автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение производительности машинно-тракторных агрегатов на основе оптимального и квазиоптимального управления энергетическими режимами

На правах рукописи

ПОГУЛЯЕВ Юрий Дмитриевич

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ НА ОСНОВЕ ОПТИМАЛЬНОГО И КВАЗИОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи ■

ПОГУЛЯЕВ Юрий Дмитриевич

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ НА ОСНОВЕ ОПТИМАЛЬНОГО И КВАЗИОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена на кафедре многоцелевых гусеничных машинЛ^ мобильных роботов МГТУ им. Н. Э. Баумана и на кафедре математики^г информационных технологий Южно-Уральского института управления и экономики.

Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ,

лауреат премии Президента РФ, доктор технических наук, профессор Наумов Валерий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Капов Султан Нануович

доктор технических наук, профессор Марков Владимир Анатольевич

доктор физико-математических наук, профессор

Павленко Вячеслав Николаевич

Ведущая организация - Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ)

Защита диссертации состоится «23» июня 2006 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при Челябинском государственном агроинженерном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного агроинженерного университета.

Автореферат разослан «//» мая 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Старцев А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В сельскохозяйственном производстве на мелиоративных, строительных работах и на обработке почвы работа машинно-тракторного агрегата связана с копанием и перемещением грунта, рыхлением, крошением и перемещением почвы.

Для этих энергоемких работ особенно важно использование полной мощности двигателей внутреннего сгорания (ДОС) машинно-тракторных агрегатов с целью реализации наивысшей производительности.

Проблема полного использования мощности ДВС решалась путем оптимизации тяговых усилий, управления рабочими органами, рациональным комплектованием орудий, выбором рабочих скоростей и их переключением.

Увеличение момента сопротивления при работе сопровождается снижением частоты вращения и мощности ДВС, что приводит к падению производительности^ Даже на стационарных режимах невозможно минимизировать дисперсию частоты вращения коленчатого вала ДВС в силу того, что всережимный регулятор (ВР) двигателя имеет низкую чувстви-^^ьность. Подача топлива зависит от частоты вращения ДВС и не может практически обеспечить полное использование его мощности. Последнее возможно только на основе использования электронных регуляторов подачи топлива. Отсутствие же таких исследований не позволяет полностью использовать мощность ДВС и повысить производительность машинно-тракторного парка в целом.

Поэтому чрезвычайно актуальны исследования, направленные на реализацию эффективных энергетических режимов для МТА с применением подачи топлива при помощи специальных форсунок с электронным управлением.

Отсутствуют технически реализуемые оптимальные законы и алгоритмы управления для ряда технологий, например, при копании на мелиоративных работах, которые нужно определить из условия постоянства мощности. Исследования в этом направлении весьма актуальны для циклических и непрерывных процессов.

Высокая энергоемкость технологических процессов не позволяет добиться высокой производительности при использовании известных рабочих органов и законов их взаимодействия с почвой.

Поэтому актуальна разработка новой модели взаимодействия рабочих органов с почвой, которая позволит моделировать энергосберегающий технологический процесс и решать практические задачи земледель-

ческой механики. В этих случаях необходим поиск новых способов и тодов воздействия на почву с целью снижения энергоемкости.

Решение научной проблемы возможно на основе новой методологии, новых конкретных методов оптимального управления МТА и конкретных технических решений.

Исследования выполнены в соответствии с «Концепцией развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства России на 1995 г. и на период до 2000 г.» и межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному развитию агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 гг.

Цель исследования. Повышение производительности машинно-тракторных агрегатов за счет оптимального и квазиоптимального управления энергетическими режимами.

Объект исследования. Механизированные технологические процессы при мелиоративных, строительных работах.и. обработке почвы..............

Предмет исследования. Оптимальные законы управления МТА по скорости, тяговому усилию, мощности ДВС, тяговому к.п.д., глубине копания при выполнении отдельных технологических операций на мелис^^ ративных работах и при обработке почвы; взаимосвязи оптимальных законов управления и параметров рабочих органов МТА с производительностью МТА.

Задачи исследования

1. Разработать методологические принципы повышения производительности тракторных агрегатов.

2. С позиций новой методологии и комплексного подхода к управлению бульдозерными агрегатами установить закономерности оптимального изменения управляемых параметров и управляющих воздействий с учетом возмущений от неоднородности грунта при постоянной мощности ДВС МТА и технологии разработки грунта с переменной глубиной копания.

3. Исследовать демпфирующие свойства тракторной передачи с целью поддержания режима постоянства мощности ДВС методами передаточных функций и методом электромеханических аналогий.

4. Разработать методологические основы квазиоптимального управления бульдозерными агрегатами с различными типами трансмиссий, определить и обосновать законы изменения управляемых параметров и управляющих воздействий, в том числе законы изменения мощности для

^^нологии с постоянной глубиной копания при наборе оптимального объема грунта.

5. На основе моделирования процессов управления разработать технические решения для реализации законов форсирования мощности при квазиоптимальном управлении и оптимальных законов копания при оптимальном управлении, а также при новом способе обработки почвы.

Научная новизна

Впервые разработаны методологические принципы повышения производительности тракторных агрегатов (ТА), которые включают в себя . конкретные прикладные методы оптимального и квазиоптимального управления энергетическими режимами ТА при копании и одновременное решение конкретных прикладных задач на уровне технических устройств нового поколения.

Разработана прикладная теория оптимального и квазиоптимального управления тракторными агрегатами (ОУТА и КОУТА) с различными

типами трансмиссий при копании, на основе адекватной объекту уиивер-.____

сальной математической модели с использованием реальных экспериментальных данных для исследования оптимальных и квазиоптимальных ^^эоцессов при наличии и отсутствии возмущений с учетом различных видов нелинейных характеристик объекта, потерь всех видов в функции скорости.

Предложены частные принципы управления: принцип разделенных максимумов и принцип разделенных энергетических максимумов; сформулирован и доказан ряд положений по вопросам прикладной теории оптимального и квазиоптимального управления и по законам адекватности; определены взаимосвязи между производительностью, энергетическими режимами и законами управления, начальными и конечными условиями реализации технологических операций; исследованы демпфирующие свойства тракторной передачи применительно к трактору с электротрансмиссией.

Предложены новые методы исследования: метод соединения-разделения движений, позволяющий создавать кибернетические системы управления, метод одновременного решения задач оптимального и квазиоптимального управления, метод одновременного решения задачи оптимального управления при наличии и отсутствии возмущений, метод базовых моделей.

Предложены и обоснованы новые критерии при определении управляющих функций при копании и управлении орудием для обработки почвы.

Предложены новые технические устройства, позволяющие реал^£ вать энергетические режимы по различным законам с помощью электронно-управляемых форсунок нового поколения, а также законы управления при оптимальном управлении с помощью комбинированных систем управления.

На основе новых результатов по прикладной теории оптимального управления и новых технических устройств по реализации оптимальных законов предложены новые высокопроизводительные технологии при копании.

На основе нового способа обработки почвы клиньями малого размера и полученных конструктивных и энергетических взаимосвязей предложено новое устройство обработки почвы с пониженной энергоемкостью.

Практическая ценность н реализация результатов исследований

Прикладная теория позволяет решать задачи оптимального управления для МТА с бесступенчатыми и ступенчатыми трансмиссиями, атакже позволяет осуществлять дальнейшие теоретические исследования ОУТА и КОУТА при копании для разработки траншей заданной длины, с заданным объемом перемещаемого грунта и максимальной производителЕ^^ стью.

На основе полученных результатов возможны оценка перспективных научных направлений и разработка систем автоматического управления МТА и мощностью ДВС.

Новая прикладная теория позволяет приступить к созданию бульдозеров-полуавтоматов высокой производительности и к реализации эффективных технологий на мелиоративных работах на основе полного использования мощности ДВС при ОУТА, либо управления ею по заданным законам при КОУТА. Настоящая работа способствует развитию новых систем топливоподачи с электронным управлением на базе форсунок нового поколения для тракторов и автомобилей.

Настоящая работа создает предпосылки к переходу машинно-тракторного парка с двигателями на основе ВР подачи топлива к ДВС с электронным регулированием мощности на базе форсунок нового поколения, следовательно, направлена в целом на повышение производительности МТП.

Предлагаемая технология обработки почвы позволяет создать новые теоретические основы обработки почвы с возможностью управления процессами обработки почвы, а также имеет большие перспективы в части сбережения потребления энергии в сельском хозяйстве.

Методики, предложенные в работе, и научные результаты внедрены или приняты к внедрению в ЗАО «Аэромастер» для разработки перспективных силовых установок для тракторов, автомобилей и железнодорожного транспорта, ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины», в Межрегиональном совете по науке и технологиям (г.Миасс), ОАО «Урал-гидромаш».

Теоретические положения диссертационной работы используются в учебном процессе ряда кафедр МГТУ им. Н.Э. Баумана, ЧелГУ, ЧГАУ.

Апробация работы. Основные научные результаты доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях ЧИМЭСХ, 1975-1981 гг., в ОГК ЧТЗ 1977-1978 гг., в Сибирском автодорожном институте (СибА-ДИ), 1981 г. (г. Омск), ЧФ НАТИ, 1981-1982 гг. (г. Челябинск), в Минст-ройдормаш, 1983 г. (г. Москва), на международной научной конференции ЧВВАИУ (г.Челябинск, 1998), Уральском семинаре по неоднородным конструкциям 1997-2004 гг., XVI Российской школе по проблемам проектирования неоднородных. конструкций, .1998 г.,.....конференции Казахского государственного агроинженерного университета, Алматы, 1998 г., научной конференции Челябинского института путей сообщения (ЧИПС-^^эГАПС), 1998 г., научном семинаре кафедры теории управления и оптимизации ЧелГУ, 1998 г., научном семинаре кафедры прикладной математики ЮУрГУ, 1999 г., кафедре «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы» МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001, 2003 гг., расширенном научном семинаре кафедры «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы» МГТУ им. Баумана, 2005 г., расширенном научном семинаре кафедры «Тракторы и автомобили» ЧГАУ, 2005 г., расширенном научном семинаре кафедры «Посевные и почвообрабатывающие машины» ЧГАУ, 2005 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в четырех монографиях, пяти депонированных рукописях, 98 статьях, защищены 20 изобретениями и патентами, изложены в научном отчете по хоздоговорной работе с ЧТЗ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего в себя 318 наименований, приложений. Работа изложена на 318 страницах, содержит 264 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность проблемы и необходимость решений, обеспечивающих повышение производительности МТА на основе оптимального и квазиоптимального управления энергетическими режимами.

В первой главе «Современное состояние проблемы и задачи исследования» проанализированы вопросы выбора тяговых усилий и тяговая динамика МТА. Дан критический анализ работам по повышению производительности МТА на различных технологиях. Первыми работами по оптимизации переменной <ропт = var тяговой характеристики являются работы Позина Б.М., которые решались без определения технически реализуемых управляющих функций. Операционные технологии, которые бы позволяли оптимизировать процесс по производительности при полном использовании мощности, не рассматривались.

Из работ по тяговой динамике МТА Добролюбова Й.П., Кутькова Г.М., Ксеневича И.П., Тарасика В.П., Утенкова Г.А и др. следует, что даже на пахотных агрегатах невозможно добиться стабилизации мощноам и её полного использования при сропт = const и минимизировать дисгЩр сию частоты вращения ДВС.

Попытки достижения полного использования мощности и создания управляемых энергетических режимов стабилизации мощности за счет применения различных систем автоматического управления (САУ) рабочими органами ТА (В. Ф. Амельченко, Т. А. Алексеева, Ю. В. Александров, В. К. Цветков, С. Н. Деревянко и др.) не привели к желаемым результатам. Отсутствуют технически реализуемые оптимальные и научно обоснованные законы и методики их расчета для отдельных технологий, реализация которых позволила бы полностью использовать мощность ДВС. Отсутствуют работы по оптимальному управлению тракторным агрегатом при разработке грунта, работы по кибернетическому подходу к управлению МТА с электропередачей и по реализации оптимальных законов управления, за исключением работ Лебедева С.П.

Отсутствуют исследования, за исключением работы Шумакова Б.Д., по определению влияния рельефа на производительность агрегата.

Анализ современных систем электронной топливоподачи типа Common Rail - "СЯ"(фирмы Фиат) и системы HEUI (фирма Катерпиллар) на основе работ отечественных ученых (Иващенко Н. А., Марков В. А., Грехов Л. В., Габитов И. И., Неговора А. В., Крохотин Ю. М., Кузнецов Е. В. и др.) показал, что они обладают тем несомненным преимуществом, что

¡^^дача топлива в них не зависит от частоты вращения ДВС и возможны стабилизация мощности и повышение производительности МТА за счет управления мощностью на более высоком уровне, чем при управлении топливоподачей с помощью ВР.

Однако эти системы не позволяют поднять верхнюю границу мощности (выше номинальной) или сделать её переменной за счет управления. Эта граница может быть поднята (и может быть управляемой) только при использовании форсунок нового поколения с двумя уровнями отверстий для впрыска топлива и устройств электронного управления ими.

Защита ДВС от внешних возмущений осуществляется в настоящее время за счет использования запаса по крутящему моменту при значительном снижении частоты вращения ДВС и за счет демпфирующих свойств подсистем преобразования энергии в цепочке от движителя к ДВС.

Исследований демпфирования возмущений на ДВС при нелинейном характере нагрузки в широком диапазоне рабочих скоростей методами обобщенных схем замещения нет, за исключением работ Юсупова Р. X.

Математические модели, с помощью которых было бы возможно ^практическое решение задач, связанных с операционными технологиями, Например, при копании на мелиоративных работах, не разработаны.

Методы соединения - разделения движений применительно, по крайней мере, к тракторным агрегатам, когда конструируется сложное «возмущенное» энергетическое (потери, тяговый к.п.д.) движение с заданными колебаниями, а затем выделяются быстрые движения с целью компенсации возможных неизвестных априори возмущений для агрегата и его ДВС, отсутствуют.

Подход по применению результатов решения задачи оптимального управления для решения задач силового форсирования ТА и определения параметров мощностного ряда на основе метода базовых моделей не разработан.

Отсутствуют работы по обоснованию методологических принципов повышения производительности для квазиоптимального управления МТА, когда главными требованиями к управлению являются технологические требования, а для их реализации требуются качественно иные законы управления рабочими органами и ДВС.

Имеется целый ряд фундаментальных работ по обработке почвы (Бледных В. В., Капов С. Н., Рахимов Р. С., Грибановский А. П. и др.), направленных на снижение энергоемкости орудий, на предотвращение и снижение водной и ветровой эрозии.

Вместе с тем на повестку дня поставлено требование по разрабо^^ новой теории и методов технологического воздействия на почву при её обработке по критериям эффективности и энергосбережения.

Во второй главе «Оптимальное управление энергетическими процессами ТА» показано, что операционные технологии не могут быть реализованы без адекватной универсальной математической модели, которая позволила бы слить воедино отдельные операции.

Суть новой методологии заключается в предложении ряда новых методов исследования на основе конкретных методов оптимального управления, единства математических и технических решений и адекватной критериальной базы.

Математическая модель является адекватной; она получена на основе реального физического эксперимента таким образом, что все виды потерь преобразования и управляющие функции представлены в функции скорости ТА.

В качестве критерия при решении задачи оптимального управления выбран критерий постоянства мощности РдВс - const, который позволяет

определить все необходимые функции управления. Выбор критерия abjuu ется одним из главных моментов новой методологии, поскольку критерЩг всегда должен быть связан с функциями управления.

Математическая модель позволяет проводить реальный вычислительный эксперимент, значительно удешевляет исследования.

Классификация стационарных и идеальных нестационарных процессов копания позволила доказать большую эффективность последних при циклических процессах.

При этом был сформулирован и доказан целый ряд теоретических положений.

Доказана выпуклость тягового к.п.д. в функции скорости агрегата при вогнутости всех видов потерь в функции скорости агрегата. Для этого мощностной баланс при р = 0,1 и Рдвс= const был представлен в

функции скорости агрегата

"Л 00 = 0,9 - рг (V) - р5 (V) - рэм (V), (1)

где T|(v)> Рг00. Ps(V), p3M(V) —тяговый к.п.д., потери на самопередвижение, буксование, электромагнитные потери в системе генератор -двигатель (Г-Д) в функции скорости агрегата (o.e.).

Выпуклость функции ri(V) означает, что функции ri(V), ^„(V), Лw (V) монотонны и непрерывны. Функцияг](У) имеет максимум, опре-

(^^яемый характером суммарных потерь p£(V), 11V(V) меняет знак в точке максимума ri(V) с минуса на плюс, a fjvv(V)<0 всюду отрицательна в заданном диапазоне. Это обстоятельство имеет принципиальное значение для доказательства необходимых условий оптимальности (уравнение Эйлера) и достаточных условий оптимальности (слабое условие Лежандра) и для доказательства важнейшего свойства скорости оптимального процесса - её убывающего характера.

В работе доказана выпуклость тягового к.п.д. в технически реализуемом диапазоне скоростей при т|(0) ф 0 и t|(Vmax) Ф 0.

Стационарные (ср = const, V = const, r|(x) = const) и нестационарные процессы (cp = var,V = var,ri(x) = var) копания различаются по эффективности.

Для двух процессов - стационарного и нестационарного - всегда существует отрезок на числовой оси 0,tj или t^.tj, на котором эффективность нестационарного процесса выше эффективности стационарного. Это положение фиксирует принципиально новое качество идеальных нестационарных процессов копания: наличие двух управлений по <р и V в ^шшчие от стационарных процессов с одним управлением по алгоритму Ф = const (или V = const). Поэтому если из дифференциального уравнения копания

q(t) + Mx(t)q(t) = r1(x)^-, (2)

где q(t) - призма грунта и ее производная; , - коэффициен-

ты сопротивления грунта перемещению и резанию; Ga - вес агрегата; г|(х) - тяговый к.п.д., (т|(х) = const для СП и Г](х)- var для НП), записывается неравенство

Ф„Оа

цК

Г --1 >фсоа

1-е т» 1-е т°

V ^ цК ч /

(3)

где Тн =——,ТС =—77",фн = уаг,фс = const - соответственно постоянные

с цУс

времени и тяговые усилия нестационарного и стационарного процессов, то неравенство выполняется на любом участке временной оси.

Формулировка задачи для нестационарного процесса: «Среди Щ) можных управлений при РДВс = const, заданной начальной скорости v0,

суммарных потерь всех видов, представленных в функции скорости найти такие, которые за данное время (Т) обеспечивают набор призмы грунта максимального объема - qmax ».

Из дифференциального уравнения копания имеем

q = K4Ce-'ÄJtr,(x)]e-^dt, (4)

о

для начальных условий: t = 0,х = 0,q = 0,T|(VHa4) / 0 и конечных условий: t = T,x = L,q = qmax, Л(УК0И) О, где х = V, C = Ga/K, ц = |i5/K,X - путь,

пройденный агрегатом к данному моменту времени t; К^ = РкВу , г|(х)

/ Рлс

учитывает потери Pg(V),p3M(V),pf(V); x = V. Максимальный объем призмы набирается последовательно для каждого из малых длин участков копания и в итоге для всей длины участка копания.

При этом длину всего участка копания определяет скорость агрегата, которая является управляемым параметром на всем участке Длину последующего малого i-ro участка копания за время прохождения Atj определяет скорость, вычисленная по уравнению Эйлера на предыдущем участке (i-l)-M копания.

Обоснование начальных условий, данное в работе, является другой важнейшей частью новой методологии.

