satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2018-17-5-421-431sat-1871Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGОбратная связь в цепи управления автоматизированным сцеплением при трогании грузового автомобиля с местаFeedback in Automated Clutch Control Circuit for Truck Start-Up ProcessНгиаЛе ВанNghiaLe Van

Аспирант 

Адрес для переписки: Нгиа Ле Ван – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 12, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-82-05    nghiaminsk@gmail.com

Address for correspondence: Nghia Le Van – Belarusian National Technical University, 12 Ya. Kolasа str., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 292-82-05    nghiaminsk@gmail.com

 

nghiaminsk@gmail.comБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201812102018175421431Copyright © Нгиа Л., 20182018Нгиа Л.Nghia L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/1871

Представлено описание мехатронной системы управления механической трансмиссией 20-тонного грузового автомобиля, а также ее адаптивного алгоритма трогания с места, характер протекания переходного процесса которого существенно влияет на долговечность элементов автоматизированного силового агрегата, плавность движения и комфортность водителя при вождении. Ввиду того что мехатронная система управления силовым агрегатом, включающая дизельный двигатель, сухое фрикционное двухдисковое сцепление, основную механическую ступенчатую и дополнительную коробки передач, имеет помимо механических и пневматических также электрические компоненты, ее мультидисциплинарная модель разработана в программном пакете Imagine Lab AMESim. Данная модель позволяет отрабатывать комплексные алгоритмы управления и анализировать поведение интеллектуальных систем на ранних стадиях проектирования. Исследование выполнено на базе испытательного комплекса кафедры «Автомобили» автотракторного факультета Белорусского национального технического университета. Результаты исследования подтверждают адекватность разработанной мультидисциплинарной модели. С целью прецизионного управления фрикционным сцеплением введена обратная связь по приращению разности угловых скоростей ведущей и ведомой частей фрикционного сцепления. На основании разработанной компьютерной модели определены пороговые значения параметра обратной связи, использующиеся для программирования микропроцессорного блока при реализации адаптивного алгоритма трогания грузового автомобиля с места.

The paper presents description of a mechatronic control system for mechanical transmission of a 20-ton truck, as well as its adaptive start-up algorithm, transient process behavior which significantly affects durability of automated power unit elements, vehicle movement smoothness and driver’s comfort when driving. A multidisciplinary model of the mechatronic control system has been developed in the software package Imagine Lab AMESim because its power unit including a diesel engine, a dry frictional two-disc clutch, a main mechanical stepped gearbox and an additional gearbox has electrical components besides mechanical and pneumatic ones. The given model allows to test complex control algorithms and analyze the behavior of intelligent systems in the early designing stages. The research has been carried out on the basis of the test complex at Department “Automobiles”, Automotive and Tractor Faculty, Belarusian National Technical University. Research results confirm an adequacy of the AMESim developed multidisciplinary model. Feedback on the increment of an angular velocity difference between driving and driven parts of the friction clutch has been introduced for precise friction clutch control. Threshold values of a feedback parameter have been determined on the basis of the developed computer model and these values will be used for programming a microprocessor unit when implementing an adaptive algorithm for a truck start-up process

