проведена трассировка режимов работы модуля.

1. Автомобильный справочник Bosch. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: За Рулем,2002.

2. Агунов А. В. Схемотехника систем автоматизации: Учебное пособие Издательство: СПбМТУ, 2005

3. Александров В.В. Несколько слов о мехатронике // Мехатроника. 2001. №1. С.4.

4. Андриевский Б.Р., Фрадков A.JI. Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab (учебное пособие). СПб: Наука, 2001

5. Антонов Б.И., Филимонов Н.Б. Не «обо всем», а о мехатронике (о границах проблематики журнала) // Мехатроника. 2000. № 6. С.43-47.

6. Артоболевский И.И. Теория механизмов. М.: Наука, 1963. 776 с.

7. Аршанский М.М. Мехатронные технологии обработки металлов резанием //Мехатроника. 2000. №1. С.39-41.

8. Аршанский М.М., Кулешов B.C., Лакота H.A. От редакционной коллегии // Мехатроника. 2000. №1. С.2.

9. Аршанский М.М., Шалобаев Е.В. Мехатроника: основы глоссария // Мехатроника. 2001. № 4. С.47-48.

10. Аршанский М.М., Щербаков В.П. Вибродиагностика и управление точностью обработки на металлорежущих станках. М.: Машиностроение, 1987, 136 с.

11. Богачев Ю.П. Мехатроника достижения и проблемы. Приводная техника, №4,1998.

12. Богачев Ю.П., Петриченко В.Н. Мехатронные модули движения-приводы машин нового поколения. Приводная техника, № 1,1997.

13. Брокарев А.Ж., Петров И.В. "Программируемые логические контролеры, МЭК системы программирования и CoDeSys" "Автоматизация и производство" №1, 2006г.

14. В.А.Алешкевич, Л.Г.Деденко, В.А.Караваев. Механика сплошных сред. М., Физфак МГУ, 1998. (Интернет-версия: http://phys.web.ru/db/msg/l 164708/lectl -1 .html)

15. Введение в мехатронику. Учебное пособие/ Под.редакцией А.К. Тугенгольда, 2-е издание. Ростов на - Дону: Изд. Центр ДГТУ, 2002

16. Вейко В.П. Лазерная микрообработка // Известия вузов. Приборостроение. 2001. №6. С.5-16.

17. Голицын Г.А., Фоминых И.Б. Интеграция нейросетевой технологии с экспертными системами // Труды 5-й конф. по искусственному интеллекту. -Казань: ТГУ, 1996. С.34-35.

18. Гольдфарб В.И. Спироидный мотор-редуктор // Передачи и трансмиссии. 1994. С.39-48

19. Гълъбов В. Мехатроника и кинематична геометрия // Материалы 3-й Международной школы: Применение механики в робототехнике и новых материалов. Варна: изд-во Болг.АН, 1988. С.184-191.

20. Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. — М: Горячая Линия-Телеком, 2009. — 608 с.

21. Дроздов В.Н., Никифоров В.О., Волков М.А. Математическая модель мехатронного поворотного стола // Электричество. 1997. №2. С.42-47.

22. Дульнев Г.Н. Введение в синергетику. СПб.: Проспект, 1998. - С.256.

23. Дьяконов В. Matlab 6. Учебный курс. Изд-во Питер, 2001

24. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. Изд-во Питер, 2002

25. Дьяконов В. П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 768 с. (Серия «Полное руководство пользователя»).

26. Егоров О.Д., Подураев Ю.В. Конструирование мехатронных модулей: Учебник. М.:МГТУ «СТАНКИН», 2004

27. Зариктуев В.Ц. К проблеме создания мехатронных станочных систем (информационный аспект) // Мехатроника. 2000. № 4. С.23-27.

28. Ильинский Н.Ф. В редакцию журнала «Мехатроника» // Мехатроника. 2000. №5. С.46-47

29. К.В.Лотов. Физика сплошных сред. М., Ин-т компьютерных исследований, 2002.

30. Клиначёв Н. В. Моделирование систем в программе VisSim: Справочная система. — Offline версия vsmhlpru.zip. — Website:http://vissim.nm.ru/vsmhlpru.zip, http://vissim.nm.ru/help/vissim.htm, Челябинск, 2002.

31. Коськин Ю.П., Путов В.В. Проблемы и перспективы современного развития электромеханотроники // Мехатроника. 2000. №5. С.5-9.

32. Крайнев А.Ф. Механика машин: Фундаментальный словарь. М.: Машиностроение, 2000. С.904.

