Автоматизированный электромеханический стенд для полунатурных испытаний буксируемых измерителей коэффициента сцепления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Друян, Евгений Васильевич

• Друян, Евгений Васильевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Друян, Евгений Васильевич

Список сокращений и обозначений ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор конструкций и колесных схем буксируемых и встраиваемых в автомобиль установок непрерывного измерения коэффициента сцепления транспортных колес с наземными покрытиями с позиций требуемых конструкций стендов для испытаний их шасси в лабораторных условиях.

1.1. Мобильные установки для измерения коэффициента сцепления, имеющие механическую передачу между измерительным и транспортными колесами.

1.2. Мобильные установки аэродромного обслуживания, осуществляющие гибкое регулирование тормозных и скоростных режимов измерительного колеса.

1.3. Выводы по главе 1.

2. Обзор, анализ и классификация испытательных стендов для исследования транспортных средств.

2.1. Разделение динамометрических испытательных стендов на классы по составу испытуемого объекта.

2.2. Разделение динамометрических испытательных стендов на

2.1.1. Моторные стенды

2.1.2. Колесные стенды.

2.1.3. Стенды с прямым приводом подклассы по типу нагрузочного устройства 2.2.1. Инерционные стенды.

2.2.2. Силовые стенды и их нагрузочные устройства

2.3. Динамометрические структуры. Динамометрическая организация стендов для получения силовых характеристик транспортных средств.

2.3.1. «Балансирно подвешенный статор».

2.3.2. Датчик крутящего момента.

2.3.3. Прямое измерение силы.

2.3.4. Инерционная динамометрическая структура.

2.3.5. Косвенное определение момента посредством измерения силы натяжения цепи или ремня.

2.3.6. Определение момента по току.

2.4. Выводы по главе 2.

3. Разработка конструкции испытательного стенда.

3.1. Формулировка требований к облику испытательного стенда.

3.1.1. Область применения формулировки.

3.1.2. Общие характеристики.

3.1.3. Функциональные характеристики.

3.1.4. Функциональные характеристики системы охлаждения.

3.1.5. Маркировка.

3.1.6. Характеристики конструкции.

3.2. Конструкция шасси испытательного стенда.

3.2.1. Семейство электромеханических аэродромных тормозных тележек, для которых разрабатывается испытательный стенд.

3.2.2. Разработка конструкции шасси испытательного стенда.

3.3. Выводы по главе 3.

4. Информационно-управляющая система.

4.1. Разработка компьютерного пульта управления и индикации для управления процессами испытаний.

4.1.1. Основные функции пульта управления и индикации, реализующего высший уровень информационно-управляющей системы.

4.1.2. Описание пользовательского интерфейса программы и ее возможностей по управлению испытательным комплексом.

4.1.3. Пульт управления и индикации. Выбор, обоснование и описание комплектующих.

4.2. Разработка микроконтроллерного управления приводом стенда и связи с компьютером оператора.

4.3. Электрический шкаф управления.

4.4. Выводы по главе 4:.

5. Построение математической модели и адаптивных систем управления динамическими процессами испытательного комплекса.

5.1. Предварительные замечания.

5.2. Математическая модель динамики электромеханического испытательного комплекса.

5.3. Постановка задач управления динамикой испытательного электромеханического комплекса и обсуждение путей их решения.

5.4. Методика построения беспоисковых (аналитических) адаптивных систем управления с параметрической настройкой для нелинейных динамических объектов с функционально-параметрической неопределенностью.

5.4.1. Базовые структуры прямых адаптивных законов с параметрической настройкой и мажорирующими функциями.

5.4.2. Упрощенные прямые адаптивные системы с параметрической настройкой и мажорирующими функциями.

5.5. Методика построения модального и адаптивного управления многомассовыми нелинейными упругими механическими объектами.

5.5.1. Математические модели многомассовых нелинейных упругих механических объектов.

5.5.2. Прямая адаптивно-модальная система с параметрической настройкой, мажорирующими функциями и наблюдателем для управления многомассовым нелинейным упругим механическим объектом.

5.6. Построение адаптивных систем автоматического управления движением электромеханического испытательного комплекса.

5.6.1. Построение первого варианта адаптивной системы управления

5.6.2. Построение второго варианта адаптивной системы управления

5.7. Числовой расчет подчиненной модальной и адаптивной систем управления скоростью барабанного имитатора движения поверхности покрытия.

