Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 4. С. 577-590. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-4-577-590 В общем случае величина момента сопротивления M c зависит от параметров ТЭО и его отдельных элементов (рис. 2): коэффициента полезного действия МПр ^мп, коэффициента трения Тк, коэффициента передачи МПр и, а также случайной величины Ѳ, характеризующей среду. Управляющее воздействие u ( t ) на данном уровне зависит только от времени t и принимает дискретные значения в интервале и е [-1; 1], где и = 1 при моменте МЭМ max, реализуемом ТЭД в режиме тяги, а и = -1 при моменте МТОРМ max, реализуемом ТЭД в режиме торможения. 3. У р о в е н ь р е а л и з а ц и и м е х а н и ч е с к о г о д в и ж е н и я Т С (У3) формирует "простое" движение ТС, которое необходимо для обеспечения перемещения по заданному участку пути S (с конкретными характеристиками) при воздействии определенных внешних факторов (климатические, погодные и др.). При этом на реализуемые режимы движения не накладываются условия или ограничения (время хода, скорость и др.), характеризующие технологический процесс перевозок. Электротехнический комплекс ТС в данном случае рассматривается как "открытая" система, взаимодействующая с внешней средой. Если на уровне У 2 электрическая энергия посредством ТЭО преобразовывалась в механическую энергию вращения Дв (рис. 4), то на уровне У 3 происходит преобразование механической работы ТЭО в линейное перемещение ТС под действием внешней по отношению кТС касательной силытягиF*, возникаемой на ободе колеса/колесной пары в результате реакции опоры. Уровень У 3 характеризуется воздействием на ТС внешних сил различной природы. При этом из теории электрической тяги известно, что в основном внешние силы представляют собой силы сопротивления движения W, которые, воздействуя на ТС, фактически создают через МПр момент сопротивления М с действующий РД ТЭД (рис. 2). Таким образом, параметр Ѳ, ранее введенный в переменную Мс(Тк, и, ^мп, Ѳ), определяющуюреализацию режимов работыТЭО науровне У 2 в выражении ( 6 ), формируется характеристиками внешней среды, вобщем случае имеющими стохастическую природу, и должен также учитываться в W ( v , Ѳ). На уровне У 3 формируются алгоритмыуправления ТЭО u ( t ( s ) ) при движении ТС по типовым участкам (прямолинейный участок, с уклоном i, с кривой R и др.) с характерными условиями (определенный уровень загрузки ТС и др.) или их комбинации. В дальнейшем "сложное" движение транспортного средства ГЭТ будет формироваться из совокупности "простых" движений по типовым участкам, на которые можно разбить весь заданный маршрут. Управление режимамидвижения науровне У 3 происходит также, как наУ 2 - посредством переключения ручки контроллера водителя КВ (рис. 2), алгоритмы управления аналогичны. Но если на уровне У 2 управляющее воздействие u ( t ) являлось функцией только времени, то при линейном перемещении по участку пути определенной конфигурации необходимо рассматривать управление u ( t ( s )) как учитывающее координату положения s ТС на участке движения S. Для каждого типового участка алгоритмы работы ТЭО (уровень У2) реализуются идентично, , , У формируя с учетом "внутренних" "параметров порядка" (множество { }д3, включающее подмножества характеристик ТС {... }ТС, путей сообщения {... }ПС, системы тягового электроснабжения {... }СТЭ, окружающей среды {...}оС) характеристики уровня У 3 - тяговые характеристики ТС (F(v), B ( v ) , I ( v ) и др.). Процесс движения на уровне У 3 еще не является управляемым, т. е. реализуемым по условиям технологии транспортной работы формируемым множеством { на уровне построения движения У4. Первая форма уравнения движения (3) с учетом некоторых дополнений определяется уравнением движения ТЭД, входящего в уравнение ( 6 ), в связи с этим модель уровня У 3 построения движения ТС на участке S можно в общем виде представить следующей системой уравнений: ' d v _ | . . -(u - F ( v ) - W ( v , Ѳ)) d t (1 + у) m W V ” F = Z := 1 F«-; u = u ( t (s )) , где u (t (s )) = S = £ Хv ( t) d t ; S = £ ^ ( 0 ; 1 ] при t e ( 0 ; t (5p)] Опри t e (t (5 p ) ; t (5T)) [-1; О) при t е [t ( s r); t ( S )] (7) п р и { { ” '} tc , { ” '} пс , { ” '} стэ , { ” '} о С } j r , in1 где v - скорость движении ТС, км/ч; u ( t ( s )) - управляющее воздействие, учитывающее характеристики пути s; F(v) - управляемая сила, создаваемая ТЭО, кН; W(v, Ѳ) - сила сопротивления движению, кН; S k - типовой участок перегона S, м; T ^ - время хода по перегону S, с; sр, sт- участки разгона и торможения, м; t(s^ = tp t(sт) = tт- время разгона и торможения, с. Согласно (7) при t е [ts); t(S)] управляющее воздействие u ( t ( s ) ) < 0, следовательно, F(v) становится отрицательной и преобразуется в тормозную силу B(v), проявляющуюся в режиме торможения ТС. При этом управляемая сила F однозначно определяется электромеханическими характеристиками ТЭД ТС, приведенных к ободу колеса. 585