Improvement of the control system of wheel tractors

Abstract

EN: The scientific article substantiates the importance of adaptive steering for the controllability of wheeled tractors, in particular, taking into account important factors such as speed, gear ratio of the steering mechanism, external disturbing factors and others. The developed mathematical model allows you to effectively control the process of tracking the trajectory of the machine-tractor unit, ensuring compliance with agrotechnical requirements. When inter-row processing of corn, the deviation from straightness can be 10 cm when reaching a maximum speed of 4 m/s, which shows the importance of adaptive control to achieve the required accuracy and quality of processing. UA: У статті наведено значення адаптивного рульового керування для керованості колісних тракторів, зокрема враховуючи важливі фактори, як-от швидкість руху, передаточне відношення рульового механізму, зовнішні збурюючі фактори та інші. Розроблена математична модель дає можливість ефективно контролювати процес відслідковування траєкторії машинно-тракторного агрегату, забезпечуючи відповідність агротехнічним вимогам. За міжрядного обробітку кукурудзи відхилення від прямолінійності може становити 10 см із досягненням максимальної швидкості 4 м/с, що показує важливість адаптивного керування для досягнення необхідної точності та якості обробки. Розроблене програмне забезпечення дає змогу отримувати показники керованості в інтерактивному режимі, змінювати параметри віртуальних заїздів та знаходити оптимальні варіанти. Також були вибрані відповідні технічні засоби для проведення випробувань. Зроблені висновки та доведена перспективність використання адаптивного рульового керування. Сільськогосподарські енергетичні засоби працюють у різних навантажувальних і швидкісних режимах із підвищеною небезпекою руху й обов’язковим дотриманням норм агротехнічних, ергономічних та енергетичних показників (вузький коридор, міжряддя, скупчення людей і тварин, погані дороги та бездоріжжя), тому до основних параметрів їх систем керування поворотом висуваються жорсткі вимоги. Маневреність опитного зразку значно поліпшується, тому що за швидкості трактора V = 1 м/с (3,6 км/год) передаточне співвідношення традиційного рульового керування Wтр = 12, а передаточне співвідношення експериментального рульового керування Wекс = 2. Вдалося дослідити, що добротність експериментального рульового керування за невеликих швидкостей руху (V = 1–3 м/с) спочатку підвищується, а з досягненням технологічної швидкості V = 4 м/с стає постійною. За використання традиційного рульового керування з підвищенням швидкості добротність значно погіршується і перебуває у зворотно-пропорційному зв’язку зі швидкістю руху трактора. Добротність експериментального зразку рульового керування перевищує добротність традиційного на технологічній швидкості V = 4 м/с приблизно у 5 разів і становить Dекс = 154 с-1, Dтр = 39 с-1. Встановлено, що за малих швидкостей руху трактора (V = 1–1,5 м/с) похибку складно відстежити, тому що вона для обох типів рульового керування приблизно однакова, але зі збільшенням швидкості руху вона значно зростає для стандартного рульового керування σ1 = 0,103 см і незначно для експериментального σ2 = 0,026 см. Використання рульового керування з адаптивними властивостями має значну перевагу над стандартним рульовим керуванням, особливо на підвищених швидкостях руху, має запас стійкості керованого руху та забезпечує зручність маневрування, що значно підвищує продуктивність роботи трактора. Таким чином, пропонується впровадити кермовий привод, який зможе забезпечити високу керованість транспортних засобів на всіх швидкісних режимах.