5.7.1. Исходные данные двухмассового упругого электромеханического объекта.

5.7.2. Расчет двухконтурной системы подчиненного управления скоростью барабана с жесткой связью и эталонной моделью.

5.7.3. Расчет модальной системы управления скоростью барабана с учетом упругости.

5.7.4. Расчет адаптивного управления скоростью барабанного имитатора с учетом упругости.

5.8. Исследование режимов стабилизации скорости барабанного имитатора с подчиненным, модальным и адаптивным управлением.

5.9. Выводы по главе 5.

6. Методический комплекс стендовых испытаний электромеханических измерителей коэффициента сцепления непрерывного действия нового поколения в лабораторных условиях.

6.1. Методика стендовых сертификационных испытаний электромеханических измерителей коэффициента сцепления непрерывного действия нового поколения в лабораторных условиях.

6.1.1. Эксплуатация.

6.1.2. Программа испытаний.

6.1.3. Испытания.

6.1.4. Методика испытаний установки с электромеханическим устройством торможения.

Наличие органов управления с визуальной индикацией:.

6.1.5. Оценка изделия по результатам испытаний.

6.1.6. Оформление результатов испытаний.

6.2. Методика метрологического обслуживания (Методические указания по калибровке) мобильного электромеханического измерителя коэффициента сцепления (ИКС-2) на барабанном динамометрическом стенде. Программное и аппаратное обеспечение калибровки.

6.2.1. Общие требования к проведению калибровки мобильного электромеханического измерителя коэффициента сцепления наземных покрытий на барабанном стенде.

6.2.2. Подготовка к проведению калибровки комплекса на барабанном стенде.

6.2.3. Проведение калибровки мобильного электромеханического измерителя КС на барабанном стенде. Алгоритмическое и программное обеспечение калибровки.

6.2.4. Определение погрешности измерения коэффициента сцепления

6.2.5. Оформление результатов калибровки.

6.2.6. Завершение калибровки мобильного комплекса.

6.3. Дополнительные методики.

6.3.1. Инерционная динамометрическая структура.

6.3.2. Косвенное определение момента посредством измерения силы натяжения цепи или ремня.

6.3.3. Определение момента по току.

6.4. Выводы по главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированный электромеханический стенд для полунатурных испытаний буксируемых измерителей коэффициента сцепления»

Коэффициентом сцепления (КС) принято называть собственную характеристику поверхности наземного покрытия, определяющую меру сцепления колес транспортного средства с ней. При низком коэффициенте сцепления покрытия велика вероятность скольжения колес по поверхности. Во всем мире коэффициент сцепления является предметом исследования, и ведутся работы по его увеличению на поверхности взлетно-посадочных полос аэродромов и автодорожных покрытий путем нанесения поперечных насечек и применения высокофрикционных материалов (рисунки В.1 и В.2) в целях повышения безопасности транспортных перевозок.

Рисунок В.1- Дополнительное высокофрикционное дорожное покрытие в зонах перекрестков, пешеходных переходов и остановок общественного транспорта

Рисунок В.2 - Повышение фрикционный свойств поверхности асфальтобетонной ВПП путем нанесения поперечной насечки

В дорожном строительстве в перечень приемо-сдаточных мероприятий входит измерение коэффициента сцепления хотя бы в отдельных точках. Эта процедура является дорогостоящей, а оборудование для ее проведения -дефицитным. Непрерывное измерение коэффициента сцепления на протяжении некоторого отрезка полотна на сегодняшний день может себе позволить только аэродромная индустрия.

Предпосадочное измерение свойств сцепления поверхности покрытий с колесами воздушных судов осуществляется в настоящее время в аэропортах всего мира путем прокатывания с постоянным скольжением измерительных колес с помощью мобильных (буксируемых или самоходных) установок.

В аэродромной практике такие измерения носят постоянный характер. На фоне обильных осадков, резких перепадов температур и других экстремальных метеорологических проявлений при интенсивных работах по очистке и сушке взлетно-посадочной полосы коэффициент сцепления может колебаться очень динамично. Управление режимами посадки современных авиалайнеров требует знания состояния поверхности. Поэтому количество измерений на протяжении всей полосы может достигать нескольких десятков раз в день. Регулярные измерения также необходимы в хороших погодных условиях, в том числе и в летний период.

