Комп'ютерне моделювання робочого процесу екскаватора. Частина 2. Модель системи керування робочим обладнанням екскаватора

Abstract

Об’єкт роботи – процес керування робочим обладнанням екскаватора. Предмет роботи – система керування робочим обладнанням екскаватора. Мета роботи – підвищення ефективності робочого процесу екскаватора шляхом застосування системи автоматичного керування рухом його робочого обладнання. Кваліфікаційна робота присвячена питанню удосконалення одноківшевого гідравлічного екскаватора шляхом розробки системи керування його робочим обладнанням. Як приклад розглянуто робоче обладнання екскаватора Борекс 2201. Для досягнення поставленої мети в роботі виконано аналіз проблеми керування екскаватором та проведено аналітичний огляд існуючих рішень у галузі автоматизації екскаваторів. Побудовано кінематичну модель робочого обладнання екскаватора, визначено зв’язок між положеннями штоків гідроциліндрів його ланок і значеннями кутів їх повороту. Розв’язано задачу кінематичного керування робочим обладнанням екскаватора Борекс 2201, під якою розуміється визначення законів зміни кутів повороту його ланок, їх кутових швидкостей та кутових прискорень, що забезпечують рух зубів ковша за заданою траєкторією в операційному просторі з урахуванням наявних обмежень. Засобами MATLAB синтезовано ПІД-регулятори для керування стрілою, рукояттю та ковшем екскаватора Борекс 2201 з урахуванням його динамічних параметрів. Ефективність одержаних рішень підтверджено результатами обчислювальних експериментів на тривимірній моделі екскаватора у пакеті MATLAB Simscape Multibody.