Влияние стохастических параметров пространства с препятствиями на длину траектории груза, перемещаемого грузоподъемным краном

Заключение

1. Эффективность системы подачи топлива может быть достигнута за счет оптимизации начала впрыска топлива и поддержания относительно низкого уровня разности давлений в полостях корпуса электромагнитного клапана с его противоположных сторон при любых условиях его функционирования.

2. Конструктивные решения должны сводится к исключению в системах топливопода-чи сложных и дорогостоящих штатных узлов топливной аппаратуры в виде топливных насосов высокого давления, кулачковых валов, толкателей, гидромеханических регуляторов частоты вращения коленчатого вала и т.п.

Библиографический список

1. Скибарко Д. С. Разработка алгоритмов микропроцессорного управления дизельным двигателем. Дис. канд. техн. наук. Н. Новгород, 2001.

2. Системы управления дизельными двигателями: Пер. с нем. М.: За рулем, 2004. 480 с.

3. Пинский Ф. И. Исследования дизель-генератора типа ЧН26/26 с электрогидравлической системой топливоподачи и электронным управлением /Ф. И. Пинский, Е. А. Никитин // Двигателе-строение. 1979. № 10. С. 18-20.

4. Патент РФ Кл. F02M 51/00, 2006, "Система подачи топлива в цилиндры дизельного двигателя".

The prospects of implementing accumulator systems of fuel supply for diesel vehicles

V.T. Dankovcev, V.V. Lukyanchenko

The article considers structural peculiarities of fuel systems of high pressure used in diesel vehicles and evaluates the prospects of their usage. It reasons the efficiency of using accumulator system of fuel supply for diesel engines. The article offers some organizational arrangements which ensure a safe performance of a diesel engine while using the accumulator system of fuel supply.

Данковцев Вячеслав Тихонович - канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры "Локомотивы" Омского государственного университета путей сообщения. Основное направление научных исследований - повышение эффективности работы дизелей подвижного состава. Имеет более 60 опубликованных работ.

Лукьянченко Вячеслав Вячеславович - аспирант кафедры "Локомотивы" Омского государственного университета путей сообщения. Основное направление научных исследований - повышение эффективности работы дизелей подвижного состава. Имеет 6 опубликованных работ. E-mail: Omsk_develop@mail.ru

Статья поступила 07.05.2009г.

УДК 621.87

ВЛИЯНИЕ СТОХАСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВА С ПРЕПЯТСТВИЯМИ НА ДЛИНУ ТРАЕКТОРИИ ГРУЗА, ПЕРЕМЕЩАЕМОГО ГРУЗОПОДЪЕМНЫМ КРАНОМ

В.С. Щербаков, д-р техн. наук, проф., М.С. Корытов, канд. техн. наук, доц.

Аннотация. Получены статистические зависимости длины кратчайшей траектории груза, перемещаемого грузоподъемным краном, от стохастических параметров препятствий, случайным образом заполняющих трехмерное пространство. Установлено влияние числа преград-объектов, максимальной и средней высот поверхности, коэффициента заполнения объема, стандартного отклонения высот поверхности рабочей области на длину траектории.

Ключевые слова: грузоподъемный кран, поиск пути, кратчайшая траектория.

Введение положениями груза находятся препятствия слу-

При перемещении груза грузоподъемным чайной формы и размеров. Из этого вытекает

краном могут иметь место ситуации, когда на проблема управления траекторией движения

пути между начальным и конечным требуемыми груза в трехмерном пространстве. Развитие ав-

томатических систем управления кранами позволит перемещать груз по оптимальной траектории, обеспечивая минимизацию расстояния.

При нахождении минимальной траектории перемещения груза, чтобы исключить его столкновение с препятствиями, используют пространственные эквидистантные поверхности, равноудаленные от реальных поверхностей-препятствий [1].

Существуют традиционные подходы к решению задачи поиска минимального пути. Наиболее распространены алгоритмы на взвешенных графах. Более простые алгоритмы не гарантируют, что найденная траектория будет кратчайшей. При поиске на взвешенном графе наилучшие результаты показал алгоритм Беллмана-Форда с формированием матрицы смежности графа по «точкам видимости» [2]. Траектория в пределах погрешности, создаваемой шагом дискретности сетки, приближается к кратчайшей при любой форме поверхности препятствий.

