Автоматизация позиционирования рабочего органа автогрейдера при формировании проектного профиля автомобильной дороги

<jats:p>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.</jats:p> <jats:p>The accuracy of forming the design profile of a subgrade is regulated by Table 2 of GOST R 59864.1-2022, which became the sole basis for geometric acceptance after Annex A was removed from SP 78.13330.2012 by Amendment № 3. A discrepancy between the rated performance of on-board motor grader automation equipment and the actual geometry of the finished surface persists even with fully serviceable hardware, while the quantitative distribution of the total error among its sources has not been established. The aim of the study is to build a model of blade cutting-edge positioning that combines the measuring, actuating and information channels, and to distribute the elevation error among the sources. The kinematics of the blade suspension were linearised about the working position; the disturbance caused by the micro-relief was represented as the sum of two Markov processes with correlation intervals of 12,0 and 1,2 m; the electrohydraulic loop was described by a first-order lag; Monte Carlo simulation with 10,000 runs was performed for five loop configurations and three working speeds, followed by a factor decomposition of the variance. A planar reference with a 50 m working section and a vertical curve radius of 10,000 m produces a systematic deviation of 31,3 mm and fails to meet the ±30 mm tolerance. A spatial system operating on the current error leaves 24,98% of control points outside the tolerance; feedforward correction from the digital profile model reduces this share to 11,23%, a 2.5-fold reduction of the drive time constant brings it to 10,22%, and the integration of satellite and inertial channels brings it to 1,03%. The share of the reference measuring channel in the total variance rises from 50.8 to 93,2%. The cross slope is held with a standard deviation of 0,66-0,93‰ against a ±10‰ tolerance, because the reference channel error is common to points of the same cross section and cancels in the difference of elevations. The positioning accuracy of the working body is limited successively by the geometric adequacy of the reference model and by the reference measurement error, rather than by drive response; the lower bound of about 12 mm is set by the accuracy of the geodetic setting-out network.</jats:p>