Разработка методов измерения коэффициента сцепления и реализующих их технических средств осуществлена с начала 1960-ых годов трудами многих отечественных и зарубежных ученых и инженеров, в том числе таких, как Печерский М. А., Дубовец А. М. Иваница Е. В., Глуховский В. Н., Булах А. И., Андриади Ф. К., Котвицкий А. Ф., Васильев А. П., Кизима С. С., Каазик А. И., Кейн В. М., Сегал Я. С., Максимовский В. А., Елисеев Б. М., ИвантевА. М., ТырсаВ. Е., Кельман И. И., Лакатош Ю. А., Рахубовский Ю. С., Журавлева С. Н., Орловская Г. В., Коссый Я. А., Транквиллевский В. Г., Порубай В. В., Аргунов С. Е., Медрес Л. П., Шестопалов А. А., Щербаков В. В., Путов В. В., Низовой А. В., Петров Н. П., В. Флорман, Tomas Yager, Gösta Kullberg, Olle Nordström, Göran Palmkvist, Ottar Kollernd, Ragnar Malcus, Sven Edvin, Oddvard Johnsen, Hurson James и др. [103]. Мировым лидером в этой области является шведская компания ASFT (Airport Surface Friction Tester). Мобильные установки этой копании используют более 200 аэропортов Европы и Америки. Все установки ASFT содержат электрогидравлический подъемный механизм измерительного колеса с системой, обеспечивающей постоянное давление прижима его к покрытию. Еще одним конкурентным продуктом на мировом рынке является буксируемая установка модели Skiddometer BV 11, выпускаемая финской компанией «Patria Industries Oyj». Она легка в использовании наземным персоналом, надежна в обслуживании и неоднократно на международных конференциях-выставках признавалась лучшим измерителем в мире. Видное место занимают также установки Grip Tester и Mu-Meter английских компаний Trade wind Scientific и Specialist Electronic Services соответственно, оборудованные электронными измерительными системами с компьютерным управлением. Все вышеперечисленные установки обыкновенно снабжаются современными системами компьютерной обработки информации и радиопередачи данных в диспетчерскую службу аэропорта в режиме реального времени, датчиками пройденного расстояния, мониторами и принтерами. Всего насчитывается около двух десятков марок измерителей КС, прочно закрепившихся на мировом рынке.

На российских аэродромах гражданской авиации уже более 30 лет находится единственное национальное средство измерения коэффициента сцепления - буксируемая аэродромная тормозная тележка АТТ-2, представляющая собой простую реализацию принципа механического подтормаживания в виде двухколесного прицепа с ведущим и измерительным колесами разных диаметров, чем и обеспечивается постоянное скольжение измерительного колеса относительно ведущего, равное отношению разности диаметров колес к большему диаметру ведущего колеса. Тензометрические значения коэффициента сцепления в АТТ-2 усиливаются и отображаются стрелочным прибором и регистрируются оператором, который следит за его показаниями. Очевидно, что такая установка в настоящее время уже не удовлетворяет международным стандартам, глубоко морально устарела и требует замены. Компания «АвтоВАЗ» пыталась освоить возникшую отечественную нишу, разрабатывая измеритель сил трения "Лада-Аэро", устанавливаемый на усиленном автомобиле ВАЗ-2108, но так и не приступила к его серийному производству.

Несовершенство существующего государственного парка мобильных средств непрерывного контроля фрикционных свойств аэродромных и автодорожных покрытий отчасти объясняется также и общим и необходимым как для зарубежных, так и для национальных продуктов требованием, затрудняющим их доступ на российский рынок - обязательной государственной сертификацией.

На кафедре САУ СПбГЭТУ совместно с предприятиями ООО «НПК «Созвездие» (г. СПб) и ОАО «Ковровский электромеханический завод» (г. Ковров) разработан электромеханический буксируемый измеритель коэффициента сцепления непрерывного действия нового поколения (рисунок 1.38), прошедший полный цикл обязательных сертификационных испытаний и получивший государственный сертификат типа изделия, а также разрабатываются его новые модификации, требующие сертификации.

