Автосамосвалов и оптимизации их параметров
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»
Кафедра автомобильных перевозок
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ
КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ МЕТОДАМИ
ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Методические указания к практическим занятиям
по дисциплине «Теория выбора (принятия решений)»
для студентов направления подготовки 190700.68
«Технология транспортных процессов»,
магистерская программа «Организация и управление
транспортными процессами»,
очной формы обучения
Составитель Ю.Е. Воронов
Утверждены на заседании кафедры
Протокол № __ от ___________
Рекомендованы к изданию
учебно-методической комиссией
направления 190700.68
Протокол № __ от ___________
Электронная версия находится в библиотеке КузГТУ
Кемерово 2014
Системный подход при проектировании карьерных
автосамосвалов и оптимизации их параметров
Опыт проектировщиков, занимающихся разработкой сложных технических объектов, для которых характерны многофункциональность и разнообразие составных частей, убеждает в том, что подход, основанный на независимом выделении, изучении и проектировании этих составных частей непригоден. Необходим системный подход, суть которого заключается в том, что при проектировании следует учитывать не только состав объекта, но и взаимосвязи между его частями и элементами.
|
|
|
В общем случае под системой подразумевается совокупность взаимосвязанных объектов, обособленных от внешней среды и взаимодействующих с ней как единое целое. В качестве таких объектов в зависимости от специфики задачи могут выступать физические составляющие изделия, а также абстрактные элементы – математические переменные, зависимости, правила. Различают объекты и их свойства. Если объектами системы являются физические элементы, то их свойствами будут параметры, характеризующие эти элементы; если объектами являются математические переменные, то их свойствами – числовые значения этих переменных.
Анализируемые в системе взаимосвязи целиком зависят от решаемой задачи, поэтому в рассмотрение включаются только наиболее существенные из них. Как следует из определения, системный подход предполагает рассмотрение не только внутрисистемных связей, но и связей системы с внешней средой. Для данной системы внешней средой является совокупность всех объектов вне системы, свойства которых оказывают влияние на систему, а также объектов, чьи свойства изменяются под воздействием функционирования данной системы.
|
|
|
Сложные многофункциональные системы обладают множеством состояний, каждое из которых характеризуется конкретной совокупностью выходных параметров. В результате функционирования системы входные параметры преобразуются в выходные. Это преобразование может происходить по жёсткому детерминированному алгоритму, когда известны точные функциональные зависимости выходных параметров от входных непосредственно или через промежуточные параметры, либо, когда это затруднительно, посредством исследования регрессионных моделей.
Любая система может быть разделена на соответствующие более мелкие составляющие: подсистемы и элементы. Элементы – это подсистемы, не подлежащие дальнейшему расчленению исходя из специфики решаемой задачи. Разделение системы на подсистемы и элементы в общем случае не может быть выполнено однозначным образом и является в высшей степени условным. Формально любая совокупность элементов в данной системе вместе с взаимосвязями между ними может рассматриваться как её подсистема. Однако рассмотрение подсистем особенно плодотворно, если в качестве подсистем фигурируют более или менее самостоятельно функционирующие части системы.
|
|
|
На работу подсистем всех уровней оказывают воздействие как выше-, так и нижележащие уровни. Сигналы, поступающие от вышерасположенного уровня, конкретизируют задачу, подлежащую решению на нижестоящих уровнях; а сигналы, подаваемые наверх, несут вышестоящему элементу информацию о состоянии нижнего уровня. Многоуровневым иерархическим структурам присущи такие важные характеристики, как последовательное расположение подсистем по вертикали; приоритет действий подсистем более высокого уровня; зависимость действий подсистем верхнего уровня от фактического исполнения более низкими уровнями своих функций.
Так как на стадии проектирования формируются основные технико-эксплуатационные показатели изделий, то системный подход для процесса проектирования означает одновременное выявление и определение с помощью анализа и синтеза большого числа факторов, а также взаимосвязей элементов, образующих данную систему (структура системы). Системный подход при проектировании машины позволяет удерживать её как целое, когда анализируются и проектируются её составные части.
