Попов Ю.Г., Чабуткин Е.К. Ярославский государственный технический университет.
Процесс уплотнения дорожно-строительных материалов при помощи вибрационных катков характеризуется большим количеством взаимосвязанных и взаимозависимых параметров. Так характеристики уплотняемого материала зависят от величины, характера приложения и изменения действующих нагрузок, что определяет зависимость материала от параметров и режимов работы вибрационного катка. В то же время, рассматривая систему в целом ("рабочий орган - уплотняемый материал") можно сделать вывод, что изменение неких характеристик и параметров элемента системы в той или иной мере повлияет на остальные. Например, при изменении значимых эксплуатационных характеристик уплотняющей машины (или ее режима работы) естественным образом изменяются параметры уплотняемого материала. Справедливо и обратное. При изменении параметров уплотняемого материала (исходных и требуемых) должен измениться режим работы машины, а в определенных случаях и некоторые эксплуатационные характеристики машины (такие как вынуждающая сила, масса и т.д.), так как в противном случае достижение требуемых параметров уплотняемого материала станет невозможным. Такая система взаимных связей обуславливает большое количество возможных вариантов решения задачи выбора эффективных параметров и режимов функционирования вибрационного катка, что делает задачу слишком трудоемкой для применения метода прямого перебора. В то же время, исследования, проведенные Носовым С.В. [1] показывают целесообразность применения блочно-иерархического принципа описания проектируемых объектов по отношению к общим моделям взаимодействия различных машин с опорным основанием. Применительно к процессу уплотнения дорожно-строительных материалов режим работы машины может быть представлен в виде двух взаимосвязанных иерархических структур, описывающих процесс выбора последующих шагов решения и получаемых результатов. Тогда можно представить R - множество характеристик, например, выражающих свойства уплотняемого материала, параметры уплотняющей машины и ее режимы работы, получаемых в ходе выполнения последовательности шагов при решении задачи определения режима работы. S - множество шагов, выполняемых при выборе параметров или режимов работы уплотняющего агрегата. Под "шагом" процесса S здесь принимается совокупность всех действий, в результате воздействия которой изменяются рассматриваемые характеристики R. 
Здесь N - множество положительных целых чисел, а R0- исходные характеристики (которые включают исходные данные, граничные условия и т.д.), S0- основной шаг, единый для всех приемлемых последовательностей решений, - характеристики, полученные в ходе реализации задачи определения условий и режимов работы виброкатков и вычисления соответствующих им свойств уплотняемого материала на уровне L. На одном уровне такая задача решается n раз.
Так как обе системы взаимосвязаны, выбор последующих шагов (S) происходит на основании результатов (R), полученных на предыдущем уровне, и наоборот, полученные результаты будут зависеть от шагов, осуществлённых на данном уровне, а также от результатов, имевшихся на предыдущем уровне.
Здесь  - функция расчета результатов, согласно выбранному шагу  ;
 - функция выбора последующего шага, на основании результата, имевшегося на (L - 1)-м уровне.
В ходе последовательного определения характеристик  должна выполняться проверка на соответствие полученных результатов требованиям, определенным в исходных и требуемых характеристиках и граничных условиях. При этом получаемые результаты могут относиться к трем типам. Во-первых, результаты, пригодные для совершения дальнейших шагов S. Их определение можно описать формальной функцией, выходным свойством которой являются "координаты" решений определенного вида.
Таким образом, j - это номера шагов предыдущего (относительно рассчитываемого) уровня, пригодные для дальнейшей работы.
Во-вторых, завершающие результаты, представляющие собой два множества характеристик, отражающие решения, соответствующие поставленной цели Rx, и не соответствующие - Rp. Определение принадлежности результата к этим множествам определяется функцией , выходным параметром которой будут значения от 0 до 1. Тогда окончательный выбор множеств "хороших" и "плохих" решений будет определяться следующим образом:
При этом полученные на определенном шаге результаты принадлежат к множеству положительных решений, если выполняется соответствующее условие  , и принадлежат к множеству "плохих" решений, если условия функции не выполняются, и, одновременно номер решения не принадлежит к множеству j.
Данный подход позволяет, во-первых, легко описать процессы выбора условий или режимов работы катков или отряда катков. Во-вторых, он применим как для описания восходящего процесса проектирования, так и для нисходящего или смешанного. В-третьих, результатом выполнения всех операций процесса, является множество решений (как удачных Rx, так и неудачных Rp), что, в свою очередь, позволяет легко получить как количественную оценку решений, с определением оптимального, так и качественную, позволяющую оценить систему в целом. В-четвертых, блочно-иерархичный подход позволяет существенно сократить количество возможных решений и применять методы оптимизации в процессе их поиска, а также использовать различные аналитические зависимости и функции принятия решения, без нарушения целостности структуры. В-пятых, система применима для описания процессов избрания параметров и условий работы уплотняющих машин, как для режима автоматизированного проектирования, так и для ручного или интерактивного.
|
