Гурко О. Г. Методологічні основи підвищення ефективності автоматичного керування гідроманіпуляторами будівельних машин

Дисертацію присвячено вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми підвищення ефективності керування гідроманіпулятором будівельної машини на прикладі одноківшевого гідравлічного екскаватора (ОГЕ) за рахунок підвищення точності робочих процесів розробки ґрунту та зменшення енергетичних витрат на виконання робочих процесів шляхом створення нових та розвитку відомих методологічних основ синтезу системи автоматичного керування (САК) гідроманіпулятором в умовах невизначеності апріорної інформації щодо зовнішніх збурень та поточного стану САК гідроманіпулятором. Об'єкт дослідження - процес керування гідроманіпулятором будівельної машини. Предмет дослідження - система автоматичного керування гідроманіпулятором будівельної машини. В теоретичній частині дисертаційної роботи використовувались наукові методи системного аналізу, математичного моделювання, теорії автоматичного керування в умовах невизначеності, методи керування промисловими роботами-маніпуляторами, метод множинної ідентифікації стану САК, математичні методи опису множин за допомогою апаратів лінійних матричних нерівностей і R-функцій, методи об'єктно-орієнтованого програмування. Експериментальні дослідження проводилися на натурному стенді екскаватора ЕО2621А зі встановленою САК його маніпулятором і на екскаваторі Борекс-2201 з використанням методів планування експерименту, статистичної обробки експериментальних даних та методів числового аналізу. Наукова новизна отриманих результатів полягає у: розвитку методологічних основ синтезу САК гідроманіпулятором будівельної машини на прикладі ОГЕ в умовах невизначеності щодо зовнішніх збурень; побудові функціональної моделі автоматизованої системи керування робочим процесом ОГЕ як ієрархічної системи керування; отриманні аналітичних залежностей для визначення раціональних законів зміни приєднаних координат гідроманіпулятора ОГЕ з точки зору мінімізації енергетичних витрат на його рух та забезпечення переміщення робочого органа за довільною траєкторією з урахуванням способів копання; запропонованому законі керування рухом гідроманіпулятора під час виконання робочого процесу в умовах невизначеності; розробці процедури визначення керуючих впливів на виконавчі механізми гідроманіпулятора, що дозволяє здійснювати розрахунок керуючого впливу за одну ітерацію; удосконаленні методу множинної ідентифікації координат стану САК гідроманіпулятором використанням для побудови множин можливих станів САК гідроманіпулятором математичного апарату R-функцій, а також визначенням множини найбільш вірогідних значень координат стану САК, що дозволяє наблизити режими руху гідроманіпулятора до раціональних. Результати моделювання та натурних експериментів підтверджують ефективність використання основних положень дослідження при автоматичному керуванні гідроманіпулятором ОГЕ. Результати дисертаційної використовуються на 5 наукових та виробничих підприємствах України, зокрема ДП "Науково-дослідний технологічний інститут приладобудування", ТОВ "Науково-виробниче підприємство "Газтехніка", ТОВ "Харківський завод "Машгідропривід" та інших, а також у навчальному процесі для підготовки бакалаврів і магістрів за спеціальностями 133 "Галузеве машинобудування", 151 "Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології" у ХНАДУ та аспірантів у Автономному університеті Нижньої Каліфорнії (Мексика). Результати дисертації можуть бути використано при автоматизації робочих процесів інших машин з робочим обладнанням у вигляді гідроманіпуляторів - машин для лісотехнічних робіт, будівельних маніпуляторів, автобетононасосів тощо.