Подъемная платформа роботизированного комплекса на базе скользящей опалубки Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Итоговые оценочные значения квантуют на два уровня и записывают в ЛРР, сформированный на основе того же характеристического полинома, что и на передающей стороне. Квантованные оценочные значения элементов ПСП представлены на рис. 3 ж. В случае, когда суммарное значение коэффициента корреляции превысит заданный порог, в ЛРР подаётся управляющее воздействие для начала генерации ПСП, синхронной с принимаемой последовательностью.

Структурная схема устройства синхронизации (рис. 4) содержит следующие основные элементы:

- выделитель тактовой частоты (ВТЧ) - для выделения тактовой частоты из принимаемой смеси сигнала, шума и помех;

- дискретизатор (Д) - для дискретизации принимаемой смеси с частотой в к раз превышающей тактовую частоту;

- линия задержки (ЛЗ) - для задержки принятой смеси на время его обработки в блоке формирования оценочного сигнала;

- блок формирования оценочного сигнала (БФОС) - для формирования оценочного сигнала, в соответствии с приведенным выше правилом;

- блок коммутации (БК) - для обеспечения заданных режимов работы;

- квантователь (Кв) - для квантования аналоговых оценочных значений;

- коррелятор (К) - для вычисления коэффициента корреляции между полученными оценочными значениями и принятыми ДО элементов ПСП;

- устройство управления (УУ) - для формирования управляющего воздействия на начало генерации ПСП;

- линейный рекуррентный регистр (ЛРР)- для генерации ПСП, синхронной с принимаемой.

Рис. 4. Структурная схема устройства синхронизации М-последовательности

Результаты статистического моделирования свидетельствуют о наличии существенного эффекта по времени синхронизации в сравнении с традиционными способами. Предлагаемый способ и устройство синхронизации может найти применение для повышения помехоустойчивости и уменьшения времени синхронизации последовательностей с большим периодом, а также при синхронизации в условиях сложной помеховой обстановки.

Литература

1. Гилл А. Линейные последовательные машины. М., 1974.

2. Гинзбург В.В., Каяцкас А.А. Теория синхронизации демодуляторов. М., 1974.

3. Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации и основы телеграфии: Учебник для вузов. М., 1973.

Новочеркасское высшее военное командное училище (институт) связи 16 декабря 2004 г.

УДК 621.865.8

ПОДЪЕМНАЯ ПЛАТФОРМА РОБОТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА НА БАЗЕ СКОЛЬЗЯЩЕЙ ОПАЛУБКИ

© 2005 г. А.Г. Булгаков, Д.Я. Паршин, Д.А. Короткий

Скользящая опалубка в силу своей технологической особенности является базой для организации работы роботизированного комплекса, позволяющего использовать все ее преимущества и обеспечивать безупречное качество выполнения операций. Роботизированный технологический комплекс выполняет параллельно с укладкой бетонной смеси установку арматуры и ее крепление. В состав комплекса включен бетоноукладочный робот, обеспечивающий укладку бетона в опалубку, а также бетоносмесительная станция с бетононасосами (рис. 1). Для уплотнения бетонной смеси предложено использовать пьезокера-мические излучатели ультразвуковых колебаний [1, 2]. Такой способ уплотнения позволяет автоматизировать как саму операцию, так и режимы ее выполнения.

Наиболее сложной задачей является автоматизация арматурных операций, решение которой представляет самостоятельную проблему. Для механизации установки арматуры в состав РТК включено два робота: один для установки и крепления вертикальной арматуры, а второй для укладки горизонтальной арматуры [1]. Для доставки и подачи арматуры к месту установки предложено использовать транс-портно-накопительные устройства, построенные на основе робокара с адаптивным управлением [3]. Мобильный робот с накопительным устройством, перемещаясь по платформе, обеспечивает доставку арматурных стержней к месту их монтажа в любую точку опалубки.

Видеотерминальное устройство

Рис. 1. Структура роботизированного технологического комплекса для возведения монолитных сооружений башенного типа

Каждый робот имеет систему управления, выполняющую тактические и исполнительные задачи управления [4]. В состав комплекса включается информационно-измерительная система, контролирующая положение платформы и опалубки, укладку бетона и установку арматуры. Планирование последовательности операций

и синхронизацию работы оборудования выполняет система управления верхнего уровня - АСУ комплекса.

Автоматизированный комплекс должен обеспечить подъем опалубки, изменение ее радиуса, а также корректировку положения при возникновении смещений и кручения платформ. Рассмотрение различных

вариантов построения комплекса привело к идее использования подвижной платформы, опирающейся на подъемные колонны, снабженные домкратами (рис. 2). Число подъемных колонн с домкратами определяется размерами объекта, весом платформы и оборудования и может составлять 6-12. Подвижная платформа служит основой для крепления щитов опалубки, которые с помощью опалубочных рам подвешиваются на радиальных направляющих. Для изменения радиуса расположения щитов опалубки опорные рамы снабжены механизмами радиального перемещения, оснащенными приводом.

