Комплексная автоматизация земляных работ строительного производства, выполняемых роторными экскаваторами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, доктор технических наук Примак, Леонид Витальевич

• Примак, Леонид Витальевич
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Примак, Леонид Витальевич

Введение

Глава 1 Состояние вопроса и постановка проблемы комплексной автоматизации рабочих процессов экскаваторов непрерывного действия, применяемых в строительном производстве

§1.1 Технологии разработки траншей в современном строительном производстве

§1.2 Анализ систем автоматизации экскаваторов непрерывного действия

§1.3 Координатная и рельефная технологии земляных работ с позиции управления

§1.4 Постановка проблемы и системной совокупности подпроблем

Выводы по главе

Глава 2 Разработка основ теории экскаватора непрерывного действия как объекта управления при его комплексной автоматизации

§2. 1 Динамическая модель силовой установки экскаватора непрерывного действия как типовой подсистемы машин строительного производства

§2.2 Идентификация трансмиссий контуров управления экскаваторов непрерывного действия

§2. 3 Исследование физических процессов резания и копания рабочими органами экскаваторов непрерывного действия и формирование оценочных аналитических моделей

§2.4 Экскаватор непрерывного действия как объект эргатического и автоматического управления по контуру подачи

§2.5 Экскаватор непрерывного действия как объект эргатического и автоматического управления по контуру глубины копания

§2. 6 Идентификация перекрестных связей по каналам управления экскаватора непрерывного действия

§2.7 Экскаватор непрерывного действия как многомерный многосвязанный объект эргатического и автоматического ^ управления

Выводы по главе

Глава 3 Обоснование, разработка и применение лазерных и оптико- 83 ^ электронных систем информационного обеспечения для комплексной автоматизации экскаваторов непрерывного действия

§3.1 Лазерные и оптико-электронные координаторы для автоматизации землеройных процессов

§3.2 Высокоточный цифровой измеритель коэффициента буксования для непрерывных землеройных машин

§3. 3 Метрологические оценки и инженерные методы повышения 125 помехоустойчивости лазерных систем информационного обеспечения

Выводы по главе

Глава 4 Выбор стратегии управления и формирование бортовых автоматических регуляторов для экскаваторов непрерывного действия

§4.1 Выбор стратегии управления экскаваторами непрерывного 142 Щ действия на основании расчетных энергопотоков

§4. 2 Структуры, качественные характеристики и классификация 145 наиболее предпочтительных автоматических регуляторов для автоматизации экскаваторов непрерывного действия ^

§4.3 Формирование бортовых аналоговых регуляторов с ф непрерывным выходным сигналом

§4. 4 Формирование бортовых автоматических регуляторов с импульсным выходным сигналом

§4.5 Синтез бортовых цифровых регуляторов для автоматизированных экскаваторов непрерывного действия

§4.6 Технические системы и управление автоматизированными 166 экскаваторами непрерывного действия ^ Выводы по главе

Глава 5 Системные методы оценивания качества автоматизированных и роботизированных машин ф строительного производства

§5.1 Методология оценивания эффективности технических изделий

§5.2 Числовые меры и методика сравнительной оценки качества 196 # техники

§5.3 Методика оценки конкурентоспособности строительной и инженерной техники

§5.4 Современная проблема идентификации качества автоматизированных и роботизированных машин строительного производства

§5.5 Системная оценка целесообразности производства новой 230 техники

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексная автоматизация земляных работ строительного производства, выполняемых роторными экскаваторами»

Земляные работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружений. Отделение грунта от массива является основной энергоемкой операцией процесса разработки грунта. Наибольшее распространение в строительном производстве (около 80.85 % от общего объема земляных работ) получил механический способ разрушения грунта. Наиболее производительными землеройными машинами являются экскаваторы непрерывного действия (ЭНД), они являются специализированными машинами, предназначенными для выполнения земляных работ в промышленном, сельском, трубопроводном, мелиоративном и других отраслях строительства. Это обусловлено тем, что в названных отраслях используется типовое инженерное сооружение - траншея, т. е. отрытая выемка, имеющая значительную длину и сравнительно небольшую ширину. Траншеи в строительном производстве предназначены для укладки в них различных инженерных коммуникаций: газопроводов, водопроводов, канализации, электрокабелей, линий связи и др.

Названные выше инженерные сооружения выполняются в строго заданных геодезических отметках, что требует от машиниста высокого профессионализма и значительных психофизических затрат в течение смены. Повышение производительности труда, эффективности ЭНД может обеспечиваться как организационными, так и техническими средствами. В настоящее время магистральным направлением повышения эффективности ЭНД является их комплексная автоматизация. Разрешение данной проблемы обеспечивает резкое повышение производительности, качества возводимых сооружений, создание комфортных условий для человека-оператора, переход на двухрежимное (автоматическое и полуавтоматическое) управление. Решению названной выше проблемы и посвящена данная работа.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ЭКСКАВАТОРОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

§ 1.1. Технологии разработки траншей в современном строительном производстве

Современные ЭНД разрабатывают траншеи и транспортируют грунт непрерывно, при этом только часть технологических операций автоматизирована. Обе операции, копание и транспортирование грунта, выполняются одновременно. Совмещение и непрерывность рабочих процессов выгодно отличают ЭНД от землеройных машин циклического действия, как по производительности, так и по приспособленности к автоматизации и роботизации. Основной технологической операцией для ЭНД является отрывка траншей. Рассмотрим основные положения технологии отрывки траншей, с целью дальнейшей ее комплексной автоматизации.