33. Краткий автомобильный справочник. В 5 томах. Том 3. Легковые автомобили. Под редакцией А. П. Насонова Издательство Компания "Автополис-Плюс", ИПЦ "Финпол" 2006

34. Кулешов B.C., Подураев Ю.В. Первый выпуск дипломированных специалистов по специальности «Мехатроника» // Мехатроника. 2001. №5. С.42-45.

35. Кулиш И.А., Подураев Ю.В., Шомко И. Интеллектуальное управление мобильными роботами на основе комбинации нейросетевого и нечеткого методов //Мехатроника. 2001. №5. С.8-11.

36. Лагутина Г.С. О простоте и сложности // Конверсия в машиностроении. 1994. №4. С.50-51.

37. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в Matlab. Учебный курс. СПб.: Питер; Издательская группа BHV, 2005.

38. Ланда П.С. Нелинейные колебания и волны. М.: Наука, Физматлит, 1997, 496 с.

39. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика, т. 6. Гидродинамика М: Наука, 1988.

40. Лохин В.М. Интеллектуальные системы управления // Мехатроника. 2001. №1.С.28.

41. Лохин В.М., Захаров В.Н. Интеллектуальные системы управления: понятия, определения, принципы построения // Мехатроника. 2001. №2. С.27-35.

42. Лысов Н.Ю. Разработка и исследование быстродействующих интеллектуальных приводов мехатронных систем // Мехатроника. 2001. №2. С.35-43.

43. М.М. Аршанский, В.Н.Тимошков. Разработка и исследование четырехзвенных передаточных механизмов стеклоочистителя легковогоавтомобиля. Мехатроиика, Автоматизация, Управление: Научно-технический журнал. №8, М.: «Новые технологии», 2010. С. 46-50.

44. Макаров И.М., Лохин В.М., Манько C.B., Романов М.П. Принципы организации интеллектуального управления мехатронными системами // Мехатроника. 2001. №1.С .29-38.

45. Меськин И.В., Мальцев Л.Н, Шалобаев Е.В. Обзор состояния разработок голографических цифровых оптоэлектронных преобразователей перемещений // Известия вузов. Приборостроение. 2000. №1-2. С.44-48.

46. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник для вузов. В 3 т. / ; К.А. Пупков, А.И. Баркин, Е.М. Воронов и др.; Под ред. Н.Д. Егупова.—Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.

47. Мехатроника: Недетерминировани мехатронни системи / П.Парушев, К.Георигиев, К.Костадинов и др. // Актуални проблеми на науката. T.XVII. № 2-3. София: изд.- во Болг.АН, 1990. - 101с.

48. Мехатроника: Пер. с яп. / Т.Исии, И.Симояма, Х.Иноуэ и др.- М.: Мир, 1988. С.318.

49. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство, 2-е издание Суэмацу Ё. Додэка XXI, 2008

50. Минаев И.Г., Самойленко В.В. «Программируемые логические контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера». Издательство «АГРУС», 2008

51. Минков К. Неортогонолизм в природе и машиностроении // Труды ИМБМ София: изд-во Болг.АН, 1988. С. 174-180.

52. Минков К. Роботика. София: изд-во ун-та К.Охридски, 1986. 314с.

53. Минков К. Робототехника ренессанс теории механизмов и машин // Материалы 3-й Междунар. школы: Применение механики в робототехнике и новых материалов. -Варна: изд-во Болг.АН, 1988. С.42-47.

54. Мирошник И.В., Никифоров В.О. Адаптивное управление пространственным движением нелинейных объектов // Автоматика и телемеханика. 1991. №9. С.78-87.

55. Морозов B.B. CALS технологии в автоматизированном проектировании и управлении производством машиностроительной продукции // Сб. науч. тр. - Муром: изд-во ВлГУ, 2001. С. 103-113.

56. Нелинейные волны. Динамика и эволюция. Под ред. Гапонова -Грехова A.B. и Рабиновича М.И. М.: Наука, 1989, 400 с.

57. Новый политехнический словарь / Под ред. А.Ю. Ишлинского. М.: Науч. изд-во «Большой Рос. энциклопедии», 2000. С.671.

58. Парушев П., Кулев А. Болгарский опыт в мехатронике // Mechatronics (пер. с англ.). 1990. №8. С.78-85.

59. Патент «УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА» № 5062121/11 Российская Федерация: МПК B60S1/08 Николаев Л.А.; Николаева Т.А.;

60. Николаев В.Л.; Николаев А.Л. заявитель и патентообладатель Николаев Леонид Анисимович,- № 2075411 заявл. 28.09.1992; опубл. 20.03.1997.

