Материал: 2334

6.Выполнить оптимизацию параметров VВТЯГ и α по полученной регрессионной зависимости целевой функции tпп = f(VВТЯГ; α) → min, используя методы множителей Лагранжа и метод Ньютона.

Конец

Рис. 5.1. Блок-схема алгоритма САПР основных параметров устройства управления положением платформы строительной машины

110

В качестве программной поддержки инженерной методики была разработана САПР основных параметров устройства управления положением платформы строительной машины в программном комплексе MATLAB, блок-схема алгоритма работы которой представлена на рис. 5.1, и графический пользовательский интерфейс САПР, который взаимодействует с рабочей областью MATLAB и его приложениями. Внешний вид интерфейса САПР представлен на рис. 5.2 и включает в себя окна для ввода численных параметров, кнопку выполнения расчета и построения графиков. Данная САПР связана с математической моделью процесса управления положением платформы строительной машины, составленной в Simulink, посредством m- файла, представляющего собой листинг программы расчета.

Программное обеспечение для автоматизации проектирования основных параметров устройства управления положением платформы строительной машины состоит из следующих компонентов:

файл математической модели процесса управления положением платформы строительной машины в Simulink;

m-файл, содержащий листинг программы расчета;

графический интерфейс САПР – основное окно программы, интерактивные окна ввода параметров подсистем математической модели процесса управления положением платформы строительной машины – «Параметры платформы», «Параметры устройства управления».

Рис. 5.2. Интерфейс САПР основных параметров устройства управления

111

Алгоритм работы САПР

Ввод исходных данных: При нажатии кнопок выводятся окна ввода постоянных параметров математической модели процесса управления положением платформы строительной машины, которая разделена на две подсистемы: «Параметры платформы» и «Параметры устройства управления». Окна ввода параметров представлены на рис. 5.3, 5.4. После нажатия кнопки «ЗАДАТЬ» в рабочей области MATLAB автоматически формируются массивы значений параметров.

Рис. 5.3. Окно ввода параметров математической модели платформы

Ввод оптимизируемых параметров. Задаются диапазон и шаг изменения оптимизируемых параметров VВТЯГ и α. В рабочей области MATLAB автоматически формируются массивы значений параметров.

112

Расчет параметров:

а)после нажатия кнопки «Расчет параметров» запускается моделирование рабочего процесса управления положением платформы строительной машины. Производится циклический запуск и решение математической модели процесса управления, количество запусков зависит от заданных диапазонов и шага изменения оптимизируемых параметров VВТЯГ и α. В рабочей области MATLAB автоматически формируются массивы значений αz и tпп;

б)далее происходит аппроксимация численной зависимости αz и tпп от VВЫД и α методом наименьших квадратов. Происходит запись

регрессионной зависимости αz = f(VВТЯГ; α) и tпп = f(VВТЯГ; α) в виде специальной файл-функции;

в)нахождение интервалов допустимых значений VВТЯГ и α для заданной точности αzзад;

г)оптимизация и расчет параметров. Решается задача условной оптимизации целевой функции tпп = f(VВТЯГ; α) → min средствами встроенного пакета Optimization Tool.

Результаты расчетов. В данной области выводятся оптимальные значения параметров VВТЯГ, α и соответствующие им значения

αz, tпп.

Графики зависимости целевой функции. Выводится окно с гра-

фиком полученной зависимости tпп от VВТЯГ и α.

Рис. 5.4. Окно ввода постоянных параметров математической модели устройства управления

На рис. 5.3 представлен внешний вид окна ввода постоянных параметров платформы, в котором вводятся геометрические размеры

113

платформы. На рис. 5.4 представлено окно ввода постоянных параметров устройства управления (требуемое значение статической точности установки платформы) и гидропривода управления аутригерами платформы строительной машины (значения запаздывания гидропривода, геометрические размеры гидроцилиндра и др.). На рис. 5.5 представлен внешний вид окна с графиком полученной зависимости

tпп от VВТЯГ и α.

Расчеты, проведенные на ПЭВМ с достаточной для принятых допущений степенью точности, выполнялись за относительно короткий промежуток времени. Для работы САПР требуется компьютер с ATсовместимым процессором, с частотой не ниже 1000 МГц, укомплектованный оперативной памятью 512 Мб и более, с установленным программным комплексом MATLAB версии не ниже 7.0, включающий предустановленные пакеты: Simulink версии не ниже 6.5, Surface Fitting Toolbox и Optimization Toolbox любых версий.

Рис. 5.5. Окно с графиком полученной зависимости tпп от VВТЯГ и α

Разработанная САПР устройства управления положением платформы строительной машины позволяет производить на ПЭВМ оптимизацию параметров VВТЯГ и α согласно принятому критерию эф-

114