Траншея - открытая выемка, имеющая значительную длину при сравнительно небольшой ширине. Траншеи предназначены для укладки в них различных инженерных коммуникаций: газопровода, водопровода, канализации, электрокабелей и др.

Профиль траншеи (рис. 1. 1) имеет следующие элементы: дно 4, стенки 5, откосы, бровки 3, бермы 2 и отвал 1 грунта (бруствер).

Основные параметры траншеи (ширина, глубина, продольный профиль) определяют в зависимости от конкретных условий строительства и назначают проектом.

В зависимости от глубины и грунтовых условий траншеи разрабатывают с вертикальными стенками или с откосами. Откосами называются наклонные боковые плоскости, соединяющие нижние и верхние грани земляных сооружений (например, траншей, каналов, насыпей, л котлованов). Проекция линии откоса на горизонтальную плоскость называется заложением откоса.

Виды и характеристики траншей а) б)

Рис. 1. 1

Крутизна откоса характеризуется углом а (рис. 1. 2) между направлением откоса и горизонталью или коэффициентом заложения откоса т. Коэффициент заложения откоса определяют по формуле a Z-cosa m=- = —j~ = ctga , (l.l) где a - заложение откоса; h - высота откоса; L - ширина откоса. Если а=0 (точка А), то и т=0, если a=0,5h (AB=0,5h), то т=0,5 и т. д.

Основные параметры траншей

Л Б С D с

Рис. 1.2

На практике крутизну откоса характеризуют отношением высоты откоса h к его заложению а. Таким образом, если говорят, что крутизна откоса 1:2, это значит, что заложение откоса а в два раза больше высоты откоса h (на рисунке AD=2h).

Наибольшую крутизну откосов траншей, устраиваемых без креплений в однородных материковых связных грунтах естественной влажности, следует принимать в соответствии с табл. 1.1.

Таблица 1. 1

Характеристики сооружений

Грунты Глубина выемки, м (до)

1,5 3 5

Угол между направлением откоса и горизонталью, град Крутизна откоса Угол между направлением откоса и горизонталью, град Крутизна откоса Угол между направлением откоса и горизонталью, град Крутизна откоса

Насыпные 56 1:0,67 45 1:1,00 38 1:1,25

Песчаные и гравелистые влажные (ненасыщенные) 63 1:0,50 45 1:1,00 45 1:1,00

Глинистые: супесь 70 1:0,25 56 1:0,67 50 1:0,85 суглинок 90 1:0,00 63 1:0.50 53 1:0,75 глина 90 1:0,00 76 1:0,25 63 1:0,50 лессовый сухой 90 1:0,00 63 1:0,50 63 1:0,50

Мореные: песчаные и супесчаные 76 1:0,25 69 1:0,57 53 1:0,75 суглинистые 78 1:0,20 63 1:0,50 57 1:0,65

Разработка траншей с вертикальными стенками роторными и цепными траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках, глинах) для укладки трубопроводов плетями допускается без креплений на глубину не более 3 м. В местах, где спускают рабочих в траншею для выполнения работ, устраивают на необходимых расстояниях откосы или крепления.

Для разработки траншей применяют цепные и роторные траншейные экскаваторы, отрывающие траншеи с вертикальными и малонаклонными стенками, и двухроторные и шнекороторные экскаваторы, отрывающие траншеи с откосами.

Траншеи глубиной, не превышающей технические возможности машин, прокладывают в такой последовательности: разбивают трассу, сводят лес и кустарник, корчуют пни и камни, планируют трассу, разрабатывают проектное сечение траншеи.

Траншею можно разрабатывать одновременно несколькими роторными или цепными экскаваторами. Каждому экскаватору выделяется захватка длиной 1.5 км в зависимости от условий строительства. Перемычки между захватками разрабатывают одноковшовыми экскаваторами.

Для устранения перемычек между захватками применяют несколько способов. Один из них заключается в том, что не оставляют земляных перемычек, а для выхода экскаватора из траншеи используют настил, уложенный поперек траншеи. Экскаватор с поднятым в транспортное положение рабочим органом перемещается на бревенчатый настил, разворачивается, выходит из забоя и переходит на следующую захватку.

Возможен и другой способ разработки траншей без образования перемычек, при котором экскаваторы работают парами. Когда второй экскаватор доходит до траншеи, разработанной первым экскаватором, он полностью дорабатывает свой участок и соединяет его с первым, а затем на транспортных скоростях догоняет первый экскаватор, который выходит из траншеи, уступая свое место второму экскаватору, а сам уезжает вперед и становится на новую захватку.

Траншеи, глубина которых превышает максимальную глубину копания ЭНД, разрабатывают ЭНД в комплекте с бульдозерами или скреперами.

В зависимости от параметров траншеи и типов применяемых машин to 1 m технологические схемы разработки глубоких траншей различны, однако при любой схеме необходимо максимально использовать ЭНД, которые имеют высокую производительность, отрывают траншею полного профиля, не требующую зачистки дна, обеспечивают низкие трудоемкость и стоимость работ. Применение одноковшовых экскаваторов допускается лишь в тех случаях, когда работа ЭНД невозможна (например, в прочных грунтах с каменистыми включениями, при работе из-под воды).