Международные требования к средствам измерения коэффициента сцепления колеса с поверхностью ВПП сформулированы Федеральным управлением гражданской авиации США FAA (Federal Aviation Administration) и Международной организацией гражданской авиации ICAO (International Civil Aviation Organization) и приняты руководством по эксплуатации гражданских аэропортов РФ (РЭГА). Устройства измерения КС поверхности ВПП подлежат обязательной государственной сертификации. Международные требования, предъявляемые FAA (Federal Aviation Administration) и ICAO к средству измерения коэффициента сцепления колеса с поверхностью ИВПП, изложены в [1J. Сертификационные требования к каждому типу измерительных средств, применяемых в гражданских аэропортах Российской Федерации, вырабатываются Межгосударственным авиационным комитетом (МАК) и разработчиками и производителями измерителей КС.

Однако существующие исследования в области разработки и сертификации измерителей коэффициента сцепления, проводимые такими организациями, как ФГУП ГПИ и НИИ ГА "АЭРОПРОЕКТ" (Москва), МАК и ООО «Центр Авиаметрология и Сертификация» (Москва), показывают, что прохождение сертификационных испытаний в полевых условиях, как предполагает «Программа и методика сертификационных испытаний», утвержденная Советом Комиссии МАК по сертификации аэродромов и оборудования, в полной мере затруднено и даже невозможно, несмотря на значительные вложение финансовых средств и временные затраты.

В диссертационной работе предлагается оптимизировать дорогостоящие и труднореализуемые полевые (аэродромные или дорожные) сертификационные испытания путем частичной замены их стендовыми. Стендовые испытания в области транспорта давно уже вошли в практику и известны благодаря работе таких предприятий и специалистов, как ГОУ

ИрГТУ, ГОУ ВПО "МАДИ", ИрГУПС (ИрИИТ), ООО НФ "Спектрон", ГОУ ВПО "Братский государственный университет", Taylor Dynamometer Co. Ltd, Land & Sea Inc., Dynojet Research Inc., ProBike Ltd, Tianbo Co. Ltd, Портнягин E. M., Березин В. С., Приходько В. М., Цвик JI. Б., Логинов Ю. В., Мазур В. В.,

John S. Taylor и др. В рамках данной диссертационной работы разрабатывается техническое, методическое, программное и аппаратное обеспечение сертификационных и других испытаний электромеханических измерителей нового поколения коэффициента сцепления искусственных аэродромных и автодорожных покрытий в лабораторных условиях и рассматриваются актуальные задачи разработки уникального испытательного комплекса для полунатурных испытаний электромеханических измерителей коэффициента сцепления нового поколения, что в конечном итоге должно послужить повышению безопасности транспортных перевозок.

Цель диссертационной работы - создание, исследование и практическая реализация автоматизированного электромеханического испытательного лабораторного комплекса для полунатурных исследований нового поколения электромеханических мобильных измерителей коэффициента сцепления аэродромных и автодорожных покрытий.

В диссертационной работе ставятся и решаются следующие задачи: Разработать облик и эскизную компоновку стенда испытаний мобильных электромеханических установок для непрерывного измерения коэффициента сцепления покрытий и выполнить его конструкторскую, электротехническую и технологическую проработку для изготовления экспериментального образца.

Разработать математическую модель динамических процессов стендовых испытаний электромеханического торможения колеса, учитывающую нелинейные упругие свойства пневматической шины и трансмиссий, падающий участок сухого трения и взаимосвязанность динамического поведения управляемого барабанного имитатора движения и измерительного колеса с электромеханическим устройством торможения.

Построить и исследовать адаптивную систему автоматического управления скоростью барабанного имитатора движущейся поверхности покрытия (имитатора движения).

Разработать облик, функциональную схему, конструкторское, схемотехническое, алгоритмическое и программное обеспечение информационно-управляющей компьютерной системы стендовых испытаний и изготовить ее экспериментальный образец на базе панельного промышленного компьютера.

Разработать методику проведения на базе стенда полунатурных сертификационных испытаний мобильных электромеханических измерителей коэффициента сцепления в лабораторных условиях.

Методы исследования. Результаты диссертационной работы получены в рамках методов электротехники, электромеханики и электроники, беспоисковых методов построения адаптивных систем управления нелинейными динамическими объектами, базирующихся на их приближенных с мажорирующими функциями математических моделях, алгебраических методов теории систем, уравнений Лагранжа и малых колебаний упругих систем, компьютерных методов исследования (моделирования) на базе стандартных программных продуктов, методов проектирования, конструирования и экспериментального исследования образцов электронных и микроконтроллерных плат и механических конструкций, методик сертификационных испытаний аэродромной техники.