Образующая функционала F(x,x,t) = еи" [г|(х)]. Уравнение Эйлера для идеальных нестационарных процессов имеет вид

где г|х - тяговый к.п.д., за вычетом потерь всех видов, представленных в функции скорости: электромагнитных, на буксование и самопередвижение.

Необходимое условие максимума дает уравнение Эйлера. Уравнение Эйлера дает тот закон скорости МТА VonT(t), при котором набирается призма максимального объема qmaJC(t). Достаточные условия слабого максимума выполняются в форме Лежандра гц* < 0 и Якоби. Последнее означает, что вдоль экстремали скорости вторая производная тягового к.п.д. меньше нуля. Выполняются и достаточные условия в форме Якоби.

^^ Доказано принципиальное положение о том, что для нестационарного процесса копания движение с убывающей скоростью является оптимальным в технически реализуемом диапазоне скоростей при ^(Oj^O и r|(Vmax) Ф 0 и при Рдвс = const. Доказательство базируется на выпуклости тягового к.п.д. Tii* < 0 и необходимом условии существования оптимального процесса (уравнение Эйлера). Второе принципиальное положение: конечная скорость тракторного агрегата при копании для оптимальных нестационарных процессов без возмущений сходится асимптотически к постоянной величине.

Эти базовые положения лежат в основе предлагаемого метода соединения-разделения движений различной физической природы и новой методологии.

Доказательство основано на том, что на спадающей ветви т\(у) для монотонно убывающей функции ri(V) [^(Vj) >ri(Vi+i)], а для монотонно

возрастающей функции r)^(V) jjiij (V) < В силу асимптотиче-

ской сходимости скоростей сходятся асимптотически и все параметры, ^^аженные через скорость. Асимптотическая сходимость скорости наряду с критерием минимального снижения максимальной производительности служит для определения правой границы оптимальных процессов.

В этом случае и при РДВс = const действует закон адекватности, согласно которому управляющие воздействия и управляемые параметры изменяются по одинаковым законам, что обеспечивает максимальное быстродействие при управлении.

Оптимальный нестационарный процесс должен иметь такую левую границу, которая гарантировала бы техническую реализуемость определяемых параметров. Это условие определяется для циклических процессов с широким диапазоном изменения к.п.д., скорости, тягового усилия (момента) в виде принципа разделенных максимумов. Поэтому определение левой границы процессов является принципиально важным моментом для всего исследования.

Для любого оптимального процесса, для которого наступает r)max (V)

существует максимум тягового усилия резания ср™х (V), причем этот максимум наступает при скоростях копания меньших тех, при которых наступает Л max 00» и позже с момента начала процесса.

Этот принцип является необходимым условием осуществимости нестационарных процессов, ибо он предписывает разогнать ТА перед нача-

лом копания до таких скоростей, при которых скачок h0 по глубине ^^ пания будет минимальным и может быть преодолен за минимальное время при технически реализуемых давлениях в основных силовых цилиндрах рабочего органа.

Принцип разделенных максимумов является важнейшей частью новой методологии, ибо обосновывает операционную сущность новой технологии копания.

Осуществимость и эффективность нестационарных процессов зависят и от объема q0. Это свойство зафиксировано в доказанных положениях, которые имеют важное практическое значение. Начальное значение призмы q0 ^ 0 существенно искажает характер протекания кривой t](V) , кривых f)v, riyy, скорости V, следовательно, влияет на оптимальный процесс.

При q0 Ф 0 нарушается условие единственности решения для ИНПК.

Важным результатом, применения новой научной методологии является технически реализуемый управляемый тяговый к.п.д. МТА.

В рамках теории оптимального управления МТА рассмотрены реальные (возмущенные) нестационарные процессы копания (РНПК). /^Ъ горитм функционирования реальных нестационарных процессов более сложен. Помимо cp(t)-var, V(t) = var, имеют место дополнительные возмущения: Acp(t) = var, AV(t) = var.

Принципиальным при исследовании процессов с возмущениями является метод задания медленного движения при возмущениях в виде суммы (энергетического соединения) медленного р£ (V) и быстрого Ap£(VB) sin (cot) движения (в этом суть кибернетического подхода к исследованию энергетических режимов):

Ре.в (V.) = Pe (V.) + Aps (VB)sin((Dt), (6)

где Peb(Vb) - суммарные потери для РНПК; р£ (VB) - суммарные потери в МТА для процессов с возмущениями при VB; V„ - скорость при возмущенном движении, которая вычисляется из уравнения Эйлера для данных процессов; Apz(VB) - амплитуда возмущения; со - частота задаваемого возмущения; А- «вес» задаваемого возмущения.

Универсальная математическая модель позволяет исследовать процессы с возмущениями и решить вопрос получения новых информационных параметров, нужных для кибернетического управления.

^^ В работе доказан целый ряд утверждений, в том числе и о том, что «тяговый к.п.д. агрегата в функции скорости является выпуклой функцией скорости, а суммарные потери являются вогнутой функцией скорости агрегата при реальном нестационарном процессе копания и наличии возмущений при Рдвс = const»; «при возмущениях, связанных с неоднородностью грунта, оптимальный процесс копания осуществляется с убывающей колеблющейся скоростью для тяговых к.п.д. Т|в(0)ть0 и г|в (Vmax ) ф 0; конечная скорость реального нестационарного оптимального процесса копания с возмущениями сходится асимптотически к постоянной величине».

Для реальных нестационарных процессов копания выполняются необходимые и достаточные условия оптимальности, условия единственности решения.

Призма грунта для реального нестационарного процесса

Чопт = Krf^ J[t|( V.) + Лр2 ( VB )Sin(cot)]c^Wdt, (7)

о

^е ri(VB) - тяговый к.п.д. в функции возмущенной скорости; Apz(vB)-суммарные дополнительные потери от возмущенной скорости с весовым коэффициентом А; х(Т) = L в смысле суммы отдельных длин участков копания на малых отрезках времени, вычисляемых для разных скоростей (кусочно-постоянных).

Для реальных нестационарных процессов (riv(VE) = 0.9-pj:e(VB)) выполняется необходимое условие оптимальности в виде уравнения Эйлера:

иХ

dt2

+ sin(a>t)l + ц—fee + sin(ot)l

ж, 2 v ) ^dt^SVB 8VB к \

V^v 5УВ

+

ЭР

-ьцАсо—— cos(cot) - |л(г)в + Ар£В sin(cot)) = О

5VB

(8)

Для возмущенного движения и для выпуклого значения тягового к.п.д. r}(VB) при возмущениях и РДВс = const достигается максимум интеграла призмы грунта при возмущениях для скоростей, определяемых экстремалями уравнения Эйлера для возмущенных движений.

Метод соединения-разделения движений в рамках новой методологии позволяет представить быстрые движения как разницу двух опти-

мальных процессов при равных начальных и конечных условиях. N^^ дельные движения (медленные) для идеальных нестационарных процессов P = Pj;(V) дают асимптотическую сходимость невозмущенной скорости и всех параметров в функции скорости. Модельные движения с возмущениями также имеют асимптотическую сходимость для возмущенной скорости V» и всех параметров в функции скорости VB. Тогда быстрые движения могут быть определены как разности оптимальных процессов:

AV(t) = V„(t)-V(t), (9)

Aq(t) = qB(t)-q(t), (10)

Acp(t) = cpB(t)-cp(t). (11)

Метод соединения - разделения движений сводится к двукратному заданию модельных движений в виде суммарных возмущенных и невозмущенных потерь к двукратному определению через уравнение Эйлера (однородное 2-го порядка) возмущенных и невозмущенных скоростей (5), (10), к двукратному доказательству существования необходимых и достаточных условий оптимальности в обоих случаях; к двукратному опре^Ь лению максимального объема призмы (4), (11). В работе дана оценка t^W ности при разделении движений.

Оптимальная информация по предполагаемым оптимальным быстрым движениям различной физической природы может быть определена априори и заложена в компьютер для управления в условиях априорной неопределенности при сильных возмущениях и управлении по задаваемой модели (кибернетическое управление).

Метод дает качественно новые информативные параметры для управления. Для трактора с электротрансмиссией (при управлении по задаваемой модели минисистема Г-Д всегда может быть установлена на объекте с любым типом передачи) таким параметром может стать ток системы Г-Д. При управлении задаваемая оптимальная информация по току будет сравниваться с измеряемой информацией по току. Одна такая система для управления мощностью ДВС приведена в работе.

Полученные законы при РдВс = const для идеальных и реальных

процессов копания при реализации позволяют осуществить энергетический режим постоянства мощности: РДВс = const. В этом проявляется один из принципов новой методологии: сначала находятся оптимальные законы при Рдвс = const, затем технические устройства для такой реали-

|фии оптимальных законов, которая позволяет достаточно точно поддерживать режим стабилизации мощности.

Для возмущенных движений доказаны законы адекватности для управляемых параметров и управляющих воздействий, которые имеют место также при условии соблюдения критерия Рдвс = const. Таким образом, критерий Рдвс = const позволяет определить все функции управления. Это говорит о правильности выбора критерия для решения задачи ОУТА.

В работе решены задача выхода рабочего органа на заданную оптимальную траекторию, задача оптимального разгона, которая обеспечивает выход на такие начальные скорости при копании, при которых оптимальный процесс копания технически реализуем.

Задача оптимального управления при разгоне решалась как задача Лагранжа при условии ограничения на потери в электроприводе.

Решение задачи оптимального управления позволяет одновременно в первом приближении решать задачу силового форсирования МТЛ увеличением веса агрегата и мощности ДВС. Решение задачи силового фор-^фования связано с вопросом оптимального проектирования подсистем Иракторного агрегата методом базовых моделей, который позволяет использовать результаты оптимального управления при ограниченной экстраполяции параметров.

В третьей главе «Демпфирование колебаний в тракторной передаче» предлагается прикладная теория для определения нелинейных параметров свободных колебаний отдельных подсистем ТА, сравниваются метод передаточных функций и метод обобщенных схем замещения для исследования демпфирующих свойств передачи через амплитудно-частотные характеристики (АЧХ). Демпфирование колебаний на валу ДВС позволяет предотвратить уход ДВС на режим запаса по моменту с потерей мощности.

Определялись следующие параметры свободных колебаний через потери в подсистемах в функции скорости ТА; например, для тягового

К Р (V)P

двигателя - механическая проводимость yA(V) =—"'эл эл™-—; меха-

^д.н

р

ническое сопротивление рд(V) = - Д;"аг" ; крутильная податливость

^Д.Н

eal + PQ(V)YAOf an(v)ssP£!, aы(у) = Щ - коэффициенты

i-MV) vAMj nV ' 2J 2e(V)

затухания свободных колебаний по частоте вращения и крутящему

2я

менту в функции скорости ТА; Тм(у)= . г,

у2(у)__

у 4е2 (V) е(У).Г

/ \ 2д

Тп (V) = . - периоды свободных колебаний по моменту и

Г (У)__

У 41г е(у)1

по скорости; с!м (у) = ап (V) = еа°МТпМ - декременты сво-

бодных колебаний по моменту и скорости. Аналогичным образом определялись параметры свободных колебаний для подсистем: двигатель внутреннего сгорания (ДВС), силовой генератор (СГ), движитель - грунт (ДГ).

Длд . декрементов затухания свободных колебаний из условия Тм =Та показано, что декремент по крутящему моменту с1м(1) убывает, а декремент по частоте вращения с1п(0 возрастает во времени. Для любой подсистемы ТА при увеличении с!п(0 и уменьшении с!м(1) существ^^ по крайней мере одна точка, в которой имеет место равенство

Эти положения отражают свойства нелинейных параметров свободных колебаний подсистем преобразования, которые определены в исследовании.

Для метода обобщенных схем замещения были определены передаточные функции по крутящему моменту от выхода ТД до входа в дизель и по частоте вращения, модули которых представляют собой АЧХ по крутящему моменту Км_м (со) и по частоте вращения Кп_п(ю), которые затем сравниваются с аналогичными функциями, полученными методом передаточных функций соответственно по крутящему моменту Ам_м(го) и частоте Ап_п (со) вращения ДВС. Расчеты показали удовлетворительное совпадение АЧХ по крутящему моменту по обоим методам. Поэтому оба методы приемлемы для анализа демпфирующих свойств передачи ТА. Предпочтителен метод обобщенных схем замещения, который учитывает при определении АХЧ моменты инерции.

В четвертой главе «Квазиоптимальное управление энергетическими процессами тракторного агрегата» представлена прикладная теория квазиоптималыюго управления тракторными агрегатами (КОУТА).

^^ При квазиоптимальном управлении тракторным агрегатом во главу угла ставится новая технология разработки грунта при h = const, оптимальным остается объем призмы, набираемый при оптимальном управлении. Эта новая технология требует для реализации управление мощностью две.

Формулировка задачи: «На заданном интервале времени (0,Т), равном интервалу времени при ОУТА, набрать призму оптимального объема, равного Чопт3 С*) — ЧкоугаО-) ПРИ постоянной глубине копания hKOyTa(t) = const, найти законы VK0yTa(t),9K0yia(t), T^a(t),IcKroyra(t),

E^yTa(t),FcKroyTa(t) на множестве непрерывных значений управляющих параметров при заданных начальных и конечных условиях процесса».

Из определения следует критерий: (t) = q^i™(0 ■ Отсюда определяются все управляющие воздействия при квазиоптимальном управлении. Определение критериев, адекватных технологии, - один из существенных результатов новой методологии.

Исходя из этого критерия определяются все управляющие воздействия при квазиоптимальном управлении.

В работе доказывается положение: «Для всякого объема призмы, набираемого в процессе оптимального управления, являющегося возрастающей функцией времени, скорость определяется как производная объема по времени при постоянной глубине копания hKoyra и постоянной ширине отвала В».

Поэтому скорость при КОУТА определяется выражением

V zt) = _ЧотгС0_ /-12)

коуга() BhKOyra(t)' ( ;

где В = const - длина отвала, м; hKoyra = const - постоянная глубина копания при КОУТА; q'onT(t) - первая производная от аппроксимированного выражения оптимального закона объема грунта.

1 .Ток системы генератор-двигатель (ГД)

^коута (0 = 25 + VTKOy™T СкфТА (t) *

2. Усилия транспортирования, резания и полное тяговое усилие:

ф^с(0 = сСГЛО=£^(0=i^SV ^

ua \ a i=l

f tf

—Ь£оуга0В = const; 4Ga ;

a ¡=1 >

3.Тяговый к.п.д. при

ua Ua i=l

V

* коута■

4. Длина копания при квазиоптимальном управлении

Х,коуга (t) = Х,Та (0 + Чкоуга (t)At;.

Определяются все виды потерь в функции VKOyxa(t) = Ускфха (t) для

квазиоптимальных процессов по тем же формулам, что и для оптимальных.

5.После определения всех видов потерь определяется мощность дизеля при форсировании в o.e. и кВт: ^

^Korra(t) = (pKoyTa(0VKoyra(t) + Pz:KOyTa (t) ; (13)

* коута 215Пкоута(0- (И)

В работе дано доказательство положения о максимуме тягового к.п.д. для непрерывных по скорости квазиоптимальных процессов.

Сформулирован и доказан принцип разделенных энергетических максимумов.

Этот принцип является основополагающим для квазиоптимального управления. Его реализация означает форсирование ДВС и увеличение скорости на части участка копания. Мощность ДВС при непрерывном изменении скорости для квазиоптимального процесса имеет максимум.

Качественное различие оптимальных и квазиоптимальных процессов состоит в том, что скорость для последних спадает медленнее на участке копания и Vcp выше на участке копания, а тяговое усилие нарастает медленнее и фср ниже на участке копания, чем при оптимальных процессах.

Наличие неоптимального - «технологического» параметра h = const требует изменения мощности либо по закону, имеющему максимум для непрерывного изменения скорости, либо по возрастающему закону для агрегатов с МСТ. Важность распространения теории квазиоптимального

;^^вления на дискретные процессы в том, что область применения расширяется на целый класс агрегатов с МСТ.

Для дискретного управления задача формулируется таким образом: «Среди возможных управлений определить кусочно-постоянные законы изменения V и одновременно глубины копания и законы форсирования Рдвс = var за заданное время на интервале (0,Т) при Тоута = Ткоута, равное

времени копания при ОУТА, при условии набора qonT(t), как и при ОУТА».

Скорость при дискретном управлении определяется однозначно при заданных h; = const и конечных значениях Atj.

икоуга(0 = Ч'~Чм (15)

' w BhjAt; BhjAtj

где Aqj - конечное значение оптимального приращения объема призмы грунта на-i-M участке копания,м3; Atj - конечное приращение времени на i-м участке копания, с; В = const - длина отвала, м; h( = const - постоян-jiw. глубина копания, назначаемая на ¡-м участке копания; ^^оута ^ _ const _ постоянная скорость копания, вычисляемая для h; = const.

При дискретном процессе мощность ДВС изменяется по возрастающему закону, на части участка копания ДВС агрегата недогружен. В этом существенное и принципиальное отличие между непрерывными и дискретными процессами квазиоптимального управления. Относительная производительность квазиоптимальных процессов на 5-10% ниже производительности оптимальных процессов; вычисляется она по тем же формулам. Предпочтение при реализации следует отдать квазиоптимальным процессам в силу технологии, при которой h = const, ибо при этом нет необходимости подготавливать рельеф для последующих проходов и измерять (вычислять) вертикальные скорости и ускорения.

Предлагаемая в работе новая технология может быть реализована на базе технических устройств нового поколения, поскольку её реализация связана с изменением мощности по определенным законам. Поэтому новая технология дает импульс развитию новых направлений в технике.

В пятой главе «Результаты экспериментально-теоретических исследований» представлены результаты вычислительных экспериментов на основе новой универсальной ММ и новых алгоритмов управления.

Подтверждена теория глав 2, 3, 4, в основу которых была положена новая математическая модель при возмущениях и без возмущений. Ско-

рость сходится асимптотически к постоянной величине v«0.44 м/с д^^

= const независимо от v„ для невозмущенного процесса (рис. 1). Эти результаты говорят о том, что метод соединения-разделения движений обоснован теоретически. Точность разделения движений обоснована и высока даже для больших возмущений с весом А = 0,5 (рис.2).

Объем призмы грунта сходится к q = 10,4..,10,7м3 (рис.3). Конечный объем мало зависит от возмущений, если возмущения своевременно компенсируются. В этом случае (Aq = qB — q) (рис. 4).

В главах 2, 4 дан анализ производительности П в зависимости от V0,FA,tp,t„Vxx,VTp,ps,(V,),L,G(l,ti

Производительность для операционной технологии определялась формулой

_Чпр__

П = -

tp+C

т 10ПТ

1 L + CT

(16)

v„

2V

Т V

тр ~ ' xx

где Ухх, У^ - скорость холостого хода и скорость транспортировки грун^ та, м/с; Ь, - длина траншеи и длина участка копания, м; 1р, - вре' мя разгона и время копания ТА, с.

