Моделирование управления движением колесной сельскохозяйственной машины в режиме реального времени

В АлтГТУ им. И.И. Ползунова проводятся исследования, целью которых является разработка системы управления движением для колесных сельскохозяйственных машин. Одним из наиболее важных этапов при этом является апробация разработанных алгоритмов управления. Целесообразным представляется замена полевых испытаний моделированием движения в режиме реального времени, позволяющим существенно снизить финансовые и временные затраты. Разработанный алгоритм управления условно можно разделить на глобальное и локальное регулирование. Глобальное регулирование должно по отклонению от задаваемой траектории определять угол поворота управляемых колес (или угла слома рамы), обеспечивающий движение по задаваемой траектории. Входными параметрами являются задаваемая траектория движения, текущие координаты машины и проекции скорости на неподвижные оси. Локальное регулирование обеспечивает реализацию задаваемого значения угла поворота управляемых колес. На вход программы локального регулирования подаются значения задаваемого и текущего углов поворота колес и направление вращения электродвигателя подруливающего устройства. Алгоритм определения необходимого угла поворота колес основывается на методике прогнозирования положения колесной машины через задаваемое время прогноза. При испытаниях в режиме реального времени колесная машина заменяется ее математической моделью, полученной с использованием дифференциальных уравнений плоского движения. Комплекс аппаратуры обеспечивает регистрацию и генерацию необходимых параметров для работы системы управления в реальном времени. Испытания были проведены на экспериментальном стенде «рулевое управление - передняя подвеска автомобиля». Передние управляемые колеса поворачивались электромеханическим подруливающим устройством на угол, обеспечивающий движение по задаваемой траектории. Моделировалось движение по прямолинейной и криволинейной траекториям с учетом возмущений со стороны опорной поверхности и без них. При движении по криволинейной траектории отклонения от задаваемой траектории не превышает 0,3 метра при скорости движения 3,33 м/с. По результатам экспериментов было установлено, что реализованный алгоритм управления обеспечивает движение по задаваемой траектории с достаточной степенью точности.

точное земледелие, система управления движением, колесная машина, дифференциальные уравнения движения, математическая модель, моделирование в режиме реального времени