Научные положения, выносимые на защиту:

Облик и эскизная компоновка стенда для испытаний мобильных электромеханических установок для непрерывного измерения коэффициента сцепления покрытий.

Математическая модель динамических процессов стендовых испытаний электромеханического торможения колеса, учитывающая нелинейные упругие свойства пневматической шины и трансмиссий, падающий участок сухого трения и взаимосвязанность динамического поведения управляемого барабанного имитатора движения и измерительного колеса с электромеханическим устройством торможения.

Адаптивная система автоматического управления скоростью барабанного имитатора движущейся поверхности покрытия.

Облик, функциональная схема, схемотехническое, алгоритмическое и программное обеспечение информационно-управляющей системы стендовых испытаний на основе панельного промышленного компьютера и микроконтроллера.

Методика проведения испытаний мобильных электромеханических измерителей коэффициента сцепления в лабораторных условиях на базе разработанного стенда.

Новизна результатов работы:

Облик и эскизная компоновка барабанного испытательного стенда, отличающегося тем, что впервые объектом стендовых испытаний являются мобильные установки измерения коэффициента сцепления.

Математическая модель динамических процессов стендовых испытаний электромеханического торможения колеса, отличающаяся тем, что в ней учитываются нелинейные упругие свойства пневматической шины, падающий участок сухого трения (эффект Штрибека), а также взаимосвязанность динамического поведения управляемого барабанного имитатора движения и измерительного колеса с электромеханическим устройством торможения.

Адаптивная система автоматического управления скоростью барабанного имитатора движения, учитывающая нелинейные динамические особенности разработанной математической модели и построенная на базе прямых беспоисковых алгоритмов, нелинейно параметризованных с помощью так называемых мажорирующих функций.

Облик, функциональная схема, схемотехническое, алгоритмическое и программное обеспечение информационно-управляющей системы, реализуемой на базе сенсорного панельного компьютера, отличающейся самостоятельной эргономической компоновкой, интеграцией в стойке управления и применением к уникальному стенду.

Методика проведения испытаний мобильных электромеханических измерителей коэффициента сцепления, отличающаяся тем, что в ней (впервые в мировой практике) предложено применить стендовые полунатурные колесные испытания к измерителям коэффициента сцепления.

Обоснованность и достоверность полученных научных и практических результатов. Обоснованность и достоверность результатов диссертационной работы в построении математических моделей и адаптивной системы автоматического управления процессами работы испытательного комплекса обусловливается корректным применением перечисленных выше методов исследования. Достоверность результатов работы по созданию схемотехнического, алгоритмического и программного обеспечения испытательного комплекса подтверждается результатами разработки и макетной отладки на базе экспериментального образца стенда электронных схем силовой и управляющей электроники электрошкафа управления и информационно-управляющей системы стендовых испытаний, выполненной на базе панельного промышленного компьютера.

Значимость полученных результатов для науки и практики

Теоретическая значимость работы состоит в построении взаимосвязанного и децентрализованного вариантов адаптивных систем, основанных на разработанной математической модели, учитывающей особенности нелинейной взаимосвязанной динамики испытательного комплекса, состоящего из управляемого барабанного имитатора движения и измерительного колеса с электромеханическим устройством торможения, связанных друг с другом через посредство упругого пневматика колеса, проскальзывание которого по поверхности барабана носит «срывной» характер, соответствующий сухому трению с падающей характеристикой, а также учитывающей нелинейные свойства электромагнитной динамики двухмашинного тормозного электромеханического каскада взаимной нагрузки, управляемого по возбуждению одной из электрических машин каскада.

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты диссертационной работы по созданию уникального электромеханического испытательного стенда, состоящего из барабанного имитатора движения колеса по наземному покрытию, реализованного на базе привода постоянного тока и средств силовой и управляющей электроники, автоматизированной информационно-управляющей системы, реализованной на базе промышленного компьютера ТРС 1260Н в виде стойки пульта управления, механической конструкции, реализованной в виде платформы шасси стенда как средства для испытаний и метрологического обслуживания аэродромного измерительного оборудования, представленного электромеханическими измерителями коэффициента сцепления непрерывного действия нового поколения, послужили основой для промышленного изготовления испытательного стенда.