61. Патент «ЩЕТКА ОЧИСТИТЕЛЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ» № 98101320/28 Российская Федерация: МПК В6081/40 Жанден Патрис (ВЕ) заявитель и патентообладатель Купер Отомотив С.А. (ВЕ).- № 2137630 заявл. 10.09.1996; опубл. 20.09.1999.

62. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования.М.: Солон — пресс, 2008.

63. Петров С.Ю., Шалобаев Е.В. Универсальные регистрирующие и показывающие приборы как элемент иерархии мехатронных объектов // Мехатроника. 2001. № 5. С.29-34.

64. Пластмассовые зубчатые колеса в механизмах приборов // Под общ. ред. В.Е. Старжинского и Е.В. Шалобаева. СПб.-Гомель: ИММС НАН Б, 1998. С.538.

65. Подураев Ю. В. Мехатроника. Основы, методы, применение Издательство: Машиностроение, 2007

66. Подураев Ю.В. Основы мехатроники. М.: МГТУ-СТАНКИН, 2000. 80с.

67. Подураев Ю.В., Кулешов В.С. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем, Мехатроника №1, 2000.

68. Проблемы качества механических передач и редукторов. Точность и контроль зубчатых колес и передач // Под ред. Б.П. Тимофеева и Е.В. Шалобаева. Л.: ЛДНТП, 1991. 120с.

69. Пупков К.А. Седьмой форум по мехатронике // Мехатроника. 2001. №3. С.46-47.

70. Путов В.В. Адаптивное управление динамикой сложных мехатронных систем // Мехатроника. 2000. №1. С.20-25.

71. Смирнов А.Б. Мехатроника и робототехника. Системы микроперемещений с пьезоэлектрическими приводами: Учеб. Пособие. Издательство: СПбГПУ, 2003

72. Смольников Б.А., Романов С.П., Юревич Е.И. Бионика в робототехнике //Мехатроника. 2001. №1. С.25-27.

73. Снесарев М.Ю. Мехатроника, основные понятия, современный и прогнозируемый уровень мехатронных систем // Энциклопедия: Машиностроение. Т-Ш-8. М.: Машиностроение,2000. С.714-730.

74. Советский Энциклопедический Словарь / Под ред. А.М. Прохорова. -М.: Сов. энциклопедия, 1981. С. 1600.

75. Теория управления: Терминология. Вып. 107. М.: Наука, 1988. 56с.

76. Тимофеев Б.П. Точная механика. Современные проблемы // Известия вузов. Приборостроение. 1998. т.41, №1-2. С.73-84.

77. Тимошков В.Н. Автоколебательная модель работы системы стеклоочистки. Научное обозрение. №6. М.: Наука образования,2009.- С.61-66.

78. Тимошков В.Н. Анализ и синтез стеклоочистителя как мехатронной системы. Академический журнал Западной Сибири. №4, Тюмень: М-центр, 2009г., с.42-43.

79. Тимошков В.Н. Анализ структуры, составных частей и влияния на процесс движения аэродинамического сопротивления автомобиля.

80. Актуальные проблемы приборостроения, информатики и социально — экономических наук. М.: МГУПИ, 2008г.- с.30-38.

81. Тимошков В.Н. Влияние гидродинамического сопротивления при движении щетки по стеклу на качество очистки стекла. Научное обозрение. №4, М.: Наука образования, 2010.-С.21-27.

82. Тимошков В.Н. Повышение устойчивости автоколебательной системы движения щетки по стеклу методом наложения микроколебаний на закон движения щетки. Научное обозрение. №4, М.: Наука образования, 2010.-С.27-31.

83. Филимонов Н.Б. Гомеостатические системы и двух режимный автомат ограничений состояния управляемых динамических объектов // Известия вузов. Приборостроение. 1998. №1-2. С. 17-34.

84. Чижков Ю.П., Акимов A.B. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. М.: Издательство За Рулем, 2000

85. Шалобаев Е.В. К вопросу об определении мехатроники и иерархии мехатронных объектов // Датчики и системы. 2001. №7. С. 64-67.

86. Шалобаев Е.В. Микросистемная техника и мехатроника: особенности соотношения микро- и макроуровней // микросистемная техника. 2000. №4. С.5-9.

87. Шалобаев Е.В. Письмо в редакцию // Мехатроника. 2001. №2. С.47

88. Шалобаев Е.В. Проблемы микросистемной техники и XXI век // Микросистемная техника. 2001. №37-38.

