Методологические основы автоматизации разработки измерительных экспертных систем автотракторных двигателей

Рассмотрены вопросы повышения эффективности применения измерительных экспертных систем (ИЭС), решающих задачи снижения потерь мощности автотракторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в производственных условиях при изменении их технического состояния. ИЭС осуществляют оперативный контроль энергетических параметров машинно-тракторного парка для принятия своевременных ремонтно-обслуживающих воздействий. Предложен методологический подход для создания системы автоматизации разработки ИЭС, повышающей эффективность формирования ИЭС за счет имеющегося опыта в этой предметной области. Методическая основа исследований – динамический метод диагностирования ДВС. Данный метод использует тестовое динамическое воздействие на ДВС, наиболее целесообразный для оценки состояния тракторных ДВС в производственных условиях, а также компьютерное моделирование рабочих процессов ДВС с целью нахождения информативных диагностических показателей, характеризующих энергетические параметры. На основе предложенной целевой функции определено математическое обеспечение в виде модели, описывающей множество элементов системы, их признаков и состояний, а также связей между ними. Организовано информационное обеспечение, осуществляющее функции сбора, обработки и предоставления информации по запросам. Сформирована методика построения логической схемы алгоритма разработки ИЭС, формализующая процесс решения взаимосвязанных задач при синтезе различных структур технических и программных средств на основе совокупности математических моделей. На примере моделирования агрегата ДВС – рабочая машина оценено влияние варьирования входных параметров модели: крутящих моментов и моментов сопротивлений на диагностические параметры технического состояния – угловые скорости и ускорения. Применение компьютерного моделирования рабочих процессов ДВС с использованием данного методологического подхода позволило создать цифровую технологию и измерительную систему автоматизированного энергетического мониторинга тракторного парка сельхозпредприятия. Компьютерные структурные схемы моделей ДВС и ИЭС могут использоваться в диагностических комплексах. Это даст возможность повысить точность и достоверность определения состояния ДВС и агрегатируемых с ним механизмов и рабочих машин, а также улучшить качество выполняемых ими работ.

двигатель внутреннего сгорания, мощность, динамический метод диагностирования, моделирование рабочих процессов, цифровые технологии

1. Соловьев Р.Ю., Горячев С.А. Ресурсосбережение при техническом сервисе сельскохозяйственной техники // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2013. № 2. С. 37–49.

2. Немцев А.Е., Коротких В.В. Методология формирования системы обеспечения работоспособности сельскохозяйственной техники: монография. Новосибирск: СФНЦА РАН, 2018. 208 с.

3. Калачин С.В. Прогнозирование изменения контролируемых эксплуатационных параметров МТА // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 6. С. 29–31.

4. Черноиванов В.И., Габитов И.И., Неговора А.В. Цифровые технологии и электронные средства в системе технического обслуживания и ремонта автотракторной и комбайновой техники // Технический сервис машин. 2018. № 130. С. 74–81.

5. Тимонин С.Б., Тимонина А.С. Внедрение цифровых технологий в процессы обеспечения оптимального функционирования машинно-тракторного агрегата // Нива Поволжья. 2018. № 3. С. 124–132.

6. Голубев И.Г., Мишуров Н.П., Гольтяпин В.Я., Апатенко А.С., Севрюгина Н.С. Системы телеметрии и мониторинга сельскохозяйственной техники: монография. М.: Росинформагротех, 2020. 76 с.

7. Головин С.И., Ревякин М.М., Жосан А.А. К вопросу о мониторинге и управлении техническим состоянием мобильных энергетических средств // Агротехника и энергообеспечение. 2019. № 3 (24). С. 111–116.

8. Добролюбов И.П., Савченко О.Ф., Альт В.В. Идентификация состояния сельскохозяйственных объектов измерительными экспертными системами: монография. Новосибирск: СО РАСХН, 2003. 209 с.

9. Савченко О.Ф., Добролюбов И.П., Альт В.В., Ольшевский С.Н. Автоматизированные технологические комплексы экспертизы двигателей: монография. Новосибирск: СО РАСХН, 2006. 272 с.

10. Альт В.В., Добролюбов И.П., Савченко О.Ф., Ольшевский С.Н. Техническое обеспечение измерительных экспертных систем машин и механизмов в АПК: монография. Новосибирск: СО РАСХН, 2013. 523 с.

11. John de S. Coutinho. Advanced Systems Development Management. New York: Wiley, 1977. 433 s.

12. Системы автоматизированного проектирования. Пер. с англ. / под ред. Дж. Аллана. М.: Наука. 1985. 376 с.

13. Добролюбов И.П. Точностные и информационные показатели измерительных каналов экспертной системы двигателей // Измерительная техника. 2011. № 6. С. 43–47.

14. Добролюбов И.П., Савченко О.Ф., Ольшевский С.Н. Оптимизация обнаружения и измерения параметров ДВС измерительной экспертной системой // Ползуновский вестник. 2011. № 2/2. С. 275–279.

15. Добролюбов И.П., Савченко О.Ф., Альт В.В., Ольшевский С.Н., Клименко Д.Н. Моделирование процесса оптимального определения параметров состояния двигателя внутреннего сгорания измерительной экспертной системой // Вычислительные технологии. 2015. Т. 20. № 6. С. 22–35.

16. Савченко О.Ф., Альт В.В., Добролюбов И.П., Ольшевский С.Н. Развитие средств автоматизации измерений и анализа рабочих процессов при испытаниях ДВС // Двигателестроение. 2014. № 2. С. 26–31.

17. Альт В.В., Савченко О.Ф., Ольшевский С.Н., Елкин О.В., Клименко Д.Н. Автоматизированная технология энергетического мониторинга тракторного парка сельхозпредприятия // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 129. С. 36–44.

18. Альт В.В., Савченко О.Ф., Елкин О.В. Цифровая технология оценки мощности тракторного парка сельхозпредприятия // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13. № 4. С. 25–31. DOI 10.22314/2073-7599-2019-13-4-25-31.