Принцип програмного управління параметрами упруго-дисипативних зв'язків системи підвішування транспортних екіпажів

Abstract

UK: Проведені в багатьох країнах теоретичні дослідження показали, що активні системи підвішування, в яких як сигнал зворотного зв'язку використовують прискорення або абсолютну швидкість, дозволяють значно поліпшити ходові якості і стійкість руху транспортних екіпажів. Дослідження проводилися на моделях з одним степенем вільності. В результаті дослідження будувалися амплітудно-частотні характеристики, по яких відбували відпрацювання системи керування зміною коефіцієнтів посилення активної сили. Коефіцієнти посилення системи керування вибиралися методом простого перебору. Результати досліджень показали, що рівень прискорень кузова екіпажу з одноступінчатою системою підвішування знизився удвічі. Конструювання ефективних пристроїв активного керування динамічними процесами неможливо без знання теоретичних основ – законів керування. Розв'язання загальної задачі активного керування добре відоме з теорії оптимального керування, але практичні результати отримані лише для найпростіших моделей. У праці [9] отримано закон активного керування методом динамічного програмування для безперервних стохастичних систем для стаціонарних режимів руху екіпажу. Розрахункова схема була двохмасовою механічною системою з двома степенями вільності. Критерієм оптимальності взято квадратичний функціонал якості. Вагові коефіцієнти функціонала призначалися довільно, тобто автори не вирішили питання вибору вагових коефіцієнтів функціонала якості. Автор праці [1] запропонував технічні прийоми, які дозволили застосувати матричний метод динамічного програмування до синтезу параметрів складних систем і розробити методологію поетапного проектування системи підвішування транспортних екіпажів. Мета статті – отримати закон оптимального керування за алгоритмом методу стохастичного динамічного програмування і розробити схему програмного управління параметрами пружно-дисипативних зв'язків системи підвішування транспортних екіпажів. Методика. Розглянуто алгоритм методу стохастичного динамічного програмування для систем із степенями вільності й отримано закон оптимального керування параметрами пружно-дисипативних зв'язків системи підвішування. Для моделі екіпажу з одним степенем вільності складено математичну модель керованого коливального процесу і розроблено схему програмного керування параметрами пружно-дисипативних зв'язків системи підвішування. Результати. Отримано аналітичне вираження закону оптимального управління параметрами пружно-дисипативних зв'язків, яке містить оцінку вектора стану системи. Елементами оцінки вектора стану системи стали узагальнені координати й узагальнені швидкості, тобто активна керівна сила не повинна містити узагальнені прискорення. Розроблено схему програмного керування параметрами пружно-дисипативних зв'язків системи підвішування. Наукова новизна. Вперше запропоновано принцип програмного керування параметрами пружно-дисипативних зв'язків системи підвішування транспортних екіпажів. Практична значимість. Є всі передумови для створення вітчизняного високошвидкісного транспорту.

EN: Theoretical researches conducted in many countries showed that active suspension systems which use acceleration as a signal of reverse connection or absolute speed allow to improvie operational qualities and stability of transport greatly. The researches were made on the models with one degree of freedom. During the research amplitude-frequency characteristics were built and they were used while checking the management system in active power coefficient changes. Amplification coefficients of the management system were chosen by means of simple permutation. The results of the research showed that the level of body acceleration with single-step suspension system was reduced a half. The creation of effective devices of active management of dynamic processes is impossible without knowledge of theoretical basis – the law of management. The decision of common problem of active management is well-known from the theory of optimal management, but the practical results were obtained only for the simplest models. In the work [9] the law of active management by the method of dynamic programming for continuous stochastic systems for fixed regimes of transport movement is obtained. The estimated scheme looked like a double-mass mechanic system with two degrees of freedom. As the criteria for optimality quadratic quality functional was taken into account. The mass coefficients of functional were chosen freely, i.e. the authors have not decided on the question of quality coefficient functional choice. The author of the work [1] offered technical intakes which permit using matrix method of dynamic programming towards the synthesis of complex systems parameters and developing methodology of gradual designing of the suspension transport coaches system. Purpose of the article – to obtain the law of the optimal management according to the method of stochastic dynamic programming and develop the scheme of program management of parameters of elastic-dissipative connections of the suspension transport system. Methodology. The algorithm of stochastic dynamic method of programming for systems with degrees of loose has been examined and the law of the optimal management parameters of elastic-dissipative connections has been obtained. Results. Analytical expression of the law of the optimal management parameters of elastic-dissipative connections is obtained that contains the vector of the system state evaluation. The elements of vector evaluation are the generalized coordinates and speed, i.e. active management power must not contain generalized acceleration. The scheme of program management of parameters of elastic-dissipative connections of suspension system has been developed. Scientific novelty. The principle of program management of parameters of elastic-dissipative connections of the suspension transport system is proposed. Practical relevance. There are all necessary preconditions for the creation of local high-speed transport.