CC BY
9
[ Sending unit microwave] Vamberskiy M.V. Ka-zantcev V.I. S.A. Shelykhin - M. Vyshaya Shkola, 1984 - 448
6. Roslov, S. V. Opredeleniye tehnicheskogo sostoianiya toplivnoi apparatyri visokogo davleni-ya dizelynogo dvigatelya[Definition of technical condition of the fuel equipment of high pressure of the diesel engine]. [Text] A.M. Smirnov.sbornik referatov deponirovannyh ryckopisei. Series. B, the collection 107 (14) - M.: 46 NIITs MO Russian Federation, 2014
7. Pat. 69928 Rossiyskaya Federatsiya MPK F02 N 9.00 Ystroistvo dly oblegcheniya pyska dvigately vnytrennego sgoraniya[Device to facilitate starting of the internal combustion engine]. M.A. Saveliev. Shapran V.N.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Манзин Максим Юрьевич (Россия, г. Омск)
- адъюнкт Омского автобронетанкового инженерного института (644098, г. Омск, 14 в/г,).
Manzin Maksim Yurievich (Russia, Omsk)
- postgraduate student of the Omsk Tank-
Automotive Engineering Institute (644098, Omsk, 14 m/t,).
Заикин Андрей Александрович (Россия, г. Омск) - курсант Омского автобронетанкового инженерного института (644098, г. Омск, 14 в/г, [email protected]).
Zaikin Andrei Aleksandrovich (Russia, Omsk)
- cadet of the Omsk Tank-Automotive Engineering Institute (644098, Omsk, 14 m/t, zaikin.aa@mail. ru).
Рослое Сергей Валерьевич (Россия, г. Омск) - преподаватель Омского автобронетанкового инженерного института (644098, г. Омск, 14 в/г, [email protected]).
Roslov Sergey Valerievich (Russia, Omsk)
- professor of the Omsk Tank-Automotive Engineering Institute (644098, Omsk, 14 m/t, , [email protected]).
Иванов Владимир Васильевич(Россия, г. Омск) - начальник курса Омского автобронетанкового инженерного института (644098, г. Омск, 14 в/г,).
Ivanov Vladimir Vasilyevich (Russia, Omsk)
- platoon leader of the Omsk Tank-Automotive Engineering Institute (644098, Omsk, 14 m/t).
II II III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III NIM
УДК 629.11
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
В.Е. Овсянников, В.И. Васильев ФГБОУ ВО Курганский государственный университет, г. Курган, Россия
Аннотация. В данной статье рассматриваются вопросы оценки параметров алгоритмов диагностирования систем автомобилей. Приводится обоснование необходимости реализации мероприятий по обеспечению человеко-машинной совместимости на стадии проектирования оборудования. Разработана модель оценки параметров алгоритмов диагностирования систем автомобилей на основе применения аппарата нечеткой логики. В качестве исходных данных использованы параметра реальных процессов.
Ключевые слова: Нечеткая логика, модель, оценка, алгоритмы.
ВВЕДЕНИЕ
Усложнение технологического оборудования предприятий автотранспортного комплекса, которое связано с расширением степени его автоматизации требует новых подходов при его проектировании. Особенно это просматривается в процессах диагностирования.
Отправной точкой в данном случае является изменение роли человека в технологических процессах. На сегодняшний день, в связи с тем, что уровень физической нагрузки на рабочего снижается, т.к. основные рабочие процессы механизированы, значение человека в производственном процессе изменяется. При
Таблица 1
ФРАГМЕНТ АЛГОРИТМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
Определение технического состояния двигателя по разрежению в впускном трубопроводе
1. Запустить и прогреть двигатель
2. Остановить двигатель
3. Вывернуть заглушку
4. Присоединить вакуумметр
5. Запустить двигатель с частотой 1000 об/мин
6. Замерить величину разрежения во впускном трубопроводе три раза
7. Проанализировать характер колебания показаний логический
8. Выключить двигатель и отсоединить прибор
Определение технического состояния двигателя по компрессии
1. Вывернуть свечи
2. Открыть дроссель и воздушную заслонку
3. Установить конус компрессометра в отверстие свечи и повернуть коленчатый вал стартером на 8-10 оборотов
4. Зафиксировать показания
5. Повторить 2-3 раза
6. Повторить замеры для других цилиндров
7. Сделать вывод о состоянии двигателя логический
использовании современного диагностического оборудования труд рабочего-диагноста можно рассматривать как труд оператора автоматизированной системы (системы «человек-машина»). Причем следует отметить, что проектирование подобного рода систем требует использования иных подходов, чем те, которые применяются в случаях решения задач традиционного проектирования [1-3].
