Публикации автора

Актуальность. При движении транспортного средства могут возникать режимы, сопровождающиеся повышенным скольжением колеса с отрицательным вязким трением, характеризуемым снижением силы трения при росте скорости скольжения. В данных случаях может возникать потеря устойчивости, влекущая за собой возбуждение автоколебательных явлений в электромеханической системе (дорога-колесо-механический привод-электродвигатель). Зарождение данного процесса резко повышает динамическую нагруженность системы, что может привести к выходу её из строя, поломке. Вследствие этого разработка методов подавления автоколебательных явлений считается актуальной задачей.

Цель исследования. Проверка работоспособности и эффективности метода подавления автоколебаний в электромеханической системе привода колеса при торможении транспортного средства. Материалы и методы. С помощью анализа функции Ляпунова для электромеханической системы привода колеса обоснован метод подавления автоколебательных явлений. Исследование же работоспособности алгоритма выполнено с применением программного комплекса Matlab Simulink.

Результаты исследования. Доказана методами имитационного математического моделирования работоспособность и эффективность алгоритма, что позволяет в дальнейшем его использовать при разработке систем управления движением. В случае торможения транспортного средства, оснащённого антиблокировочной системой с функцией подавления автоколебаний на скользком опорном основании, наблюдается снижение амплитуд колебаний угловых скоростей колёс на 80% и тормозных моментов на 96%. При торможении данного транспортного средства на опорном основании с высоким коэффициентом сцепления амплитуды снижаются на 98% по угловым скоростям и на 81% по крутящим моментам. При имитационном моделировании динамики торможения транспортного средства на опорном основании с низкими сцепными свойствами также показано, что в данных случаях манёвр уклонения удаётся совершить, это свидетельствует о повышении управляемости и активной безопасности машины.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования разработанного алгоритма подавления автоколебаний при практическом применении в составе систем управления транспортным средством. Разработанный алгоритм может быть использован на транспортных средствах различного класса, оснащённых индивидуальным тяговым электроприводом ведущих колёс.

Введение. При замедлении транспортного средства, в особенности на скользком покрытии, возможна потеря устойчивости движения системы электромеханического привода, сопровождающаяся возбуждением автоколебаний с высокими амплитудами. Зарождение автоколебаний возникает при росте скорости скольжения и снижением силы трения. При этом резко повышается динамическая нагруженность системы привода, что может привести к выходу её из строя. Вследствие этого разработка методов подавления автоколебательных явлений является актуальной задачей. Цель исследования – проверка методами экспериментальных исследований эффективности работы алгоритма подавления автоколебаний в электромеханической системе привода колеса при торможении.

Материалы и методы. Исследование работоспособности и эффективности алгоритма выполнено с применением методов натурных экспериментов при сопоставлении результатов заездов с последующим интенсивным торможением транспортного средства как с деактивированной, так и активированной системой подавления автоколебаний.

Результаты исследования. С помощью метода натурных экспериментов установлена работоспособность и эффективность алгоритма подавления автоколебаний при выполнении замедления, который позволяет снизить величины максимальных амплитуд в 6 раз, усреднённых амплитуд в 3…3,5 раза, исключая при этом изменения знака момента при интенсивных замедлениях транспортного средства.

Заключение. Алгоритм подавления автоколебаний можно рекомендовать для практической разработки систем управления замедлением транспортных средств.

