Optymalna synteza mechanizmu zabezpieczającego przed przeciążeniem narzędzie uprawowe na przykładzie wybranego bezpiecznika płużnego. Cz. II. Minimalizacja kryterium optymalizacji

Abstrakt

Celem pracy było takie określenie wartości parametrów konstrukcyjnych procesu pracy przykładowo wybranego bezpiecznika, zabezpieczającego narzędzie uprawowe (np. korpus pługa) przed przeciążeniem, które pozwoliłoby uzyskać jak najmniejszą różnicę między siłami zabezpieczającymi: realizowaną przez bezpiecznik F_x i zadaną (oczekiwaną) przez użytkownika F_xo. Zadanie sprowadzono do poszukiwania minimalnej wartości funkcji celu, opisującej tę różnicę, i zrealizowano metodą optymalizacji nieliniowej przy wykorzystaniu pakietu Mathcad. Jako kryterium optymalizacji przyjęto błąd średniokwadratowy między funkcjami wspomnianych sił F_x i F_xo w określonych przedziałach głębokości roboczej h elementu uprawowego i parametru regulacji r wartości siły. Chcąc wybiórczo określić fragmenty zmienności funkcji celu o szczególnie istotnym znaczeniu dla realizowanego procesu (wynikające z rangi doboru wartości sił przeciążeniowych) zastosowano dyskretyzację przedziałów zmienności parametrów h i r. Siłę F_xo podano w formie tabelarycznej natomiast dla siły F_x wykorzystano model matematyczny opracowany w części I, określający m.in. zbiór parametrów procesu pracy bezpiecznika wpływających na jej wartość i wartości dopuszczalne tych parametrów. Parametry konstrukcyjne podzielono na dwa podzbiory: stałe X_Ks (o wartościach przyjmowanych, wynikających z przeznaczenia bezpiecznika i narzędzia uprawowego) i dobierane X_Kd (o wartościach dobieranych w wyniku realizowanej optymalnej syntezy). Wprowadzono, jako przykładowe, dwa ograniczenia: niezbędny warunek uzyskania równoległości ramy narzędzia uprawowego do powierzchni gleby podczas jej uprawy oraz niewielką siłę (max 6 kN) na nakrętce regulacyjnej pozwalającą na łatwą zmianę przez użytkownika wartości siły przeciążeniowej w zależności od warunków eksploatacji. Podano algorytm doboru poszukiwanych wartości. Przyjęte i dobrane wartości parametrów procesu pracy bezpiecznika zestawiono w tabeli, a realizację optymalnej syntezy zilustrowano przykładowymi zależnościami.