V, м/с

Ay, м/с

0.70 0.05 0.0 0 о.вя 0.60 0.43 0.40

«коров а

а) ЮЮ1К7ЦМК1Х

б) Ю1м]гц|вха1

т

t. с

Рис. 1. Оптимальная скорость копания при наличии и отсутствии возмущений

о.ов

0.04 0.02 0.00 • 0.02 -0.04

т

в t, с

1

1 в

Рис. 2. Разница скоростей возмущенного и невозмущенного движений

q, м-

Aq,n

I 2 I □ 8 a

4

2 □

•«личина

а) н*1б1муц*нн1| •

0> юзмуц «и на a •

T

О А 8 12 Ю

Рис. 3.Оптимальный объем призмы грунта при наличии и отсутствии возмущений

t, с

Рис. 4. Разница объемов при наличии и отсутствии возмущений

Объем призмы при <р = const зависит от V = const: при Vconst = 0,9м/с, q = 7,5M3 при Vconst = 1,9м/с, q-3,5M3, т.е. стационарные циклические процессы менее эффективны. Одновременный пропорциональный рост G, на 30% и мощности при силовом форсировании ("Л ,о.е.) на 25-30% (Ga =450Кн, Т)ОЕ =1,157) позволяет увеличить q,^ до 16 м3 т.е. на 50% (рис. 5), а также значительно повысить производительность (рис. 6) до П^1'157 = 936м3 /ч при Птах = 540м3/ч при средней длине траншеи L = 60м без силового форсирования.

| 1«ма , via>1*>«, I I r(>fZM»Av, ' I J

■к ТА в 1i(»iu4jr^4.

- Dllf. VM

--»)».!

.......)«.. Mill

---f)«M

—..- Din.

Ч-1141 VI ISI

Рис. 5. Объем призмы грунта при силовом форсировании

Рис. 6. Производительность МТА при силовом форсировании

При исследовании производительности необходимо учитывав время разгона машинно-тракторного агрегата. Это время определялось в результате решения задачи оптимального управления МТА при разгоне, алгоритм которой приведен в работе.

Время разгона определяется для МТА с электропередачей величиной тока основной цепи при постоянном магнитном потоке тягового двигателя. Для согласования величин тока электропередачи в конце операции разгона МТА и в начале операции копания можно изменять магнитный поток тягового двигателя.

На производительность тракторного агрегата влияют скорость холостого хода, которая зависит от качества подстилающей поверхности и скорость транспортированйя. • Они определяют время отката и время транспортирования призмы грунта на отвал при заданной длине разрабатываемой траншеи

Решающими факторами, влияющим на производительность МТА является длина разрабатываемой траншей X и силовое форсирование тракторного агрегата.

В результате можно заключить, что силовое форсирование л

(рис 6) наряду с оптимальным управлением наиболее реальный пуЯ повышения производительности МТА.

При силовом форсировании могут быть определены законы изменения основных управляющих функций, как и при отсутствии силового форсирования. Это принципиально важно для обоснования метода базовых моделей.

□.72 —

о.«» —

а.е4 —

0.60 —

0.66 — 0.62

К М

I. А

#) ГМУЙЯМ ■ И»!

ООО бвО

во о 4бО 4 О О

зео зоо

2<$о

0.4 0.6 0.8 1Л 1.2 \А 1.6 1.5 v .«л

Рис.7. Глубина копания и тяговый к,п.д. ТА (принцип разделенных максимумов)

а> и*ш о> муис. прец*ее | -------- в) аохжутц. п^оцгсе ^

Т

о 4 в 12 10

I. с

Рис.8. Оптимальные законы изменения тока электропередачи

¿1, А

4 2 О

400

360

ЗОО .

Э 4 О

320

300

\

1) м* ж OS куш. проц, е) Ю1М/1Ц. проц.

т

t. с

Рис.9. Оптимальные законы э.д.с. генератора при отсутствии и наличии возмущений

—р-,—| ,—| |—, D 4 а 19 1С

t. о

Рис.Ю. Разница токов для возмущенных и невозмущенных процессов

Отсюда можно определить оптимальные параметры для проектирования по j,e„ и т.д. и рассчитывать новые машины: ДВС, систему Г-Д, редуктор. В диссертации приведены расчеты длины отвала, которые могут использоваться при проектировании мощностного ряда. ^ При этом мощность и все параметры трактора ДЭТ-250 принимались за исходные; метод получил название метода базовых моделей. На основании этого метода возможен параметрический (определение параметров) и структурный синтез (расчет конкретных устройств) в целях создания мощностного ряда тракторных агрегатов.

Скачок по глубине копания h=0,2 м минимален при V0 = 1,9м/с, имеет максимум hmax, который наступает позже и при меньшей скорости, чем у ri(V). Принцип разделенных максимумов позволил установить левую границу оптимальных процессов (рис. 7). Принцип разделенных максимумов зависит от величины q0 ,<р0, ибо реально q0 и <р0 искажают изменение кривой t)(V), поэтому количественно оптимальный процесс копания зависит от q0. При q0 > qfl0n нарушается физическая реализуемость и процесс копания вырождается в процесс перемещения грунта с Фшах = const и Vmin = const, т.е. неоптимальные процессы.

Определены оптимальные электрические параметры: ток Icr(t) (рис. 8) системы Г-Д, Ecr(t) (рис. 9) для возмущенных и невозмущенных процессов. Во всех случаях имеет место асимптотическая сходимость Irfl(t), Ecr(t), что является основанием для разделения движений (Al(t) = I„(t)-I(t) и т.д.) (рис.10). Кроме того, I(t) и AI(t), а также

P3M(t) и Ap3M(t) могут быть использованы в качестве новых легко из>^р ряемых параметров, которые в свою очередь могут применяться при управлении. Эти результаты имеют важное практическое значение для реализации САУ, в том числе и кибернетических.

Анализ вертикальных (VB(t)=h'(t)) скоростей и ускорений (h"(t)) позволяет априори определять допустимые h'(t) и h"(t) от действия возмущений, а также комфортные соотношения между VBepT и Vrop. Эти расчетные данные могут быть положены в основу системы управления контуром по подготовке рельефа должного качества на предыдущих проходах при оптимальном управлении.

На основании критерия min max П (минимального снижения максимальной производительности) определяются правые границы оптимальных процессов по 1гд, Есг, т.е. границы всех управляющих воздействий. По максимальной величине коэффициента относительной производи-

max rfinax /

тельности К™ = 11™уи определяется правая граница процесса копания, что имеет важное практическое значение. По линейной зависимости К™^ = f (L), заложенной в компьютер, можно определить время окон^р ния процесса для любых L.

<Р. o.e.

A <f, о*.

8 t. О

~г 12

Рис.11. Тяговое усилие ТА при возмущениях и их отсутствии

Рис.12. Разница тяговых усилий при возмущениях и их отсутствии

Производительность растет при уменьшении Ь, росте Оа,г), Ухх. Поэтому задача улучшения рельефа на предыдущих проходах представляется необходимой при реализации законов оптимального управления. Тяговые усилия ф сходятся асимптотически (рис. 11) при процессах без возмущений. Возмущения - быстрые движения по тяге ±Д(р(1) (рис. 12) - на порядок выше таковых по скорости ±ДУ(1). Большой «вес» ±Дср(1) по

^^авнению с ±Дф(1) говорит о необходимости интенсивной компенсации возмущений ±Дф(1) на входе.

(*Р«-|2000 и/«"} ;*........»> |

----о ю^оотя.

О в 12 1« ао

КО

Рис. 13. Декремент затухания по частоте вращения и крутящему моменту

Только в этом случае будут малые колебания скорости ±ДУ(Ч). Поэтому важнейшей практической задачей является задача управления ра-^^очим органом для компенсации возмущений Ре.оОО^еС^о)- В гл.5 рассмотрены законы изменения Рэм С^) и Ркр ({)! показано, что Рзм (О

близка к постоянной, имеет Р^®*, сходится к Рэм (0«171 кВт и мало зависит от У0; Ркр(0 сходится к величине 138...140 кВт, разность АР1р(1) = Р11р(1)-Рэм(1)«301сВт и не зависит от У0; ДРкр(1) и ДРЭМ(1); определяются:ДРкр(0 >> ДРэм(0 (в 3...5 раз). Это говорит о том, что буксование снижает амплитуду возмущений Ркр 0).

Метод соединения - разделения движений применим для определения движений любой физической природы, что говорит о его универсальности; он может быть использован для получения новых информационных параметров при компенсации возмущений.

Текущая спектральная плотность плотности грунта (колебаний рельефа грунта) из-за больших трендов и скоротечности оптимального процесса не может быть определена точно при копании и не может использоваться для компенсации возмущений. В диссертации дан подробный анализ расчетов всех параметров свободных колебаний в функции скорости. Теоретические положения полностью подтверждены. На рис.13 показаны декременты затуханий по скорости и моменту. Проведено сравнение методов передаточных функций и обобщенных схем замещения и даны ре-

комендации по их применению при исследованиях. В работе показанс^^ что амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) по моменту Км_м(со) (метод обобщенных схем замещения), Ам_м(со) (метод передаточных функций) и по скорости Ап_п(ю), полученные различными методами, близки по абсолютным величинам и характеру изменения. Это говорит о том, что оба метода могут быть применены для исследования демпфирующих свойств передачи агрегата ТА, но предпочтительней метод обобщенных схем замещения, который учитывает инерционные массы подсистемы «ДВС - силовой генератор». При демпфировании случайных возмущений от неоднородности грунта с определенными оптимальными частотами со -1 = 2,4 1/с за счет управления рабочими органами на входе ДВС будут иметь место ослабленные колебания; снижение мощности ДВС и производительности ТА будет минимальным. При частотах ю = 3,2 1/с возмущения не проходят на вал ДВС.

К ...

Рис. 14 АЧХ крутящего момента ДВС (метод обобщенных схем замещения)

Результаты вычислитель^ ного эксперимента по квазиоптимальному управлению представлены на рис. 15, 16 для дискретно-непрерывного процесса. В начале процесса копания У0= 1,9м/с на временном промежутке Д1 = 2с, а глубина определяется по формуле для дискретных процессов:

укоуга(1) = Ч! и равна ь0 =0,135м/с.

В110Л^

При 2<1 <16 с скорость вычисляется по формуле для непрерывных

Чопт(0

квазиоптимальных процессов Укоута(1)

вькоу1а(0

для постоянной глу-

бины Ь = 0,12 м (рис. 15, 16).

Качественное различие процессов оптимальных и квазиоптимальных процессов показано на рис.15, 16. Скорость при непрерывном процессе спадает медленнее; отсюда иное название квазиоптимального управления - скоростное форсирование - и важное новое качество нового процесса, которое может быть реализовано на машинах нового поколения с

правлением мощностью. Копание при постоянной глубине и переменной мощности - это новая технология при реализации оптимальной производительности.

На рис. 17 показано, что мощность при КОУТА растет, становится больше мощности при ОУТА и достигает максимума. Форсирование ДВС необходимо (квазиоптимальное управление). Скорость при квазиоптимальном управлении (рис. 18) и тяговое усилие (рис. 19) качественно отличаются от таковых при оптимальном управлении: скорость спадает медленнее, а тяговое усилие медленнее нарастает. Наконец, квазиоптимальный процесс имеет максимум по тяговому к.п.д., который наступает позже при более высоких скоростях копания (рис. 20). Этим самым подтверждается принцип разделенных энергетических максимумов процессов, который имеет значение для реализации процесса копания.

2-1 ^^

—Ь при ОУТА —Ь при И «2с. ь-0,1Э5и -4!>лр«И-2о.Ь"0.1Э5м

16 1с

-V при 11«2с, (1=0,135»

-Упри ОУТА

—

Рис, 15.Глубина копания при оптимальных (ОУТА) и квазиоптимальных (КОУТА) процессах

4 8 12 16

Рис. 16.3аконы изменения скорости копания при ОУТА и КОУТА.

Р. «Вт

—Р при И =2с, Ь=0.135м —Р при ОУТА —4Р

Рис. 17. Изменение мощности ДВС в функции времени

• 12 16 Рис. 18. Изменение скорости в функции времени

Рис. 19. Изменение тяговых усилий в функции времени

-Упри<5И=4с,1!12"12: -Угтиа1=2С.Д2=Мс -УгрЮУТЛ

.-КПД пра КОУТЛ |

!_—КПД п^и рУТА_ ■

Рис. 20. Изменение тягового КПД в функции скорости

•Рпр«СМ=4с.й12Ч2с ■Рпр«аМ-2с,Л12=Ч*: -РгриОУГА

О 4 е 12 16

Рис. 21.Законы изменения скорости при дискретном квазиоптимальном процессе

О 4 9 12 16

Рис. 22.3аконы изменения мощности при дискретном квазиоптимальном процессе

При дискретном изменении скорости (рис. 21) мощность изменяется по возрастающему закону (рис. 22) на всем участке копания. Поэтому необходимо управление мощностью, в том числе и её форсирование. Таким образом, теория квазиоптимального управления распространяется на агрегаты с МСТ.

В шестой главе «Практическая реализация новых технологий на основе управления энергетическими режимами. Оценка экономической эффективности» рассматриваются вопросы технической реализации новых технологий на основе технических устройств нового поколения.

Здесь и в приложениях описаны модернизированные и новые технические устройства по форсированию ДВС по заданным законам на базе форсунок нового поколения с электронным управлением впрыска и устройство для реализации оптимальных законов при оптимальном управлении.

ф Принципы управления энергетическими режимами распространяются на тракторные агрегаты, реализующие любые технологии, требующие стабилизации или изменения мощности (скорости движения) за счет форсирования. Это позволит дополнительно повысить производительность агрегата на 20%. В случае форсирования с помощью форсунки нового поколения появляется реальная возможность поддерживать номинальные параметры мощности при почвообработке. Схема такой форсунки показана на рис. 23. В корпусе распылителя 1, имеющем два ряда сопловых отверстий 2, размещены соосно игла 3, поджатая уплотняющим

конусом к нижнему ряду отверстий пружиной 4, и втулка 5, перекрывающая запорным -конусом верхний ряд отверстий с помощью пружины 6. Из аккумулятора Деления через нагнетательный канал и радиальные отверстия во втулке топливо поступает в полости иглы и втулки с запорными конусами Рис. 23.Форсунка с электроклапаном и дифференциальными пло- с двумя уровнями отверстий для впры-щадками, сила давления ска топлива

топлива на которые

перекрывается силой затяжки пружин 4 и 6. Полости над иглой и втулкой сообщаются через дроссель 7 с нагнетательным каналом и через управляющий клапан 8, открываемый электромагнитом 9, со сливным каналом.

При подаче электрического импульса на катушку электромагнита 9 открывается клапан 8. Сначала топливо подается через нижнюю группу отверстий, а через некоторое время через верхнюю группу отверстий из-за действия сил, действующих на дифференциальные площадки иглы и втулки снизу и сверху.

Время открытия форсунки можно регулировать с помощью электронных средств, в том числе и по заданному закону, следовательно, изменять верхнюю границу мощности. Электронный блок позволяет изменять длительность впрыска вниз и вверх от номинальной длительности, соответствующей номинальной мощности ДВС при реализации заданной технологии.

Форсунка с электроклапаном и электронным управлением являе^^ основой для создания целого ряда устройств нового поколения по управлению мощностью ДВС МТА. В диссертации приведено устройство для управления мощностью на основе предлагаемой форсунки с управлением по производной от возмущения. Оно может быть использовано в МТА для распространенных энергетических режимов в качестве управляющего устройства.

Решена задача реализации оптимальных законов с целью стабилизации мощности и реализации заданной технологии при копании. Заданная

технология может быть реализована за счет применения совокупности новых технических средств. Предлагаемое устройство

(а.с. № 1082914) подходит и для реализации законов при ОУТА и КОУТА. Оно позволяет при Рдвс = const реализовать принцип разделенных максимумов, разогнать МТА для скорости, г^^ которой скачок по глубине будет наименьший, реализовать заданный закон honT основным контуром управления,

Рис.24 Блок-схема устройства для обработки почвы

компенсировать

возмущения от неоднородности грунта дополнительным контуром управления, что необходимо при оптимальном управлении. Новый способ обработки почвы реализуется комбинированным устройством (рис. 24), которое содержит пассивные 8 продольно-режущие элементы и активные 7 поперечно-режущие элементы с приводом возвратно-поступательного движения 4 и преобразователем 5. Это устройство является устройством активного типа.

Важным моментом, который может обеспечить требуемое качество обработки почвы, является соотношение вертикальных и горизонтальных скоростей активных рабочих органов. В работе дано обоснование этого соотношения скоростей. Пассивные режущие элементы 8 в виде клиньев малого размера, как и привод 4 с преобразователем возвратно-поступательного 7 установлены на подвижных стойках 6, которые соединены с приводом 4. Неподвижные клинья малого размера 9 (рис. 25) нарезают продольные щели.

Рис. 25 Неподвижные продольные малые клинья

Рис. 26. Подвижные поперечные малые клинья

Подвижные в вертикальной плоскости клинья 10 нарезают щели в продольно-вертикальной плоскости (рис. 26) за счет реализации сложного движения во времени и пространстве.

В результате устройство позволяет вырезать в неподвижном пласте почвы кусочки заданного размера. Рассчитаны усилия сопротивления резанию почвы для клиньев 9, 10, а также энергоемкость процесса для различных сечений клиньев и коэффициенты сопротивления почвы резанию.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработаны методологические принципы исследования на основе оптимального и квазиопимального управления энергетическими режимами, новых методов и критериев, технических решений в виде устройств нового поколения для реализации законов управления, позволяющие по-новому решить проблему повышения производительности МТА

2. В рамках прикладной теории ОУТА установлено:

- наиболее эффективными процессами являются циклические процессы с переменными скоростью и тяговым усилием;

- при ОУТА максимальная производительность достигается за счет определения при критерии РДВс - const (энергетический режим стабилизации мощности) технически реализуемых управляемых параметров и управляющих воздействий и их последующей технической реализации в рамках обоснованных ограничений и при h = var;

- на основе экспериментально-теоретических исследований получена адекватная универсальная математическая модель для трактора с электропередачей, в которой все параметры (потери всех видов и управл^^к щие функции) представлены в функции скорости МТА; ^^

- доказаны и подтверждены вычислительным экспериментом положения теории о наборе призмы грунта qmax для процессов с возмущениями и без возмущений и показана единственность решения задачи в виде необходимых и достаточных условий оптимальности;

- определены оптимальные закономерности при ОУТА и доказан убывающий характер скорости, э.д.с. генератора, возрастающий характер тягового усилия и тока системы ГД при их асимптотической сходимости постоянным величинам, доказаны законы адекватности для процессов с возмущениями и при их отсутствии, определен оптимальный закон глубины копания h = var, который имеет максимум;

- установлена взаимосвязь между полученными оптимальными законами управляющих функций, энергетическим режимом и производительностью МТА и на основе критерия минимального снижения максимальной производительности установлена правая граница оптимальных процессов;

- предложен принцип разделенных максимумов в качестве необходимого условия реализации ОУТА за счет разгона агрегата, обоснованы начальные условия процесса noV,q,r| и другим параметрам, решена задача оптимального разгона МТА;

на основе метода соединения-разделения движений определены возмущения, компенсация которых необходима для соблюдения режИ-маРдВС = const;

- определены законы изменения вертикальных скоростей и ускорений при оптимальном режиме копания;

- на основе метода базовых моделей получены некоторые параметры мощностного ряда, необходимые для структурного синтеза.

3. Полученные закономерности позволили предложить энергетический режим управления тяговым к.п.д. при оптимальном процессе и Рдвс= const, который необходимо изменять от ,n(VHa4) = Ti(Vmax) = 0,66

при VHa4 = 1,9м/с до максимального r|max(V ) - 0,69 при V4 = 0,85м/с, а затем до t|(VK01[) = 0, 55 при VK0H = 0,45м/с; предложена оптимальная технология копания с двумя ключевыми операциями: разгона и копания с расчетной производительностью П = 540 м3/ч при средней длине траншеи L - 60 м, а при силовом форсировании при увеличении мощности-ДВС и веса агрегата на 25-30% с расчетной производительностью П^°'х'157 = 93 6 №3/ч.