мехатронная системаалгоритм управленияпороговые значениягрузовой автомобильавтоматизированная трансмиссияфрикционное сцеплениеобратная связьмоделированиеполунатурный экспериментAMESimmechatronic systemcontrol algorithmthreshold valuestruckautomated transmissionfriction clutchfeedbacksimulationsemi-natural experimentAMESimReferencesКусяк, В. А. Проектирование автоматизированных мехатронных систем управления силовым агрегатом грузовых автомобилей и автопоездов / В. А. Кусяк, О. С. Руктешель. Минск: БНТУ, 2015. 295 с.Kusyak V. A., Rukteshel O. S. (2015) Designing of Automated Mechatronic Systems for Controlling Powertransmission Plants in Automotive Trucks and Road Trains. Minsk, Belarusian National Technical University. 295 (in Russian).Адаптивный алгоритм трогания с места в автоматическом режиме управления силовым агрегатом автопоезда / О. С. Руктешель [и др.] // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. трудов. Минск: Объед. ин-т машиностроения НАН Беларуси, 2014. Вып. 3. С. 106–110.Rukteshel' O. S., Kusyak V. A., Belevich A. V., Lutskii V. I. (2014) Adaptive Algorithm for Starting From Standstill in Automatic Mode to Control Power-Transmission Plant of Road Train. Aktualnye Voprosy Mashinovedeniya. Sb. Nauch. Trudov [Matters of Current Interest in Mechanical Engineering: Collection of Research Papers]. Minsk, Institute of Mechanical Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus, 3, 106–110 (in Russian).Электронное управление топливоподачей дизельного двигателя на основе программного ПИД-регулирования / А. Г. Баханович [и др.] // Наука и техника. 2017.№ 1. С. 28–37.Bakhanovich A. G., Kusyak V. A., Gurin A. N., Le V. (2017) Electronic Control for Fuel Supply of Diesel Engine on the Basis of Programmable PID-Regulator. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, (1), 28–37 (in Russian). https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-1-28-37.Управление фрикционным сцеплением на основе ШИМ-сигнала с однопараметрической обратной связью / Л. Г. Красневский [и др.] // Перспективные приводные системы, трансмиссии и робототехнические комплексы: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Могилев, 20–21 окт. 2011 г. Могилев: БелорусскоРоссийский ун-т, 2011. С. 44–47.Krasnevskii L. G., Belevich A. V., Kusyak V. A., Filimonov A. A. (2011) Friction Clutch Control on the Basis of PWM-Signal with Single-Parametric Backfeed. Perspektivnye Privodnye Sistemy, Transmissii i Robototekhnicheskie Kompleksy: Materialy Mezhdunar. Nauch.-Tekhn. Konf., Mogilev, 20–21 okt. 2011 g. [Advanced Drive Systems, Transmissions and Robotic Complexes: Proceedings of International Scientific and Technical Conference, Mogilev, October 20–21, 2011]. Mogilev, Belarusian-Russian University, 44–47 (in Russian).Le, Van Nghia. A Research on Start-Up Clutch Control for AMT with AmeSim Platform / Van Nghia Le, V. A. Kusyak, T. H. Nguyen // 2nd National Conference on Mechanical Engineering and Automation, 7–8 Oct. 2016. Hanoi, Vietnam: Hanoi University of Science and Technology. P. 188–196.Le Van Nghia, Kusyak V. A., Nguyen T. H. (2016) A Research on Start-Up Clutch Control for AMT with AmeSim Platform. 2nd National Conference on Mechanical Engineering and Automation, 7–8 Oct. 2016. Hanoi, Vietnam, Hanoi University of Science and Technology, 188–196.Multiphisics Modeling and Optimization of Mechatronic Multibody Systems / J. C. Samim [et al.] // Multibody System Dynamics. 2000. No 18. P. 345–373.Samin J. C., Brüls O., Collard J. F., Sass L., Fisette P. (2000) Multiphisics Modeling and Optimization of Mechatronic Multibody Systems. Multibody System Dynamics, (18), 345–373. https://doi.org/10.1007/s11044-0079076-0.Blundell, M. The Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics / M. Blundell, D. Harty. New York, 2004. 288 p.Blundell M., Harty D. (2004) The Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics. New York, ButterworthHeinemann. 288. https://doi.org/10.1016/B978-0-75065112-7.X5000-3.Kiencke, U. Automotive Control System / U. Kiencke, L. Nielson. Springer-Verlag Berlin Hedelberg, 2005. 512 р. https://doi.org/10.1007/b137654.Kiencke U., Nielson L. (2005) Automotive Control System. Springer-Verlag Berlin Hedelberg. 512. https://doi.org/10.1007/b137654.Imagine. Lab AMESim: User Manual Version 14 / LMS Company Ltd. Germany, 2014. 267 р.LMS Company Ltd. (2014) Imagine. Lab AMESim: User Manual Version 14. Germany. 267.Захарик, Ю. М. Научные основы обеспечения тяговоскоростных свойств грузовых автомобилей путем синтеза систем автоматического управления тяговыми режимами / Ю. М. Захарик. Минск, 2007. 354 с.Zakharik Yu. M. (2007) Scientific Fundamentals for Provision of Towing –Speed Properties in Automotive Trucks while Using Synthesis of Systems for Automatic Control of Towing Modes. Minsk. 354 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.