В качестве примера разработки глубоких траншей рассмотрим комплексную работу роторных ЭНД с бульдозерами, которая производится в основном по трем технологическим схемам (рис. 1. 3).

Способы разработки глубоких траншей

Согласно первой схеме (рис. 1. 3, а), вначале бульдозерами или скреперами отрывают выемку шириной 3,5.3,6 м, планируют дно этой выемки и затем углубляют до проектной отметки роторным ЭНД. Максимальная глубина траншеи, разработанной таким способом, составляет 4 м (2+2), причем около 70% грунта разрабатывается менее производительными машинами - бульдозерами или скреперами.

По второй схеме (рис. 1. 3, б) пионерную выемку разрабатывают в два этапа: вначале роторным ЭНД отрывают траншею, а затем бульдозером уширяют выемку до необходимых размеров. Организация работ по этой схеме позволяет уменьшить объем грунта, разрабатываемого бульдозерами, до 50%.

По третьей схеме (рис. 1. 3, в) пионерную выемку разрабатывают двумя проходами ЭНД, который отрывает две параллельно расположенные траншеи. Оставшийся целик грунта разрабатывают косопоперечными проходами бульдозера, при этом срезают откос выемки со стороны отвала, куда бульдозер транспортирует грунт. При работе по этой схеме бульдозерами разрабатывают менее 50% общего объема грунта, причем разработанный грунт равномерно располагают вдоль траншеи, что создает благоприятные условия для производства работ по обратной засыпке.

В некоторых случаях роторные ЭНД работают в сцепе с механизмами, осуществляющими укладку инженерных коммуникаций. На рис. 1. 4 показана укладка кабеля связи комплектом машин, состоящим из роторного ЭНД 1 и кабелеукладочной тележки 2 на пневмоколесном ходу, передвигающейся экскаватором на прицепе.

Укладка кабеля комплектом машин

Рис. 1. 4

Обратная засыпка траншеи производится обычно после монтажа и испытания коммуникации (например, водопровода, газопровода, кабеля). В некоторых случаях обратную засыпку производят непосредственно после укладки коммуникации. Засыпка траншей в обычных условиях осуществляется бульдозерами с использованием грунта отвала (бруствера).

При комплексной автоматизации все технологические операции (резание, подача, изменение глубины, транспортирование грунта), кроме управления машиной в плане, должны выполнятся в автоматическом или автоматизированном режиме. Приведенные схемы технологических операций позволяют обоснованно выбирать информационное обеспечение для типовых технологий разработки грунта.

Категории и основные свойства грунтов, значения удельных сопротивлений резанию (копанию) приведены в приложении 1.

§ 1. 2. Анализ систем автоматизации экскаваторов непрерывного действия

Внедрение систем автоматизации на ЭНД осуществляется более четверти века [14, 16, 18, 20, 27, 33]. Однако, обобщая достигнутый опыт можно констатировать, что активной автоматизации подлежал технологический контур глубины копания, который обеспечивал следующие технологические условия: a=const, hmm<hT<hmax , (1.2) где a - угол наклона дна траншеи, /гт - текущая глубина на участке строительства.

В качестве информационного обеспечения использовались или щуповые измерительные, или лазерные релейные системы. Их техническая реализация состояла в следующем: натягивалась копирная проволока и отклонения снимались с помощью копирного датчика; устанавливался лазерный излучатель, а его коллимированный луч воспринимался линейкой лазерных фотоприемников. Система с жестким копиром выполняется следующим образом (рис. 1.5).

Технологическая схема жесткого копира: а — схема расстановки элементов натяжного устройства; б — промежуточная регулируемая опора; 1 — стойка лебедки; 2 — натяжная лебедка; J — державка проволоки; ^ — регулируемый стержень; 5 — копирная струна; 6 — стойка; 7- растяжка; 8 — стойка-анкер; 9 — барабан

7 8 9 Ф

Рис. 1. 5

В устройствах для создания жесткого копира используют в качестве направляющей стальную проволоку диаметром 1.2,0 мм, стальной трос диаметром до 4,0 мм или плетеный капроновый шнур диаметром 3.4,0 мм. Обычно натягивают копирную струну на расстоянии до 250 м и с помощью лебедки (рис. 1. 5) через каждые 10 м устанавливаются регулируемые по высоте промежуточные стойки-опоры, поддерживающие струну-копир.

Концевые стойки устанавливаются по нивелиру, после чего производится нивелировка промежуточных опор. Измерение отклонений осуществляется щуповым датчиком типа ДЩ. Он служит для текущего контроля и управления положением рабочего органа или рамы машины относительно направляющей - копира, с которой взаимодействует щуп датчика. Технические характеристики щуповых датчиков приведены в табл. 1. 2, а конструкция - на рис. 1.6.

Таблица 1. 2

Основные характеристики датчиков ДЩ

Показатели Значения

Стабильность положения точки срабатывания, мм ±0,2

Пределы установки зоны нечувствительности, мм 1 .20

Нагрузка от щупа на копирное устройство, г-с 20

Пределы угловых перемещений оси щупа, град 0,3.9

Масса, кг 5,0

Датчик типа ДЩ представляет собой щуповой прибор со встроенными бесконтактными датчиками. При повороте щупа на угол, превышающий зону нечувствительности системы, бесконтактный датчик выдает дискретный сигнал, который используется для управления рабочим органом.