^^ 4. На основе установленных взаимосвязей между частотой и амплитудой возмущений показано, что компенсацию возмущений при копании нужно вести в диапазоне частот со = 2-2,4% для стабилизации энергетического режима Рдвс = const.

5. В рамках прикладной теории КОУТА и управления энергетическими режимами при сохранении оптимальной производительности, на основе критериев qonT(t), h = const, условия единственности решения и энергетического режима РДВс = var, установлены:

- закономерности изменения управляемых параметров и управляющих воздействий при непрерывном и дискретном изменении скорости и соответствующие им законы изменения мощности;

- технологические (h = const и h = var) и энергетические взаимосвязи между КОУТА (Рдвс =var) и ОУТА (Рдвс = const) в виде принципа разделенных энергетических максимумов;

- выявлены качественные различия процессов КОУТА и ОУТА, в том числе более медленное изменение управляющих параметров по скорости и тяговому усилию, а также принципиальное различие энергетических процессовРдвс = const и Рдвс = var при ОУТА и КОУТА.

6. На основе полученных законов для КОУТА предложена нс^^ операционная технология копания для МТА, согласно которой необходимо:

- разгонять ТА до скорости V0 =1,9 м/с, затем при убывании скорости доУ0 = 0,45м/с и увеличении тягового усилия от ф = 0,2 до ф = 0,9 осуществлять резание с h = 0,15 м;

- изменять мощность до максимума на четвертой секунде Р = 225 кВт, а затем уменьшать до конца процесса;

- при дискретном управлении (вариант двухступенчатого управления) необходимо разгонять агрегат до скорости V = 1,3 м/с, заглубляться на глубину h0 = 0,2 м, копать с постоянной глубиной в течение t = 4-5 с, изменяя мощность по возрастающему закону от Р = 140 кВт доР = 240 кВт, затем копать со скоростью V = 0,75 м/с в течение t = 10 с при Ь0=0,15м по возрастающему закону изменения мощности от рдвс = 140 до Р = 240 кВт.

7. Для осуществления новой оптимальной технологии копания с Птах при Рдвс = const и h = var предложены новые устройства j

управления МТА и его рабочим органом с реализацией ПРМ и оптима^Р ных законов копания, а также с компенсацией возмущений комбинированными САУ.

8. Для достижения Птах при КОУТА с целью реализации новой технологии при Рдвс =var и h = const предложены форсунка нового поколения с двумя уровнями отверстий для впрыска топлива и электронным управлением и устройство для управления мощностью ДВС, которые позволяют реализовать энергетические режимы управления мощностью при непрерывных и дискретных процессах квазиоптимального управления.

9. Предложен критерий управления орудием для обработки почвы в

виде определенного соотношения т рабочего органа.

На основе установленных энергетических и конструктивных взаимосвязей предложено нарезать продольные щели неподвижными клиньями шириной 0,005-0,006 м, а также двумя, блоками подвижных клиньев с шириной от 0,002-0,003 м до 0,004 — 0,006 м и вырезать в почве кусочки заданного объема с затратами энергии не более 12-24 кВт на 1 м захвата орудия при обработке почвы на глубину 0,2 м, коэффициенте сопротивления почвы резанию К = 40 —80к^/2 •

^фю. Показана большая на 20-50% эффективность оптимальных процессов при копании с постоянной глубиной и КОУТА. В работе опреде- 1 лена эффективность на один агрегат для бульдозера при повышении производительности на 20-50% при КОУТА, которая составляет 8194002073500 рублей на один агрегат за время эксплуатации.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Оптимальное управление мобильными агрегатами. Монография. - Екатеринбург, 2004- 265 с.

2. Погуляев Ю.Д. Системы автоматического управления землеройными тракторными агрегатами при копании. Монография. — Екатеринбург, 2000.- 147 с.

3. Погуляев Ю.Д. Форсирование тракторного агрегата. Монография. - Екатеринбург, 2004.-146 с.

4.. Погуляев._Ю.Д. „Демпфирование колебаний в тракторной передаче. Монография. - Екатеринбург., 2004.-165 с.

5. Погуляев Ю.Д. О доказательстве выпуклости кривой тягового ^fc тракторного агрегата // Неоднородные конструкции: Труды Уральского семинара. - Екатеринбург, 1998. - С. 89 - 97.

6. Погуляев Ю.Д. Новые методы управления тракторным агрегатом // Механизация строительства, 2002. -№11— С. 19-24.

7. Погуляев Ю.Д. Тяговый КПД при оптимальном управлении тракторным агрегатом // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2000. -№2. -С. 13-16.

8. Погуляев Ю. Д. Определение оптимального размера отвала бульдозера // Механизация строительства, 2000. - № 1- С. 16 -17.

9. Погуляев Ю.Д. Об энергетических составляющих процесса копания грунта бульдозером // Механизация строительства, 1999. - № 12. -С. 15-18..

10. Погуляев Ю.Д. Об осуществимости нестационарных процессов копания//Вестник машиностроения, 2000. -№.1. -С.28-33.

11. Погуляев Ю.Д., Борщ О.Г. Классификация оптимальных процессов копания // Вестник машиностроения, 2000.- №.3 - С. 27-30.

12. Погуляев Ю.Д. Нелинейное моделирование параметров сопротивления грунта резанию и перемещению // Механизация строительства, 2001.— №5.— С13-16.

13. Погуляев Ю.Д. Кибернетический подход к управлению тракторными агрегатами //Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2001.-№ 12.-С. 26-29.

14. Погуляев Ю.Д. К критике концепции оптимизации тяговой ж| рактеристики. Кибернетический подход к управлению тракторными агр^ гатами // Механизация строительства, 2002.-№ 1,- С. 13-17.

15. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С., Маркина Н.В. Оптимальное управление тракторным агрегатом при разгоне // Наука и технологии. Серия «Прикладные исследования». — М.: РАН, 2001.-С.137-141.

16. Погуляев Ю.Д. Энергетический метод исследования нелинейных электромеханических цепей // Электричество, 2000.-№ 11- С.65-68.

17. Погуляев Ю.Д. Критика одного метода повышения эффективности ДВС // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2002. - № 1.- С. 27-31.

18. Погуляев Ю.Д. Выбор критериев оптимизации при управлении тракторными агрегатами // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2002.-№ 2.-С. 10-14.

19. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С. Оптимальное управление тракторным агрегатом при отсутствии возмущений // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2002 - № 5 — С. 15-18.

20. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С., Сергеев В.М., Борщ О.Г. Оптимальное управление тракторным агрегатом при возмущениях // Трактопв и сельскохозяйственные машины, 2002 - № 6 - С.22-24.

21. Погуляев Ю.Д., Сергеев В.М. Форсаж дизелей землеройных тракторных агрегатов // Механизация строительства, 2002.-№ 6,- С. 19-22.

22. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С., Сергеев В.М., Борщ О.Г. Энергетический метод соединения - разделения движений // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2002 - №7. - С. 20-23.

23. Погуляев Ю.Д. Сравнение двух методов исследования нелинейных электромеханических цепей // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2002.-№ 8. - С. 12-16.

24. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С., Борщ О.Г. Методология исследования производительности тракторного агрегата // Механизация строительства, 2003- № 3 - С.20-25.

25. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Об оптимальных вертикальных скоростях и ускорениях при работе тракторного агрегата // Известия вузов. Строительство, 2003- №11.- С.102-107.

26. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Определение конечных условий оптимального процесса копания // Известия вузов. Строительство, 2003.- № 12.- С.95-100.

27. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Определение начальных условий процесса копания // Известия вузов. Строительство, 2004,- № 1.- С.93-98.

JÄ28. Погуляев Ю.Д. О декременте свободных колебаний // Механиза-ц^^лроительства, 2004.-№ 3 - С. 13 -15.

29. Погуляев Ю.Д. Аналитическое представление буксования и потерь на буксование в функции скорости тракторного агрегата // Механизация строительства, 2004,—№ 6 - С. 13—15.

30. Погуляев Ю.Д. Оптимальное управление тракторным агрегатом. Алгоритм решения обратной задачи // Рукопись деп. в ВИНИТИ. 18.08. 04. - №. 1414-В2004. - 65 с.

31. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н., Сергеев В.М. Новый способ топли-воподачи дизеля // Механизация строительства, 2005. -№1- С.10-13.

32. Погуляев Ю.Д., Семушина Е.И. Свойства кривых к.п.д. и электромагнитных потерь двигателей постоянного тока // Механизация строительства, 2005,- № 7 - С. 21 -23.

33. Устройство для управления рабочим органом землеройно-транспортной машины. A.c. 1055199 СССР // Ю.Д. Погуляев, Б.Д. Шумаков, А.Д. Погуляев. №3342529; Заявл. 06.10.81; Опубл. 21.01.88; Бюл. № 3. -16 с.

Подписано в печать 24.04.2006 г. Формат 60x80/16. Объём 2 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ 119. Отпечатано в компании «Белая Река» ИП Ковин П.В. ОГРН 304744825700208 454021 г.Челябинск, ул. Молодогвардейцев, 41.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 .Оптимальные тяговые усилия и тяговая динамика тракторных агрегатов.

1.2.Управление системой генератор-двигатель. Математическая модель для решения задачи оптимального управления тракторными агрегатами.

1.3.Системы управления рабочими органами тракторных агрегатов и мощностью тракторного агрегата.

1 АОптимальное и квазиоптимальное управление тракторными агрегатами.

1.5.Постановка проблемы. Цель работы и задачи исследования.

ГЛАВА 2.0ПТИМАЛБН0Е УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ

ПРОЦЕССАМИ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ.

2.1 .Производительность бульдозера.

2.2.Свойства кривых к.п.д. и электромагнитных потерь двигателя постоянного тока.

2.3. Аппроксимации. Представление параметров в заданном скоростном диапазоне.

2.4. Буксование. Потери на буксование.

2.5.Мощностной баланс трактора. О выпуклости тягового к.п.д.

2.6. Эффективность стационарных и нестационарных процессов копания.

2.7.Начальные условия оптимального нестационарного процесса копания.

2.7.1 .Принцип разделенных максимумов для процессов без возмущений.66 2.7.2.Принцип разделенных максимумов при возмущениях.

2.8. Оптимальное управление тракторным агрегатом при разгоне.

2.9. Оптимальное управление тракторным агрегатом при копании и отсутствии возмущений.

2.9.1 Определение начальных условий по призме грунта и тяговому кпд.

2.9.2.0пределение конечных условий оптимального процесса копания.

2.9.3.06 асимптотической сходимости скорости для процессов без возмущений.

2.9.4.0 законах адекватности для невозмущенных процессов.

2.10. Оптимальное управление тракторным агрегатом при возмущениях.

2.10.1 .Вычислительная процедура по уравнениям Эйлера для возмущенных процессов.

2.Ю.2.0пределение конечных условий для возмущенных процессов.

2.11. Энергетический метод соединения - разделения движений.

2.12.0 законах адекватности для возмущенных процессов.

2.13. Метод базовых моделей для проектирования мощностного ряда ТА.

2.14.Силовое форсирование тракторного агрегата.

2.15.Условия энергетической инвариантности для возмущенных и невозмущенных движений. Принцип внешнего энергетического дополнения.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ДЕМПФИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ В ПЕРЕДАЧЕ ТА.

3.1. Метод обобщённых схем замещения для нелинейных электромеханических цепей.

3.2. О податливости и декременте свободных колебаний.

3.3. Параметры свободных колебаний в функции скорости ТА.

3.4. Два метода определения амплитудно-частотной характеристики передачи тракторного агрегата.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. КВАЗИОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ.

4.1.Метод КОУТА. Скоростное форсирование.

4.2.Постановка задачи квазиоптимального управления тракторными агрегатами.

4.3. Алгоритм решения задачи КОУТА.

4.3.1. Определение непрерывной скорости копания при КОУТА.

4.3.2. Определение мощности форсирования при непрерывных процессах.

4.3.3.Электрические параметры при КОУТА.

4.4.0 максимуме мощности при форсировании.

4.5. Принцип разделенных энергетических максимумов.

4.6. Определение мощности форсирования при дискретных процессах.

4.6.1. Алгоритм вычисления мощности при дискретных процессах.

Выводы по главе.

ГЛАВА5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1.Оптимальное управление тракторным агрегатом. Результаты вычислительного эксперимента.

5.1.1.Оптимальное управление энергетическим режимом стабилизации мощности.

5.1.2. Влияние начальных условий по объему призмы на процесс копания.

5.1.3. Результаты расчетов по силовому форсированию тракторного агрегата.

5.1.4 Результаты расчетов по операции разгона тракторного агрегата.

5.1.5. Реализация законов глубины копания.

5.2.Исследование демпфирующих свойств тракторной передачи. Результаты вычислительного эксперимента.

5.2.1.Анализ параметров свободных колебаний в тракторном агрегате.

5.2.2. Сравнительный анализ методов исследования демпфирующих свойств передачи.

5.3.Квазиоптимальное управление тракторным агрегатом. Результаты вычислительного эксперимента.

5.3.1.Скоростное форсирование при непрерывном и дискретном изменении скорости.

5.3.2.Скоростное форсирование при кусочно-постоянных значениях скорости.

5.3.3.Скоростное форсирование при дискретно-непрерывном изменении скорости.

5.3.4. Электрические параметры при КОУТА.

5.3.5. Принцип разделенных энергетических максимумов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ. ОЦЕНКА

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

6.1 .Устройства для форсажа с применением модернизированных технических устройств.

6.2.Форсунка нового поколения с электронным управлением.

6.3.Устройство для форсирования мощности по заданному закону и по производной от возмущения.

6.4. Устройство для реализации законов оптимального управления.

6.5 Энергосберегающий способ и устройство для обработки почвы. б.б.Расчет экономической эффективности от внедрения рекомендаций технических устройств для реализации законов форсирования ДВС и оптимальных законов управления (трактор ДЭТ-250).

Выводы по главе.

Актуальность проблемы. Рост единичной мощности промышленных и сельскохозяйственных тракторов является объективно существующей тенденцией. Одновременно возникает проблема максимального использования растущих мощностей с позиций повышения эффективности функционирования производственных процессов на базе операционных технологий.

Вместе с тем до сих пор проблема решается на базе старых технических подходов. Для режима стабилизации мощности или управления мощностью используются традиционные механические всережимные регуляторы (BP), которые не обеспечивают режима Ртс = const и тем более режима изменения

PJ[RC = var по требуемому закону. Возможности управления энергетическими режимами с помощью известных технических средств ограничены и малоэффективны.

При работе тракторных агрегатов имеют место возмущения от неоднородности грунта (операция копания) или почвы (основная обработка почвы) и неровностей рельефа. Наличие этих возмущений приводит к снижению эффективности использования мощности и производительности тракторных агрегатов.

Использование запаса по моменту в ДВС при компенсации возмущений нагрузки приводит во всех случаях к колебаниям скорости агрегата и делает зачастую невозможным эффективную реализацию конкретных технологий. Поэтому компенсация возмущений различной природы невозможна без снижения качественных показателей и производительности тракторных агрегатов (ТА). Применение методов оптимального управления тракторными агрегатами (ОУТА) также невозможно при работе ДВС с запасом по моменту.

Старые подходы не позволяют определить законы управления, реализация которых решит проблему полного использования мощности или её изменения по требуемым законам. Старые подходы в принципе не позволяют перейти к кибернетическим системам управления ТА и ДВС в обозримом будущем на основе комбинированных систем управления, а также к системам с искусственным интеллектом. Для последних нужна, прежде всего, достоверная информация об объекте и алгоритмы её оптимального использования.

До сих пор на землеройных агрегатах не использовался технологический подход к решению проблемы, когда определялись бы отдельные операции, производилась оптимизация каждой из операций и определялся конкретный порядок их выполнения на основе реализации оптимальных законов. Поэтому разработка операционных технологий в гидромелиорации на землеройных работах с применением теории оптимального управления работах - одна из актуальных задач.

Необходимы исследования, которые позволят заложить научные основы для создания машин нового поколения с качественно новыми функциональными свойствами и новыми эксплуатационными возможностями в части повышения эффективности и ресурсосбережения технологических процессов.

Представляются важными исследования по созданию адекватной математической модели МТА, которая будет учитывать: потери всех видов в подсистемах преобразования энергии в функции скорости ТА; динамику любого привода, в частности электропривода; работу ТА в условиях априорной неопределенности; нелинейные характеристики буксования и кривой намагничивания электрических машин, нелинейные характеристики скорости и тягового усилия; представление управляемых параметров и управляющих воздействий в функции скорости.

Поэтому важны такие исследования, которые позволят на основе адекватной математической модели и строго обоснованных критериев определить оптимальные технически реализуемые законы при копании и рассчитать энергетические технически реализуемые режимы ДВС для реализации конкретных технологий.

Необходимы исследования, которые направлены на техническую реализацию управляемых энергетических режимов и кибернетических комбинированных систем управления, в том числе с искусственным интеллектом.

Должна быть разработана новая методология исследования, которая бы позволяла одновременно решать математические, технические и технологические проблемы с целью получения наивысшей производительности ТА за счет управления энергетическими режимами при реализации различных технологий, причем управление энергетическими режимами должно обосновывать возможность управления мощностью по заданным законам или стабилизировать мощность за счет форсирования с помощью технических средств нового поколения.

Необходимы исследования, направленные на снижение энергоемкости процессов обработки почвы, создание высокопроизводительных орудий с качественно новыми функциональными свойствами. Нужны новые решения, которые бы меняли подход к решению конкретной технологической задачи на основе новых методов технологического воздействия на среду или почву.

Исследования выполнены в соответствии с «Концепцией развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства России на 1995 и на период до 2000 г.», заложенными в концепцию стержневыми направлениями по созданию принципиально новых машин, по новому принципу конструирования машин, по разработке и внедрению ресурсосберегающих технологий.

Актуальность выбранного научного направления подтверждается соответствием разделу федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ («Разработать научные основы развития системы технолого- технического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения.») и тематическому плану Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному развитию агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 гг.

Цель работы. Целью работы является повышение производительности машинно-тракторных агрегатов за счет оптимального и квазиоптимального управления энергетическими режимами при реализации различных технологий и разработка практических рекомендации для отечественных машин.

Гипотеза. В основу научной гипотезы заложено предположение о возможности полного использования мощности за счет определения и реализации оптимальных законов при оптимальном управлении, а также управления мощностью по заданным законам при квазиоптимальном управлении на основе форсунок нового поколения с двумя уровнями отверстий для впрыска топлива и электронным управлением.

При основной обработке почвы предполагается, что почвенный пласт остается неподвижным и в нем вырезаются за счет совокупности новых операций комки почвы одинакового, требуемого по технологии размера.

Объект исследования: Механизированные технологические процессы при мелиоративных, строительных работах и обработке почвы.

Предмет исследования. Законы управления МТА по скорости, тяговому усилию, мощности ДВС, тяговому к.п.д., глубине копания при выполнении отдельных технологических операций на мелиоративных работах и при обработке почвы, взаимосвязи оптимальных законов управления и параметров рабочих органов МТА с производительностью МТА, новые технические решения для реализации оптимальных законов при управлении мощностью.

Научная новизна. Впервые разработана прикладная теория оптимального и квазиоптимального управления МТА с различными типами трансмиссий на основе универсальной математической модели для исследования оптимальных и квазиоптимальных процессов при наличии и отсутствии возмущений с учетом различных видов нелинейных характеристик объекта, потерь всех видов в функции скорости.

Предложены принципы управления: принцип разделенных максимумов, который обеспечивает техническую реализацию законов при оптимальном управлении, и принцип разделенных энергетических максимумов, обеспечивающий техническую реализацию законов при квазиоптимальном управлении; сформулирован и доказан ряд положений по вопросам прикладной теории оптимального и квазиоптимального управления и по законам адекватности.

