Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (is)1003115 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08. 10. 81 (21) 3343000/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано07. 03. 836юллетеиь ¹ 9

Дата опубликования описания 07. 03. 83

t51)M Кл з

G G 7/70

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 3 (088. 8) с

A.A. Бельке / .;,.

f 1",.

/ (72) Автор изобретения (71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ

ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для подготовки водителей гусеничных машин.

Известно устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее первый и второй инверторы, первый, второй и третий интеграторы, причем вход третьего интегратора соединен с входом первого интегратора $1 j.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее последовательно соединенные блок моделироВания двигателя, блок моделирования трансмиссии, первый блок моделирования гусеничного движителя, второй, инвертор, третий сумматор, первый блок задания нелинейности, первый функциональный преобразователь, второй сумматор, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу первого блока задания нелинейности, in первый инвертор, выход которого соединен с вторым, входом первого блока моделирования гусеничного движителя, последовательно соединенные второй блок моделирования гусеничного двигателя, первый сумматор, блок деления, блок выделения модуля напряжения, второй

5 блок задания нелинейности и схему сравнения, второй вход которой соедйнен с выходом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого блока моделирования гусенич)p ного движителя, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного дви . жителя, первый вход которого подключен к выходу блока моделирования трансмиссии, а второй вход - к выходу второго сумматора, выходы датчика вида грунта подключены соответственно к третьим входам первого, вто рого блоков модулирования гусеничных движителей и вторым входам функциональных преобразователей L2 g.

Недостатком указанных устройств является то, что они не моделируют поворот гусеничной машины.

Цель устройства расширение функциональных воэможностей за счет моделирования поворота гусеничной машины.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройство для моделирования динамики движения гусеничной

1003115 машины, содержащее четыре интегратора, два сумматора и два инвертора, первые входы первого и второго интеграторов являются соотнетстнующими входами устройства, а их выходы подключены к первым входам первого и второго сумматоров соответственно, вторые входы которых соединены с выходами третьего интегратора, выход первого инвертора подключен к первому входу четвертого интегратора, 30 ,выход которого соединен с третьим

,входом второго сумматора через нто;рой инвертор, дополнительно введены пятый и шестой интеграторы, входы которых подключены к выходам первого 15 и второго сумматоров соответственно, выход пятого интегратора соединен с вторым входом. первого интегратора, входом первого иннертора и первым входом третьего интегратора„ второй вход которого подключен к выходу шестого интегратора и вторым входам второго и четвертого интеграторов.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 интеграторы, первый 3, второй

4, сумматоры, пятый 5, шестой 6 интеграторы, первый инвертор 7, третий интегратор 8, второй инвертор 9 и четвертый интегратор 10. 30

Интегратор 1 через последовательно соединенные сумматор 3, интегратор 5 и инвертор 7 соединен с первым входом интегратора 10, выход которого непосредственно и через иннертор 9 соеди- 35 нен соответственно с третьими входами сумматоров 4 и 3.

Интегратор 2 через последовательно соединенные сумматор 4 и интегратор

5 соединен с вторым входом интегра- 40 тора 2 и с вторыми входами интеграторов 8 и 10. Выход интегратора 8 соединен с вторыми входами сумматоров

3 и 4. Восход интегратора 5 соединен с вторым входом интегратора 1 и пер- 45 вым входом интегратора 8.

Устройство работает следующим об-: разом.

Если на первые входы интеграторов 1 и 2 подать равные по знаку и величине, например, положительные напряжения ()м и Ом, пропорциональные крутяще1 г

r му моменту, приложенному к право-. му и левому ведущим колесам гусениц, то на выходе интеграторон 1 и 2 появятся отрицательные напряжения 0ч.„ 55 и 0Ч, пропорциональные линейной скоростй движения гусениц. Напряжения

Uy и Оч поступают на первые входы

1 2 сумматоров 3 и 4,с помощью которых осуществляется суммирование следую- 60 щих величин:

Ь .на сумматоре 3 -0 +U т — U (1)

Ч„Чм 2 м

Ч+иЧ * — и И

ОЧ„МЧг — напРЯжениЯ, пРопоРциональные линейным скоростям правой (левой ) гусениц; напряжение, пропорциональное линейной скорости машины>

0 „ — напряжение, пропорциональное угловой скорости понорота машины (знак этого напряжения определяется напряжением поворота); Ъ вЂ” расстояние между центрами правой и ле= ной гусениц.

Напряжения на выходах сумматоров

3 и 5 будут положительными, так как ,В процессе разгона Uy > Vy u Uy ) Uy

Чм Ч Чм

" м

Указанные суммы интегрируются с помощью интеграторов 5 и 6, в результате чего формируются напряжения -0 и — 0 2, пропорциональные величине усилйя, развиваемого в рабочей ветви правой и лавой гусениц.

Постоянные времени интеграторов 5 и

6 пропорциональны линейной податливости рабочих ветвей гусениц.