В случае автоматизированных систем (систем класса «человек-машина») данных мероприятий недостаточно для обеспечения эффективности работы системы. Дело в том, что оператор в данных системах занят преимущественно вопросами обработки информации и принятия решений. Физическая же составляющая труда в данном случае сводится чаще всего к элементарным моторным действиям, связанным с реализацией вопросов контроля и управления (нажатию кнопок и т.д.). Это обстоятельство приводит к необходимости обеспечения совместимости человеческих и машинных компонентов системы не только на уровне физических действий, но и на уровне восприятия (психологическом).
Для решения данной задачи в первую очередь необходимо иметь адекватное описание деятельности оператора технологического
оборудования предприятий автомобильного транспорта, которое позволяет учесть основные психологические аспекты [1]. На сегодняшний день, в практике инженерной психологии наиболее часто используется описания двух видов: на организационном и операционном уровне [1-3].
Организационный уровень описания является иерархически более высоким и отражает взаимодействие элементов на уровне всей деятельности в целом. Примерами такого описания являются организационная схема технологического процесса, где при помощи стрелок, возможно, отобразить информационные и материальные потоки. При использовании данного вида описания весьма затруднительно учесть параметры эмоционально-психологической нагрузки на оператора.
Операционное описание сводится к разделению всего процесса на отдельные операции и дальнейшее дробление последних на отдельные элементарные действия. Чаще всего реализуется в виде графов, диаграмм или алгоритмов. Наиболее перспективным инструментом для исследования психологических аспектов деятельности операторов технологического оборудования предприятий автотранспортного комплекса представляется именно
алгоритмическоеописание. Это объясняется тем, что пр и использо вании алгоритма, какин-струмента описания и анализа деятельности человека-оператора возможно выполнить градацию его действий н а п ростые (мото рные) и те, которые требуют решенияинтеллектуаль-ных задач, свя занныхсанал изом информа ции и принятием решений. Причем алгоритм необязательно представлять в графическомвиде. Для нашего случаяудоб неепользо ваться табличной формой представления. Втаблице 1 приведен фрагмент алгоритмадиагностиро-вания состояния двигателя.
В таблице 1 напротив тех элементов процесса, которые предполагают решение ин-телле ктуальных задач, сд елано примечание «логический». Данный вид описания процесса диагностирования позволяет выявить в его структуре непрерывные цепочки действий одного класса. В данном фрагменте и меется 2 цепочки стереотипных действий по бдей-ствий каждая. Методы инже нерной психологии позволяютопределить количественные характеристики влияния параметров рабочего процесса на функциональные кондиции оператора. Отправной точкой в данном случае является то, что чрезмернаяперегруженность стереотипными действиями, приводит к общему п ереутомле нию человека-оператора, а слршкомбол ыиойобъем логических действий вызывает информационнуюперегрузку. Вка-честве количественно й характеристики имеет смысл использовать коэффициентылогиче-ской сложнослиистереот ипности.
сте реотипности характеризуется длиной непрерывныхцепочек, состоящих из действий без решения при этом логических задач.Этот показатель определяется по формуле [2,3,6-8]
Показатель логической сложности опреде-ляетсявыражением [2,3,6-8]
Z - ±
N ~= m,.
(1)
где N - общее число операторов алгоритма; п - число групп членов алгоритма; т - число операторов в группе; т0Т - число элементарных операторов в группе (действия, не пред-полагающиевыбора).
Коэффициент стереотипности принимает максимальное значение, когда в алгоритме отсутствуют логические условия, т. е. последовательность действий оператора однозначно определена и не зависит ни от каких условий. Минимальное значение этого коэффициента получается в том случае, когда после каждого оператора следует логическое условие.
L=1 fmt
N j- m¡
(P)
где тлу - длина непрерывной цепочки, состоя-щейиз логическихусловий.
Однако точное определение данных величин возможно только в случае наличия алгоритма работы оператора технологического оборудования в окончательном виде. Но оценка рассмотренных выше параметров нужна и на этапе проектирования для решения задачи оптимизации алгоритмов. Данное обстоятельство требует использования другого методологического аппарата, который позволяет решать задачи с высоким уровнем неопределенности исходных данных. Для этих целей рационально применять нечеткую логику [4,8]. В данной работе были построены модели для оценки стереотипности и логической сложности алгоритмов на этапе проектирования оборудования.
МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, ОСНОВАННАЯ НА НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКЕ
Структура обеих моделей предполагает наличие двух входных переменных: относительную плотность логических или стереотипных действий, а также общее количество элементов алгоритма. В качестве исходных данных для построения модели были использованы параметры алгоритмов реальных процессов диагностирования систем автотранспортных средств [8] (рис. 1и 2).
