Автоматизация позиционирования рабочего органа автогрейдера при формировании проектного профиля автомобильной дороги

Аннотация

Точность формирования проектного профиля земляного полотна нормирована таблицей 2 ГОСТ Р 59864.1-2022, которая после исключения приложения А из СП 78.13330.2012 Изменением № 3 осталась единственным основанием приёмки геометрии. Расхождение между паспортными характеристиками бортовых средств автоматизации автогрейдера и фактической геометрией готовой поверхности сохраняется при исправной аппаратуре, а количественное распределение суммарной погрешности между источниками остаётся неустановленным. Цель работы состоит в построении модели позиционирования режущей кромки отвала, объединяющей измерительный, исполнительный и информационный каналы, и в распределении погрешности отметки между источниками. Кинематическая схема подвески отвала линеаризована в окрестности рабочего положения; возмущение от микропрофиля задано суммой двух марковских процессов с интервалами корреляции 12,0 и 1,2 м; электрогидравлический контур описан апериодическим звеном первого порядка; выполнено имитационное моделирование методом Монте-Карло на 10 000 реализациях для пяти конфигураций контура и трёх рабочих скоростей с последующим факторным разложением дисперсии. Плоскостная опора при захватке 50 м и радиусе вертикальной кривой 10 000 м даёт систематическое отклонение 31,3 мм и не удовлетворяет допуску ±30 мм. Пространственная система, работающая по текущему рассогласованию, оставляет за допуском 24,98% контрольных точек; введение упреждающей коррекции по цифровой модели профиля снижает эту долю до 11,23%, сокращение постоянной времени привода в 2,5 раза – до 10,22%, комплексирование спутникового и инерциального каналов – до 1,03%. Доля опорного измерительного канала в суммарной дисперсии возрастает при этом с 50,8 до 93,2%. Поперечный уклон удерживается со средним квадратическим отклонением 0,66-0,93‰ при допуске ±10‰, поскольку погрешность опорного канала синфазна для точек одного поперечника и в разности отметок сокращается. Точность позиционирования рабочего органа ограничена последовательно геометрической адекватностью опорной модели и погрешностью опорного измерения, но не быстродействием привода; нижняя граница около 12 мм задаётся точностью геодезической разбивочной основы.