Реализация результатов работы. Теоретические положения и практические результаты диссертационной работы использованы в 6 НИР и НИОКР, выполненных при участии автора в течение 2006 - 2012 г.г. и финансированных из федерального бюджета, Правительства Санкт-Петербурга и министерств образования и науки и обороны и внебюджетных источников. Разработка внедрена в учебный и научно-исследовательский процессы. Испытательный участок учебно-научной лаборатории «Мехатронные комплексы подвижных объектов и мобильные установки аэродромного обслуживания», созданной при кафедре САУ СПбГЭТУ, основой которого является разработанный стенд, готов к проведению широкого спектра испытаний, и уже сейчас в нем проводятся эксперименты и демонстрационные испытания в рамках учебного и научноисследовательского процессов; подготовлена и сертифицирована программы переподготовки и повышения квалификации специалистов аэродромных служб по эксплуатации и обслуживанию мобильных электромеханических метрологических комплексов, которая содержит, в том числе, и занятия с применением стендового оборудования для испытаний электромеханических измерителей коэффициента сцепления; программное обеспечение информационно-управляющей системы стенда защищено свидетельствами об официальной регистрации №№ 2010615788, 2011610867 и 2011615351.

Апробация работы. Основные теоретические и практические результаты диссертации были доложены и получили одобрение на 12 международных и всероссийских научно-технических конференциях, в том числе: на Х1У-ХХ1 всероссийских научно-техн. конф. «Экстремальная робототехника» (2006 - 2010 годы, г. Санкт-Петербург), на 1Х-ХШ межд. конф. и выставках «Современные методики контроля и восстановления искусственных покрытий аэродромов и автомобильных дорог» (2006 - 2010 годы, г. Санкт-Петербург), межд. научно-техн. конф. «Наука, образование и общество в XXI веке», (СПб, 2006 г.), Первой Российской мультиконференции по проблемам управления, (СПб, 2006 г.), конф. молодых ученых «Навигация и управление движением» (СПб, 2007 г.), межд. конф. по интегрированным навигационным системам (СПб, 2007), VII Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (СПб, 2007), на 3-5 Всероссийских научно-техн. конф. «Мехатроника, автоматизация, управление» (2005-2007 г., г. Санкт-Петербург), на внутривузовских научно-технических конференциях в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в 2005-2010 гг., а также на научных семинарах кафедры систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Публикации. Основные положения, теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 25 работах, среди которых 6 публикаций в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 2 методических работы, 12 докладов; 5 свидетельств регистрации программ ЭВМ.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Друян, Евгений Васильевич

6.4. Выводы по главе

В этой главе представлен проект программы и методики государственных сертификационных испытаний электромеханического измерителя коэффициента сцепления с применением созданного в рамках настоящей диссертационной работы барабанного динамометрического стенда. Методика стендовых сертификационных испытаний и ее программное и аппаратное обеспечение являются основой для серийного освоения мобильных электромеханических измерителей коэффициента сцепления и подлежат защите как объект интеллектуальной собственности. Методика предполагает установку измерительного колеса на бегущую дорожку барабана стенда, и проведение тестов по программе сертификационных испытаний в полунатурных условиях. В диссерационной работе выполнено алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение методики, реализуемой на стенде под управлением компьютера. По результам выполнения пунктов программы сертификационных испытаний заполняются протоколы и акт, на основании которых принимается решение о возможности выдачи сертификата государственного образца на испытанный измеритель коэффициента сцепления и, соответственно, разрешение на его эксплуатацию.

Сертификация на барабанном динамометрическом стенде является, универсальной услугой метрологического обслуживания любых мобильных комплексов непрерывного измерения КС в мере, охарактеризованной в первом разделе настоящей диссертационной работы и подлежащей детальной оценке для каждой модели измерителя, и может рассматриваться в качестве самостоятельного рыночного продукта. Спрос на содействие в прохождении государственных сертификационных испытаний может быть обоснован тем, что отсутствие сертификата является препятствием на пути к российскому потребителю для многих европейских производителей техники аэродромного обслуживания.

Методика сертификационных испытаний отсылает к методике калибровки измерителей коэффициента сцепления как метрологического средства, и второй подраздел данной главы посвящен именно методике калибровки. Методика калибровки измерителей коэффициента сцепления является неотъемлемой частью как методики сертификации оных испытаний, так и всего комплекса оборудования в целом.