FIS Variables
Membership function plots plot points: 131
0.1 0.2 0.3 04 0.5 Об 07 08 input variable "N"
Current Variable
Name
Type
Range
Display Range
Current Membership Function (click on MF to select) Name Type Params
Рис. 1. Общийвид входнойпеременной«обш,ее число операторовв алгоритме»
Рис. 2. Общий вид входной переменной «относительная плотность стереотипных
действий»
Система правил, реализующая функцию нечеткой логики, приведена на рис. 3.
ioe)and (ГОДгЛ is
юе) ther
DSHD
f [N в среднее! and (NttfnO is малое) then (/ .. Ы1-.Ц1) f (N is большое)а^(НШпО SMrnoe)then (Z is 0 05) (1) f [N s малое) and frtWnC s среднее) then (Z s б 5) [1) ([Heсреднее) and (NO.'iOis среднее)then [Z is0.5) I f{Ne большое) and ÍNWnO s среднее) then (Z is DOB) (1) 1 [N is малое} and fN(WoO is большое; theníZ s 0.9Б)[1) f [N в среднее) and i.ll.' i is большое) then [Z is б (1 i f [N is большое) ami
среднее большое попе
среднее большое попе
□ not
□ not
□ not
Рис. 3. Система прав ил
Общий вид функции нечеткой логики, п р-зволяющей оценивать параметры стереотипности, приведеннарис. 4.
Ылс. 4. Функция для оценкипараметров стереотипности
Для оцпнки сзепени точности полученных результатов е.лесообразно вос^поль;зо^^т14Ся данными, которые (ныли полскеныс испельзо-ванием модели! для случая, .ото рый не вхпдип в обучающую выборку. Пример о пределенся коэффиципнна Т. пниведен на рис. 5.
Рис. 5. Пример определения коэффициента
стереотипности
ВЫВОДЫ
Оценим степень соответствия модельных данных ипараметров алгоритма диагности ро-вания карбюраторного двигателя:
AZ =
Z «..-.л Z„
J мод
^ х100% =
0.861-0.83 0.861
х 100% = 4%
=£= LMod Lmeop х 1000% =
L.
"'мод
0. 06-0.0-4 0.06
х100% = 3%
Из полученных данных видно, что точность полученных результатов удовлетворительна длярешения поставленныхвработе задач.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Васильев В.И. Определение оптимальной информационной структуры при проектировании постов диагностирования / В.И. Васильев, В.Е. Овсянников, Е.А. Войтеховская // Материалы 4-ей Международной научно-практической интернет-конференции, под общей редакцией д.т.н., проф. А.Н. Новикова. - Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», П0Ы4. -с.29-45.
2. Вудсон У. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов / У. Вудсон, Д. Коновер. - М.: Мир, клик. -260 с.
3. Горшков С. И. Методики исследования в физиологии труда / С.И. Горшков, З.М. Золина, Ю.В. Мойкин. — М.: Медицина, 1974. - с. 96.
4. Рыбин В.В. Основы теории нечетких множеств и нечеткой логики / В.В. Рыбин. - М.: МАИ, 2007. - 252 с.
5. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. - М.: Машиностроение, 1982. - 368 с.
6. Стрелков Ю.К. Инженерная и професси-
ональная психология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.К. Стрелков. - М.: Издательский центр «Академия»; Высшая школа, 2001. - 360 с.
7. Суходольский Г.В. Основы психологической теории деятельности / Г.В. Суходольский. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. - 166 с.
8. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB / С.Д. Штовба. -М.: Горячая линия Телеком, 2007. - 288 с.
ASSESSMENT OF PARAMETERS OF ALGORITHMS OF DIAGNOSING OF SYSTEMS OF CARS IN THE CONDITIONS OF HIGH DEGREE OF UNCERTAINTY OF BASIC DATA
V.E. Ovsyannikov, V.I. Vasilyev
Abstract. In this article questions of an assessment of parameters of algorithms of diagnosing of systems of cars are considered. Justification of need of realization of actions for ensuring human-machine compatibility at an equipment design stage is given. The model of an assessment of parameters of algorithms of diagnosing of systems of cars on the basis of use of the device of fuzzy logic is developed. As basic data are used the parameter of real processes.
Keywords: Fuzzy logic, model, assessment, algorithms.
REFERENCES
1. Vasilyev V. I., Ovsyannikov V. E., Voytek-hovskaya E. A. Opredelenie optimal'noj informa-cionnoj struktury pri proektirovanii postov diag-nostirovaniya [Definition of optimum information structure at design of posts of diagnosin]. Materials to 4-her the International scientific and practical Internet conference, under the general edition the Dr.Sci.Tech., the prof. A. N. Novikov. - Eagle: FGBOU VPO "State University - UNPK", 2014, pp. 29-35.
