CC BY
11
где Ь и с - параметры настройки: с- координата максимума функции, /и°{Ъ) = 1; с - коэффициент концентрации - растяжения функции (рис. 1). Для нечеткого терма Т число Ь представляет наиболее возможное значение переменной х.
Таким образом, каждому интервалу соответствует своё терм-множество |Л°(б).
На втором этапе происходит построение лингвистических правил с учетом допущений: интервалы (термы) могут быть пересекающимися; построенные правила в виде предложений условия <Апёё> 51 е |Д°(51).<01> (11 не могут быть противоречивыми.
Рис. 1. Модель функции принадлежности
После чего «грубая» диагностическая система считается построенной, однако точность ее, как правило, не высока. Повысить ее точность представляется возможным путем оптимизации параметров функций принадлежности, то есть b и с. А также тонкую настройку системы можно осуществить путем изменения весов каждого правила wr
По мнению авторов, целесообразно применять генетический алгоритм (ГА) поиска оптимального решения при настройке системы. Генетический алгоритм осуществляет одновременный поиск по многим направлениям путем использования вариации возможных решений. Переход от одной вариации к другой позволяет избежать попадания в локальный оптимум. Популяция претерпевает нечто наподобие эволюции: в каждом поколении относительно хорошие решения репродуцируются, в то время как относительно плохие отмирают. ГА используют вероятностные правила для определения репродуцируемой или уничтожаемой хромосомы (решение, код) - совокупности оптимизируемых параметров, чтобы направить поиск к областям вероятного улучшения целевой функции.
С точки зрения программной реализации целесообразно использовать языки высоко уровня, имеющие в своем составе вышеизложенные алгоритмы. Таковой на сегодняшний день является среда MATLAB. Его последние версии обладают пакетом расширения генетических алгоритмов - gatool и fuzzy logic. Среда позволяет разрабатывать системы поэтапно, применяя графический интерфейс как для отладки отдельных подпрограмм, так и в структурных единицах среды программирования m-файлах. Конечный продукт может быть скомпилирован в независимое приложение на зыке С++.
Список литературы
1. Хартман К. и др. Планирование эксперимента в исследовании
технологических процессов. -М.: Мир, 1977. - 408с.
2. Ротштейн АЛ. Интеллектуальные технологии идентификации:
нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети. —
Винница: УНИВЕРСУМ—Винница, 1999. — 320 с.
О.Г. Вершинина
Курганский государственный университет, г. Курган
МЕТОДИКА БЕССТЕНДОВОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ИЗНОСА ФРИКЦИОНОВ ГМП
Метод, позволяющий проводить углубленную диагностику ГМП, в том числе диагностику ее фрикционов, был разработан в МАДИ канд. техн. наук Е.В.Недобухом [1]. Им был определен перечень диагностических параметров для углубленной диагностики ГМП, включающий в себя давление масла в главной масляной магистрали ГМП (РJ, отношение угловой скорости вращения ведущих дисков фрикциона к угловой скорости вращения ведомых дисков фрикциона(8J, а также интегральный параметр включения фрикциона (SJ. Под интегральным параметром включения фрикциона S1 понимается разница площадей, заключенных под реализацией угловой скорости ведомого вала фрикциона ГМП СО, и угловой скорости вала турбины C0¿ за время переходного процесса включения фрикциона t
t
Sl=\{(Dm-(D2)dt. (1)
О
31 Si pao
30
28
2o
2Í
22
20
1S
Puc. 1. Изменение интегрального параметра процесса включения фрикциона S от величины зазора между дисками фрикциона Н при различной угловой скорости фрикциона соп[1]
При этом автором доказана возможность определения величины износа дисков фрикциона по величине интегрального параметра на режиме тестового разгона автобуса при различной скорости переключения передач СО. на тяговом роликовом стенде по зависимостям, представленным на рис.1.
Недостатком данного метода является невозможность его использования без стенда тяговых качеств, так как все исследования проводились автором на одном тестовом нагрузочном режиме. Кроме того, теоретические исследования по обоснованию метода были проведены автором с использованием весьма грубой математической модели, не учитывающей, в частности, фазы опорожнения цилиндра фрикциона и инерционных сил, возникающих при разгоне трансформатора за время переключения переда, что искажает реальные процессы, происходящие в ГМП. Кроме того, автором не подтверждены экспериментально некоторые весьма важные закономерности, полученные в ходе теоретических исследований.