Разработаны новые критерии при определении управляющих функций при копании и управлении орудием для обработки почвы. Предложены новые методы исследования: метод соединения-разделения движений и или расширения пространства решений, позволяющий создавать кибернетические системы управления, метод одновременного решения задач оптимального и квазиоптимального управления, метод базовых моделей. Предложены новые технические устройства, позволяющие реализовать энергетические режимы по различным законам с помощью электронно-управляемых форсунок нового поколения, а также законы управления при оптимальном управлении с помощью комбинированных систем управления.

Предложены новый высокопроизводительный способ обработки почвы на основе множественной локализации силовых воздействий на комки почвы во времени и пространстве с малой энергоемкостью и противоэрозийная технология обработки почвы

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Новая прикладная теория позволяет приступить к созданию бульдозеров - полуавтоматов высокой производительности и реализации новых эффективных технологий на мелиоративных работах на основе либо полного использования мощности, либо управления ею по заданным законам. Настоящая работа дает импульс развитию нового поколения машин, связанного с управлением энергетическими режимами ТА и развитию технического направления по разработке электронных средств топливоподачи на базе форсунок нового поколения. Это позволит повысить эффективность всего машинно-тракторного парка при выполнении различных технологий. Новая противоэрозийная технология обработки почвы является энергосберегающей и высокопроизводительной, позволяет эффективно бороться с сорняками с максимальным сохранением стерни на поверхности и влаги в подпочвенном слое.

Методики, предложенные в работе, и научные результаты внедрены или приняты к внедрению в ЗАО «Аэромастер» для разработки перспективных силовых установок для тракторов, автомобилей и железнодорожного транспорта, ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины», в Межрегиональном совете по науке и технологиям (г.Миасс), ОАО «Уралгидромаш». Теоретические положения диссертационной работы используются в учебном процессе ряда кафедр МГТУ им. Н.Э. Баумана, ЧелГУ, ЧГАУ.

На данном этапе по результатам работы опубликованы четыре монографии, руководящие технические материалы по определению свободных колебаний, многочисленные статьи в центральных журналах, трудах РАН РФ, вузовских сборниках.

Апробация работы. Основные научные результаты доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях ЧИМЭСХ, 1975-1981 гг, в ОГК ЧТЗ 1977-1978гг, СибАДИ, 1981 г. (г. Омск), ЧФ НАТИ, 1981-1982 гг. (г. Челябинск), в Минстройдормаш,1983 г. (г. Москва), на международной научной конференции ЧВВАИУ (г. Челябинск 1998), на Уральском семинаре по неоднородным конструкциям 1997-2004 гг., на XVI Российской школе по проблемам проектирования неоднородных конструкций, 1998г., на конференции Казахского государственного агроинженерного университета, Алматы,1998 г., на научной конференции Челябинского института путей сообщения (ЧИПС-УрГАПС),1998 г., на научном семинаре кафедры теории управления и оптимизации ЧелГУ, 1998 г., на научном семинаре кафедры прикладной математики ЮУрГУ, 1999г., на кафедре «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы» МГТУ им. Баумана, 2001, 2003, на расширенном научном семинаре кафедры «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы» МГТУ им. Баумана, 2005 гг., на расширенном научном семинаре кафедры «Тракторы и автомобили» ЧГАУ, 2005 г, на расширенном научном семинаре кафедры «Посевные и почвообрабатывающие машины» ЧГАУ , 2005 г.

Публикации и научные труды. Основные результаты диссертации опубликованы в четырех монографиях, пяти депонированных рукописях, 98 статьях, защищены 20 изобретениями и патентами, изложены в научном отчете по хоздоговорной работе с ЧТЗ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы из 318 наименований, приложений, изложена на 318 страницах, содержит 264 рисунка.

В первой главе приводятся материалы по изучению состояния проблемы в области производительности тракторных агрегатов при реализции различных технологий. Дана оценка предыдущим исследованиям по данной проблеме. Сформулированы цель работы и положения, выносимые на защиту.

Во второй главе представлены основы прикладной теории оптимального управления тракторными агрегатами при отсутствии и наличии возмущений от неоднородности грунта по критерию полного использования мощности для пооперационной технологии разработки грунта.

Доказаны основные положения теории и обосновано протекание основных оптимальных технически реализуемых законов с учетом возмущений, при которых возможно полное использование мощности. Обосновано использование теории оптимального управления для полного использования мощности тракторных агрегатов и достижения максимальной производительности

В третьей главе рассмотрены вопросы определения параметров свободных колебаний и демпфирования колебаний в тракторной передаче методами передаточных функций и электромеханических аналогий. Проведено сравнение методов определения амплитудно-частотных характеристик в рабочем диапазоне скоростей.

Четвертая глава посвящена изложению прикладной теории квазиоптимального управления тракторными агрегатами при копании. В новой теории показана реализация новой технологии копания при постоянной глубине копания за счет управления мощностью по заданным законам, как при непрерывном, так и при дискретном управлении мощностью.

В пятой главе изложены результаты вычислительного эксперимента на основе теоретических положений, представленных в главах 2.3,4 по оптимальному и квазиоптимальному управлению; показана эффективность теоретических исследований для обоснования новых конкретных операционных технологий, получены конкретные технически реализуемые оптимальные законы управления, показана их связь с производительностью агрегатов.

В шестой главе рассмотрены вопросы технической реализации устройств для форсирования мощности на основе модернизации известных устройств на базе механических ВР, а описываются новые устройства управления мощностью на основе электронных средств топливоподачи и форсунок с двумя уровнями отверстий. Представлено устройство для реализации оптимальных законов при копании, реализующее принцип разделенных максимумов. Дано обоснование нового устройства для противоэрозионной обработки почвы и технико-экономическое обоснование исследований.

В приложениях дано описание технических устройств для реализации оптимальных законов по скорости и тяговому усилию, для реализации законов форсирования мощности на основе форсунок нового поколения, а также дано расчетное обоснование нового способа обработки почвы и устройство для его осуществления.

Работа выполнена на кафедре многоцелевых гусеничных машин и мобильных роботов МГТУ им. Баумана и на кафедре математики и информационных технологий Южно-Уральского института управления и экономики.

Выводы по главе 5

1 .Вычислительные эксперименты подтвердили адекватность ММ исследуемому объекту, её универсальность и возможность использования для решения задачи ОУТА одновременно при процессах с возмущениями и при отсутствии возмущений, а также для решения задачи КОУТА. Получены, при соблюдении заданного критерия Рдвс = const технически реализуемые законы по скорости, тяговому усилию, току Г-Д, напряжению силового генератора, которые дают возможность управления энергетическим режимом стабилизации мощности при копании. Получили подтверждение законы адекватности, а также доказанные аналитически положения об убывающей и асимптотически сходящейся скорости для оптимальных процессов при наличии и отсутствии возмущений. В ходе вычислительного эксперимента подтвержден ПРМ в качестве необходимого условия осуществимости оптимальных процессов.

На основе метода соединения-разделения движений определены новые информационные параметры для управления, например, ток передачи (для трактора с электромеханической трансмиссией).

2. На основе критерия минимального снижения максимальной производительности установлены взаимосвязи между производительностью и конечными условиями оптимальных процессов с целью технической реализации энергетического режима Рдвс = const.

3. Предложен режим управления тяговым к.п.д. при оптимальном процессе, который необходимо изменять от ??(V„m) = rj(Vmax) = 0,66 при Vum = \,9м/с до максимального т]тах(V) = 0,69 при V^ = 0,85м/с, а затем до j](VK0H) = 0,55 ПРИ К», =М5 м/с.

4.На основе полученных оптимальных закономерностей и энергетического режима Рдвс = const предложена оптимальная технология копания с двумя ключевыми операциями разгона и копания с расчетной производительностью

3 / n=540-w / при средней длине траншеи L = 60 м, а при силовом форсировании и увеличении мощности ДВС и веса агрегата на 25-30% с расчетной производительностью Я^'157 = 93 6м3/ч.

При этой технологии при соблюдении режима Рлвс = const необходимо реализовать после разгона агрегата до скорости Унач = 1,9 м/с на участке копания за время Г = 16 с убывающий закон изменения скорости (управляемый параметр) на участке копания от Унт = 1,9 м/с до Укон =0,45 м/с , убывающий закон изменения э.д.с. силового генератора от Есг= 600 В до £сг=325 В (управляющее воздействие), закон изменения глубины копания ( управляющее воздействие), возрастающий от h = 0,2 м при Укои = 1,9 м/с до максимума при заглублении hmax = 0,4м (Укт = 0,45м/с, t= Зс), а затем убывающей до Л = 0,15м при У кон = 0,45м/с и соответствующий закону изменения глубины копания закон изменения тягового усилия от (р = 0,2 в начале до (р = 0,9 в конце процесса (управляемый параметр).

5.Получены нелинейные законы изменения параметров свободных колебаний в тракторной передаче. Показано, что периоды свободных колебаний по скорости и моменту равны по величине и являются нелинейными функциями скорости ТА. На основе исследования демпфирующих свойств передачи МТА установлена взаимосвязь между частотой и амплитудой возмущений, в частности установлено, что компенсацию возмущений при копании нужо но вести в этом диапазоне частот а = 2--2,4- для технически реализуемого с с управления при копании при минимальном снижении мощности ДВС.

6. Для квазиоптимального управления МТА установлены закономерности изменения управляемых параметров и управляющих воздействий при непрерывном и дискретном изменении скорости на основе критерия производительности qonm(t) и технологического критерия h = const и соблюдения условия единственности решения и энергетического режима Рдвс = var.

Установлены технологические и энергетические взаимосвязи между оптимальным и квазиоптимальным управлением, выявлены их качественные различия: более медленное изменение управляющих параметров по скорости и тяговому усилию, более медленное изменение управляющих воздействий при квазиоптимальном управлении и оптимальной производительности, а также принципиальное различие энергетических процессов Рлвс = const и Ртс = var при оптимальном и квазиоптимальном управлении.

7. Предложена новая операционная технология копания, которая включает операции разгона агрегата до заданной скорости и копание с h = const при переменной убывающей скорости или копание с постоянной скоростью и h = const. При этой технологии необходимо разгонять агрегат до скорости V0 = \,9м/си при торможении и непрерывном изменении скорости до и увеличении тягового усилия от ср = 0,2 до (р = 0,9 в конце процесса осуществлять резание и перемещение фунта с постоянной глубиной Л = 0,15л<, мощность при этом достигает максимума на четвертой секунде процесса Р = 225 кВт и затем убывает до конца процесса; при дискретном управлении (вариант двухступенчатого управления) необходимо разгонять агрегат до скорости V = 1Дм/с, заглубляться на глубину hQ = 0,2 м, копать с постоянной глубиной в течение 4 с, изменяя мощность по возрастающему закону от Р = 140 до Р = 240кВт, затем копать со скоростью V = 0,75 м/с в течение 10 секунд с глубиной /% = 0,15л< и возрастающим законом изменения мощности от Р = 140 до Р = 240кВт.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕЖИМАМИ. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

В предыдущих главах речь шла о теоретических основах ОУТА и КО-УТА, которые предполагают управление энергетическими режимами, о законах управления мощностью ДВС, глубиной копания, скоростью и тяговым усилием, а также законах изменения электрических параметров при ОУТА и КОУТА.

Реализация оптимальных законов должна воплотиться в такие технические устройства, чтобы теоретические результаты преобразовались в такие технические устройства, которые бы могли закрепить преимущества оптимального управления. Отдельно стоит вопрос создания энергосберегающих энергетических режимов за счет новых конструкторских решений, например, при обработке почвы. Но и в этом случае форсирование мощности необходимо в силу резкого колебания плотности почвы и усилия резания.

Законы по скорости и тяговому усилию могут быть реализованы [263-266, 277-288]. В настоящее время отсутствуют технические устройства, которые бы позволяли изменять мощность сверх номинальной по определенному закону. Необходимо поэтому рассмотреть вопросы практической реализации заданных энергетических режимов на основе известных модернизированных технических средств, а также новых технических средств, предлагаемых в настоящей работе.

Необходимо также показать реализацию ПРМ и законов для ОУТА на основе комбинированных САУ. Множество технологий требуют стабилизации режима мощности, скоростного режима. Исследования [131] подтверждают факт, что МСТ не позволяет обеспечить загрузку в режиме максимальной мощности при изменении тяговой нагрузки. Использование мощности ДВС энергонасыщенных тракторов [131] планируется за счет увеличения сцепной массы, ширины захвата при агрегатировании, скоростей (до V=4-5 м/с) при повышенной мощности, хотя увеличение производительности происходит непропорционально росту мощности; часть мощности использовать на активных рабочих органах, отбирая её через ВОМ. Предлагается выпускать трактора разной энергонасыщенности в каждом тяговом классе. Как и в работах Тарасика В.П. [127,274], в работе [131] предлагается использование упругих демпфирующих звеньев, гидропередач; для правильного переключения передач ТА с МСТ предлагается прибор контроля загрузки. Вопрос полного использования мощности ДВС за счет его форсирования при наличии внешних возмущений различного характера в работе [131] не рассматривался. Связано это с тем, что до настоящего времени не было возможности форсировать мощность с помощью новых технических устройств. Форсирование ДВС посредством механического BP возможно в ограниченных пределах.

Поэтому целесообразно разработать такое техническое устройство, которое позволяло бы компенсировать потери мощности от действия возмущений, в том числе при изменении возмущений по производной. Поскольку оптимальное управление для пахоты осуществляется при V = const, то необходимо реализовать этот режим с максимально возможным приближением на основе устройств управления мощностью ДВС.

6.1. Устройства для форсажа с применением модернизированных технических устройств

1. Сначала рассмотрим вопрос технической реализации двух вариантов режима переменной мощности при кратковременном форсировании ДВС. Вопрос поддержания Рдвс= const (или средней мощности Рср = Рдвс= const) актуален и никогда не рассматривался как вопрос восполнения энергии ДВС до номинальной из-за потери мощности за счет возмущений.

Отличием режима форсажа ДВС от режима форсирования ДВС (длительный режим с более высокими параметрами) будем считать возможность кратковременно управлять мощностью ДВС (кратковременно увеличивать мощность пусть даже «скачком») в заданных габаритах двигателя. В форсированном ДВС за счет его конструктивных изменений, как и в любом другом нефорсированном ДВС, также возможен форсажный режим. Необходимо рассмотреть возможность реализации форсажных режимов для ДВС на основе традиционных технических устройств с минимальным объемом конструктивных изменений в двигателе, учитывая тот факт, что конструирование и внедрение новой топливной аппаратуры представляет собой значительные технические трудности и продолжительно по времени.

Применительно к тракторам приемлемость такой системы обусловлена возможностью осуществления кратковременного выхода дизеля на форсажный режим работы за счет увеличения цикловой подачи сверх той, которая обеспечена максимальным выходом рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД) по регуляторной характеристике, с пропорциональным повышением расхода воздуха для исключения дымления. Этому способствуют следующие факторы.

1. Геометрическими параметрами плунжерной пары ТНВД всегда обеспечивается резерв по производительности относительно максимальной цикловой подачи по регулировке применительно к характеристике дизеля. У тракторных модификаций этот резерв, как правило, выше по причине дефорсирования дизеля в сравнении с наиболее мощными модификациями. Поэтому необходимой добавки по расходу топлива для выхода на форсажный режим можно достичь с помощью штатного насоса путем доворо-та плунжера. Следует отметить, что возможен доворот плунжера по специальной программе. Техническое устройство при этом будет механическим (а не электронным), сложным, без возможности перенастройки, но появится возможность регулирования мощности в небольших пределах.

2. Подачей сжатого воздуха из ресивера в цилиндры двигателя при увеличенной цикловой подаче воздуха можно обеспечить необходимое по пределу дымления воздухоснабжение. Подачей сжатого воздуха можно решить проблему согласования во времени приростов расходов топлива и воздуха без применения электроники. Это особенно важно в условиях высокой динамичности и быстротечности процесса выхода дизеля на форсажный режим в ответ на резкое возрастание сопротивления на рабочем органе бульдозера, либо при изменении глубины и скорости копания по заданным оптимальным законам. При этом сжатый воздух в качестве рабочего тела может непосредственно осуществлять силовое воздействие на рейку ТНВД для ее перестановки в новое положение. Схема предлагаемой системы подачи топлива и воздуха на форсажном режиме представлена в приложении 2.

Недостатки предлагаемых модернизированных устройств

1. Недостатки связаны с использования всережимного регулятора ВР (глава 1). Это инерционность, перерегулирование, зависимость топливоподачи от оборотов коленчатого вала ДВС и связанный с этим перерасход топлива.

2. Ограниченный прирост мощности при форсировании.

3. Отсутствие возможностей реализации требуемых законов изменения мощности.

Эти недостатки не могут быть устранены при модернизации известных технических устройств.

Рассмотрим технические средства увеличения мощности, специально разработанные в исследовании. Таким устройством является форсунка с электроклапаном и двумя уровнями отверстий.

6.2 Форсунка нового поколения с электронным управлением

Предлагаемая форсунка [157, 250, 255, 262] с двумя рядами сопловых отверстий для впрыска и электрическим (электронным) управлением является форсункой нового поколения и базовым устройством для решения важнейших проблем управления мощностью ДВС по заданному закону и по производной от возмущения для тракторов, реализующих любые технологии. С её помощью можно решить проблемы форсирования мощности ДВС для различных типов машин, применяемых на разных технологиях (прил.З).

В устройстве реализован принцип двухступенчатого впрыскивания за счет сдвига во времени (фазовый сдвиг) между началами подач топлива через оба ряда отверстий. Нижний ряд отверстий открывается подъемом иглы при небольших давлениях и малых цикловых подачах. Так подается запальная порция топлива, которая воспламеняется к моменту открытия второй группы отверстий при движении поршня к ВМТ. При росте давления поднимается соосная игле втулка и открывается вторая группа отверстий. За счет второй группы отверстий резко увеличивается цикловая подача топлива при хорошем качестве распыливания. Форсунка управляется электроклапаном, регулируемая длительность открытия которого обеспечивает регулируемое количество впрыскиваемого топлива за время одного цикла.

Вторая группа отверстий может быть выбрана с большими проходными сечениями, чтобы обеспечить необходимый уровень форсирования за счет подачи достаточного количества топлива. Форсунка обеспечивает хорошее качество распыливания и сгорания в начале и конце цикловой подачи топлива, когда работает нижний ряд отверстий форсунки. Открытие второго ряда отверстий существенно снижает продолжительность впрыскивания без существенного повышения давления. Реализуется возможность больших цикловых подач, необходимых при форсировании. Для впрыскивания топлива через систему отверстий второго уровня вообще не требуется сверхвысоких давлений. Снижаются требования к топливной аппаратуре, снижается её цена. Форсунка [157,250,255, 262] может обеспечить малую длину факела, хорошее распыливание топлива, мягкое сгорание основной порции топлива, которое подается в цилиндр через группу отверстий второго уровня.

Последнее особенно важно в случае форсажа в течение 8-10 с, когда в цилиндр необходимо подавать дополнительное количество воздуха, чтобы обеспечить полное сгорание топлива. Таким образом, с точки зрения форсажа дизеля форсунка является наиболее приемлемой. Устройство описано в приложении 3.

6.3. Устройство для форсирования мощности по заданному закону и по производной от возмущения

Для реализации специальных энергетических режимов или законов управления мощностью при КОУТА было разработано устройство для управления мощностью ДВС в ТА нового поколения. Это устройство может быть использовано для реализации энергетических управляемых режимов при дискретных и непрерывных процессах КОУТА, для реализации энергетического режима стабилизации мощности, а также для осуществления принципа внешнего энергетического дополнения.

