Об оптимальном управлении величиной радиуса колеса при его качении по горизонтальной недеформируемой поверхности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Непрерывное изменение радиуса опорных колес транспортного средства обеспечивает возможность непрерывного управления некоторыми его эксплуатационными свойствами. К таким свойствам относятся: устойчивость движения, управляемость, проходимость и др. Это изменение рационально делать при минимизации тепловых потерь в исполнительном приводе. Рассматривается движение без скольжения жесткого колеса с непрерывно изменяемым радиусом по плоской горизонтальной недеформируемой поверхности.

Предложена математическая модель для описания динамики равномерного плоскопараллельного движения указанного колеса при управлении величиной его радиуса. В ее основе лежит гипотеза об отсутствии проскальзывания в контакте колеса с опорной плоскостью. Полученные математические зависимости позволяют определять оптимальный режим управления при изменении радиуса по критерию минимума тепловых потерь в приводе, обеспечивающем это изменение. Результаты исследования могут найти применение при управлении параметрами эксплуатационных свойств транспортных средств, а также роботов с колесными движителями, перемещающимися по неорганизованным поверхностям.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Балакина

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: fahrgestell2011@yandex.ru
Россия, Волгоград

Е. С. Брискин

Волгоградский государственный технический университет

Email: ebriskin@mail.ru
Россия, Волгоград

Список литературы

  1. Келдыш М.В. Шимми переднего колеса трехколесного шасси: избран. тр. Механика. М.: Наука, 1985. С. 491–530.
  2. Кручинин П.А., Магомедов М.Х., Новожилов И.В. Математическая модель автомобильного колеса на антиблокировочных режимах движения // Изв. РАН. МТТ. 2001. № 6. С. 63–69.
  3. Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Теория явления шимми // Изв. РАН. МТТ. 2010. № 3. С. 22–29. https://doi.org/10.3103/S0025654410030039
  4. Добронравов В.В. Основы механики неголономных систем. М.: Высш. шк., 1970. 271 с.
  5. Ларин В.В. Теория движения полноприводных колесных машин: учебник для вузов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 396 с.
  6. Журавлев В.Ф. Закономерности трения при комбинации скольжения и верчения // Изв. РАН. МТТ. 2003. № 4. С. 81–89.
  7. Карапетян А.В., Катасонова К.А. О движении трехколесного робота при наличии проскальзывания ведущих колес // ПММ. 2019. T. 83. № 4. С. 608–614. https://doi.org/10.3103/S0025654420070122
  8. Балакина Е.В. Расчет коэффициента сцепления устойчивого эластичного колеса с твердой опорной поверхностью при наличии боковой силы // Трение и износ. 2019. Т. 40. № 6. C. 756–765. https://doi.org/10.3103/S1068366619060047
  9. Балакина Е.В. Универсальные зависимости параметров фрикционного взаимодействия в опорном контакте упругого колеса // Трение и износ. 2023. Т. 44. № 2. С. 122–134. https://doi.org/10.3103/S1068366623020022
  10. Pacejka H.B. Tire and Vehicle Dynamics. Published by Elsevier Ltd, USA, 2012. 672 p.
  11. Павлов А.Е. Плоскопараллельное качение эллипсоида по плоскости и цилиндру // Проблемы механики и управления. Нелинейные динамические системы: сб. тр. Ижевск, 2004. № 36. C. 94–118.
  12. Мартыненко Ю.Г., Формальский А.М. О движении мобильного робота с роликонесущими колесами // Изв. РАН. ТиСУ. 2007. № 6. С. 142–149.
  13. Ищеин В.К., Лапотко О.П., Бойков В.П. Колесо с изменяемым диаметром. Пат. SU 929467. МПК B60B 19/00. Белорусский политехн. ин-т. 1982.
  14. Брискин Е.С., Фоменко С.С., Шаронов Н.Г., Серов В.А. Транспортное средство для инвалидов. П. м. 153154 РФ. МПК A61G5/00. ВолгГТУ. 2015.
  15. Сердобинцев Ю.П., Иванюк А.К., Карлов В.И. Адаптивное колесо с раздвижным ободом. П. м. 180692 РФ. МПК B60B3/00, B60B15/00, B60B23/12. ВолгГТУ. 2018.
  16. Вахрамеев Л.П., Карлов В.И., Матлин М.М. Колесо с раздвижным ободом. А. с. 439414 СССР. МПК B60B3/02, B60B23/12. Волгоградский политехн. ин-т, 1972.
  17. Балакина Е.В., Сергиенко И.В. Методика выбора размеров колес на разных осях автомобиля с АБС по критерию улучшения траекторной устойчивости при торможении // Автомобильная промышленность. 2022. № 1. C. 12–15.
  18. Брискин Е.С., Калинин Я.В., Малолетов А.В. Об оценке эффективности цикловых механизмов // Изв. РАН. МТТ. 2017. № 2. С. 13–19.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расчетная схема.

Скачать (69KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты расчета z=f(t): 1 – при оптимальном управлении; 2 – при произвольном управлении; а – vx = 1.5 м/с; б – vx = 5 м/с.

Скачать (129KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты расчета z=f(t): 1 – при оптимальном управлении; 2 – при произвольном управлении; а – vx = 1.5 м/с; б –  vx= 5 м/с.

Скачать (137KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025