Так как ускорение ведущего вала фрикциона в момент переключения передач зависит как от момента сопротивления движению, так и от режима работы двигателя, в частности от угла открытия дроссельной заслон-
ки, исключить неоднозначность интегрального параметра от рассмотренных характеристик можно, если отнести его к угловому ускорению ведущего вала фрикциона в момент начала переключения передач:
.V 8(ск-)ск). (2)
где Б'-удельный интегральный параметр, с2;
Б, - интегральный параметр, рад;
с1о)]/& -ускорение ведущего вала фрикциона в момент начала переключения передач, рад/с2.
Предположения о возможности использования нового удельного интегрального параметра Б'были промоделированы и его значения рассчитывались при моделировании процесса разгона автобуса [2].
На рис.2 и рис.3 показана зависимость изменения удельного интегрального параметра от изменения момента сопротивления движению и износа дисков фрикциона.
6
з: 2
С
4
3 2 7 О
0 1 2 Мс.кОм i
Рис.2. Зависимость удельного интегрального параметра Э' от изменения момента сопротивления движению Мс при
различном износе дисков фрикционов: 1 - /1=0%; 2-А=0,4 мм; 3-А=1,0 мм; 4- А=1,4мм; 5- А=1,8 мм 6
з:
2
С
^
з 2
1 о
0 0А 0,8 1,2 Л, мм 20
Рис.3. Зависимость удельного интегрального параметра Э' от износа дисков фрикционов А при различном моменте сопротивления движению Мс 1- Мс =0,7 кНм; 2- Мс =1,4 кНм; 3- Мс =2,1 кНм; 4 - Мс =2,8 кНм
Полученные закономерности можно представить в виде поверхности, представленной на рис. 4, которая описывается линейной зависимостью:
5" = -0,5802+3,3166А + 0,1647-1с. (3)
Рис.4. Зависимость удельного интегрального параметра в' от изменения момента сопротивления движению Мс и износа дисков фрикционов А
Зависимость изменения удельного интегрального параметра от износа дисков фрикциона на различных
нагрузочных и скоростных режимах разгона автобуса, что выражается изменением углового ускорения ведущего вала фрикционов с1со1 /Ш в момент начала переключения передач. Полученные закономерности можно представить в виде поверхности, которая описывается линейной зависимостью:
5"= -26,8893+4,3667-А+1,117- с/о. с/(. (4)
На основании рассмотренных зависимостей можно сделать вывод, что принятый удельный интегральный параметр Б' обладает высокой чувствительностью к износу дисков Д фрикционов и низкой чувствительностью к изменению момента сопротивления движению Мс и углового ускорения ведущего вала фрикционов с1со1 /Ш, может быть использован при бесстендовом диагностировании.
Изменение среднего значения удельного интегрального параметра от износа дисков фрикционов может быть описано следующей функцией:
8'=0,926-А2+0,9667-А + 0,596, № . (5)
Также при моделировании была получена представленная на рис.5 обратная зависимость, на основании которой можно поставить диагноз о степени износа дисков фрикциона. Она отражает взаимосвязь степени износа фрикционных накладок и величины параметра Б' и может быть определена расчетным методом по зависимости:
А=-0,00074- Б -+0,5608- 8-0,0469, //. (6)
20------
А.мм----
«--^---
О в------
ол--у------
о —I----и—
0 1 2 3 4 £ с- 6
Рис.5. Определение износа дисков фрикциона А по величине удельного интегрального параметра Э'
Удельный интегральный параметр Б' имеет практически линейный характер зависимости его величины от износа дисков и очень малую зависимость от нагрузочного режима, что облегчает приборную реализацию метода на его основе [3].
Список литературы
1. НедобухЕ.В. Разработка метода диагностирования гидромеханичес-
кой передачи городских автобусов: Дис. ... канд. техн.наук,-
М„ 1986. -165 с.
2. Вершинина О.Г. Разработка метода диагностирования фрикционов
гидромеханической коробки передач городского автобуса: Дис. ...
канд. техн.наук,- Тюмень, 2003.-153 с.
3. Патентна изобретение РФ №2234071МШС в01М17/00. Устройство
для определения износа фрикционов гидромеханических передач
транспортных средств/ Вершинина О.Г., Васильев В.И., Осипов
Г.В., Шарыпов А.В. Опубл.10.08.2004. Бюл. №22.
?