С точки зрения формальных методов проектирования образование системы рассматривается как совокупность двух задач: синтеза структуры и синтеза параметров. Выбор структуры в общем случае не является формально разрешимой задачей и составляет предмет творческой деятельности. Предметом синтеза параметров является установление численных значений изменяемых параметров в зависимости от структуры системы. Поэтому предполагается, что структура системы и описывающие её математические модели уже определены. Тогда задача синтеза параметров сводится к поиску решения, удовлетворяющего принятым критериям и ограничениям.
|
|
|
Исходными данными (внешняя среда) для проектирования карьерного автосамосвала являются характеристика горной массы, для транспортирования которой автосамосвал предназначен, вид и состояние опорной поверхности (дороги), по которой автосамосвал передвигается, и другие технологические условия, а также технические требования к карьерному автосамосвалу, регламентированные нормативными документами или обусловленные требованиями потребителей.
Обеспечение требуемых показателей работы автосамосвала в данных условиях с учётом технических и технологических требований во многом зависит от качества выполнения процесса транспортирования. Характеристика транспортируемой горной массы и параметры карьера определяют грузоподъёмность автосамосвала, вместимость кузова и необходимые режимные параметры его движения. Для обеспечения необходимых режимов транспортирования горной массы, имеющей данные физико-механические свойства, в определённых условиях разреза (карьера), а также выполнения вспомогательных операций автосамосвал должен иметь соответствующие исполнительные агрегаты и системы – двигательную установку, трансмиссию, приводы ведущих колес, механизм разгрузки кузова, ходовую часть, рулевое управление и тормозную систему, и т.д., обладающие соответствующими характеристиками. Все эти системы и агрегаты автосамосвала не являются не зависимыми друг от друга, а их параметры, также будучи взаимосвязанными, определяют основные показатели технической характеристики проектируемого автосамосвала. Получаемые в процессе проектирования параметры автосамосвала должны быть связаны друг с другом оптимальным образом и отвечать регламентированным техническим требованиям, то есть при проектировании должны обеспечиваться оптимальное соотношение получаемых параметров автосамосвала и их обратная связь с исходными (входными) показателями.
Разработанная на этой основе структурная схема проектирования карьерных автосамосвалов приведена на рис. 1.1. Схема отображает автосамосвал с позиций системного подхода и определяет методику оптимизации его параметров.
| Параметры горной массы rп kp mгр |
| Дорожные условия fc i Состояние дороги |
Общие техниче-
ские требования
 kТ 0 Тр 0
|
| Силовая установка Nдв i max gT Тип |
| Ходовая часть J max R min … |
| Кузов Ек Vг Тип |
| Карьерный автосамосвал тгр Nдв та М J max R min i max Tp |
Технико-эксплуатационные показатели
 kT Тр
Оптимизация параметров
|
| Рис. 1.1. Структурная схема проектирования карьерного автосамосвала и оптимизации его параметров rп – плотность транспортируемой горной массы; kp – коэффициент разрыхления горной массы; тгр – масса груза в кузове (грузоподъемность) автосамосвала; fc – коэффициент сопротивления качению автосамосвала; i – уклон (профиль) трассы; ПТу – производительность одной авто-тонны (удельная производительность) автосамосвала; kT – коэффициент тары (удельная масса) автосамосвала; Тр – ресурсный пробег автосамосвала; Nдв – номинальная мощность двигателя; i max – максимальный уклон преодолеваемого автосамосвалом подъема; gT – линейный расход топлива; J max – максимальная скорость движения; R min – минимальный радиус поворота; Ек – вместимость кузова; Vг – габаритный объем автосамосвала; та – собственная масса автосамосвала; М – полная масса автосамосвала |
 | |||
    | |||
 | |||
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 37; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!