F6

На рис. 3 показано устройство опорной колонны с подъемным электромеханическим домкратом.

I

4, "

I

'о Hi Vb?

°''k'\ VK

•ж» • 't

и

''К0' '» у

1

..t ■0Г 4

|b=j= 1 " м

Рис. 2. Платформа комплекса с подъемными колоннами, снабженными электромеханическими домкратами

С учетом условий функционирования подъемных домкратов предпочтение отдано электромеханическим домкратам с асинхронными двигателями и частотным управлением. Такой выбор обоснован сложностью подвода энергии к домкратам, необходимостью синхронизации их работы. Электромеханические домкраты с частотным управлением также предпочтительны в обслуживании и имеют более жесткие статические характеристики.

Рис. 3. Опорная колонна комплекса с электромеханическим домкратом

Основу колонны составляет мачта 1 с направляющими стойками 2. Внутри мачты установлен подъемный домкрат, состоящий из опорной тележки 3, снабженной приводом 4, который состоит из асинхронного двигателя и редуктора. Для преобразования вращательного движения привода в поступательное движение колонны 6 применена винтовая пара. Для придания жесткости опорной части домкрата, он снабжен верхней тележкой 5, жестко связанной со стойкой домкрата. Подъемная колонна 6 соединена с направляющей тележкой 7. При подъеме платформы 8 с опалубкой 9 домкратный узел, включающий тележку 3 и 5 и электромеханический домкрат 4, с помощью электромагнитных фиксаторов, располагаемых на тележках, жестко соединяется с мачтой 1. При включении привода домкрата происходит подъем колонны 6 и опирающейся на нее платформы 8. После окончания подъема включаются электромагнитные фиксаторы нижней тележки 7, а затем происходит освобождение фиксаторов тележек 3 и 5, что приводит к передаче нагрузки платформы на нижнюю тележку. После этого выполняется перевод домкрата на следующий уровень и подготовка его к новому шагу подъема.

В процессе работы на подъемные домкраты действуют значительные статические и динамические нагрузки, которые неравномерно распределены по домкратам. В процессе подъема платформы возможны значительные изменения нагрузки за счет сцепления бетона со щитами опалубки в момент начала движения, нарушения синхронизации работы механизмов, а также из-за перераспределения и изменения статической нагрузки (рис. 4). Подъемные механизмы комплекса подвержены действию веса платформы с опалубкой Qoп, строительных материалов (ббет, барм), оборудования ^об, Qсу) (рис. 5). Щиты опалубки подвержены давлению бетона: Рзу - зона укладки, Рзт -зона твердения, что приводит к возникновению сил

сцепления (^щ(н), ^>) и сил трения (^Г^, >) [5].

(в)

(н)

(в)ч

9

5

6

9

7

1

Рис. 4. Динамическое изменение нагрузки домкратов комплекса

перемещения платформы и вызвать отклонение ее от проектной оси и кручение платформы с опалубкой. Это предъявляет жесткие требования к приводам подъемных домкратов и вызывает необходимость синхронизации их работы.

Важным фактором, влияющим на работу подъемных домкратов, является взаимодействие бетона с опалубкой [6]. В начале подъема платформы усилие подъема резко возрастает и достигает максимума в момент отрыва опалубки от бетона (точка А, рис. 6).

При дальнейшем подъеме опалубки (участок А—В) происходит преодоление сил сцепления между бетоном и скользящей опалубкой. Далее в зоне контакта (участок В-С) наблюдается трение и усилие снижается пропорционально уменьшению площади контакта.

Рис. 5. Силы и нагрузки, действующие на подъемные и регулирующие органы строительного комплекса

Fбщ -103 , Н

•A

I \

1 \ 1 1

/ 1 1 / 1 1 C

1 1 1 1

5

10

15

20

h-10, мм

Силы взаимодействия между щитами и опалубкой описываются обобщенным законом Дерягина:

^щ =Ф (б + ^ц ) = Ф (Rн + SJg ) ,

(1)

Рис. 6. Зависимость сил взаимодействия бетона с опалубкой при подъеме платформы комплекса

В процессе работы домкраты создают подъемную силу ^пд, при действии которой на платформу возникает сила реакции ^рп. Механизмами перемещения щитов опалубки создаются силы ^мрп , которым противодействуют силы трения и реакции бетона ^тм. При выполнении работ неравномерность нагрузки на подъемные домкраты может достигать 30-40 %, что может привести к нарушению горизонтальности

где - усилие взаимодействия щита с бетоном; ^сц - сила адгезионного взаимодействия поверхностей; Рб - давление бетона на опалубку; ан - нормальное сцепление бетона со щитами; ^оп - площадь контакта опалубки с бетоном, м2; ф - коэффициент трения. Для оценки влияния усилий сцепления и трения на процесс подъема платформы их удобнее выражать через удельное тангенциальное сцепление тсц и удельное трение ттр:

F = т S

сц сц сц

F = т S

тр тр тр :

(2)

которые определяются экспериментально и зависят от характера поверхности, марки бетона, смазки щитов, время контактирования бетона с опалубкой, скорости твердения бетона. Величина сил взаимодействия изменяется по высоте опалубки.