2
1
5 - + 0,5608- 8 -0,0469,
/
/
/
30
ВЕСТНИК КГУ, 2007. №4
С.П.Жаров
Курганский государственный университет, г. Курган
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ИНФОРМАЦИОННОЙ ЗАГРУЗКИ ВОДИТЕЛЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ В ТРАНСПОРТНОМ ПОТОКЕ
В последние годы в связи с резким увеличением количества автомобилей на дорогах, произошло повышение информационной загрузки водителя от внешних факторов, одновременно с этим возросла и информационная загрузка по внутренним информационным каналам (приборная панель, аудио- и видеотехника в автомобиле).
С позиции теории информации процесс управления режимами движения автомобиля может быть охарактеризован тенденцией упорядочения, связанной с уменьшением возможного многообразия состояний системы А-В-Д. При этом многообразие возможных возмущений в системе должно компенсироваться таким же многообразием управляющих воздействий.
В качестве возмущающего воздействия могут быть изменение макро- и микропрофиля дороги, изменение интенсивности транспортного потока, ограничения по безопасности движения, считывание информации с приборов и т.д.
Важной задачей при управлении автомобилем является обеспечение с определенной точностью некоторых
требуемых значений скорости определяющих состояние системы А-В-Д при действующих в ней возмущениях.
Можно сказать, что процесс управления протекает удовлетворительно, если разница между требуемой скоростью V и действительной V' не превышает определенной величины Sv [1]:
Ъ(\\ (1)
где у', У - требуемая и действительная скорость движения;
8 - порог различимости по скорости.
Аналогично можно записать:
¿0:])=\1'-])<ег (2)
где у,у -требуемое и действительное ускорение;
8.- порог различимости по ускорению.
Под порогом различимости понимается наибольшее значение модуля разности двух скоростей V' и V или двух ускорений и _/, внутри которого управляемый параметр всегда колеблется без ущерба эффективности процесса в целом.
Если 5(Ч>', V) > 8у , то два любых режима и можно назвать 8 -различимыми, если Ъ(у \ V) < 8 , то 8-не-различимыми. При этом на реальном диапазоне скоростей можно указать максимально возможное число -различных между собой состояний системы [1]:
\у\
/Л8у = /3)
где |Д8у - количество различимых между собой состояний системы;
V -диапазон изменения скорости.
В качестве меры максимально возможного разнообразия скоростных режимов можно принять 8 - емкость множества:
=1°ё 2 ' <4>
Рассуждая аналогично, можно записать:
Ы.=1о% 2 |Д8;, (5)
По своему смыслу эти величины представляют собой максимальную энтропию системы А-В-Д относительно скоростного режима и режима ускорения, и в принципе этот максимум достигается тогда, когда все скоростные режимы, отличающиеся на величину порога различимости 8у, 8 , равновероятны. На практике скорость автомобиля и его ускорение могут принимать различное
значение У1 е |V_/г- е |у'| не с равной вероятностью, а в
соответствии с некотором законом распределения так, что каждому скоростному режиму \ или режиму ускорения ] в определенный момент времени может быть поставлена его реализация £)(/.,
Тогда энтропия системы А-В-Д относительно скоростного режима определяется:
/леу
Но(у,0=И Р(у,Л)1од 2 Р(У„1). (6)
г=1
Для режима ускорения:
я (], V = Е РСЦ) Юд 2 1%Л), (7)
г =1
где Но (у, у, Но С у, у - энтропия системы А-В-Д относительно скоростного режима и режима ускорения;
Р(у/Л), РО/Л) -теоретические вероятности распределения скорости и ускорения автомобиля.
Энтропия характеризует неопределенность состояния системы относительно данного режима и выступает в роли информационного потенциала.
Осуществляя управление автомобилем, водитель выдерживает определенный скоростной режим, тем самым изменяя априорные вероятности данных событий до некоторого нового значения Р(у Л), Р(]- Л), которому соответствует новое значение энтропии системы А-В-Д по скоростному режиму и режиму ускорения:
/леу
Н (V, V = Е Р(у Л) Юд 2 Р(у Л), (8)
^1
Н (], у Е Р(и) ¡од РО Л), (9)
у 4=1 ^ ^
где Ну (у , (],[)— энтропия системы А-В-Д
относительно скоростного режима и режима ускорения соответственно с учетом управляющих действий водителя;
Р(У Л), РО Л) ~ вероятность реальных распреде-
