Сервопривод рулевой рейки беспилотного транспортного средства

В процессе работы была разработана и исследована имитационная модель микропроцессорной системы управления синхронным двигателем с постоянными магнитами. В результате проведенных теоретических исследований электропривода рулевой рейки беспилотного транспортного средства, можно сказать что использование электропривода рулевой колонки от ЭУР для легковых автомобилей семейства ВАЗ в качестве следящего привода автобусов массой около 2.5 т, является возможным. В силу серийности производства и дешевизны рассматриваемого усилителя рулевого управления дальнейшие исследования являются перспективными.
Были рассчитаны основные параметры для построения имитационной модели управления. На основе разработанной математической модели, была построена имитационная модель синхронного электропривода в программе

Реферат ………………………………………………………………………………………………… 10

Введение ………………………………………………………………………………………………. 14

1. Обзор литературы………………………………………………………………………………. 16

1.1 Развитие современных беспилотных автомобилей ……………………………… 16

1.2 Электромеханические усилители рулевого управления ………………………. 20

2. Принципы построения следящего электропривода рулевой рейки БТС …. 24

2.1 Режимы работы электропривода рулевой рейки …………………………………. 24

2.2 Рассматриваемая компоновка электропривода рулевого управления……. 26

2.3 Математическое описание синхронного двигателя с постоянными
магнитами …………………………………………………………………………………………….. 28

2.3.1 Модель синхронной машины в неподвижной системе координат ……… 30

2.3.2 Модель синхронной машины во вращающийся системе координат …… 32

3. Расчет параметров элементов силовой цепи и синтез контуров
регулирования ………………………………………………………………………………………. 38

3.1 Механическая система ……………………………………………………………………… 38

3.2 Линеаризованная структурная схема следящего синхронного
электропривода……………………………………………………………………………………… 40

3.3 Синтез контуров регулирования синхронным электроприводом………….. 42

3.3.2 Синтез регулятора скорости …………………………………………………………… 45

3.1.4 Оптимизация контура положения …………………………………………………… 49

4. Имитационное моделирование следящего электропривода рулевой рейки 51

4.1 Описание имитационной модели ………………………………………………………. 51

4.2 Результаты моделирования ……………………………………………………………….. 56

Заключение …………………………………………………………………………………………… 58
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения………………………………………………………………………………… 59

5.1.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………… 59

5.1.2 Сегментирование рынка …………………………………………………………………. 59

5.1.3 Анализ конкурентных технических решений …………………………………… 60

5.1.4 FAST-анализ …………………………………………………………………………………. 62

5.1.5 Диаграмма Исикава ……………………………………………………………………….. 66

5.1.6 Матрица SWOT …………………………………………………………………………….. 66

5.1.7 Инициация проекта ……………………………………………………………………….. 71

5.1.2 Планирование научно – исследовательских работ ……………………………. 74

5.1.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………………… 74

5.1.2.2 Разработка графика проведения научного исследования ……………….. 75

5.2 Бюджет научно – технического исследования (НТИ) ………………………….. 78

5.2.1 Расчет затрат на оборудование проекта …………………………………………… 78

5.2.1.2 Расчет затрат на оборудование и программное обеспечение ………….. 78

5.2.1.3 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………………. 79

5.2.1.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ………………….. 81

5.2.1.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………. 82

5.2.1.6 Накладные расходы …………………………………………………………………….. 83

5.2.1.7 Формирование бюджета затрат научно-технического исследования.. 83

5.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования …………………….. 84

5.3.1 Оценка сравнительной эффективности исследования ………………………. 85

Вывод …………………………………………………………………………………………………… 88
6. Социальная ответственность ………………………………………………………………. 90

