Математичний апарат обробки даних вимірювальною системою динаміки та енергетики мобільних машин

Анотація

Розглядається математичний апарат обробки даних вимірювальною системою динаміки та енергетики мобільних машин. Мобільні машини працюють в умовах вібрацій і шумів, що створюються навколишнім середовищем та технологічними знаряддями. Дослідження динаміки функціонування мобільних машин потребують нових методів та засобів дослідження для цього використана вимірювальна система динаміки та енергетики мобільних машин. Сигнали датчиків вимірювальної системи складаються з чотирьох компонентів: дійсного прискорення, куту нахилу машини відносно горизонту, вібрації, що створює навколишнє середовище при русі та власний шум датчика. Пропонується алгоритм, що відокремлює перераховані компоненти сигналу. Проаналізовані алгоритми обробки даних сигналів прискорень машин, методів Фур’є. Першим етапом відбувається коригування значень сигналів акселерометрів та гіроскопів. Обробка фільтром Баттерворту. Визначення кутів нахилу машини відносно горизонту. Компенсація відцентрової сили та сили тяжіння Землі. Швидкість машини по трьом осям визначається інтегруванням. Для синтезу фільтру Баттерворту з частотою зрізу 3 Гц використаний GNU Octave. Отримані дані швидкості руху, прискорень, кутів нахилу та кутових швидкостей спільно з сигналами навігаційного приймача GPS обробляються фільтром Калмана. Він працює за двома етапами: перший – це передбачення та другий – корекція. Приведене графічне зображення алгоритму обробки даних вимірювальною системою. Перевірка якості роботи математичного апарату обробки даних вимірювальною системою проведена на результатах експериментальних досліджень трактору John Deere 8345R у складі посівного агрегату та трактору ХТЗ-17224 при русі по колу.