Во втором подразделе данной главы представлены проект методики поверочного метрологического обслуживания электромеханического измерителя коэффициента сцепления как измерительного средства и программное и аппаратное обеспечение его реализации.

Методика метрологического обслуживания (калибровки) и ее программное и аппаратное обеспечение являются основой для разработки серийных средств метрологического обслуживания мобильных электромеханических измерителей коэффициента сцепления и подлежат защите как объект интеллектуальной собственности.

Рассмотрены вопросы разработки программного обеспечения и аппаратной реализации методики метрологического обслуживания (калибровки) тензометрической системы измерения силы торможения (трения) измерительного колеса и измерительно-вычислительного тракта измерителя коэффициента сцепления. Методика предполагает установку измерительного колеса на бегущую дорожку, и измерение тензометрическими датчиками горизонтальной касательной силы, а также вычисление нормальной силы прижатия в пятне контакта колеса с поверхностью.

В диссерационной работе выполнено алгоритмическое и программное обеспечение методики калибровки, реализуемой на стенде под управлением компьютера, по результатм которой компьютером заполняется протокол калибровки.

Калибровка на барабанном динамометрическом стенде является универсальной услугой метрологического обслуживания любых мобильных комплексов непрерывного измерения КС и может рассматриваться в качестве самостоятельного рыночного продукта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с целью и задачами диссертации проведены теоретические, вычислительные, экспериментальные, производственные и практические работы, и получены следующие результаты.

1. Облик и эскизная компоновка стенда для испытаний мобильных электромеханических установок для непрерывного измерения коэффициента сцепления покрытий.

2. Математическая модель динамических процессов стендовых испытаний электромеханического торможения колеса, учитывающая нелинейные упругие свойства пневматической шины и трансмиссии, падающий характер сухого трения и взаимосвязанность динамического поведения управляемого барабанного имитатора движения и измерительного колеса с электромеханическим устройством торможения.

3. Адаптивная система автоматического управления скоростью барабанного имитатора движения.

4. Облик, функциональная схема, схемотехническое, алгоритмическое и программное обеспечение информационно-управляющей системы стендовых испытаний на основе панельного промышленного компьютера и микроконтроллера.

5. Методика проведения полунатурных испытаний мобильных электромеханических измерителей коэффициента сцепления в лабораторных условиях на базе разработанного стенда.

Все решенные задачи направлены на практическую реализацию полунатурных исследований в лабораторных условиях буксируемых измерителей коэффициента сцепления на базе разрабатываемого автоматизированного электромеханического испытательного комплекса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Друян, Евгений Васильевич, 2012 год

1. Автоматизированная мобильная электромеханическая установка нового поколения для измерения фрикционных свойств взлетно-посадочной полосы / В.Н. Шелудько, В.В. Путов, A.B. Низовой, A.B. Путов // Авиакосмическое приборостроение, 2004. № 5. С. 27-37.

2. Е.В. Друян, A.B. Путов, В. В. Путов, В. Н. Шелудько Испытательный стенд для нового поколения буксируемых электромеханических установок аэродромного обслуживания // Известия СПбГЭТУ. СПб:СПбГЭТУ «ЛЭТИ».- № 4.-2010.- С. 22-28.

3. В.В. Путов, В.Н. Шелудько, A.B. Путов, Я.Н. Сколяров Автоматически управляемые электромеханические устройства торможениятранспортных колес // Известия СПбГЭТУ. СПб:СПбГЭТУ «ЛЭТИ».- № 8.-2010.-С. 61-68.

4. В.В. Путов, В.Н. Шелудько, A.B. Путов, Е.В. Друян Адаптивная система управления торможением электромеханических движителей транспортных колес с пневматическими шинами // Известия СПбГЭТУ. СПб:СПбГЭТУ «ЛЭТИ».- № 9.-2011.- С. 73-81.

5. В.В. Путов, В.Н. Шелудько Адаптивные и модальные системы управления многомассовыми нелинейными упругими механическими объектами. СПб.: ООО «Техномедиа» / изд-во «Элмор», 2007. 244 с.

6. Первозванский (штрибек-эффект)65 http://ru. wikipedia.org/wiki/Ремённая передача Статья «Ремённая передача» «Википедии»

7. Путов, В. В. Методы построения адаптивных систем управления нелинейными нестационарными динамическими объектами с функционально-параметрической неопределенностью: Дис. . д-ра техн. наук Текст. / В. В. Путов; СПбГЭТУ (ЛЭТИ). СПб., 1993. - 590 с.