Литература

1. Булгаков А.Г., Бок Т.О., Паршин Д.Я. Роботизация технологии стройпроизводства // Новые технологии управления движением технических объектов: Материалы 2-й междунар. науч.-техн. конф. Новочеркасск, 1999. С. 57-60.

2. Пат. 2171343 Ш С2, МКИ 7Е04021/06. Устройство для уплотнения бетонной смеси в скользящей опалубке / А.Г.

Булгаков, Т.О. Бок, Д.Я. Паршин Заявл. 29.02.2000, опубл. 27.07.2001. // 2001. Б.И. № 21.

3. Bulgakow A., Parshin O. Adaptionssysteme der Robocarrier // 45 Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (04. -06.10.2000). Ilmenau, TU Ilmenau, 2000, S. 601-606.

4. Паршин О.Д. Автоматизация процесса возведения монолитных объектов // XV Междунар. науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях». ММТТ-15: ТГТУ. Тамбов, 2002. Т. 9. С. 199-203.

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт) 4 ноября 2004 г.

УДК 62-50

СТРУКТУРНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ СТОХАСТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

© 2005 г. С.В. Соколов, Н.И. Гриненко, Д.В. Швалов, А.В. Гольцев, С.В.Прокопец

В современной теории идентификации в основном решены задачи идентификации неопределенного вектора состояния динамической системы с неизменной структурой на всем интервале наблюдения [1-4]. В то же время на практике часто возникает необходимость решения задачи идентификации динамических систем (процессов), структура которых изменяется с течением времени. В этом случае уже требуется идентифицировать тип (номер) структуры из совокупности структур, известных аргюп. Анализ известных в настоящее время методов идентификации показывает, что получить решение подобных задач на их основе в общем случае не представляется возможным.

В связи с этим в настоящей статье предлагается один из возможных подходов к решению проблемы структурной идентификации, которую более детально сформулируем следующим образом.

Пусть нелинейная динамическая система со случайной структурой, в общем случае [3] описываемая в 1-м состоянии векторным уравнением

4 = f (lt) + f S^ t)n

(i)

4(to ) = 4o, (!)

Z = H (4, t)+ Wt

(2)

сти М; Wt - белый гауссовский вектор-шум с нулевым

средним и матрицей интенсивностей (/).

Плотность апостериорного распределения р процесса 5, как известно [3], может быть представлена в виде

р(5, z , t ) = £ю(5, z , i, t ) = £ю Zl) (5, t),

l=1 l=1

где ff>Z(i)(5, t) - апостериорная плотность вероятности

(АПВ) расширенного вектора

(i - номер состояния).

В наиболее характерном для практики случае непрерывного процесса 5, когда восстановленные значения 1-го состояния совпадают с конечными значениями г-го состояния, функции I = 1, £, описываются следующей системой обобщенных уравнений Стратоновича [3]:

э41 45, t)

dt

= L

ю

(i)

(5, t)

+ Q

ю

(i)

(5, t)

-Ev (5, t Я )(5, t )+Ev (5, t )ю (5, t);

r=1 r=1

= -1 ю(1),

(3)

где l = 1, S - номер состояния (структуры);

f(l ^ t), fo(l) (4, t)- нелинейные векторные и матричные функции соответствующей размерности n® < N и m(l)xn(l), N = max(n(1),...,n(S)); £(t) - вектор состояния размерности N в любой структуре, n(l) -белый гауссовский нормированный вектор-шум размерности m(l), наблюдается нелинейным измерителем, который описывается уравнением

Q

ю

(i)

(5, t)

= —ю;

'(5, t )х

У (5,2,t)-£/у(5,2,t^5,t) dl

к =1

м В (t)г т(5,2,t)= Е ^[2р -Нр (5,t)]х

х[^ - Нд ^t)], где v¡Г(5,Z,t) - интенсивность переходов из состояния I в состояние г; В рд () - алгебраическое дополнение

рд-го элемента в определителе ()| матрицы

(t); р, д - индексы соответствующих компонен-

где 2 - М-мерный вектор выходных сигналов измерителя; Н (5, t) - вектор-функция наблюдения размерно-