В основу его положено устройство [157,250,255]. Устройство включает форсунку нового поколения с двумя рядами отверстий и электромагнитным клапаном для управления, блок управления, блок для подачи воздуха (приложение 3).

Устройство имеет ряд преимуществ, которые гарантирует ему широкое применение в будущем.

1. Быстродействие. Управление топливоподачей может регулироваться в пределах одного термодинамического цикла в широком диапазоне.

2. Малая постоянная времени форсунки с электроклапаном, что позволяет работать устройству для форсажа ДВС в паре с малоинерционными или безинерционными датчиками, например, датчиком тока системы ГД.

3. Возможность реализации требуемого закона мощности форсирования и реализации вследствие этого принципа внешнего энергетического дополнения.

4. Высокая верхняя граница форсирования.

5. Возможность практической стабилизации номинального уровня мощности при заданных оборотах.

6. Возможность управления мощностью по производной от возмущения [127]. Это обстоятельство позволяет поддерживать постоянными обороты ТА при выполнении заданной технологии.

7. Принципиально новой является возможность реализации принципа внешнего (условно внешнего) энергетического дополнения, когда требуемая для управления РО мощность может быть создана за счет кратковременного форсирования ДВС тракторного агрегата.

Это позволяет реализовать новые технологические режимы и (или) технологические режимы с новым качеством, например: режим стабилизации мощности и скорости при пахоте или выполнении иной технологии, которые требуют стабилизации скорости ТА без снижения производительности. Между тем нет никаких сомнений в технической и технологической реализуемости устройства. Например, форсунки с электронным управлением и с одним уровнем отверстий для впрыска внедрены на миллионах автомобилей за рубежом (система СИ.). Описание устройства дано в приложении 4.

Устройства для форсирования мощности (приложение 4) может работать совместно с устройствами для реализации ряда оптимальных законов (приложение 5), поскольку и законы управления мощностью и законы управления другими оптимальными параметрами определятся одновременно при решении задач ОУТА и КОУТА.

Предлагаемое устройство и семейство таких устройств, которые будут разработаны, могут стать фундаментом для создания систем с искусственным интеллектом, которые жизненно необходимы для ТА, которые обладают огромной суммарной энергетической мощностью, с целью оптимального использования этой мощности.

6.4. Устройство для реализации законов оптимального управления

Предлагаемое устройство относится к разряду тех, которое можно отнести к технике нового поколения с новыми функциональными свойствами, позволяющим полно использовать мощность ДВС за счет реализации оптимальных законов.

Подробно САУ режимами ТА при копании рассмотрены в монографии [244]. Предлагаемое устройство представляет собой одно из таких устройств. Оно подходит для реализации законов и при ОУТА и при КОУТА. Предлагаемое устройство является прообразом кибернетических систем управления, которые могут быть созданы на его базе.

1.Устройство позволяет реализовать принцип разделенных максимумов, разогнать ТА для скорости, при которой скачок по глубине будет наименьший.

2. Устройство позволяет реализовать заданный закон глубины копания основным контуром управления, реализация которого необходима для достижения оптимальной производительности.

3. Устройство позволяет компенсировать возмущения от неоднородности грунта дополнительным контуром управления, что необходимо при ОУТА.Описание устройства дано в приложении 5. Устройство должно реали-зовываться совместно с устройством для управления мощностью.

Эта задача может быть решена в дальнейшем.

6.5. Энергосберегающий способ и устройство для обработки почвы

Предлагаемый способ является попыткой создания новой противоэрозийной энергосберегающей закрытой технологии обработки почвы на новой технической основе. При этом необходимо соблюдать тенденции по полному использованию мощности [131] с учетом отбора энергии на активные рабочие органы. Старый подход к управлению ДВС при реализации оптимальной зоны энергетических режимов обработки почвы предполагает использование запаса по моменту и, как следствие, широкий диапазон изменения частоты вращения ДВС от я0-соответствующего номинальному режиму мощности, до и, - соответствующего 0,79 N с учетом частичных режимов нагрузки [9496].

При этом в силу ограниченного значения мощности, развиваемого ДВС и необходимости её снижения с ростом момента, необходимо определять комплексную частотную характеристику по возмущению в виде *(/) = /3(/) - (¿(У) + £(/)) (/3(0 - задающее воздействие; £(/)- импульсный случайный процесс, отражающий пятнистые почвы; £(/)- нормальный случайный процесс, отражающий нормальные черноземные почвы).

Поэтому при почвообработке также необходимо использовать устройства нового поколения для управления мощностью.

На тяговые усилия при почвообработке [31,111] влияют межфазные взаимодействия на границе раздела фаз: твердое тело - жидкость или влажность почвы, скорость резания, угол постановки клина, глубина хода и ширина клина. До сих пор не разрешено противоречие между реальным снижением мощности и производительности за счет случайных факторов, влияющих на величину тягового усилия. Причина кроется в отсутствии технических устройств, которые бы позволяли компенсировать за счет управления падение мощности ДВС и производительности ТА.

Все устройства для обработки почвы осуществляются с помощью двухгранного или трехгранного клина [31, 111, 137]. Для тягового сопротивления клина^ = RXm + RXp + RXk , где: RXm = авКт; RXp = авКр; Rxk = авКк сопротивление на преодоление почвенного пласта при движении на клине, на разрушение пласта, на сообщение и изменение направления скорости пласта по клину; а - глубина хода; в - ширина клина.

Составляющие Rx = RXm + RXp + RXk растут по мере увеличения глубины хода и ширины клина. На тяговое сопротивление клина влияют случайные факторы: неровность поля, гетерогенность грунта. С помощью клина осуществляется срезание сорняков, разрушение (по возможности) пласта, придание пласту кинетической энергии. Слой почвы определенной глубины отделяется от нижележащего слоя. При этом разрушение слоя имеет неуправляемый характер или слабо управляемый характер. Размер комков регулировать практически невозможно. Разрушение осуществляется за счет давления верхнего пласта на клин и при взаимодействии пласта с клином, а также множественных взаимодействий комков почвы друг с другом. Существует ряд противоречий, которые не разрешаются при применении известных орудий, возможности совершенствования которых ограничены.

В этом можно убедиться на одном из самых распространенных орудии для противоэрозионной обработки почвы - плоскорезе. Общие недостатки плоскореза: при угле раствора лап меньше 90° подрезанный пласт плохо разрушается, что приводит к увеличению затрат при дальнейшем его крошении ротором. При угле раствора больше 100° на лезвиях лап накапливаются, растительные остатки, и лапы теряют устойчивость хода. При угле крошения лап менее 20° подрезанный пласт плохо разрушается, а при угле крошения более 35° резко увеличивается сопротивление почвы и энергоемкость. Поэтому хорошее качество рыхления определяется в основном оптимальной влажностью почвы и типом почвы. Процесс работы плоскореза энергоемкий, следовательно, низкопроизводительный. Повышенная энергоемкость процесса обусловлена тем, что не имеется возможности локально воздействовать с целью разрушения на отдельные комки почвы, а силовое воздействие оказывается на весь пласт. Поэтому невозможно гарантированное с малой энергоемкостью разрушение почвы с определенной влажностью до заданной структуры. В качестве попытки разрешить существующие противоречия предлагается новый способ и устройство для обработки почвы в качестве нового поколения орудий для обработки почвы, которые обладают качественно новыми функциональными свойствами, меньшей энерго - и материалоемкостью.

1. Предложено высокопроизводительное энергосберегающее устройство для обработки почвы при расчетном потреблении энергии \2-2АкВт на 1 м захвата, которое является орудием нового поколения.

2. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

3. В диссертационном исследовании решена проблема повышения производительности ТА на различных технологиях на основе новой научной методологии, адекватных математических методов оптимизации, новых технических устройств.

4. На основе установленных взаимосвязей между частотой и амплитудой возмущений показано, что компенсацию возмущений при копании нужно вести в диапазоне частот а = 2 2,4% для стабилизации энергетического режима Рдвс = const.

5. Для осуществления новой оптимальной технологии копания с Ятахпри Рдвс = const и h = var е устройства для управления МТА и его рабочиморганом с реализацией ПРМ и оптимальных законов копания, а также с компенсацией возмущений комбинированными САУ.

6. Абдрашитов Р.Т. Синтез оптимальных автоматических систем управления сельскохозяйственными технологическими процессами: Дис. д-ра техн. наук. -Оренбург, 1980.-411 с.

7. Автомобиль SAAB 9-5 нового поколения.//Автостроение за рубежом-2003. -№ 10.-С.6-10.

8. Алексеева Т.В., Ремизович О.В. Регулирование процесса копания бульдозера специальным гидроприводом.//Исследование и испытание дорожных и строительных машин. Сб. научн. тр.- Омск.: СибАДИ, 1972. вып.З. - С.17- 22.

9. Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберг JI.A. и др. Дорожные машины. 4.1. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение., 1972. - 428с.

10. Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройно-транспортных машин. Исследование и основы расчета. М.: Машиностроение, 1966. - 147 с.

11. Алексеев В.М., Тихомиров В.М., Фомин С.В. Оптимальное управление. М.: Наука, 1979.-432 с.

12. Александров Ю.В., ЦветковВ.К. Автоматизация рабочего процесса землеройно-транспортных машин. // Гидропривод и системы управления землеройно-транспортных машин. Омск.: СибАДИ ,1974. - Сборник 11. - Вып.50 - С.15 -22.

13. И.Александров Ю.В., Нарижный О.И., Цветков В.К. Математическая модель САР по оптимальному тяговому усилию на ЦВМ. // Гидропривод и системы управления землеройно транспортных машин: Сб. науч. тр. Сиб.АДИ. - Омск.: СибАДИ, 1976- Вып. 57. - С. 85-91.

14. Александров Ю.В., Амельченко В.Ф. Основы автоматики и автоматизации в дорожном строительстве. // Учебное пособие. 4.2. Омск:: Омская правда, 1977. - 176 с.

15. Амельченко В.Ф. Морозов В.Г. Оптимизация систем управления бульдозера ДЗ-113. // Сиб. автодор.ин-т-Омск.: СибАДИ, 1984. 44 с.

16. Амельченко В.Ф. Управление рабочим процессом землеройно-транспортных машин, Омск.: Западно-Сибирское изд-во, 1975. - 232 с.

17. Анго А. Математика для электрорадиоинженеров. М.: Наука, 1967.-779 с.

18. Андронов A.A. Теория колебаний. М.: Наука, 1981. - 568 с.

19. Андрианов В.М. Применение микропроцессоров в сельскохозяйственном производстве за рубежом. Обзор, информ. Госагропром СССР М.: АгроНИИТЭИИТО, 1988г. - 41 с. (Сер.: Обзоры по информ. обеспечению общесоюзных научно-техн. программ).

20. Антонов A.C. Теория гусеничного движителя-М.: Машгиз, 1949.-214 с.

21. Антошкевич B.C. Экономические проблемы развития сельхозмашиностроения. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1988. —№11. — С.13-16.

22. Аппаратура и средства автоматизации строительных машин. Проспект международной выставки: Строительные и дорожные машины и средстваUмеханизации строительно-монтажных работ СТРОИДОРМАШ 88. Экспозиция СССР М., 1988.- 7 с.

23. Аронов P.JI. Аппроксимирование кривой намагничивания. // Электричество. -1948.- №4- С.35^41.

24. Аронов P.JI. Оптимальное передаточное отношение при меняющемся моменте двигателя.// Электричество. 1948. - №2 - С.73-76.

25. Архангельский Б.П. Аналитическое выражение кривой намагничивания электрических машин. // Электричество-1950 №3. - С.30-32.

26. Багиров Д.Д., Златопольский A.B., Сысоев В.Н. Об оптимальной загрузке двигателей внутреннего сгорания строительных и дорожных машин. // Строительные и дорожные машины. 1967. - №7. - С. 26-28.

27. Байдак Н.Ф. Аналитическое выражение намагничивающего тока с учетом гистерезисной петли. // Электричество. 1938. - С. 64-66.

28. Баловнев В.И. Методы моделирования рабочих процессов дорожно-строительных машин. М.: Машиностроение, 1974. - 230 с.

29. Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Учебное пособие для вузов. Л.:Энергоиздат, 1982. - 392 с.

30. Белов А.И. Составление электрических схем, эквивалентных механическим колебательным системам. // Журнал технической физики. 1935. - т.5- вып. 9. -С. 1545-1551.

31. БледныхВ.В. Тяговое сопротивление рабочих органов почвообрабатывающих машин. // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов, научн. тр. ЧИМЭСХ.-Челябинск, 1990.-С. 10-16.

32. Бердников В.В. Прикладная теория гидравлических цепей. М.: Машиностроение, 1980. - 192 с.

33. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. М.: Физматгиз, 1962. -464 с.

34. Бессонов J1.A. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973.-752 с.

35. Богачев С.А., Хрящев.Ю.Е. Электрогидравлическая форсунка с двухпозиционным клапаном. // Известия вузов . Машиностроение. 2002. - № 2-3.- С. 61-75.

36. Богданов Е.И. Статические характеристики системы Леонарда с трехобмоточным генератором. // Вестник электропромышленности. 1947.— №9.-С. 18-23.

37. Бойчук JI.M. Оптимальные системы автоматического регулирования. Киев.: Наукова думка, 1965. - 82 с.

38. Бойчук JI.M. Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления. М.: Энергия, 1971. - 113 с.

39. Болтинский В.Н. Работа тракторного двигателя при неустановившейся нагрузке. М.: Сельхозиздат, 1949. - 213 с.

40. Брацлавский X.JI. Гидродинамические передачи строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1976. - 149 с.

41. Бузин Ю.М. Некоторые закономерности процесса копания грунта бульдозером (сообщение 1).// Известия вузов. Строительство и архитектура.1989.- №12.-С. 95-100.

42. Бузин Ю.М. Некоторые закономерности процесса копания грунта бульдозером, (сообщение 2).// Известия вузов. Строительство и архитектура.1990.-№2.-С. 122-127.

43. Бузин Ю.М. Критерии эффективности и оптимальности рабочего процесса землеройно- транспортной машины.// Строительные и дорожные машины. -2000.-№4.-С. 29-32.

44. Бузин Ю.М. Оптимизация процесса копания грунта бульдозером. // Строительные и дорожные машины. 1991. - №1.-С. 20-22.

45. Бузин Ю.М. Оценка энергетических возможностей землеройно- транспортной машины при копании грунта.// Известия вузов. Строительство.- 1991.- №12. С. 81-84.

46. Бузин Ю.М. Новый подход к оценке эффективности и оптимизации процесса разработки грунта землеройно-транспортной машины.// Известия вузов. Строительство. 2001. - № 1. - С. 80-84.

47. Бузин Ю.М. Системный подход основа анализа и синтеза рабочегно процесса землеройно- транспортной машины.// Строительные и дорожные машины. - 2002. - № 10. - С. 36-41.

48. Бузин Ю.М, Жулай В.А. Модели внешних силовых воздействий на землеройно- транспортную машину.// Строительные и дорожные машины. -2001-№ 10. С. 30-35.

49. Бычков В.П. Характеристики двигателя в системе Леонарда при трех обмотках возбуждения у генератора.// Электричество. 1948. - № 9. - С. 43 -46.

50. Важничий Ю.И. Производительность тракторного агрегата с многоступенчатой трансмиссией.// Горные, строительные и дорожные машины. Респ. межведомственный науч. техн. сб. Киев.: Техника, 1982.-Вып.ЗЗ. - С. 56-62.

51. Ванюрихин Г.И, Герасимов А.Н, Лучко C.B., Порфирьев Л.Ф. Основы автоматического управления. М.: Воениздат, 1972. - 328 с.

52. Варковастов Ю.В. Исследование экстремального регулирования процесса копания скреперными агрегатами: Автореферат дис. канд. техн. наук М., 1972. -20 с.

53. Васильев В. Системы впрыска топлива современных дизельных двигателей.// Автомобильный транспорт. -2002.- №2-С. 30-32.

54. Вольдек А.И. Электрические машины Л: Энергия, 1974. - 839 с.

55. Взоров Б.А, Адамович А. и др. Тракторные дизели. Справочник. М.: Машиностроение, 1981.- 535 с.

56. Воронов A.A. Теория автоматического управления. Ч 1. Теория линейных систем автоматического управления. М.: Высшая школа, 1977. - 303 с.

57. Воронов A.A. Теория автоматического управления. Ч 2. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления. -М.: Высшая школа, 1977.-288 с.

58. Воронов A.A. Основы теории автоматического управления. Ч 3- М. Энергия, 1979. 397 с.

59. Воронов A.A., Титов В.К, Новогранов Б.Н. Основы теории автоматического регулирования и управления. М.: Высшая школа, 1977 - 519 с.

60. Ворона Ю.С. Влияние взаимодействия движителя с грунтом на динамические явления в силовой передаче гусеничного трактора: Автореферат дис. канд. техн. наук. М., 1970. - 29 с.

61. Волков Д.П Трансмиссии строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1965.- 424 с.

62. Вейц В.Л., Мартыненко A.M. О дуальности механических цепей. // Машиноведение. 1969. - №2. - С. 3-12.

63. Ветров Ю.А. Учет вариации сопротивления грунтов резанию в расчетах и исследованиях рабочих органов землеройных машин. // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1960. -№ 4 - С.145-153.

64. Вулах Г.Я, Гойдо М.Х. Оптимальная траектория резания грунта бульдозером с учетом отбора мощности на гидропривод. // Автомобили, тракторы и двигатели. Сборник.научных трудов. Челябинский политехнический институт. Челябинск: ЧПИ, 1972.- № 103.-С. 18-26.

65. Вулах Г.Я, Коршунов Г.А, Шумаков Б.Д. Автоматическое управление процессом копания бульдозерного агрегата. // Гидропривод и гидроавтоматика в тракторостроении. М.: ЦНИИТЭИтракторсельсхозмаш,1976. - С. 21-25.

66. Вулах Г.Я, Коршунов Г.А. Определение информационных параметров систем управления землеройно-транспортными машинами. // 1-ый Всесоюзный съезд по теории мех-мов и машин. Тез. докл. Алма-Ата.: Наука, 1977. - С. 218-219.

67. Габбасов Р., Кириллов Ф.М. Основы динамического программирования. -Минск.: БГУ, 1975.-264 с.

68. Галюжин С.Д., Тарасик В.П. Требование к системам автоматического управления нагрузочными и скоростными режимами тракторов. // Могилев, машиностроит. ин-т., 1988. 55с- Деп. в ЦНИИТЭИтракторосельсхозмаше 20.05.88.-№991.-тс.88.

69. Гельфенбейн С.П. Основы автоматизации сельскохозяйственных агрегатов-М.: Колос, 1975.-383 с.

70. Гельфенбейн С.П., Волчанов B.J1. Электроника и автоматика в мобильных сельхозмашинах. М.: Агропромиздат.,1986. - 284 с.

71. Гейлер Л.Б. Оптимальное передаточное число и мощность двигателя. // Электричество. 1955.-№ 12. - С.59-61.

72. Гейлер Л.Б. К автореферату Р.Л. Аронова. Оптимальное передаточное отношение при меняющемся моменте двигателей. // Электричество. 1948. - № 9. -С. 63-64.

73. Геращенко Е.И., Геращенко С.М Метод разделения движений и оптимизация нелинейных систем. -М.: Наука, 1975 296 с.