Основными деталями датчика продольного профиля (рис. 1. 6) являются входной вал 7, на котором укрепляется щуп 2, шестерни 3, передающие движения щупа сектору 1, и два бесконтактных датчика 8 типа БК-А, взаимодействующих с сектором. Бесконтактные датчики закреплены в коромысле 6, которое с помощью эксцентрика 4 может быть перемещено по вертикальной направляющей 9 для изменения величины зоны нечувствительности прибора. Эксцентрик фиксируется в своем положении пружиной 10, создающей необходимую силу трения между корпусом и фиксационной накладкой, приклеенной к эксцентрику. Валы датчика вращаются на шарикоподшипниках. Детали датчика смонтированы в литом алюминиевом корпусе //, в котором также установлены две сигнальные лампы 5 с защитными колпачками и штепсельный разъем для соединения датчика через кабель с блоком управления.

Весь датчик закрыт литым кожухом 12, площадка которого с резьбовыми отверстиями служит для его крепления к подъемному устройству посредством промежуточного амортизирующего устройства.

Датчик находится в исходном состоянии, если щуп, наклоненный под углом 45°, устанавливает сектор между обоими бесконтактными датчиками БК в зоне нечувствительности.

Датчик продольного профиля

Рис. 1. 6

При отклонении щупа за пределы зоны нечувствительности сектор входит в паз соответствующего бесконтактного датчика БК, который при этом выдает электрический сигнал.

Зона нечувствительности щупового датчика (степень загрубения) регулируется поворотом эксцентрика, вал которого имеет указатель и шлиц под отвертку. Эта выступающая часть вала закрывается резьбовым колпачком.

Лазерные релейные измерительные системы выполнены следующим образом (рис. 1. 7).

Лазерная релейная измерительная система: а — основные конструктивные элементы; б — статическая характеристика прибора

J ё-й—€Е1—* рсз .ро—*

Т\ — й \ 2 а 6

Рис 1.7

Излучатель 1 (рис. 1.7) формирует опорный луч (или опорную плоскость), а фотоприемные устройства 2, расположенные строго вертикально, измеряют отклонение относительно равносигнальной зоны (РСЗ). Рассмотренная система имеет релейную статическую характеристику, что ограничивает её применение и для автоматического и для эргатического управления.

Автоматизация силовой установки.

Обобщая накопленный опыт в области автоматизации ЭНД можно констатировать, что в силу многих причин как конструктивных, так и технологических практически автоматизация сводилась к управлению силовой установкой, к стабилизации заданного момента. Так как первичных преобразователей крутящего момента недостаточно, то многие фирмы предлагали угловую стабилизацию силовой установки, что соответствует по статической характеристике - моментной.

На рис. 1. 8 приведена обобщенная схема стабилизации силовой установки ЭНД. Недостатком анализируемой системы автоматизации является то, что она не учитывает рациональных режимов резания, рациональных режимов хода, а так же взаимного неустановившегося влияния всех технологических операций, управляемых в эргатическом и автоматическом режимах. Достоинство такого подхода при автоматизации ЭНД - это простота технической реализации и достаточно высокая надежность.

Функциональная схема автоматизации силовой установки ЭНД: ИМ - исполнительный механизм; РО - регулирующий орган; ДВ -двигатель (силовая установка); ДС — датчик состояния; ДЗ — динамическое звено; со(р) - частота вращения транспортирование глубина

-мм М

COnst

Регулятор

ИМ

РО

-1

V

-1 дс дв

Щр)

Рис. 1. 8

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Примак, Леонид Витальевич

Выводы по главе

1. В условиях рыночной экономики необходимо производить системные оценки в виде идентифицированного качества и конкурентоспособности. Проблемность оценивания состоит в том, что пока нет единых общепринятых числовых мер качества. Усилия всех заинтересованных отраслевых организаций должны быть сосредоточены на решение этой проблемы. Чтобы дать положительный или отрицательный ответ о целесообразности производства новой техники необходимо на базе системного анализа провести полномасштабные системные исследования по оценке качества и конкурентоспособности технического изделия, где так называемая экономическая эффективность занимает всего лишь частную оценку. По объему проводимых исследований системная оценка качества и конкурентоспособности не только соизмерима с процессами проектирования самого технического изделия, но и в некоторых случаях может значительно превышать их. Принятие решений на основании достоверных системных оценок требует применения вычислительной техники. Для решения сформулированных выше проблем нужен отраслевой научный центр.

2. Цены на затоваренном рынке на отечественную технику занижены. Государству, исходя из этого, необходимо вводить систему регулируемых пошлин на зарубежную технику и одновременно публиковать экспертные оценки идентифицированного качества отечественной и зарубежной техники. Для многих технических изделий качество зарубежной техники и отечественной техники эквивалентно.

3. При подготовке специалистов, при разработке диссертации и оформлении патентов следует отказаться от показателя экономической эффективности, так как он не является объективным и аргументированным показателем целесообразности производства новой техники.

4. Вне объективной и достоверной информации, вне системных оценок качества не может быть современного производства, что и подтверждает реальная действительность, так как производитель, выпуская неконкурентоспособную технику, уничтожает себя собственными руками. На самих заводах эту работу должны выполнять аналитические центры или отделы.

