Введение 3
1. Состояние вопроса
1.1 Тенденции развития асфальтоукладчиков и систем управления 6
1.2 Существующие системы управления асфальтоукладчиками 16
1.3 Устройство и рабочий процесс асфальтоукладчика 28
2. Компьютерное моделирование 48
2.1 Выбор среды моделирования 48
2.2 Разработка системы управления скоростью движения
асфальтоукладчика 50
2.3 Математическая модель процесса управления объектом
исследования 51
2.4 Решение задачи с использование передаточных функций 54
2.2 Анализ динамических характеристик 58
3. Синтез аналогового ПИД регулятора 61
4. Разработка имитационной модели в среде MATLAB&Simulink 65
4.1 Разработка имитационной модели гидравлической
трансмиссии асфальтоукладчика 65
4.2 Исследование динамики модели гидравлической трансмиссии
асфальтоукладчика с аналоговым ПИД-регулятором 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
Список используемых источников 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А-публикация 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б-расчет параметров оборудования 76
ПРИЛОЖЕНИЕ В-имитационная модель 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Г- свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 79
Возведение дорог для России имеет принципиально весомое народно-хозяйственное значение. Разветвленная должным образом дорожно¬транспортная сеть является значимым условием и основанием для создания прогрессивной инфраструктуры страны с развитой экономикой. Великолепные по своему качеству и несущей способности скоростные автомагистрали Европейских стран делают экономически прибыльными транспортировку разнообразных товаров на дальние расстояния. Возведение дорог по современным нормам и правилам (СНиП), предусматривающим вполне вероятные нагрузки на покрытия от грузопотоков, представляет собой трудоемкий технологический процесс, реализуемый с использованием высокопроизводительных машин и оборудования. Обязательными составляющими строительно-дорожных комплексов стали средства и системы автоматизации, обеспечивающие возможность достижения предельной производительности машин и превосходного качества выполнения работ. Обширное распространение в строительстве в настоящее время получили асфальтоукладчики.
Асфальтоукладчики применяются с целью выполнения операций: приема смеси от транспортирующих машин, рассредотачивания ее на установленную ширину укладки, профилирования, уплотнения и выглаживания асфальтобетонной смеси. Главная задача асфальтоукладчика - уложить на поверхности дороги слой горячего асфальтобетона таким образом, чтобы он обладал ровной поверхностью, равную (по длине и ширине) толщину и был в состоянии выдержать вес тяжелых катков, применяемых для окончательного уплотнения и выравнивания покрытия. Данные условия устанавливают тот необходимый набор механизмов и устройств, в отсутствии каковых нет асфальтоукладчика.
Дорожные отделочные машины, асфальтоукладчики характеризуются стабильной и неизменной повторяемостью производимых операций технологического процесса, а в результате и высочайшей степенью пригодности их к автоматизации. Доставка и распределение смесей, поддержание рабочей скорости, сохранение направления движения, ровность и равномерность устраиваемого покрытия могут осуществляться у них при помощи автоматических регуляторов. Выполнение требований нормативных документов при строительстве асфальтобетонных покрытий асфальтоукладчиком предполагает равномерность его движения. Системы управления скоростью движения асфальтоукладчика преимущественно зарубежного производства. Изучение рабочего процесса и совершенствование системы управления на основе современных достижений НТП в области параметрического синтеза регуляторов является актуальной задачей.
Целью магистерской диссертации является разработка и исследование модели системы управления скоростью движения асфальтоукладчика на основе современных технологий моделирования процессов.
В результате выполнения магистерской работы проведен анализ технологии процесса строительства асфальтобетонного покрытия.
В магистерской работе разработана имитационная модель САУ скоростью асфальтоукладчика с обратной связью и аналоговым ПИД-регулятором, это помогло разработать систему управления скоростью движения асфальтоукладчика, а именно получение математической модели объекта управления в терминах пространства переменных состояния, определение передаточной функции объекта при управлении скоростью, оценка динамических характеристик объекта управления. Далее была поставлена задача для управляющей системы, чтобы максимальное значение скорости по отношению к установившемуся значению в переходных режимах не превышало 8% во всем диапазоне регулирования. Время переходного процесса при отработке задания по скорости 1 рад/с не превышало 1 с.
Данные модели, с точки зрения среды MATLAB, можно считать адекватными, так как параметры по результатам моделирования практически соответствуют реальным.
