Кандидат технических наук
Доктор технических наук, профессор
Изучены условия виброзащиты системы «оператор – сиденье» транспортного средства (тракторов семейства «Беларус»), проведены экспериментальные исследования вибронагруженности системы с учетом упругодемпфирующих характеристик, комфортности оператора. В результате установлен диапазон частот колебаний системы, плохо переносимый оператором, так как последний находится в зоне собственных частот колебаний внутренних органов человека. Проведено исследование влияния физиологических факторов оператора – частоты сердечных сокращений, вариационного размаха, амплитуды моды, индекса напряжения – на основе факторного эксперимента, получены корреляционные зависимости. Разработанная методика исследования алгоритмического обеспечения повышения активной виброзащиты системы «оператор – сиденье» подразумевает наличие математической модели системы, используемой для синтеза законов управления и выбора алгоритмов формирования сигналов физиологического состояния оператора. Составлена структурная схема алгоритма виброзащиты системы «водитель – сиденье – дорога».
В качестве математической модели возмущений внешней среды приняты гармонические синусоидальные и полигармонические возмущения со стороны силовой установки, а также используются дискретные алгоритмы, основанные на фильтрации белого шума с линейным фильтром и заданной корреляционной функцией. При гармоническом возбуждении системы «оператор – сиденье» сила, передаваемая амортизатором системе, а также оценка эффективности амортизации в виде коэффициента передачи силы и величины виброизоляции исчисляется в децибелах. Движение системы при возникающих в результате работы силовой установки вибрационных силах описывается рядомФурье. Реакция на ударное возбуждение системы, когда происходит конечное изменение скорости и количества движения, описывается кусочно-линейной функцией. Оценка качества виброзащитной системы определяется как отношение максимального передаваемого системой усилия к максимальному значению ударного возбуждения. Системаподдержки принятия решений, т. е. управляющая система, состоит из двух контуров: первый организует работу с информацией, устанавливающей соотношения между множествами входных и выходных сигналов, второй, состоящийиз блоков оценивания состояния и принятия решений, организует работу с качественной информацией.
The paper investigates vibro-protection conditions for “operator-chair” system of a transport facility (“Belarus-tractorfamily). Experimental research for the system vibroloading with due account of elastic shock-absorbing characteristics, operator’s comfortability. The paper has made it possible to determine a range of the system vibration frequency which is badlysustained by the operator because the last is located in the zone of natural frequency of human visceral organs vibrationsInfluence of physiological operator’s factors – heartbeat rate, variational height, mode amplitude, stress index has been investigated on the basis of a factor experiment and correlation dependences have been obtained in the paper. The developed methodology for investigation of algorithmic provision pertaining to better active vibroprotection of the “operator-chair” system presupposes an availability of mathematical model used for synthesis of control laws and selection of algorithms for formation of signals on physiological operator’s state. Structural algorithm scheme for vibroprotection of “driver – seat – road” system has been drawn in the paper.
Harmonic sinusoidal and poly-harmonic disturbances from the side of a power unit and discrete algorithms based on filtration of white noise with a linear filter and prescribed correlation function have been accepted as a mathematical model for external environment disturbances. In case of harmonic excitation of “operator – chair” system a force transferred to the system by a shock-absorber and also shock-absorber efficiency evaluation in the form of force transmission coefficient and vibration insulation value are estimated at decibels. Fourier’s series describes motion of the system in case of vibration forces initiated by the operation of the power unit. Piecewise-linear function describes a reaction on impact excitation of the system when final change in speed and motion quantity occurs. Quality evaluation of the vibro-protection system is determined as ratio of maximum effort transmitted by the system to maximum value of impact excitation. Decision support system, in otherwords a controlling system, consists of two circuits: the first circuit organizes work with information forming correlations between great number of input and output signals and the second circuit consisting of blocks for state evaluation and decisionmaking organizes work with qualitative information.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.