74. Гинзбург Ю.В., Дурановский В.И., Ирисов Р.И., Худякова В.Н Промышленный трактор с двигателем постоянной мощности. // Повышение технического уровня тракторов путём применения двигателей постоянной мощности. М.: ЦНИИТЭИ тракторосельмаш, 1979.-С. 15-20.

75. Гинзбург Ю.В, Каменский В.А. О выборе тягово-скоростных параметров промышленных тракторов общего назначения. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1983. - № 4. - С. 7-9.

76. Гинзбург Ю.В., Швед А.И., Парфенов А.П. Промышленные тракторы. М.: Машиностроение. - 1986. - 296с.

77. Гольдфарб Л.С, Балтрушевич А.В, Круг Г.К., Нетушил A.B., Пастернак Е.Б. Теория автоматического управления. 41. М.: Высшая школа, 1968. - 424 с.

78. Горбатов. А.А, Рудашевский Е.И. Акустические методы и средства измерения расстояний в воздушной среде. М.: Энергия, 1973. - 144 с.

79. Горохов В. Г. Методологический анализ научно-технических дисциплин. М.: Высшая школа, 1984. - 112 с.

80. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.2. М.: Колос, 1965. - 459 с.

81. ГОСТ 10792-75.Бульдозеры гусеничные общего назначения. Правила приёмки и методы испытаний. -М.: Изд-во стандартов, 1975.

82. Грехов Л.В., Габитов И.И, Неговора A.B.Аккумуляторная топливная система с электрогидроуправляемой форсункой. // Тракторы и сельскохозяйственные машины-2001.-№ 7.-С14-16.

83. ГОСТ23729-79.Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки специализированных машин. М.: Изд-во стандартов, 1979. 10 с.

84. Дабагян A.B. Оптимальное проектирование машин и сложных устройств-М.: Машиностроение, 1979 г. 280 с.

85. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых двигателей. Ред. Орлин А.С и Круглов М.С. -М.: Машиностроение., 1990. 288с.

86. Деревянко С.Н., Емельянов В.П. О выборе некоторых скоростных параметров систем гидропривода бульдозеров. // В кн. Горные, строительные и дорожные машины. Киев.:Техника, 1973. - С. 67-72.

87. Деревянко С.Н. Автоматическое регулирование процесса копания грунта бульдозерами и скреперами. Харьков.: Изд-во Харьковского университета, 1963 -36 с.93 .Дизельные легковые автомобили в США? // Автостроение за рубежом. -2004.-№2.- С. 21-22.

88. Добролюбов И.П, Утенков Г.Л, Чекрыга A.M. Системы автоматического управления режимами работы энергонасыщенных МТА. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998.-№2.-С. 30-32.

89. Добролюбов И.П., Утенков Г.Л. Оптимизация характеристик САУР почвообрабатывающего агрегата.// Тракторы и сельскохозяйственные машины.2001.- №4.- С. 37-39.

90. Добролюбов И.П. Автоматическое регулирование рабочей зоны в адаптивной системе управления МТА.// Тракторы и сельскохозяйственные машины.2002.-№7.-С.17- 20.

91. Дорменев С.И., Банник А.П., Коваль И.А., Моргулис Ю. Б. Тракторные моторно-трансмиссионные установки с двигателями постоянной мощности. М.: Машиностроение, 1987. - 184 с.

92. Дружинский И.А. Механические цепи М.: Машиностроение, 1977. - 238 с. ЮО.Ерофеев A.A. Автоматизированные системы управления строительными машинами. - Л.: Машиностроение., 1977. - 224 с.

93. Ивахненко А.Г. Кибернетические системы с комбинированным управлением. Киев.: Техника, 1966. - 512 с.

94. Израилович М. Я. Управление периодическими режимами механических систем с учетом динамики двигателя. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2000 - № 5. - С. 94-101.

95. Исаков П.П., Кавьяров И.С., Болыпухин B.C. и др. Трактор ДЭТ-250 и его модификации.- М.: Машиностроение, 1975. 424 с.

96. Кавьяров И.С., Кузнецов И.И., Позин Б.М. О применении экспериментально-статистических методов к исследованию тяговых свойств трактора. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1974. - С. 17-18.

97. Капов С.Н Механико-технологические основы разработки энергосберегающих почвообрабатывающих машин. Дисс. докт. техн. наук Челябинск, 1999.-355с.

98. Кавунов В.В. Исследование характеристики нагружения трансмиссии машинами. // Строительные и дорожные машины. 1998. -№ 2. - С. 19-20 и 2527.

99. ПЗ.Кавунов В.В. Исследование тяговой характеристики колесного промышленного гусеничного трактора с гидромеханической трансмиссией в бульдозерном агрегате Канд диссертация, М 1976. 219с.

100. Н.Климов. Ю.М. Геометрическое моделирование и многокритериальная оптимизация процессов строительного производства. // Учебное пособие. 41. Челябинский политехнический институт имени ленинского комсомола. -Челябинск.: ЧПИ, 1988. 64 с.

101. И5.Княжев Ю.М. Основы оптимального управления энергетическими процессами землеройно-транспортных машин М.: ВИНИТИ, 1990. - 239с. -деп. в ВИНИТИ 23.04.90. -№26. с.д.90

102. Пб.Коденко М.Н, Лебедев А.Т. Автоматизация тракторных агрегатов. М.: Машиностроение, 1969. - 196 с.

103. Корн Г, Корн. Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984.- 831 с.

104. Костенко М.П, Пиотровский Л.М. Электрические машины.Ч.1 М-Л.: Госэнергоиздат, 1958.- 462 с.

105. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. -Л.: Стройиздат,1959. 239 с.

106. Красовский H.H. Некоторые задачи теории устойчивости движения. М.: Физматгиз,1959. - 211 с.

107. Крохотин. Ю.М. Аккумуляторные топливные системы дизеля. Некоторые способы улучшения процесса топливоподачи. // Автомобильная промышленность. -2001- № 11-С. 12-14.

108. Крутько П.Д., Осипов П.А. Терминальное управление движением транспортных систем мобильных роботов. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2000-№ 4.- С.75-81.

109. Крутько П.Д. Новый метод синтеза алгоритмов управления автоматических систем. Одномерные модели. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2000.-№ 5.- С.118-129.

110. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. 5-ое изд. перераб. и доп . М : Машиностроение., 1989. -416 с.

111. Ксеневич И.П.,Тарасик В.П.Системы автоматического управления ступенчатыми трансмиссиями тракторов. М.: Машиностроение, 1979. - 204 с.

112. Ксендзов В.А. О динамике почвообрабатывающих машин с последействием. // Тракторы и сельхозмашины. 1977. - № 9 - С. 11-17.

113. Кузнецов Е.В.Модель перспективной аккумуляторной системы подачи топлива в дизель.//Автомобильная промышленность. -2001 -№4 С. 14-16.

114. Кутьков Г.М. Тяговая динамика тракторов. М.: Машиностроение, 1980. -215 с.

115. Кычев В.Н.Повышение производительности машинно-тракторного парка на основе эффективного исследования установленной мощности двигателей энергонасыщенных тракторов. Дисс. Докт. техн. Наук. Челябинск, 1997—328с.

116. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Механика. М.: Наука,1965. - 204 с.

117. Лебедев С.П., Черепанов Б.Е. Экономичное регулирование электрической трансмиссии трактора. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. -1961. № 4. - С. 7-9.

118. Лебедев С.П. Электропередачи в самоходных машинах. Свердловск.: Машиностроение. -1961.-224 с.

119. Лукьянов A.B. Снижение нагруженности гидромеханической трансмиссии промышленного трактора на режимах включения фрикционных механизмов: Дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1986.-223 с.

120. Любимов А.И., Рахимов Р.С, Рахимов З.С.Эффективность плоскорезов -щелевателей.-Земледелие№6.-С56-58.

121. Магарилло Б. Л., Позин Б. М., Макаров П.М. О зависимости буксования от удельной силы тяги трактора. // Вопросы конструирования исследования тракторов и тракторных двигателей. Челябинск. : Южно-Уральское книжное изд., 1973. - Вып.2. - С. 15-20.

122. Магарилло Б.Л., Позин Б.М. Рациональные пути реализации мощности, промышленных тракторов.// Вопросы конструирования и исследования тракторов и тракторных двигателей. Челябинск.: Юж-Ур-кое кн-ое изд-во,1977. - С. 3-9.

123. Магнус К. Колебания. М.: Мир, 1982. - 303 с.

124. Маркова Е.В., Лисенков А.Н. Планирование эксперимента в условиях неоднородностей. М.: Наука, 1973. - 219 с.

125. Марков В.А., Сиротин Е.А., Павлов В.А. Топливная аппаратура дизелей. // Грузовик. & -2001/- №7.-С. 16-24.

126. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей М.: Высшая школа, I966.-352 с.

127. Методика расчета технической производительности промышленных тракторов в агрегате с бульдозером погрузчиком и скрепером. // Руководящий технический материал. РТМ 23.1.5 -79. М.: НАТИ, 1980. - 55 с.

128. Методические рекомендации по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве. // В.А Токарев, В.Н Братушков, М.М. Севернее М.: ВИМ, 1989. 59с.

129. Мигулин В.В, Медведев В.И, Мустель Е.Р, Парыгин. В.Н. Основы теории колебаний. М : Наука, 1978. - 392 с.

130. Мининзон В.И. О номинальном тяговом усилии сельскохозяйственных тракторов./УМеханизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1965.-№ 5.-С. 1-5.

131. Милях А.Н, Шидловский А.К. Принцип взаимности и обратимость явлений в электротехнике. Киев.: Наукова думка, 1967. - 317 с.

132. МоисеевН.Н.Элементытеории оптимальных систем-М.: Наука,1975 -520 с.

133. Моисеев Н. Н. Асимптотические методы нелинейной механики М.: Наука, 1981.- 400 с.

134. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1971. -240 с.

135. Петров Ю.П. Оптимальное управление движением транспортных средств. -Д.: Энергия, 1969.-96 с.

136. Петров. Б.Н, Соколов. Н. И, Липатов. А. В, Носов. Л.А. и др. Системы автоматического управления объектами с переменными параметрами. М : Машиностроение, 1986.-256 с

137. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н., Сергеев В.М. Новый способ топливоподачи дизеля.// Механизация строительства. 2005. - №1.- С. 10-13.

138. Погуляев Ю.Д. Об оптимальном управлении электродвигателем постоянного тока. // Вопросы электрификации сельского хозяйства. Труды ЧИМЭСХ. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1975.- Вып. 112 - С.30 - 34.

139. Погуляев Ю.Д., Скорняков О.Ф. Аналитическое выражение нагрузочных характеристик электрических машин. // Вопросы электрификации сельского хозяйства. Труды ЧИМЭСХ.- Челябинск: ЧИМЭСХ, 1976. Вып. 112 - С. 34-39

140. Погуляев Ю.Д., Борщ.О.Г. Исследование системы генератор-двигатель с использованием методов оптимального управления. // Министерство сельского хозяйства РФ. Вестник ЧГАУ.- Челябинск: ЧГАУ, 2004. Т.411. С. 118-127

141. Погуляев Ю.Д. К аналитическому определению электромагнитных потерь в электротрансмиссии тракторов ДЭТ-250. // Труды ЧИМЭСХ. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1977. - Вып. 127 - С. 23-28.

142. Погуляев Ю.Д. Мощностной баланс и тяговый КПД дизель-электрического трактора ДЭТ-250. // Труды ЧИМЭСХ. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1977.- Вып. 127. -С. 17-22.

143. Погуляев Ю.Д Оптимизация процесса копания и возможности его автоматизации. // Охрана труда в сельскохозяйственном производстве. Труды ЧИМЭСХ. Челябинск.: ЧИМЭСХ, 1979.- Вып. 155.-С. 64-70.

144. Погуляев Ю.Д. Эргономическая оценка устройства для автоматического выглубления рабочего органа землеройного тракторного агрегата на базетрактора ДЭТ-250. // Охрана труда в сельском хозяйстве. Труды ЧИМЭСХ -Челябинск.: ЧИМЭСХ, 1979.-Вып. 155.- С.70-75.

145. Погуляев Ю.Д., Лебедев С.П. К вопросу о компенсации помех по тяговому усилию в землеройных тракторных агрегатах Труды ЧИМЭСХ. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1980.- Вып. 165.- С. 14-19

146. Погуляев Ю.Д Исследование по оптимизации производительности землеройного тракторного агрегата с электротрансмиссией на мелиоративных работах (на примере трактора ДЭТ-250):. Автореф.диссертации канд. техн. наук. -Челябинск, 1980.-21 с.

147. Погуляев Ю.Д. Исследование по оптимизации производительности землеройного тракторного агрегата с электротрансмиссией на мелиоративных работах (на примере трактора ДЭТ-250): Диссертация канд. техн. наук. -Челябинск, 1980. 289 с.

148. Погуляев Ю.Д. Оптимизация режимов управления тракторным агрегатом на мелиоративных работах.// Улучшение тягово-динамических качеств сельскохозяйственных тракторов в условиях эксплуатации. Сб. научн. трудов Челябинск.: ЧИМЭСХ, 1982. С.35^13.

149. Погуляев Ю. Д., Погуляев А. Д., Борщ О. Г. Новая тяговая динамика и метод разделения движений. // Поиск. Научный журнал министерства образования, культуры и здравоохранения Республики Казахстан. -Алматы, 1998 № 4.-С. 175-186.

150. Погуляев Ю.Д, Борщ О.Г., Заяк А.Т. Новый метод разделения движений.// Вестник ЧГАУ. Том. 25. Челябинск: ЧГАУ, 1998. - С. 75-86.

151. Погуляев Ю.Д. О доказательстве выпуклости кривой тягового кпд тракторного агрегата. // Неоднородные конструкции. Труды Уральского семинара. Екатеринбург: УрО РАН., 1998. - С. 89 - 97.

152. Погуляев Ю.Д., Борщ О.Г. Моделирование характеристик грунтов при нестационарных процессах копания. // Неоднородные конструкции. Труды Уральского семинара. Екатеринбург: УрО РАН., 1998. - С. 98 - 103.

153. Погуляев Ю. Д. Компьютерное моделирование испытаний бульдозеров. // Научный сборник ЧВТКУ. Челябинск.: ЧВТКУ, 1998. - Вып.1.- С. 69-73.

154. Погуляев Ю.Д. Мощность на резание и транспортировку грунта при возмущенных и невозмущенных процессах. // Научный сборник ЧВТКУ. -Челябинск.: ЧВТКУ, 1998. Вып.1. - С. 73-76.

155. Погуляев Ю.Д. Определение времени окончания процесса копания.// Научный сборник ЧВТКУ. Челябинск.: ЧВТКУ, 1998.- Вып.1.- С. 76-78.

156. Погуляев Ю.Д. Определение начальных условий процесса копания. // Научный сборник ЧВТКУ. Челябинск.: ЧВТКУ, 1998.-Вып.1.- С. 78-82.

157. Погуляев Ю.Д. Оптимальное проектирование некоторых параметров бульдозера. // Научный сборник ЧВТКУ. Челябинск: ЧВТКУ, 1998. - Вып.1-С. 82-85.

158. Погуляев Ю.Д. Принципы согласования характеристик подсистем в тракторном агрегате. //Научный сборник ЧВТКУ. Челябинск.: ЧВТКУ, 1998-Вып.1- С.85-90.

159. Погуляев Ю.Д. Реализация оптимального передаточного числа механической части трансмиссии. // Научный сборник ЧВТКУ. Челябинск.: ЧВТКУ, 1998. -Вып.1- С. 90-93.

160. Погуляев Ю.Д., Борщ О.Г., Заяк А.Т. Определение крутильной податливости в блоке преобразования энергии. // Научный сборник ЧВТКУ.- Челябинск.: ЧВТКУ, 1998-Вып. 1 С. 99-109.

161. Погуляев Ю.Д. Мощностной ряд на основе трактора ДЭТ-250. // Научный сборник ЧВТКУ. Вып.1- Челябинск: ЧВТКУ, 1998. Вып.1- С. 109-113.

162. Погуляев Ю.Д., Левченко Н.В. О декременте затухания свободных колебаний. // В кн. Современные проблемы хозяйствования на железнодорожном транспорте. Материалы научно-технической конференции. Челябинск.: УрГАПС-ЧИПС., 1998,- С. 167-171.

163. Погуляев Ю.Д., Маркина Н.В., Борщ О.Г. Крутильная податливость как обобщенный параметр подсистемы. // Неоднородные конструкции. Труды Уральского семинара. Екатеринбург.: Ур О. РАН, 1999. - С. 82-84.

164. Погуляев Ю.Д. О двух методах исследования защитных свойств тракторной передачи. // Неоднородные конструкции. Труды Уральского семинара.- Екатеринбург.: Ур О РАН, 1999. С. 94-107.

165. Погуляев Ю.Д. Об энергетическом подходе к оптимальному проектированию. // 18-ая Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. Тезисы докладов. Миасс.: МНУЦ,1999. С. 145.

166. Погуляев Ю.Д., Маркина Н.В., Борщ О.Г. Определение технической реализуемости нестационарных процессов копания. // 18-ая Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. Тезисы докладов. Миасс.: МНУЦ,1999. -С.146.

167. Погуляев Ю.Д., Маркина Н.В., Борщ О. Г. Расчет параметров свободных колебаний в электромеханических цепях. // 18-ая Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. Тезисы докладов. Миасс.: МНУЦ, 1999.-С. 146.

168. Погуляев Ю.Д. Определение параметров свободных колебаний в механической цепи. // Руководящие технические материалы. Челябинск.: ЮжноУральский государственный университет, 1999. - Вып.9 - С.108- 118.

169. Погуляев Ю.Д. Защитные свойства передачи и эффективность ДВС. // В кн. Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин. Материалы международной научно-технической конференции. Тезисы докладов.- Челябинск: ЧВАИД999.-С. 36.

170. Погуляев Ю. Д., Борщ О.Г., Маркина Н.В. Производительность бульдозера, её экономическая оценка. Научный сборник ЧТИ Челябинск.: ЧТИ, 1999. -Вып.2. - С. 82-88.

171. Погуляев Ю.Д., Маркина Н.В. Компенсация возмущений по тяговому усилию изменением угла резания. Научный сборник ЧТИ Челябинск.: ЧТИ, 1999- . Вып.2.-С. 89-95.

172. Погуляев Ю.Д. Новые методы управления тракторным агрегатом / Механизация строительства-2002 №11- с. 19-24

173. Погуляев Ю.Д. Тяговый кпд при оптимальном управлении тракторным агрегатом. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2000. - № 2. - С. 1316.

174. Погуляев Ю. Д. Определение оптимального размера отвала бульдозера. // Механизация строительства. 2000.- № 1- С. 16-17.

175. Погуляев Ю.Д. Об энергетических составляющих процесса копания грунта бульдозером. // Механизация строительства. 1999 . - № 12. - С.15-18. .

176. Погуляев Ю.Д. Об осуществимости нестационарных процессов копания. // Вестник машиностроения. 2000. - №. 1. - С.28-33 .

177. Погуляев Ю.Д, Борщ О.Г. Классификация оптимальных процессов копания. // Вестник машиностроения. 2000. - №.3. - С. 27-30.

178. Погуляев Ю.Д, Погуляев А. Д. Новая тяговая динамика тракторных агрегатов. // Казахский государственный аграрный университет. Научный журнал. Исследования, результаты. Алматы, 1999. - № 5. - С. 175-179.

179. Погуляев Ю.Д. Нелинейное моделирование параметров сопротивления грунта резанию и перемещению. // Механизация строительства. 2001- № 5-С.13-16.

