maplantsМашины и установки: проектирование, разработка и эксплуатацияMachines and Plants: Design and Exploiting2412-592XМОО "Стратегия объединения"maplants-21Research ArticleНАЗЕМНЫЕ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И КОМПЛЕКСЫGROUND TRANSPORTATION AND TECHNOLOGICAL FACILITIES AND COMPLEXESСистема автоматического адаптивного управления полнопоточной гидрообъемной трансмиссией для трехосного полноприводного автомобиляAutomatic Adaptive Control of Full-Flow Hydrostatic Transmission for Tri-axial All-Wheel Drive VehicleЛепешкинА. В.LepeshkinA. V.

Moscow

lep@mami.ruМосковский государственный машиностроительный университет (МАМИ)РоссияMoscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)Russian Federation2015170620160476104Copyright © Лепешкин А.В., 20162016Лепешкин А.В.Lepeshkin A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.maplants-journal.ru/jour/article/view/21

В статье на основании результатов проведенного математического моделирования получено теоретическое обоснование требований к системе автоматического адаптивного управления (СААУ) полнопоточной гидрообъемной трансмиссией трехосного полноприводного автомобиля, даны рекомендации по ее структуре и сформулированы предлагаемые для использования в ней законы регулирования. Кроме этого приведены результаты апробации предложенных решений, полученные в результате проведенных численных экспериментов на разработанной математической модели объекта исследований в условиях прямолинейного его движения по недеформируемой опорной поверхности. DOI: 10.7463/aplts.0415.0812261

The article presents the research results aimed at theoretical justification of requirements for automatic adaptive control systems (AACS) to be the basis of developed intelligent transmissions of multi-drive wheeled all-terrain vehicles.

To conduct studies was used a specially developed mathematical model of motion of triaxial all-wheel drive vehicle “Gidrohod-49061”, equipped with CVT full flow hydrostatic transmission (HST) on a non-deformable support surface. This mathematical model is to simulate different operating conditions of the vehicle, which are a consequence both of disturbances from the road and of control actions from the driver and AACS.

The article presents some results of theoretical and experimental studies to prove the adequacy of the developed mathematical model.

The results analysis of mathematical modeling proved conclusively that one of the main tasks to be solved owing to developed AACS of intelligent transmission of multi-drive wheeled vehicle is to reduce the mismatch value in operation of drive wheels.

It is shown that the reasons for these mismatches can be either AACS error when processing control signals or other factors that characterize operating conditions of the drive wheels. Therefore, the paper proposes to develop a tracking control system of HST of the considered vehicle using the output parameters characterizing operation conditions of its drive wheels rather than the values of control parameters of hydraulic working volumes. As output parameters, it is proposed to use the speed of the drive wheels (hydro-motor shafts) and pressure drop in the main pump hydraulic drives, coming to HST.

Therefore it is proposed to develop HST AACS of the vehicle under consideration, as a system of two-level regulation, including the kinematic (main level) and power (level of correction) circuits. The former provides, at the first approximation, the required values of the drive wheel speeds in the given conditions, and the latter, within the dead zone of the former, seeks to provide the optimum torque distribution to the wheels in these conditions.