Наиболее часто при работе грузоподъемного крана на строительной площадке встречаются препятствия в виде стен, перекрытий, столбов и свай, которые могут быть описаны в форме параллелепипедов различных размеров.

Статистическая обработка результатов экспериментов

Была проведена серия из 50000 компьютерных экспериментов, моделирующих процесс поиска кратчайшей траектории точки в среде с эквидистантными поверхностями, построенными вокруг реальных поверхностей препятствий, сформированных случайным образом из сочетания нескольких параллелепипедов, каждый из которых имел случайные размеры. Рассматривалось рабочее пространство в виде куба с размерами 10^10^10 условных линейных единиц (л.е.). Положение исходной и целевой точек принималось постоянным. Исходная точка имела координаты [х у г]=[0; 2; 5], целевая - [х у z]=[10; 2; 5] (рисунок 1).

а б

Рис. 1. Пример кратчайшей траектории в пространстве со случайным образом расположенными препятствиями: а) реальная поверхность; б) эквидистантная поверхность

Число параллелепипедов п в каждом эксперименте генерировалось по равномерному закону распределения случайной величины в интервале от 1 до 20. Размеры каждого параллелепипеда формировались в пределах от 0x0x0 л.е. до 4x7x4 л.е. также по равномерному закону распределения. Допускалось перекрытие поверхностей параллелепипедов при их наложении.

После обработки результатов экспериментов были получены статистические зависимости среднего значения длины найденных траекторий 1ср, а также гистограммы распределения длин траекторий I от следующих параметров, характеризующих среду: числа преград-параллелепипедов п, максимальной высоты сформированной поверхности утах, среднего значения высоты поверхности уср, коэффициента к соотношения объемов препятствий Упр и свободного пространства усв рабочей области (к=упр/усв), и стандартного отклонения

элементов массива высот поверхности Э, вычисляемого по формуле:

ср)

На рисунках 2, а - 6, а представлены полученные статистические зависимости средней длины найденной кратчайшей траектории от п, утах, Уср, к, Э соответственно. На рисунках 2, б-г - 6, б-г в качестве примера представлены выборочно гистограммы распределения длин кратчайшей траектории I при некоторых значениях соответствующих исследуемых параметров.

Гистограммы представлены для следующих значений: п=1 (рисунок 2, б), п=10 (рисунок 2, в), п=20 (рисунок 2, г); утах=2 м (рисунок 3, б), утах=5 м (рисунок 3, в), утах=8 м (рисунок 3, г); уср=1 м (рисунок 4, б), уср=3 м (рисунок 4, в), уср=4 м (рисунок 4, г); к=0,2 (рисунок 5, б), к=0,4 (рисунок 5, в), к=0,6

(рисунок 5, г); 5=1 м (рисунок 6, б), 5=2 м (рисунок 6, в), 5=3 м (рисунок 6, г).

ср>

м

13.5 13

12.5 12

11.5 11

10.5 10

%

20

15

10

5

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 п 20

а)

т

%

п =1 0

1 га

10 11 12

13 14

в)

15 16 I, м

%

30

25

20

15

10

5

0

%

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

и

1 1 п =1

щ

і і і т т

10 10,4 10,8 11,2 11,6 I, м

б)

і- % і % і % ї % г щ

1 % ! % і і

1 1 п =2 0

1 І

1 [

1

Ї ! 1 1 1

Г71 % 1 І 1 т т

10 11 12 13 14 15

г)

16 I, м

Рис. 2. Влияние числа преград-параллелепипедов на длину траектории

б)

%

16

14

12

10

8

6

4

2

0

10 11 12

в)

13 14

г)

У

=8 м

15 16 I, м

1 1 Уср =1 м

1

1

1 1 1

I 1 Ж еа

%

20

15

10

5

0

10 11 12

Рис. 3. Влияние максимальной высоты поверхности на длину траектории

%

30 25 20 15 10 5 0 %

25 20 15 10 5 0

10 10,2 10,4 10,6 10,8 11 I, м

б)

Уср 3 м

13 14

в)