180. Погуляев Ю.Д, Лебедев С.П. О кибернетическом подходе к управлению землеройным тракторным агрегатам с электротрансмиссией. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1979. Вып. 154,ч.П - С.21-25.

181. Погуляев Ю.Д. Кибернетический подход к управлению тракторными агрегатами. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2001- № 12 - С. 2629.

182. Погуляев Ю.Д. К критике концепции оптимизации тяговой характеристики. Кибернетический подход к управлению тракторными агрегатами. // Механизация строительства. 2002 - № 1 - С. 13-17.

183. Погуляев Ю.Д К критике оптимизации тяговой характеристики. // Совершенствование работы железнодорожного транспорта. Сборник научных трудов сотрудников ЧИПС. Часть 2 Челябинск: ЧИПС, 2001. Часть 2 - С. 94106.

184. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С, Маркина Н.В. Оптимальное управление тракторным агрегатом при разгоне.// Наука и технологии. Серия «Прикладные исследования» М.: РАН, 2001. - С.137-141.

185. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С, Маркина Н.В Дискретное управление н.с. при разгоне. // Наука и технологии. Серия «Прикладные исследования» -М.: РАН, 2001.- С. 141-144.

186. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С., Маркина Н.В. Энергетический метод исследования нелинейных электромеханических цепей. Наука и технологии. Серия «Прикладные исследования»-М.: РАН, 2001 -С. 145-151.

187. Погуляев Ю.Д. Энергетический метод исследования нелинейных электромеханических цепей. // Электричество. 2000. - № 11. - С. 65-68.

188. Погуляев Ю.Д. Критика одного метода повышения эффективности ДВС. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2002. - № 1. - С. 27-31.

189. Погуляев Ю.Д. Выбор критериев оптимизации при управлении тракторными агрегатами. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2002.- №2. -С. 10-14.

190. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С, Борщ О.Г. О необходимых и достаточных условиях энергетической формы инвариантности. // 22-Российская школа попроблемам науки и технологий. Тезисы докладов. Миасс: МНУЦ, 2002. -С. 43.

191. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С., Борщ О.Г. Об улучшении динамики компенсации возмущений в условиях априорной неопределенности. // 22-Российская школа по проблемам науки и технологий. Тезисы докладов. -Миасс: МНУЦ, 2002. С. 45.

192. Погуляев Ю.Д. О реализации переменного передаточного числа 22-Российская школа по проблемам науки и технологий. Тезисы докладов. -Миасс: МНУЦ, 2002. С. 44.

193. Погуляев Ю.Д. О новой форме энергетической множественной инвариантности. // 22-Российская школа по проблемам науки и технологий. Тезисы докладов. Миасс: МНУЦ, 2002. - С. 42.

194. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С. Оптимальное управление тракторным агрегатом при отсутствии возмущений. // Тракторы и сельскохозяйственные машины.-2002.-№5.-с. 15-18

195. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С, Сергеев В.М, Борщ О.Г. Оптимальное управление тракторным агрегатом при возмущениях.// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2002. - № 6. - С. 22-24.

196. Погуляев Ю.Д., Сергеев В.М. Форсаж дизелей землеройных тракторных агрегатов. // Механизация строительства. 2002 - № 6. - С. 19-22.

197. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С, Сергеев В.М., Борщ О.Г. Энергетический метод соединения разделения движений. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2002.- №7. - С. 20-23.

198. Погуляев Ю.Д. Сравнение двух методов исследования нелинейных электромеханических цепей. // Тракторы и сельскохозяйственные машины-2002.-№ 8.-С.12-16.

199. Погуляев Ю.Д, Николашин С.С, Борщ О.Г. Силовое форсирование. Результаты математического моделирования. // Наука и технологии. Серия:

200. Прикладные исследования. Труды XXII Российской школы. М.: РАН., 2002. -С.258-264.

201. Погуляев.Ю.Д, Борщ О.Г. Скоростное форсирование тракторного агрегата изменением мощности. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования Труды XXII Российской школы.-М.: РАН, 2002.-С. 246-249.

202. Погуляев Ю.Д. Скоростное форсирование при неоптимальных заданных законах скорости. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования Труды XXII Российской школы.-М: РАН, 2002. С. 244 - 246.

203. Погуляев Ю.Д. Силовое форсирование при изменении веса и компенсации потерь преобразования. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования Труды XXII Российской школы. М : РАН, 2002. - С. 249- 252.

204. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С, Борщ О.Г. Силовое форсирование при изменении мощности ДВС и веса тракторного агрегата. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования Труды XXII Российской школы. М. : РАН, 2002. - С. 256-258.

205. Погуляев Ю.Д., Николашин С.С. Силовое форсирование тракторного агрегата за счет увеличения веса агрегата. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования. Труды XXII Российской школы. М: РАН, 2002. -С. 252-256.

206. ПогуляевЮ.Д., Борщ.О.Г., Николашин С.С. К вопросу о компьютерном моделировании испытании бульдозеров. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. Алма-ата: Бастау, 2002. - № 11. - С. 57-61.

207. Погуляев Ю.Д, Борщ О.Г, Николашин С.С. Согласование характеристик подсистем в тракторном агрегате.// Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. Алма-ата: Бастау, 2002. - № 10. - С. 59-62.

208. Погуляев Ю.Д. Закон адекватности при оптимальном управлении. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования. Труды XXII Российской школы. М.: РАН, 2002. - С. 222-230.

209. Погуляев Ю.Д. О новом подходе к исследованию системы генератор-двигатель. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования. Труды XXII Российской школы М.: РАН., 2002.- С. 230-237.

210. Погуляев Ю.Д. Особенности управления силовым генератором при форсировании. Определение некоторых оптимальных параметров. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования. Труды XXII Российской школы. -М.: РАН, 2002.- С.237-244.

211. Погуляев Ю.Д. К вопросу о статической и динамической податливости. // Наука и технологии. Серия: Прикладные исследования. Труды XXII Российской школы. М.: РАН, 2002 - С.212-222.

212. Погуляев Ю.Д., Николашин. С.С., Борщ О.Г. Методология исследования производительности тракторного агрегата. // Механизация строительства. 2003. -№ 3. - С. 20-25.

213. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Об оптимальных вертикальных скоростях и ускорениях при работе тракторного агрегата. // Известия вузов. Строительство. 2003 - № 11. - С. 102-107

214. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Определение конечных условий оптимального процесса копания. // Известия вузов. Строительство. 2003. - № 12.-С. 95-100

215. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Определение начальных условий процесса копания. // Известия вузов. Строительство. 2004. - № 1. - С. 93-98.

216. Погуляев Ю.Д, Наумов В.Н. Оптимальное управление мобильными агрегатами. Монография. // Российская академия наук. Ур.О РАН. ВАК РФ . Межрегиональный Совет по науке и технологиям. Институт управления и экономики. Екатеринбург, 2004 . - 265 с.

217. Погуляев Ю.Д. Системный подход к исследованию производительности землеройных тракторных агрегатов.//Рукопись деп. в ВИНИТИ 13.04.2004, -№611-В2004 . -43 .с.

218. Погуляев Ю.Д . Оптимальное управление землеройными тракторными агрегатами.//Рукопись деп. в ВИНИТИ 13.04.2004,- №612-В2004 -264с.

219. Погуляев Ю.Д., Борщ О.Г. Реализация оптимальных законов при копании. // Рукопись деп. в ВИНИТИ 13.04. 2004. -№ 613-В 2004.- 144 с.

220. Погуляев Ю.Д. О декременте свободных колебаний. // Механизация строительства. 2004 - № 3 - С. 13-15

221. Погуляев. Ю.Д. Аналитическое представление буксования и потерь на буксование в функции скорости тракторного агрегата. // Механизация строительства. 2004 - № 6 - С.13 -15.

222. Погуляев Ю.Д, Наумов В.Н., Сергеев В.М. Устройство для регулирования топливоподачи дизеля.//Рукопись деп. в ВИНИТИ 18.08.04. -№1413 В2004.-17 с.

223. Погуляев Ю.Д. Оптимальное управление тракторным агрегатом. Алгоритм решения обратной задачи. // Рукопись деп. в ВИНИТИ. 18.08. 04. № .1414-В2004.65с.

224. Погуляев Ю.Д Оптимальное управление мощным трактором и сравнительные исследования электромеханических передач. Отчет НИР. ЧИМЭСХ. Руководитель работы Лебедев С.П. № ГР Б770552.Челябинск, 1978. 176с.

225. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н., Сергеев В.М., Сарыч Е.Б. Регулирование системы топливоподачи.//Известия академии инженерных наук им. Прохорова A.M. Т.8. Москва- Нижний Новгород 2004 «Транспортно-технические машины и комплексы» с.37-44.

226. Погуляев Ю.Д., Семушина Е.И. Свойства кривых к.п.д. и электромагнитных потерь двигателей постоянного тока.//Механизация строительства- 2005-№ 7 -С. 21-23.

227. Позин Б. М. Совершенствование параметров промышленных гусеничных тракторов: Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. М, 1991. - 62 с.

228. Позин Б.М. Основы теории тяговой характеристики промышленного трактора. Челябинск: Челяб. политехи, ин-т.,1985. 150 е.- Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельмаше. - №. 624 - тс—85

229. Покровский. Г. П., Белов. Е.А. и др. Электронное управление автомобильными двигателями. М.: Машиностроение., 1994. - 336 с.

230. Попов Е. П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. М.: Наука., 1973. - 584 с.

231. Попов В.Н. Пути повышения эффективности использования мощности двигателей гусеничных тракторов в сельском хозяйстве : Автореф. дис. докт. техн. наук. Челябинск., 1974 - 49 с.

232. Сергеев В.М. Новый способ впрыскивания топлива в форсированных дизелях.//Автомобильная промышленность.- 1998-№ 1-С. 13-15.

233. Способ управления рабочим органом землеройно-транспортной машины и устройство для его осуществления. Патент РФ № 1131981. / Погуляев Ю.Д. №3554796; Заявл. 21.02.83; Опубл.21.09.97. Бюл. № 3. 12 с.

234. Система программного управления отвалом бульдозера A.c. 1067880. СССР./ ПогуляевЮ.Д.№2957713;. Заявл. 27.05.80; Опубл. 29.01.88. Бюл. №4. Юс.

235. Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания. Патент РФ 2072434./ Ю.Д. Погуляев, А. Д. Погуляев № 5048456; Заявл. 06.05.92; 0публ.27.01 97; Бюл. № 3 . 12 с.

236. Слободин В. Я. Оптимизация отношения скоростей движения рабочего органа бульдозера в продольно-вертикальной плоскости (на примере бульдозера ДЗ-130). Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1983. 23 с.

237. Стрельбицкий М.В. Моделирование нестационарных динамических режимов управления дорожно-строительными машинами. // Строительные и дорожные машины. 2002. - № 6 - С. 44-47.

238. Тарасов В. Н. Динамика систем управления рабочими процессами землеройно-транспортных машин. Омск.: Западно-Сибирское изд, 1975. - 182 с.

239. Теодорчик К, Есафов Н. К вопросу о построении моделей колебательных систем.//Журнал технической физики. 1938.-Т. 8.-Вып.17. - С.1557-1561.

240. Теодорчик К. Две системы электромеханических аналогий с точки зрения уравнений движения Лагранжа. // Журнал технической физики. 1938. - Т. 8. -Вып. 16.-С. 1652-1658.

241. Теория автоматического управления: Нелинейные системы управления при случайных воздействиях: учебник для вузов. // А.В Нетушил , A.B. Балтрушевич, В.В.Бурляев и др. 2-е изд. М.:Высш. школа.,1983.- 432 с.

242. Теория инвариантности и её применение. Труды Труды V Всесоюзного совещания. Под ред. Кухтенко А.И. и др. Киев.: Наукова Думка, 1979. -ЧастьП - 427 с.

243. Тарасик В.П , Кузнецов Е.В оптимизация параметров трактора с гидромеханической трансмиссией и двигателем постоянной мощности // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1997 - №2.- С. 11-14.

244. Тихонов А.Н., Арсенин В.Л. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974.-223 с.

245. Фомин.Ю.Я., Никонов Г.В., Ивановский В.Г. Топливная аппаратура дизелей. Справочник М.: Машиностроение, 1982.- 168 с.

246. Устройство для управления рабочим органом землеройно-транспортной машины. A.c. 821660. / Ю.Д.Погуляев, А.Д. Погуляев. № 2449625; Заявл. 06.12.78; Опубл.17.06.80; Бюл. № 24.1980. 7 с.

247. Устройство для управления рабочим органом землеройно-транспортной машины. A.c. 910958 СССР / Ю.Д. Погуляев, А.Д. Погуляев. №2960586; Заявл. 06 06.80; Опубл. 07.03.82; Бюл.№ 9.11 с.

248. Устройство для управления процессом копания бульдозера. А.с.912852 / Ю. Д. Погуляев, А. Д. Погуляев.№2954450; Заявл. 08.05.80; Опубл. 15.03.82; Бюл.№ 10. 8 с.

249. Устройство для управления рабочим органом бульдозера. А.с.941503. / Ю. Д. Погуляев, А. Д. Погуляев. № 2891390; 3аявл.03.03.80; 0публ.07.07.1982; Бюл. № 25.12 с.

250. Устройство для управления рабочим органом землеройно-транспортной машины. A.c. 1082914. СССР/ Ю.Д.Погуляев, Б. Д. Шумаков, А.Д. Погуляев. № 3482045; Заявл.09.08.82; Опубл. 30.03.1984; Бюл.№ 12. 12с

251. Устройство для управления рабочим органом землеройно-транспортной машины. A.cl 102869 СССР./ Ю.Д. Погуляев, Б.Д. Шумаков. №3584644; Заявл.28.02.83; Опубл. 15.07.84; Бюл. № 26. 11 с.

252. Устройство для автоматического учета работы тракторного агрегата. A.c. 1120067 СССР. / Ю.Д. Погуляев. № 3406739; Заявл. 09.03.82;0публ. 23.10.84; Б.И. № 39. 8 с.

253. Устройство для управления рабочим органом бульдозера. А.с.967138 СССР. / Ю.Д.Погуляев, А. Д .Погуляев, С.П. Лебедев. № 2710318; Заявл. 08.01. 79. Опубл. 12.03.85. Бюл.№ 8. 8 с.

254. Устройство для программного регулирования процессом копания бульдозера. А.с.932859 СССР. / Ю.Д.Погуляев, А. Д. Погуляев. №2787020; Заявл. 02.02.82; 0публ.29.06.85; Бюл. № 24. 12 с.

255. Устройство для управления отвалом бульдозера. А.с.945307 СССР. / Ю.Д. Погуляев, А. Д. Погуляев А.Д. № 2966367. Заявл. 10.06.80; Опубл. 05.01.86; Бюл. №1. 18 с.

256. Устройство для управления рабочим органом бульдозера. А.с.978620 СССР. / Ю.Д. Погуляев, А. Д., Погуляев. №2883505; Заявл. 15.02.80. 0публ.23.03.87; Бюл. № 15. 17 с.

257. Устройство для управления рабочим органом землеройно-транспортной машины. A.c. 1055199 СССР. /Ю.Д. Погуляев, Б.Д. Шумаков, А.Д. Погуляев. №3342529; Заявл. 06.10.81; Опубл. 21.01.88; Бюл. № 3.16 с.

258. Ульянов H.A. Теория самоходных колесных землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1969.-457 с.

259. Уфимцев С.А. Математические методы и модели исследования динамики гиросистем с учетом особенностей электропривода цепей управления: Автореф. дисс. докт. техн. наук. Челябинск, 1997.-39 с.

260. Харкевич A.A. Электромеханические аналогии. // Журнал технической физики. 1931.-Т.1.- Вып.2-3. С. 136-138.

261. Холодов A.M. Основы динамики землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение., 1968 - 186 с.

262. Цирлин А. М, Балакирев В.С, Дудников Е.Г. Вариационные методы оптимизации управления объектов. М.: Энергия 1976. - 448 с.

263. Цветков В.К. Исследование энергонасыщенного бульдозерного агрегата в режиме стабилизации загрузки при копании грунта: Дисс. канд. техн. наук. -Омск., 1976. -187 с.

264. Цыпкин Я.З, Попков Ю.С. Теория нелинейных импульсных систем. М.: Наука, 1973.-416 с.

265. Чемоданов Б.К. Математические основы теории автоматического регулирования-М.: Высш. школа., 1971.-808 с.

266. Ченцов А.Г. Конечно-аддитивные меры и релаксации экстремальных задач.- Екатеринбург.: Наука, 1993.-231 с.

267. Черепанов Б.Е. Результаты испытаний трактора ДЭТ-250 с экономичным регулированием электрической трансмиссии. // Вопросы электрификации сельского хозяйства. Труды ЧИМЭСХ.-Челябинск.: ЧИМЭСХ., 1963.-Вып.15.- С35-37.

268. Чиликин М.Г.,Ключев В.И., Сандлер A.C. Теория автоматизированного электропривода-М.: Энергия, 1979-616 с.

269. Ширяев В.И. Задачи управления динамическими системами в условиях неопределенности.// Мехатроника.-2001- №8.-С. 2-5.

270. Школьников А.И. Исследование комбинированных систем программного управления исполнительными механизмами с асинхронными двигателями: Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1979. - 235 с.

271. Шорин В.Г.(ред.) Системный анализ и структуры управления. М.: Знание, 1975. - 303 с.

272. Шостак Р.Я. Операционное исчисление. М.:Высш. школа,1972. - 188 с.

273. Штессель Ю.Б. Вопросы оптимизации автономных электроэнергетических систем по многим критериям качества.: Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1978. - 269 с.

274. Шумаков Б.Д. Исследование процесса управления бульдозерным агрегатом на мелиоративных работах.: Дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1983.-232 с.

275. Юсупов Р.Х. Исследование защитных свойств бесступенчатых силовых передач сельскохозяйственных тракторов: Дисс. канд. техн. наук. -Челябинск, 1984.- 359с.

276. Юсупов Р.Х., Лазарев Е.А. Применение схем замещения при математическом моделировании моторно-трансмиссионных установок гусеничных машин. -Челябинск, 1991. 75 с.

277. О.Юсупов Р.Х.Повышение эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата за счёт совершенствования статических и динамических характеристик его энергетической части: Дисс. докт. техн. наук. Санкт-Петербург - Пушкин, 1993. - 498 с.

278. Юсупов Р.Х. Особенности моделирования электромеханических цепей в низкочастотном диапазоне. // Электричество. 1998. - №8.- С72-75.

279. Юсупов Р.Х.Определение энергетических показателей дизель-электрических установок с учетом их динамических характеристик. // Известия академии наук. Энергетика- 1998 № 1- С. 163-167.

280. Юсупов Р.Х, Зайнишев A.B., Деев В.Ю., Соломоненко М.В Оптимизация энергетических характеристик дизеля. // МЭСХ 2003 - № 3. - С. 25-28.

281. Яблонский A.A., Норейко С.С. Курс теории колебаний. М.: Высшая школа., 1961.-207 с.

282. Danzer. Ohne Zugkraftverluste und ohne Schlupf pflügen. // Landtechnik Z. -1986.- 37.- №4. S.526-527.

283. Design Features of Komatsus Coming Buldozer D555. // SAE Techn. Pap. Ser, 1982.- №9 10 p.

284. Hambringht R.N., Goris J. M. Draft power optimization for proved bulldozing production. // SAE Prepr.- 1976.-760650. 6 p.

285. JuliusP.Perr,VictorPerr, Lester L. Peters, Donald J. Benson, John T. Carroll. Variable spray hole injector with dual actuators/. Patent No: US 6,557,779 B2. May 6, 2003.