Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ И ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ 10
1.1 Обзор существующих автоматических платформ 10
1.2 Обобщённая структура и принцип функционирования действующей
системы управления 16
1.3 Принятая математическая модель движения платформы 21
2 ИММИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ 30
2.1 Начальные условия движения. Принятые допущения 30
2.2 Описание алгоритма работы движения 30
3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННОГО АЛГОРИТМА 38
3.1 Обобщенная схема взаимодействия устройств 38
3.2 Программируемый логический контроллер 40
3.3 Модуль беспроводной передачи информации 42
3.4 Описание GPS модуля 45
3.5 Описание схемотехнических решений 47
3.6 Описание сред программирования 49
3.7 Прошивка контроллера 51
3.8 Веб-сайт для управления платформой 57
4 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ 60
4.1 Движение по траектории 60
4.2 Результаты испытания 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66
ПРИЛОЖЕНИЕ А - СКРИНШОТЫ БЛОК-СХЕМ VISSIM 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ WIFI МОДУЛЯ 72
ПРИЛОЖЕНИЕ В - ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ ПЛК 80
Современные машиностроительные предприятия имеют сложную структуру управления технологическими процессами. К этому относятся и транспортные перевозки между цехами и складами. При использовании ручного труда в управлении транспортными средствами внутри цехов требуется большое количество обслуживающего персонала. Поэтому на многих предприятиях не только России, но и мира ведутся разработки по созданию автоматических платформ с минимальным участием, либо совсем без участия человека.
Предприятие «ДСТ-Урал» осуществляет выпуск машин разного вида, например, тракторов, трубоукладчиков, бульдозеров и т.п.[1].
С 1999 г. завод «ДСТ-Урал» производит сертифицированную дорожностроительную технику, а также выполняет заказы других предприятий в смежных областях.
В 2005 г. началось проектирование бульдозера ТМ-10. В 2007-м предприятие стало поставлять новые машины в крупнейшие Российские компании. В этом же году на открытом конкурсе в Республике Беларусь ТМ -10 был признан лучшим бульдозером по технико-экономическим показателям в классе тяги 10 тонн.
В 2008-2010 гг. завод осваивает выпуск новых моделей бульдозеров, сохранивших базовые преимущества ТМ10. Проведя политику оптимизации издержек, «ДСТ-Урал» добивается 10-15- процентного снижения цен на производимую технику и укрепляет позиции на рынке. Одновременно в Российской Федерации и в странах СНГ создаются дилерская и сервисная сети.
Постепенно предприятие вышло на новый уровень модернизации, внедряя в свои машины джойстики управления поворотом и навесным оборудованием, устанавливая бортовые компьютеры.
В декабре 2010 г. «ДСТ - Урал» первым среди тракторных заводов РФ внедрил современных роботов на участке сварки. К 2012 г. уже четыре высокопроизводительных сварочных робота обеспечивают сварку сложных, трудоёмких и крупногабаритных элементов ходовой группы, бульдозерного оборудования и др. Парк самых современных токарно-фрезерных станков позволяют выпускать комплектующие высочайшего качества.
В 2011 г. запущен в серию новый бульдозер ТМ10 ГСТ с
гидростатической трансмиссией BOSCH-REXROTH.
Переход с механической трансмиссии на гидростатическую повысил надежность и улучшил потребительские свойства бульдозера. Выбор типа трансмиссии был определен опытом использования этой технологии ведущими мировыми производителями.
Благодаря большому количеству производителей гидромашин, в том числе и отечественных, и планетарных редукторов завод смог преодолеть зависимость от любого монопольного изготовителя узлов и достичь большей экономической эффективности, при этом обеспечивая высочайшую надежность агрегатов. Чтобы успешно конкурировать на рынке, предприятию пришлось провести кардинальную реорганизацию технологического цикла, снизить себестоимость продукции и повысить ее качество. Предприятию удалось сформировать гибкую ценовую политику, значительно расширить модельный ряд выпускаемой техники.
Таким образом, предприятием был совершен классический тип прорывного развития - за короткий срок разработан и внедрен в серийное производство современный бульдозер с уникальными для отечественного производства, а в ряде решений и для мировой тракторостроительной промышленности, характеристиками - ходовая на каретках в среднем классе, безредукторный привод насосов ГСТ и др.
Одним из направлений дальнейшего развития является внедрение в технологические процессы беспилотных транспортных средств. Техническая разработка, которая обеспечивает выполнение поставленной задачи, заключается в автоматизированной платформе, способной передвигаться по заданному маршруту внутри производственного цикла практически без участия человека.Одним из важнейших составляющих является создание алгоритмов управления платформой таким образом, чтобы рабочему достаточно было совершить одно действие, чтобы платформа двигалась в заданном направлении и по заданной траектории.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка алгоритма дистанционного управления гусеничной платформой с возможностью целеуказания в координатах глобального позиционирования в произвольный момент времени.
Для достижения поставленной цели в работе требуется решить следующие задачи:
1 разработать алгоритм дистанционной передачи команд;
2 разработать алгоритм движения проектируемой платформы;
3 изготовить опытный образец;
4 провести испытания.
При выполнении выпускной квалификационной работы были выполнены следующие поставленные задачи:
1) выполнено математическое моделирование движения гусеничной платформы в программной среде VisSim;
2) разработан алгоритм управления для обеспечения беспилотного движения платформы;
3) освоено программирование в среде разработке CODESYS и написана программная реализация полученного алгоритма движения;
4) написана программа для модуля беспроводной передачи информации, поддерживающая работу веб-сайта, с которого происходит управление платформой;
5) подобраны модули для аппаратной реализации дистанционного управления и передачи команд, и построена структурная схема их взаимодействия;
6) сконструирована физическая модель объекта управления, представляющая собой гусеничную платформу с электрическим бортовым приводом, и управляемая контроллером CR0505;
7) получены результаты при проведении испытания, совпадающие с результатами математического моделирования.
По результатам выполнения работы сделан вывод о том, что данный алгоритм дистанционного управления может в дальнейшем использоваться на реальных объектах.