Принятие управленческих решений, которые имеют место при модернизации МСП и при производстве новой техники, требуют оценки конкурентоспособности. Методология системного анализа позволяет наиболее полно и объективно синтезировать такие оценки, принимать управленческие решения на базе системы числовых мер. Новое научно-техническое направление требует специализации и объединения всех заинтересованных организаций, в частности, при обосновании и выборе основных оценочных показателей и числовых мер.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В работе впервые в области строительного, дорожного и мелиоративного машиностроения решена проблема комплексной автоматизации землеройных машин непрерывного действия, которые как объекты автоматического управления являются многомерными многосвязанными и изменяют свою структуру и свои параметры в зависимости от свойств разрабатываемого грунта и опорной поверхности, с которыми взаимодействует колесный или гусеничный движитель ЭНД.

2. Разработанный принципиально новый способ управления предопределил создание высококачественных цифровых измерителей буксования: автономный, созданный по принципу прохождения фиксированной мерной длины за определенный интервал времени; дистанционный, синтезированный по принципу измерения скорости с заданным периодом опроса.

3. Разработанный высокоточный цифровой метод измерения коэффициента буксования основан на промышленных прецизионных системах измерения времени, в силу чего технические средства, реализованные по названному выше методу, обладают высокой точностью, надежностью и долговечностью, что исключительно значимо в полевых условиях.

4. Разработаны теоретические основы лазерных координаторов, на базе которых разработаны технические решения лазерных координаторов для автоматизированных ЭНД.

5. Разработаны методы синтеза лазерных координаторов для автоматизации ЭНД, конструктивные их решения и разработан аналитический аппарат, обеспечивающий оперативную оценку их метрологических и точностных свойств, при этом разработанный класс лазерных приборов может быть успешно использован и для автоматизации других землеройных, землеройно-транспортных и технологических машин в строительном производстве.

6. Разработаны основы теории динамики ЭНД как многомерных многосвязанных объектов управления.

7. Разработаны аналитические модели, достоверно описывающие физико-механические свойства грунта при взаимодействии его с движителями, имеющих место в контуре подачи. С позиций управления доказано, что контур подачи всегда является управляющей системой с переменной структурой и переменными параметрами. Показано, что в этих условиях наиболее информативным интегральным параметром является текущий коэффициент буксования, который и следует выбирать при оценивании качества управления.

8. Разработанные динамические модели контуров управления и модели перекрестных связей позволяют рассматривать ЭНД как многомерный многосвязанный объект управления, обоснованно синтезировать высокоточные регуляторы или осуществлять их отбор из системы ГСП.

Разрешение проблемы комплексной автоматизации землеройных машин непрерывного действия стало возможным лишь только в силу разработки нового принципа управления, полного описания динамики ЭНД и разрешения проблемы информационного обеспечения на базе лазерных координаторов.

9. Синтезированные динамические модели перекрестных связей между контурами позволили аналитически описать ЭНД как объекты управления, обоснованно выбрать для них информационное и аппаратное обеспечение.

10. Разработаны основы теории и методический аппарат синтеза аналоговых, дискретных и цифровых бортовых регуляторов для автоматизации ЭНД.

11. Для многомерных многосвязанных землеройных объектов управления предложен и физически реализован принципиально новый технологический принцип управления по рациональной или по оптимальной величине буксования, с одновременной разработкой автономных и дистанционных цифровых измерителей буксования, которыми должны оснащаться все землеройные машины с непрерывным технологическим процессом.

12. Разработанный принцип управления позволяет в зависимости от технологических задач задавать различное значение коэффициента буксования, от которого зависит не только производительность автоматизированных ЭНД, но и их долговечность.

13. Разработаны инженерные методики синтеза высокоточных контуров управления ЭНД: для аналоговых регуляторов, для регуляторов с импульсным выходным сигналом, для цифровых регуляторов, реализуемых на бортовых микроконтроллерах.

14. Разработаны и внедрены в инженерно-исследовательскую деятельность аналитические методы оценки динамических свойств „контуров управления ЭНД на основе оценочных динамических моделей нагружения. Методы универсальны, обладают высокой точностью и наглядностью.

15. Впервые в работе даны системные определения, методы измерения и система мер качества, в работе показано, что идентифицированное качество включает в свой состав систему мер технического устройства, систему мер эксплуатационных свойств технического устройства и систему мер эффективности. Показано, что эффективность - это частная мера в системе мер идентифицированного качества.

16. Введены числовые меры идентифицированного качества, которые удобны и наглядны в практической деятельности, позволяют выявлять лидера в определенной группе или подгруппе технических средств, технологических машин.

246

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Примак, Леонид Витальевич, 2005 год

1. Александров А.Г. и др. Справочник по теории автоматического управления. М.: Наука, 1987 -712 с.

2. Алтынников В.А., Крюков И.Н., Примак JI.B. Основы метрологического обеспечения пограничных органов ФСБ России. М.: Граница, 2005. - 520 с.

3. Баловнев В.И. и др. Дорожно-строительные машины и комплексы. — М.: Машиностроение, 1988 384 с.

4. Барский И.Б., Анилович В.Я., Кутьков Г.М. Динамика трактора. — М.: Машиностроение, 1973 -280 с.

5. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность-машина. М.: Машиностроение, 1973 - 520 с.

6. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. М.: Наука, 1972 -767 с.

7. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.: Машиностроение, 1971 - 357 с.

8. Волков Д.П., Крикун В.Д., Тотолин П.Е. и др. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1992 - 448 с.

9. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств. М.: Машиностроение, 1982 -285 с.

10. Воробьев В.А., Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Современная проблема комплексной автоматизации экскаваторов непрерывного действия // Вестник МАДИ (ГТУ). 2003. - №1. - С. 39-44.

11. Воробьев В.А., Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Современные методы и алгоритмы управления непрерывными землеройными процессами в строительном производстве // Вестник РААиСН.- 2003. №1. - С. 21-25.

12. Воробьев В.А., Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Современные проблемы идентификации непрерывных землеройных процессов в строительном производстве // Вестник РААиСН. 2003. - №1. - С. 26-31.

13. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа, 1988-447 с.

14. Гарбузов З.Е. и др. Экскаваторы непрерывного действия. М.: Высшая школа, 1975 — 320 с.

15. Горячкин В.П. Собрание сочинений, т. 1, 2, 3. М.: Колос, 1968.

16. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы их автоматизации. М.: Высшая школа, 2001 - 575 с.

17. Забавников Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин. -М.: Машиностроение, 1975 -448 с.

18. Заленский B.C., Кузин Э.Н., Сырков А.Б. Автоматизация управления строительными и дорожными машинами. М.: Стройиздат, 1996 - 320 с.

19. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М.: Машиностроение, 1968 - 573 с.

20. Кононыхин Б.Д. Лазерные системы управления машинами строительного производства. М.: Машиностроение, 1990 - 304 с.

21. Кононыхин Б.Д., Примак Л.В. Показатели качества современных машин как объектов управления // Строительные и дорожные машины.-2003.-№3. с. 4-8.

22. Кононыхин Б.Д., Примак Л.В. Инвариантное управление строительными и дорожными машинами // Строительные и дорожные машины.- 1993.- № 2,- С. 21-24.

23. Кононыхин Б.Д., Примак Л.В. Опыт применения логических управляющих устройств в системах автоматического управления землеройными машинами. Сер. Строительная индустрия в энергетике. Экспресс-информация. 1991, №4.-С. 15-21.

24. Кононыхин Б.Д., Примак Л.В. Показатели качества современных автоматизированных строительных машин // Механизация строительства.-2002.- №12.- С. 9-12.

25. Кононыхин Б.Д., Примак JI.B. Система автоматизированного дистанционного управления землеройной техники // Информационно-технический бюллетень инженерных войск 1992.- № 20 - С. 18-22.

26. Кононыхин Б.Д., Примак J1.B. Системная оценка целесообразности производства новой техники // Строительные и дорожные машины.- 2004.-№1.- С. 39-43.

27. Кононыхин Б.Д., Примак JI.B. Системы бортовой автоматики экскаваторов непрерывного действия // Механизация строительства.- 1993.-№4.- С. 5-7.

28. Кононыхин Б.Д., Примак JI.B. Средства и системы управления бесковшового траншейного экскаватора. Сер. Строительная индустрия в энергетике. Экспресс-информация. 1991, №4.- С. 1-10.

29. Кононыхин Б.Д., Примак JI.B., Кулешов В.И. Системы автоматического управления рабочим органом бульдозера // Механизация строительства 1998.- № 10 - С. 6-10.

30. Кононыхин Б.Д., Примак JI.B., Кулешов В.И. Современные промышленные системы и направления автоматизации машин инженерного вооружения // Информационно-технический бюллетень инженерных войск.-1992.-№ 20.-С. 23-27.

31. Кононыхин Б.Д., Примак JI.B., Примак В.Н. Сертификация и качество продукции. Эффективность, идентифицированное качество и конкурентоспособность автобронетанковой и инженерной техники: учебное пособие. Калининград: КПИ ФСБ, 2005. - 150 с.

32. Крикун В.Я., Кононыхин Б.Д., Примак JI.B. Выбор стратегии управления экскаваторами непрерывного действия на основе расчетных энергопотоков // Строительные и дорожные машины.- 2003.- №4.- С. 35-41.

33. Кузин Э.Н., Сушинский В.А. Проблемы развития автоматизации строительных и дорожных машин. Тр. ВНИИСтройдормаш, 104,1985. С.3-7.I

34. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. — М.: Советское радио, 1976, Кн. 3, -285 с.

35. Малиновский А.В. и др. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1980 - 216 с.

36. Примак J1.B. Автоматизация технологических процессов рытья траншей. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2001. С. 34-36.

37. Примак J1.B. Автоматизация технологического процесса рытья траншей. Сб. науч. тр. 32 ГНИИИ.- 2000.- С. 48-52.

38. Примак JI.B. Автоматизированные системы управления непрерывными землеройными процессами. Сб. науч. тр. КВИ ФПС.- 2003. С. 109-112.

39. Примак J1.B. Автоматизированный измерительно-вычислительный комплекс. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ), 2003.- С. 115-121.

40. Примак JI.B. Анализ систем автоматизации экскаваторов непрерывного действия. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ. 2004. С. 47-50.

41. Примак JI.B. Базовые подсистемы бортовой автоматики экскаваторов непрерывного действия // Вестник МАДИ (ГТУ).-2004.- №1.- С. 48-52.