2. Vudson U. Konover. D. Spravochnik po inzhenernoj psihologii dlya inzhenerov i hudozh-nikov-konstruktorov [The reference book on engineering psychology for engineers and designers] Moscow: World, 1968. - 260 p.
3. Gorshkov S.I.. Zolina Z.M., Moykin Yu. V. Metodiki issledovaniya v fiziologii truda [Research techniques in physiology of work] Moscow: Medicine, 1974, 96 p.
4. Rybin V.V. Osnovy teorii nechetkih mnozhestv i nechetkoj logiki [Bases of the theory of indistinct sets and fuzzy logic] Moscow.: MAI, 2007, 252 p.
5. The reference book on engineering psychology [Spravochnik po inzhenernoj psihologii] / Under the editorship of B. F. Lomov. - M.: Mechanical engineering, 1982, 368 p.
8. Strelkov. Y.K. Engineering and profession-
al psychology [Inzhenernaya i professional'naya psihologiya]: Studies. a grant for student. high. studies. institutions / Y.K. Strelkov. - M.: Publishing center "Akademiya"; The Higher school, 2001. - 360 p.
7. Sukhodolsky G.V. Osnovy psihologicheskoj teorii deyatelnosti [Bases of the psychological theory of activity] L.: LIE publishing house, 1988, 166 p.
8. Shtovba S. D. Proektirovanie nechetkih sistem sredstvami MATLAB [Design of indistinct systems means of MATLAB] Moscow, Hot Telecom line, 2007, 288 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Овсянников Виктор Евгеньевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Ин-новатика и менеджмент качества» ФГБОУ ВО Курганский государственный университет (640020, г. Курган, ул. Советская 63, стр. 4, e-mail: [email protected]).
Ovsyannikov Victor Evgenyevich is Candidate of Technical Sciences, the associate professor "Innovatics and quality management" Kurgan state university (640020, Kurgan, Sovetskaya St. 63, p. 4, e-mail: [email protected]).
Васильев Валерий Иванович - доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобильный транспорт и автосервис» ФГ-
БОУ ВО Курганский государственный университет (640020, г. Курган, ул. Советская 63, стр. 4, e-mail: [email protected]).
Vasilyev Valery Ivanovich is Doctor of
Engineering, professor of "Motor Transport and Car Service" department Kurgan state university (640020, Kurgan, Sovetskaya St. 63, p. 4, e-mail: [email protected]).
Ill III II III III II III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III MM
УДК 656.065.46
ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ К ОСНОВНОМУ МОТОРНОМУ ТОПЛИВУ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Н.Г. Певнев, В.В. Понамарчук ФГБОУ ВО «СибАДИ», г. Омск, Россия
Аннотация. Обосновывается идея о том, что применение водорода в качестве инициирующей добавки к основному топливу, приводит к повышению экономических и экологических показателей ДВС. Особое внимание уделено физико-химическим свойствам водорода и его роли при горении в камере сгорания. В статье проводится пример теоретического расчета параметров рабочего тела и расчета количества отдельных компонентов продуктов сгорания. Расчет произведён для бензинового четырехтактного двигателя с распределенным впрыском топлива и электронным управлением системой питания и зажигания, при различных процентных соотношениях бензина и водорода. Анализируются результаты расчетов.
Ключевые слова: Водород, инициирующая добавка, экология, продукты сгорания, автомобильный двигатель.
ВВЕДЕНИЕ
Начало второй половины XX столетия ознаменовалось интенсивным процессом автомобилизации. Развитие автомобильного транспорта предопределило четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический потенциал развития общества, способствовал удовлетворению социальных потребностей населения, а с другой - обусловил увеличение масштаба негативного воздействия на общество и окружающую среду, приводя к нарушению экологического равновесия на уровне биосферных процессов. Очевидная позитивность первой тенденции способствовала чрезвычайно быстрому росту количества автомобилей, что повлекло за собой ярко выраженные нежелательные последствия.
К концу века возникла, повсеместно проявила себя и накрепко обосновалась новая угроза жизненно важным интересам личности, общества, государства - реальная экологическая опасность для жизнедеятельности, связанная с достигшим гигантских масштабов уровнем автомобилизации.
С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия.
Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стране мира. Во многих странах мира приняты жесткие требования по экологизации автотранспорта. В настоящее время многие зарубежные моторостроительные фирмы взяли курс на решение задачи достижения нулевой токсичности отработанных газов. Их опыт показывает, что добиться этого можно только в случае использования альтернативных видов моторного топлива. Именно поэтому, практически все перспективные экологически чистые автомобили, проектируются под альтернативные виды топлива. Разработка и создание двигателей для таких автомобилей, безусловно, требует огромных материальных затрат.
ПУТИ РАЗВИТИЯ
Одним из перспективных направлений развития двигателестроения является не только применение альтернативных топлив таких как