15 I, м

Г н ср =4 м

1 ! у

1 . 1 ! Т 1

и ! 1 ЕЯ и

10,5 1

5 12,5 13,5 14,5 15,5 16,5 I, м г)

Рис. 4. Влияние средней высоты поверхности на длину траектории

а)

в)

Рис. 5. Влияние коэффициента объема препятствий на длину траектории

%

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

S=2 м

т

10 11

12

13 14

в)

I, м

%

40

35

30

25

20

15

10

5

0

1

Щ Я=3 м

1

шя Р

10 11 12 13 14 15 16 I, м

г)

Рис. 6. Влияние стандартного отклонения элементов массива высот поверхности на длину траектории

Анализ полученных зависимостей показал, что влияние числа преград п на среднюю длину траектории 1ср с их ростом уменьшается. Кривая имеет вид степенной функции с положительным дробным показателем степени < 1. Это можно объяснить большим взаимным перекрыванием препятствий при увеличении их количества. Функция влияния максимальной высоты поверхности утах носит также степенной характер, но кривая имеет вид степенной функции с положительным дробным показателем степени > 1. Функции средней высоты поверхности уср, коэффициента объе-

ма препятствий к и стандартного отклонения элементов массива высот 5 имеют другой характер влияния на среднюю длину траектории. В рассматриваемых пределах зависимости 1ср от уср и к близки к линейным. Для всех исследуемых параметров при их малых значениях гистограммы распределения длин сдвинуты вправо. При увеличении значений параметров гистограммы приобретают вид, близкий к нормальному закону распределения. Сдвиг гистограмм обычно получается тогда, когда невозможно получить значения ниже определенного, что имеет место в данном

случае - минимально возможная длина кратчайшей траектории составит 10 л.е.

Построение гистограмм распределения длин траектории позволяет, если имеется допуск на ее длину, нанести на гистограмму линию границы допуска, чтобы сравнить гистограммы распределения с этими границами и сделать вывод о вероятности попадания в поле допуска при заданном характере поверхности.

Видно, что исследуемые параметры коррелируют между собой, однако характер их влияния на вероятностную длину траектории различен. Это позволяет предложить интегральный показатель, более полно характеризующий поверхность со случайными параметрами.

Библиографический список

1. Корытов, М.С. Методика построения эквидистантных поверхностей в задаче поиска пути перемещения груза автокраном // Вестник Брянского государственного технического университета, 2009. - № 2 (22). - С. 65-69.

2. Щербаков, В.С. Оптимизация траектории перемещения груза автокраном в трехмерном пространстве с препятствиями / В.С. Щербаков, М.С. Корытов // Вестник Академии военных наук (спецвыпуск), 2009. - № 3 (28). - С. 270-273.

Effect of stochastic parameter space with bars on the trajectory length of cargo transported by cranes

УДК 629.084

РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭФФЕКТИВНОГО УПЛОТНЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

С. В. Савельев, канд. техн. наук, доц., А. Г Лашко

Аннотация. В статье рассматриваются некоторые факторы, влияющие на протекание процесса уплотнения строительных материалов. Выделен ряд проблем снижающих эффективность работы уплотняющей техники и рассматриваются способы её повышения. Приводятся перспективные конструкции дорожных катков.

V.S. Shсerbakov, M.S. Korytov

In the article are obtained statistical depenta-nizers of the shortest loads path length for cranes, from the stochastic parameters of bars randomly filling a three-dimensional space. The influence of bars quantity, maximum and average heights of the surface, volume filling factor, the standard deviation of surface elevations on the length of workspace trajectory is considered.

Щербаков Виталий Сергеевич - д-р техн. наук, профессор, декан факультета «Транспортные и технологические машины» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - проектирование систем управления строительных и дорожных машин. Имеет более 255 опубликованных работ. E-mail: sherbakov_vs@sibadil.org

Корытов Михаил Сергеевич - канд. техн. наук, доцент кафедры «Конструкционные материалы и спецтехнологии» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - динамика и устойчивость строительных и дорожных машин, разработка систем управления грузоподъемными кранами. Имеет 44 опубликованные работы.

E-mail: kms142@mail.ru

Статья поступила 28.09.2009.