42. Примак JI.B. Возможности глобальной системы позиционирования в управлении землеройными машинами на современном этапе. Сб. науч. тр. КВИ ФПС, 2003. С. 40-47.

43. Примак JI.B. Графоаналитический метод оценки эффективности применения системотехнических изделий. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ. 2004. С. 7-10.

44. Примак JI.B. Идентификация перекрестных связей по каналам управления экскаватора непрерывного действия // Строительные и дорожные машины 2005.- №5- С. 18-20.

45. Примак JI.B. Измеритель коэффициента буксования для землеройных машин. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ), 2003.- С. 89-94.

46. Примак JI.B. Инженерные методы повышения помехоустойчивости лазерных систем информационного обеспечения. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. -2003. С. 17-23.

47. Примак JI.B. Информационная система управления локального уровня. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2002. С. 49-56.

48. Примак JI.B. К вопросу об аналитической оценке технико-экономической эффективности автоматизированных землеройных машин. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ), 1993.- С. 72-81.

49. Примак JI.B. К вопросу о физической реализуемости принципов Понселе и Петрова в современных системах управления. Сб. науч. тр. КВИ ФПС-2003. С. 73-78.

50. Примак JI.B. К вопросу об идентификации подсистем силовой установки машин строительного производства. Сб. науч. тр.РАИ 2003-С. 58-64.

51. Примак JI.B. Лазерные информационные системы. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ, 2005.-С. 26-31.

52. Примак Л.В. Метрологические оценки и инженерные методы повышения помехоустойчивости лазерных систем информационного обеспечения. Сб. науч. тр. БГА. 2004.- С. 23-29.

53. Примак Л.В. Метрологическое обеспечение системы управления экскаватором непрерывного действия. Сб. науч. тр. 32 ГНИИИ.- 1999.-С. 18-21.

54. Примак Л.В. Микропроцессорная система автоматизированного управления траншейным экскаватором // Информационно-технический бюллетень инженерных войск.- 1993.- № 21.- С. 37-41.

55. Примак Л.В. Многомерный многосвязанный объект управления. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ, 2005. С. 85-89.

56. Примак Л.В. Многомерный многосвязанный объект эргатического и автоматического управления. Сб. науч. тр. БГА.-2002.-С.45-48.

57. Примак Л.В. Модели нагружения систем управления машин строительного производства. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ. 2004. С. 50-54.

58. Примак JI.В. Перспективы развития средств метрологического обеспечения инженерного вооружения. Сб. науч. тр. 32 ГНИИИ.- 1998-С. 32-37.

59. Примак Л.В. Показатели качества автоматизированных средств механизации. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2002. С. 42-48.

60. Примак Л.В. Показатели качества инженерной техники. Сб. науч. тр. 32 ГНИИИ.- 2001.- С. 69-72.

61. Примак Л.В. Показатели качества современных машин как объектов управления. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2003. С. 70-73.

62. Примак Л.В. Решение проблемы комплексной автоматизации экскаваторов непрерывного действия: баланс мощностей, стратегии управления, информационное обеспечение // Строительные и дорожные машины.- 2005.- №5.- С. 12-15.

63. Примак Л.В. Синтез бортовых цифровых регуляторов. Сб. науч. тр. БГА. 2003.- С. 46-52.

64. Примак Л.В. Система дистанционного тестирования. Сб. науч. тр. КВИ ФПС.- 2001. С. 83-84.

65. Примак Л.В. Современные средства метрологического обеспечения инженерного вооружения. Сб. науч. тр. 15 ЦНИИИ МО РФ 1998 - С. 56-62.

66. Примак Л.В. Современные технологии разработки траншей в ^строительном производстве. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ. 2004. С. 10-14.

67. Примак Л.В. Технические системы и управление автоматизированными ЭНД. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2003. С. 4-9.

68. Примак Л.В. Формирование бортовых автоматических регуляторов с импульсным выходным сигналом. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2003. С. 10-16.

69. Примак Л.В. Характеристики экскаватора непрерывного действия как объекта управления. Сб. науч. тр. КВИ ФПС. 2003. С. 102-109.

70. Примак Л.В. Экскаватор непрерывного действия как объект эргатического и автоматического управления по контуру подачи // Автоматизация и современные технологии,- 2003. №7. - С. 21-25.

71. Примак JT.В. Экскаватор непрерывного действия как объект эргатического и автоматического управления по контуру глубины копания // Строительные и дорожные машины.- 2005.- №6.- С. 23-24.

72. Примак Л.В. Эффективность, идентифицированное качество и конкурентоспособность техники жилищно-коммунального хозяйства. -Калининград: Янтарный полигрим, 2004. 77 с.

73. Примак Л.В. Методика оценки конкурентоспособности техники для предприятий коммунального хозяйства. Калининград: Янтарный полигрим, 2005.-38 с.

74. Примак Л.В., Воробьев В.А., Кононыхин Б.Д. Проблема комплексной автоматизации непрерывных землеройных процессов, пути и результаты ее решения // Известия вузов. Строительство.- 2003.- №3.- С. 85-91.

75. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Выбор стратегии управления при комплексной автоматизации экскаваторов непрерывного действия // Строительные и дорожные машины.- 2003.- №2.- С. 20-22.

76. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Высокоточный цифровой измеритель коэффициента буксования для непрерывных землеройных машин // Механизация строительства.- 2003.- №8.- С. 21-23.

77. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Информационное обеспечение и системы управления непрерывными землеройными и землеройно-транспортными машинами // Механизация строительства.- 2003.- №1.-С. 8-12.

78. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Двухконтурные системы управления землеройными процессами машин // Механизация строительства.- 2003.-№9.-С. 11-13.

79. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Динамическая модель силовой установки машин строительного производства // Строительные и дорожные машины.- 2003.- №7.- С. 15-17.

80. Примак Jl.В., Кононыхин Б.Д. Идентификация и автоматизация управления непрерывными землеройными процессами: элементная база, структуры, модели. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ), 2002.- С. 117-122.

81. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Информационное обеспечение и системы управления непрерывными землеройными и землеройно-транспортными машинами // Механизация строительства.- 2003.- №2.-С. 16-20.

82. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Информационное обеспечение и системы управления непрерывными землеройными и землеройно-транспортными машинами // Механизация строительства.- 2003.- №4.-С. 14-19.

83. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Лазерные системы информационного обеспечения в строительстве // Механизация строительства.- 2004.- №10.-С. 23-27.

84. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Лазерные системы информационного обеспечения в строительстве // Механизация строительства.- 2004.- №11.-С. 17-21.

85. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Лазерные системы информационного обеспечения в строительстве // Механизация строительства.-2005.- №1.-С. 20-25.

86. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д. Оценивание планирующих свойств машин при производстве земляных работ. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ), 2002.-С. 123-130.

87. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д., Кулешов В.И. Автоматизированный радиоуправляемый бульдозерный агрегат на базе трактора Т-10.32-8 . Сер. Строительная индустрия в энергетике. Экспресс-информация. 1992, №4.-С. 15-21.

88. Примак Л.В., Кононыхин Б.Д., Кулешов В.И. Итоги «Стройтехники-91»: Средства и системы управления // Механизация строительства- 1992.-№3.-С. 27-29.

89. Примак JI.B., Кононыхин Б.Д., Кулешов В.И. Микропроцессорная система автоматизированного и дистанционного управления Т-10.32-8 // Механизация строительства 1993.- № 2 — С. 6-9.

90. Примак J1.B., Крюков И.Н. Использование микропроцессорной техники при построении автономных информационных радиотехнических систем // Строительные и дорожные машины.- 2003.- .№6.- С. 12-15.

91. Примак JI.B., Крюков И.Н., Максимычев О.И. Цифровые параметрические фильтры в блоках обработки сигналов автономных информационных радиотехнических систем // Автоматизация и современные технологии. 2003. - №9. - С. 9-13.

92. Примак JI.B., Максимычев О.И. Информационные технологии в автоматизации дорожно-строительных машин // Грузовик- 2005.- №6.-С. 19-20.

93. Примак JI.B., Максимычев О.И. К вопросу об информационном обеспечении производственных процессов строительного производства Сб. науч. тр. КПИ ФСБ, 2004. С. 18-25.

94. Примак JI.B., Максимычев О.И. Современные подходы дифференцированной коррекции. Сб. науч. тр. КПИ ФСБ, 2004. С. 92-99.

95. Примак JI.B., Максимычев О.И. Современные системы позиционирования в управлении строительными и дорожными машинами // Грузовик.- 2005.- № 5.- С. 12-15.

96. Примак JI.B., Максимычев О.И., Крюков И.Н. Глобальная система позиционирования в управлении строительными машинами. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ), 2003.- С. 95-102

97. Примак JI.B., Парой А.А., Орлянский Д.Л. Информационно-управляющие системы машин инженерного вооружения // Автоматизация и современные технологии. 1999. - JM° 5. - С. 15-18.

98. Примак Л.В., Ройтерштейн С.С. Динамические характеристики объекта управления контура хода экскаватора непрерывного действия // Вестник МАДИ (ГТУ).- 2004.- №2.- С. 54-59.

99. Пугачев B.C., Казаков B.C., Евланов Л.Г. Основы статистической теории автоматических систем. М.: Машиностроение, 1974 - 400 с.

100. Стрельбицкий М.В. Моделирование взаимодействия технологических и транспортных машин с грунтом слабой несущей способностью. — М.: Издательство Российской инженерной академии, 2001 —234 с.

101. Тарасов В.Н., Коваленко М.В. Механика копания грунтов ковшом гидравлического экскаватора // Строительные и дорожные машины.- 2003.-№2,-С. 41-45.

102. Тарасов В.Н., Коваленко М.В. Механика копания грунтов, основанная на теории предельных касательных напряжений // Строительные и дорожные машины.- 2003.- №7.- С. 38-43.

103. Ульянов Н.А. Теория самоходных колесных землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1969 - 521 с.

104. Федоров Д.И., Бондарович Б.А. Надежность рабочего оборудования землеройных машин. М.: Машиностроение, 1981 - 280 с.

105. Хачиян А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Высшая школа, 1986 - 326 с.

106. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1978 - 272 с.

107. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М.: Мир, 1975-682 с.

108. Ю8.Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. — М.: Советское радио, 1977 270 с.1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ

109. Категория немерзлого грунта I II III IV

110. Число ударов С 1.4 5.8 (6) 9.16 (12) 17.35 (25)

111. Категория мерзлого грунта V VI VII VIII

112. Число ударов С 35.70 70. 140 140.,280 280.560

113. Примечание. В скобках приведены средние значения С для каждой категории грунта.