6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 91

6.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов ……………………. 92

6.2.1 Шум ……………………………………………………………………………………………… 93

6.2.2 Механические повреждения …………………………………………………………… 94

6.2.3 Недостаток естественного света ……………………………………………………… 95

6.2.3.1 Выбор системы освещения ………………………………………………………….. 96

6.2.3.2 Выбор осветительных приборов …………………………………………………… 96

6.2.3.3 Выбор коэффициента запаса ………………………………………………………… 97

6.2.4 Микроклимат ………………………………………………………………………………… 97

6.2.5 Электропоражение ………………………………………………………………………… 98

6.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………….. 99

6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 101

Заключение …………………………………………………………………………………………. 104

Приложение А …………………………………………………………………………………….. 105

Список использованных источников …………………………………………………….. 122

1.Авто сайт для автолюбителей // Устройство гидроусилителя и
электроусилителяруля.Режимдоступа:
http://amastercar.ru/articles/steering_mechanism_2.shtml(датаобращения
04.12.2019).
2.Стуканов В.А., Леонтьев К.А. Устройство автомобилей. – М.: Форум,
2010. 496 с.
3.Исследованиесинхронногоследящегоэлектроприводанабазе
сервопривода «MINAS A4» и контроллера движения «PCI-Servo-4».– Томск:
Изд. ТПУ, 2009. – 44 с.
4.Пузанков А.Г. Автомобили. Устройство и техническое обслуживание. –
М.: Академия, 2007. 640 с.
5.Иванов А.М., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. Основы конструкции
автомобиля. – М.: За рулем, 2007. 336 с.
6.Дентон Т. Автомобильная электроника. Самое полное описание
электрических и электронных систем. – М.: НТ Пресс, 2008. 576 с.
7.Королев В.В. Перспективы применения электроусилителей рулевого
управления/Проблемыэлектротехники,электроэнергетикии
электротехнологии:трудыIIВсероссийскойнаучно-технической
конференции с международным участием / 2007. С. 51-59.
8.Любимов И.И. Рулевое управление автомобиля – Саратов: Изд-во
Саратовского государственного технического университета. 28 с.
9.Авто сайт для автолюбителей // Системы современного автомобиля.
Режимдоступа:http://systemsauto.ru/wheel/electro_steering_gear.htm(дата
обращения 04.05.2019).
10.Скворцов Ю.В. Организационно-экономические вопросы в дипломном
проектировании: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2006. – 399 с.
11.Раицкий К.А. Экономика предприятия: учебник для вузов. – М.:
Дашков и К, 2002. – 1012 с.
12.Видяев И.Г., Серикова Г.Н., Гаврикова Н.А. Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение: учебно-методическое пособие. −
Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. – 36 с.
13.Методическиерекомендациипооценкеэффективности
инвестиционных проектов: (Вторая редакция) / М-во экон. РФ,М-во фин. РФ,
ГК по стр-ву, архит. и жил. политике; рук. авт. кол.:Коссов В.В., Лившиц В.Н.,
Шахназаров А.Г. — М.: ОАО «НПО «Изд-во «Экономика», 2000.
14.ГОСТ 12.0.003-2015 (ССБТ). «Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация»
15.ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к
воздуху рабочей зоны»
16.ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности»
17.Правилаустройстваэлектроустановок,ПУЭ,утвержденные
Министерством энергетики России от 08.07.2002, №204, Глава 1.7.
18.ГОСТ 12.1.004-91, ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования»
19.СП 9.13130.2009 «Техника пожарная. Огнетушители. Требования к
эксплуатации»
20.Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – 6е изд.,
переработанное и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 824 с.
21.СП 51.13330.2011 «Защита от шума»
22.СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха»
23.ГОСТ 12.1.019 -2017 (с изм. №1) ССБТ. «Электробезопасность. Общие
требования и номенклатура видов защиты»
24.ГОСТ 12.0.004–2015 ССБТ. «Организация обучения безопасности труда.
Общие положения»
25.ГОСТ 12.2.003-91 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Оборудование производственное. Общие требования безопасности»
26.ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. «Электробезопасность. Предельно допустимые
уровни напряжений прикосновения и токов»
27.ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ. «Вибрационная безопасность. Общие
требования»
28.ГОСТ Р 50571.3-2009 «Электроустановки зданий. Часть 4. Требования
для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током».
29.ТКРФ,Статья221.Обеспечениеработниковсредствами
индивидуальной защиты.
30.ТК РФ. Глава 15. Рабочее время. Общие положения.
31.Федеральным законом от 24.07.1998 г. № 125-ФЗ «Об обязательном
социальном страховании от несчастных случаев на производстве и
профессиональных заболеваний».
32.ТК РФ, Статья 213. Медицинские осмотры некоторых категорий
работников.
33.Правила устройства электроустановок – 7-е изд. М.: Энергоатомиздат,
2011.
34.СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение»