Интеллектуальная система определения характеристик опорной поверхности при движении гусеничной машины

Предложена структурная схема интеллектуальной системы определения характеристик опорной поверхности при движении гусеничной машины в реальном времени. Проведено сравнение такой системы с методами прогнозирования условий движения, основанных на анализе баз данных, бесконтактной телеметрии, сканировании местности, и другими методами; указаны возможные преимущества и недостатки этих методов. Приведено описание блоков системы, детально рассмотрено назначение и взаимосвязь между составными элементами. Указаны требования к блокам и отдельным составляющим системы. Представлена концепция интеграции системы определения характеристик опорной поверхности при движении гусеничной машины в автономную систему управления движением. Предложен метод получения результатов расчёта свойств опорной поверхности без применения баз данных, основанный на решении прямой и обратной задач террамеханики применительно к гусеничным автономным мобильным комплексам. Приведены типичные примеры поведения различных видов грунтовых оснований, взятые за основу выработки алгоритмов работы системы определения характеристик опорной поверхности. Предложены различные критерии идентичности для проверки соответствия моделей поведения опорной поверхности её реальным свойствам. Проведён анализ технических проблем, решение которых является необходимым условием создания системы определения характеристик опорной поверхности. Синтезированная система за счёт обратной связи обладает свойством адаптивности. Для функционирования системы такого типа необходимо разработать: 1) системы датчиков, позволяющих в условиях реальной среды получать данные, являющиеся исходными для системы определения характеристик местности; 2) аппарат верификации рассчитанных характеристик; 3) метод получения зависимостей «нагрузка-деформация» для конкретного типа опорного основания; 4) метод оценки физических свойств поверхности по механическим характеристикам опорного основания.

система управления, гусеничная машина террамеханика, свойства грунта, автономный мобильный комплекс

1. Беляков В.В., Бушуева М.Е., Гончаров К.О., Макаров В.С. Теория автоматических систем автономных транспортных средств [Электронный ресурс]: учебное электронное издание комплексного распространения; Изд. 2-е, испр. - Нижний Новгород: НГТУ, 2012.

2. ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 13 с.

3. ASAE standards EP542. Soil cone penetrometer: procedures for using and reporting data obtained. - St. Joseph, Michigan: American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2000.

4. ASAE standards S313.3. Soil cone penetrometer. -St. Joseph, Michigan: American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2000.

5. Бескин И.А., Наумов В.Н. Вопросы теории передвижения по бездорожью. Учебное пособие по курсу «Статистические характеристики местности». - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 31 с.

6. Бошляков И.А., Коновалов К.В. Обзор методов автономного управления движением мобильными роботами с учётом опорной проходимости // Молодёжный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электр. журн. 2016. № 11. URL: http:// sntbul.bmstu.ru/doc/852035.html (дата обращения: 21.04.2018).

7. Машков К.Ю., Рубцов В.И., Штифанов Н.В. Автоматическая система обеспечения опорной проходимости мобильного робота // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. - 2012. - СВ-1. - С. 95-107.

8. Котович С.В. Движители специальных транспортных средств. Часть I: Учебное пособие. - М.: МАДИ (ГТУ), 2008. - 161 с.