полноприводная колесная машинагидрообъемная трансмиссиясистема автоматического адаптивного управления приводом ведущих колесall-wheel drive vehiclehydrostatic transmissionautomatic adaptive control of wheel driveReferencesШухман С.Б., Соловьёв В.И., Прочко Е.И. Теория силового привода колёс автомобилей высокой проходимости / под общ. ред. д.т.н. проф. С.Б. Шухмана. - М.: Агробизнесцентр, 2007. 336 с.Shukhman S.B., Solov'ev V.I., Prochko E.I. Teoriya silovogo privoda koles avtomobilei vysokoi prokhodimosti [The theory of the power wheel drive of all-terrain vehicles]. Moscow, Agrobiznestsentr Publ., 2007. 336 p. (in Russian).Лепешкин А.В. Математическая модель движения автомобиля «Гидроход-49061» с гидрообъемной трансмиссией в условиях недеформируемой опорной поверхности // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов «Наука и образование». 2010. №9. C .1.Lepeshkin A.V. Mathematical model of vehicle motion of "Gidrohod-49061" with hydrostatic transmission on non-deformable support surface. Khroniki ob"edinennogo fonda elektronnykh resursov «Nauka i obrazovanie» = Chronicles of the United Fund of electronic resources "Science and Education", 2010, no.9, pp. 1.Белоусов Б.Н., Шухман С.Б. Прикладная механика наземных тягово-транспортных средств с мехатронными системами / Под общ. ред. Б.Н. Белоусова. М.: Агроконсалт, 2013. 612 с.Belousov B.N., Shukhman S.B. Prikladnaya mekhanika nazemnykh tyagovo-transportnykh sredstv s mekhatronnymi sistemami [Applied mechanics of ground towing vehicles with mechatronic systems]. Moscow, Agrokonsalt Publ., 2013, 612 p. (in Russian).Лепешкин А.В., Курмаев Р.Х. Повышение точности математической модели движения колесной машины на основании использования результатов ее испытаний // Известия МГТУ «МАМИ». 2009. № 1(7). С. 46-56.Lepeshkin A.V., Kurmaev R.Kh. Accuracy Enhancement for Vehicle Motion Mathematical Model on the Basis of Test Results. Izvestiya MGTU "MAMI" = Proceeding of MSTU MAMI, 2009, no. 1(7), pp. 46–56. (in Russian).Лепешкин А.В., Курмаев Р.Х. Влияние межосевого рассогласования в системе управления бесступенчатой трансмиссией трехосного полноприводного автомобиля на эффективность его работы // Известия МГТУ «МАМИ». 2007. № 2 (4). С. 105-114.Lepeshkin A.V., Kurmaev R.Kh. Influence of axle misalignment in the control system of the continuously variable transmission of a three-axle all-wheel drive vehicle on its operation efficiency. Izvestiya MGTU "MAMI" = Proceeding of MSTU MAMI, 2007, no. 2(4), pp. 105-114. (in Russian).Лепешкин А.В. Критерии оценки энергоэффективности многоприводных колесных машин // Автомобильная промышленность. 2010. № 10. С. 19-23.Lepeshkin A.V. Criteria for assessing of energy efficiency of multidrive wheeled vehicles. Avtomobil'naya promyshlennost' = Automotive industry, 2010, no. 10, pp. 19-23. (in Russian).Лепешкин А.В. Показатели оценки эффективности передачи и преобразования энергии трансмиссией и движителем колесной машины // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 11. С. 29-36.Lepeshkin A.V. Indices for efficiency estimation of energy transfer and conversion by transmission and mover of wheeled vehicle. Traktory i sel'khozmashiny = Tractors and Agricultural Machinery, 2014, no. 11, pp. 29–36. (in Russian).Бахмутов С.В., Лепешкин А.В., Шухман С.Б. Способ автоматического адаптивного управления бесступенчатой трансмиссией многоприводного транспортного средства: патент 2397893 Российская Федерация. 2010. Бюл. №24. 13 с.Bakhmutov S.V., Lepeshkin A.V., Shukhman S.B. Sposob avtomaticheskogo adaptivnogo upravleniya besstupenchatoi transmissiei mnogoprivodnogo transportnogo sredstvaTraktory i sel'khozmashiny [The method of automatic adaptive control of continuously variable transmission of multidrive vehicle]. Patent RF, no. 2397893, 2010. (in Russian).Бахмутов С.В., Лепешкин А.В., Шухман С.Б., Курмаев Р.Х. Устройство автоматического адаптивного управления бесступенчатой гидрообъемной трансмиссией многоприводного колесного транспортного средства: патент 2398149 Российская Федерация. 2010. Бюл. №24. 19 с .Bakhmutov S.V., Lepeshkin A.V., Shukhman S.B., Kurmayev R.K. Ustroystvo avtomaticheskogo adaptivnogo upravleniya besstupenchatoy gidroobyemnoy transmissiyey nogoprivodnogo kolesnogo transportnogo sredstva. [Design of the automatic adaptive control of continuously variable hydrostatic transmission multidrive wheeled vehicle]. Patent RF, no. 2398149, 2010. (in Russian).Курмаев Р.Х., Малкин М.А. Улучшение энергетических и экологических показателей полноприводных автомобилей с гидрообъёмной трансмиссией за счёт оптимального построения электронной системы управления // Известия МГТУ «МАМИ». 2008. № 2(6). С. 51-56.Kurmayev R.K., Malkin M.A. Improvement of Ecological and Energy Indexes of FWD Vehicles with Hydrostatic Transmission due to the Optimal Development of Electronic Control System. Izvestiya MGTU "MAMI" = Proceeding of MSTU MAMI, 2008, no. 2(6), pp. 51–56. (in Russian).Шухман С.Б., Бахмутов С.В., Маляревич В.Э. Схемные решения автоматического управления гидрообъемной трансмиссией полноприводного АТС // Автомобильная промышленность. 2007. № 3. С. 15-18.Shukhman S.B., Bakhmutov S.V., Malyarevich V.E. Schematics of automatic control of allwheel drive vehicle hydrostatic transmissions. Avtomobil'naya promyshlennost' = Automotive industry, 2007, no. 3, pp. 15–18. (in Russian).Бахмутов С.В., Лепешкин А.В., Шухман С.Б., Курмаев Р.Х. Корректирующие алгоритмы для системы управления гидрообъемной трансмиссией полноприводного АТС при прямолинейном его движении // Автомобильная промышленность. 2010. № 1. С. 14-18.Bakhmutov S.V., Lepeshkin A.V., Shukhman S.B., Kurmaev R.Kh. Correction algorithms to control hydrostatic transmissions of all-wheel drive vehicle at its straight movement. Avtomobil'naya promyshlennost' = Automotive industry, 2010, no. 1, pp. 14-18. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.