89. Шалобаев Е.В. Соотношение мехатроники и микросистемной техники // Сб. науч. трудов: Вооружение, автоматика и управление. Ковров: КГТА, 2001. С.328-329.

90. Шалобаев Е.В., Сабо Ю.И. Увеличение ресурса зубчатой передачи на основе повышения точности ее изготовления // Тезисы докладов юбилейной научно- технической конференции. СПб.: ИТМО, 2000. С.51.

91. Шалобаев Е.В., Шифрин Б.М., Петров С.Ю. Нечеткие логика как элемент теоретическая основа управления в мехатронных системах // Сб.: Управление в технических системах. Ковров: КГТА, 2000. С.49-51.

92. Шалобаев Е.В., Юркова Г.Н., Ефименко В.Т., Ефименко A.B. Лазерные стимуляторы // Датчики и системы. 2001. № 8. С.58-59.

93. Шалобаев Е.В. Современное состояние и ближайшие перспективы развития мехатроники // Материалы 4-й Междунар. конф.: Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии. Владимир: ВГУ, 2000. С.255-260.

94. Шилько С.В., Старжинский В.Е. Разработка технологии изготовления зубчатых колес для микроэлектромеханических систем // Сб.: Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых колес. Ижевск: ИжГТУ, 2001. С. 159-164.

95. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. JL: Машиностроение, 1990. С.208.

96. Экспертные системы: инструментальные средства // Л.А.Керов, А.П.Частиков и др. Под ред. Ю.В.Юдина. СПб.: Политехника, 1996. - С.220.

97. Ютт В. Е. Электрооборудование автомобилей. М.: Транспорт, 2000

98. Ющенко А.С., Киселев Д.В. Ситуационное управление мобильным роботом на основе нечеткой логики // Мехатроника. 2000. №5. С.10-15.

99. Associative Neural Memories: Theory and Implementation / Ed. M.H.Hassoun, N.Y.: Oxford Universitet Press. 1993.

100. Bolton W. Mechatronics. 3-rd ed. N.Y.:Addition-Wesley Longman LTD, 2003.

101. Bostan I. The Creation of Hign-Strengh Planetary Precession Reducers of New Generation// Gearing and Transmissions. 1991. №1. P.35-39.

102. Controllab Products В. V. Справочная система программы 20-Sim. — Website: http://www.20sim.com, Netherlands, 2001.

103. G. Frey, L. Lits (Eds.) Formal methods in PLC programming IEEE SMC 2000, Nashville, TN, 8-11 October 2000

104. Harashima F., Tomizuka M., Fukuda Т., .Mechatronics- «What Is It, Why and How ?« // IEEE/ASME Transaction on Mechatronics, vol .1, 1 1, 1996.

105. Herman Mann, Michael Sevcenko. Multipole modeling of multidisciplinary systems. — Website: http://virtual.cvut.cz/course, Czech Technical University in Prague, 2001.

106. Holtz J. Sensored speed and position control of induction motor drives. IECON Roanoke VA, 2003

107. John Karl Heinz, Tiegelkamp M. IEC 61131-3: Programming industrial automation systems. Concepts and programming languages, requirements forprogramming systems, decision making tools. Springer - Verlag Berlin Heidelberg, 2001.

108. Konrad Etschberger Controller Area Network. Basics, Protocoles, Chips and Applications.: IXXAT press, Germany, 2001.

109. Konstantinov M., Patarinski S., Seturov Z., Markov L. Mechatronics // Pros. 7-th Congress on IFToMM. V.I, Sevilla, Sept. 17-22, 1987.

110. Kyura N., Oho H. Mechatronics an industrial perspective//IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 1996. vol. 1 №1

111. Lewis R.W. Programming industrial control system using IEC 1131-3/ Revised ed. The Institution of electrical Engineers. London, United Kingdom, 1998.

112. Mechatronics/ Ed. By J.R.Hewit. Berlin: Springer Verlag, 1993

113. Mechatronics: the basis for new industrial development. / Editors: M. Asar, J .Macra, E. Penney, Computational Mechanics Publ., 1994.

114. Monari P.D., Bonfatti F., Sampieri U., IEC 1131-3: Programming methodology. Software engineering methods for industrial automated systems, CJ International, France, 1999.

115. Oleksiuk W. Profile angle differentiation a particular feature of smallmodule invalute teeth employed in mechatronic equipment // Gearing and Transmissions. 1995. №2. P. 12- 24.

116. Shetty D., Kolk R.A. Mechatronics systems design: International Thompson publications. Boston, Brooks Cole 1998

117. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / Под общ. ред. к. т. н. В. Г. Потёмкина. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003.-496 с.