Мехатронная модель управляемого движения колесного машинно-тракторного агрегата

Аннотация

Важной задачей сельскохозяйственного производства является обеспечение высокой производительности труда при качественном выполнении полевых работ. Возмущения со стороны микрорельефа поверхности поля, действие сил инерции, поперечный и продольный наклоны поля вызывают отклонения звеньев машинно-тракторного агрегата от задаваемой траектории. Это вызывает снижение качества выполняемых работ, увеличение расхода топлива вследствие увеличения пройденного пути. Вышеупомянутые проблемы могут быть решены путем использования систем точного земледелия, включающих в себя системы управления движением – подруливающие устройства и автопилоты. При разработке систем управления актуальной задачей является проведение теоретических и экспериментальных исследований для проверки их работоспособности. Разработка математического описания законов управления, обеспечивающих минимизацию отклонения звеньев машинно-тракторного агрегата от задаваемой траектории, является одной из наиболее важных задач при создании системы управления движением машинно-тракторным агрегатом. Приводится описание алгоритма управления движением колесного машинно-тракторного агрегата в составе трактора К-744 и плуга ПТК-9-35. Приведено описание мехатронной модели машинно-тракторного агрегата в прикладном пакете CAMeL-View. Модель описывает внутреннее механическое взаимодействие звеньев машинно-тракторного агрегата и взаимодействие их с поверхностью поля. В модель имплантировано описание закона управления движением для обеспечения движения по задаваемой траектории. Проведено математическое моделирование управляемого прямолинейного движения. По результатам моделирования установлено, что величина предельных поперечных отклонений не превышает 20 см для трактора и 8 см для плуга. Алгоритм предлагаемого управления может быть использован при выполнении полевых работ с дециметровой точностью.