Актуальность. В настоящее время транспортные средства с электромеханической силовой передачей и электрохимической аккумуляторной батареей в качестве источника энергии всё чаще можно встретить на улично-дорожной сети. Это электромобили, используемые как личный транспорт, электробусы как общественный пассажирский транспорт, грузовые электромобили, используемые для различных нужд. Главным свойством данной техники является обеспечение требуемого запаса хода на одной подзарядке. Для этого необходимо применять совершенные компоненты силовой передачи, источники энергии и методы управления, обеспечивающие минимизацию энергозатрат. Поскольку процессы в электромеханической силовой передаче протекают с высокой скоростью, в контуре управления двигателем с частотами до 10 кГц и более, при наличии низкой инерционности и жёсткости внешней механической характеристики электродвигателя, создаются ситуации для возбуждения колебательных явлений. Особенно важны режимы изменения условий движения (тяговый, ведомый, тормозной), сопровождаемые изменением направления усилия в зоне контакта колеса с дорогой и направления приложения нагрузки в зубчатых зацеплениях. Данный процесс сопровождается перекладкой, т. е. вхождением в зацепление другой стороны зубьев. При быстром изменении крутящего момента такой процесс может сопровождаться ударом с последующим возбуждением фрикционных колебаний. Поэтому важно эффективно управлять назначением крутящего момента для устранения данных негативных явлений.

Цель исследования. Необходимо проверить влияние S-образного закона назначения крутящего момента в управлении электромеханической силовой передачи на динамическую нагруженность механической трансмиссии и на энергоэффективность движения.

Материалы и методы. Исследование влияния закона назначения крутящего момента выполнено с применением методов экспериментальных исследований.

Результаты исследования. S-образный закон назначения крутящего момента показал возможность исключения возбуждения колебаний при изменении режима движения и направления приложения нагрузки в механической трансмиссии силовой передачи. Высокое значение рекуперативного момента при отпускании педали хода и движении в тормозном режиме снижает эффективность движения, увеличивая удельные энергозатраты на 1 км пути.

Заключение. Применение S-образного закона назначения крутящего момента возможно для реализации алгоритмов управления движением и реализации программного обеспечения.

Впервые разработана методика численного моделирования анализатора винтовых электронных пучков (ВЭП) гиротронов, работающего на принципе тормозящего электрического поля. Методика учитывает трехмерность распределения электрического поля и позволяет проводить анализ схем анализаторов с различной конфигурацией электродов в области торможения электронного пучка с целью определения погрешностей измерений питч-фактора, скоростного разброса и вида функции распределения по осцилляторным скоростям, вносимых за счет сложной трехмерной пространственной структуры тормозящего поля. Методика применима для расчета степени искажения функции распределения при различных входных функциях распределения по осцилляторным скоростям, реализующихся в системах формирования ВЭП с различными топологиями пучков (пограничный, ламинарный, регулярно пересекающийся, перемешанный).

Представлены теоретические основы построения алгоритма однопедального управления движением электробуса и результаты виртуального исследования, подтверждающего его энергоэффективность. Методом имитационного математического моделирования исследованы закономерности определения уставок крутящего момента тягового электропривода с помощью только педали хода. Для этого формируются уставки запрашиваемого момента электродвигателя с учетом скорости движения, а также других условий и характеристик транспортного средства. Реализация такого закона позволяет водителю снизить энергопотребление за счет управления машиной, позволяющего двигаться по инерции (накатом) и максимально использовать рекуперативное торможение с минимальным задействованием рабочей тормозной системы. Исследование выполнено в программном комплексе Matlab Simulink. Предложенный закон тягового и рекуперативного крутящего момента тягового электропривода, режима выбега для разработки системы управления тягового привода может быть использован для повышения энергоэффективности электротранспорта.

Предложен и верифицирован метод наблюдения буксования ведущего колеса с функцией подавления автоколебаний, заключающийся в выводе из системы свободной энергии колебательного движения в случае развития процесса с отрицательным затуханием. В результате исследования получен эффективный алгоритм подавления автоколебательных явлений в электромеханической системе привода колеса. Его применение снижает пиковые значения (амплитуды) колебаний угловых скоростей колес; пиковые значения автоколебательного процесса по угловым скоростям снижаются на 12,3 %, а для крутящих моментов – на 38 %. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования разработанного алгоритма подавления автоколебаний для систем управления транспортными средствами различного класса, оснащенными индивидуальным тяговым электроприводом ведущих колес.