Напряжения -UT и - О поступают

1 г на входы интеграторов 1,2 и 8. На входы интеграторов 1 и 2 эти напряжения поступают с учетом коэффициента, пропорционального радиусу ведущего колеса и противоположным знаком напряжения Ом „ и Омг, т.е. противодействуют разгойу, в результате чего моделируются затраты энергии на разгон машины. Напряжения -0 ; и U - также поступают на первый и второй входы 1 интегратора 8, для которого эти напряжения будут пропорциональными силами приводящими машину в движение.

В качестве допущения считается,что буксование гусеницы с грунтом отсутствует.

В результате на выходе интегратора

8 появится напряжение О у м пропорциональное прямолинейной скорости движения машины. Это напряжение поступает на соответствующие входы сумматоров 3 и 4, в результате чего происхо. дит уменьшение упругой деформации рабочих ветвей гусениц.

Кроме того, напряжение -UT через инвертор 7, а напряжение -0т непосредственно поступают на входы интегратора 10. Так как на входах интегратора 8 они равны, но противоположны по знаку эа счет инвертора 7, то. эти напряжения не приводят к изменению напряжения 0 на выходе интегратора 8. Если в качестве начальных усИ лоний принять U = О, то будет сохм раняться прямолинейное движение. В этом случае третьи слагаемые выражения (1) и (21 будут равны нулю. Сл 1003115 дователь но, — U y1 -ОЧ, т ° е ° лируется прямолйнейное движение гусеничной машины с мгновенной скоростью м ") °

Если в какой-то момент времени равный to, изменить напряжение

Ц например, до нуля, то в этом

М11 случае напряжение на другом интеграторе 8 начнет уменьшаться. В результате этого напряжение на выходе сумматора 4 сменит знак на противопо- 10 ложный, так как до момента времени

10(Uy )преобладало над значением напряжения (Uv ) . После того как

1 стало умейьшаться, — U стало меньше О „ . Вследствие интегрирова- 5

1 1 ния указанной суммы напряжение -От„ на выходе интегратора 5 начинает уменьшаться, а при определенных условиях может сменить знак на противоположный (указанные условия определяются -20 соотношением постоянных времени интеграторов, входящих в состав устройтва ).

Так как - U>„(— 0, то разность на входах интегратора l0 От1 UT < О, 25 что вызывает заряд интегратора 10, причем его выходное напряжение Ощ будет положительный полярности, и через инвертор 9 поступает на вход . сумматора 3 и непосредственно на вход сумматора 4.

За счет инвертора 9 напряжения

UEv u Uy в данном случае отрица1, тельные, совпадают по знаку, что вызывает увеличение положительного напряжения на выходе сумматора 3 и, З5 как следствие, увеличение -UT на выходе интегратора 5. С другой стороны, напряжение О, уменьшает напряжение на выходе сумматора 4, и, как следствие, уменьшает напряжение -От> 4О т.е. производится уменьшение разнос

1 ти на входах интегратора 10 О -От (<О, что замедляет заряд последнего.

Так как постоянная времени интегратора 10 пропорциональна моменту инер-45 ции массы машины в повороте, то устройство моделирует влияние момента инерции массы машины в повороте на величину угловой скорости. Это соответствует Реальным условиям, так как для того, чтобы ввести машину в поворот, необходимо затратить дополнительную силу, характеризуемую поворачивающим моментом.

Дри снятии поворачивающего момента машина сама выходит из поворота, что

55 моделируется следующим образом.

Если вновь на вход интегратора

1 подать напРЯжение Ом1=Ом, то напряжение Uy на выходе йнтегратора 1

1 начнет увеличиваться, уменьшая при этом напряжение -От„1 а на выходе нтегратора 5 напряжение также начнет увеличиваться.

Таким образом, устройство позволяет моделировать поворот гусеничной машины, причем учитывая при этом момент инерции массы машины в повороте, что особенно важно для правильности воспроизведения переходных процессов прй входе машины в поворот и выходе из него.

Применение предлагаемого устройства в тренажере позволит более качественно воспроизводить динамику движения гусеничной машины, а следовательно, и повысить качество обучения водителей гусеничных машин.

Формула изобретения

Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее четыре интегратора,два сумматора и два инвертора,первые входы первого и второго интеграторов являются соответствующими входами устройства, а их выходы подключены к первым входам первого и второго сумматоров соответственно, вторые входы которых соединены с выходом третьего интегратора, выход первого инвертора подключен к первому входу четвертого интегратора, выход которого соединен с третьим входом второго сумма- тора непосредственно, а с третьим входом первого сумматора через

:второй инвертор, о т л и ч а ю щ е,е с я тем, .что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет моделирования поворота гусеничной машины, оно дополнительно содержит ,пятый и шестой интеграторы, входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров соответственно, выход пятого интегратора соединен с вторым входом первого интегратора, входом первого инвертора,и первым вхо дом третьего интегратора, второй вход которого подключен к выходу интегратора и вторым входам второго и четвертого интеграторов. интеграторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 851426, кл. 5 06 t 7/70, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2837236, кл. G 06 7/70, 1979.

Составитель В.Фукалов

Редактор П.Макаревич Техред O.Håöå : Корректор A.ôåðåíö

Ф

Заказ 1565/34 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4