8. Путов, В. В. Адаптивное и модальное управление механическими объектами с упругими деформациями: учеб. пособие Текст. / В. В. Путов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2002. - 112 с.

9. Путов, В. В. Адаптивное управление динамикой сложных мехатронных систем Текст. / В. В. Путов // Мехатроника. 2000. - № 1. - С. 20-26.

10. Путов, В. В. Адаптивное управление динамическими объектами: беспоисковые системы с эталонными моделями: учеб. пособие Текст. / В. В. Путов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2001. - 92 с.

11. Путов, В. В. Адаптивные системы с алгоритмами настройки высшего порядка вуправлении нелинейными объектами Текст. /В.В. Путов // Структуры сложных систем и алгоритмы управления: сб. науч. ст. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1990. - Вып. 8. - С. 147-159.

12. Путов, В. В. Адаптивные системы управления нелинейными механическими объектами с многорезонансными упругими деформациями Текст. / В. В. Путов, В. Н. Шелудько // Мехатроника. 2001. - № 3. - С. 1119.

13. Путов, В. В. Развитие беспоисковых адаптивных методов и их приложения к задачам управления сложными механическими объектами Текст. / В. В. Путов // Авиакосмическое приборостроение. 2003. - № 5. -С. 3-8.

14. A.B. Путов Автоматизированный мобильный электромеханический комплекс для непрерывного измерения фрикционных свойств аэродромных и автодорожных покрытий // Дисс. на соиск. степени канд. техн. наук. СПб. 2010 278 с.

15. В.В. Путов, В.Н. Шелудько Адаптивные и модальные системы управления многомассовыми нелинейными упругими механическими объектами. СПб.: ООО «Техномедиа» / изд-во «Элмор», 2007. 244 с.

16. Е.В. Друян, A.B. Путов, В. В. Путов, В. Н. Шелудько Испытательный стенд для нового поколения буксируемых электромеханических установок аэродромного обслуживания // Известия СПбГЭТУ,- № 4.-2010,- С. 22-28

17. В.В. Путов, В.Н. Шелудько, A.B. Путов, Я.Н. Сколяров Автоматически управляемые электромеханические устройства торможения транспортных колес // Известия СПбГЭТУ. № 8.-2010.- С. 61-68

18. В.В. Путов, В.Н. Шелудько, A.B. Путов, Е.В. Друян Адаптивная система управления торможением электромеханических движителей транспортных колес с пневматическими шинами // Известия СПбГЭТУ-№ 9.-2011.- С. 73-81

19. Сертификационные требования «базис» к измерителю коэффициента сцепления ИКС-1 // Утверждены Советом Комиссии по сертификации аэродромов и оборудования Межгосударственного авиационного комитета (МАК) 08.05.2008 г.

20. V.N.Sheludko, Anton V. Putov, Konstantin V. Ignatiev, Evgeny V. Druian Control Systems of Asynchronous Generator Excitation with Variable Rotation Speed // Proceedings of the IEEE North West Russia Section, № 2. 2011, pp. 24-27

21. Шелудько В. Н., Путов А. В., Казаков В. П., Друян Е. В. Программа распознавания геометрических фигур на основе нейронной сети. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. № 2011613278. 27.04.2011

22. Путов А. В., Друян Е. В. Компьютеризированный, информационно-управляющий пульт оператора мобильных установок дляконтроля состояния аэродромных покрытий // IX конф. молодых ученых «Навигация и управление движением». 13-15 марта 2007 г.СПб.:2007

23. Путов А. В., ДруянЕ. В. Компьютеризированный информационно-управляющий пульт оператора мобильных установок для контроля состояния аэродромных покрытий // XIV межд. конф. по интегрированным навигационным системам. 28-30 мая 2007. СПб.: 2007

24. ДруянЕ. В., ПутовА. В., Щербаков А. Н. Испытания буксируемых электромеханических измерителей коэффициента сцепления в лабораторных условиях // XI конф. молодых ученых «Навигация и управление движением». 15-18 марта 2010 г. СПб.:2010

25. Голик С. Е., Вейнмейстер А. В., Друян Е. В., Казаков В. П., Путов А. В. Микропроцессорные устройства: Метод. указания к лабораторным работам. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2007. 88 с.1. О)