Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МЛШЙШ, содержащее сумматор, инверторы, датчик вида грунта, интегросумматоры ограничитель напряжения, причем выход первого интегросумматора соединен с первым входом второго иитегросумматора , второй вход которого подключен к выходу третьего интегросзмматора , выход ограничителя напряженяя соединен с первыми входами первого я третьего интегросумматоров, второй вход и выход третьего интегросумматора подключены кодной паре вершин мостового выпрямителя, другая пара вершин которого соединена через соответствующие ограничительные резисторы с входом и выходом первого, инвертора выход второго инвертора подключен к первому управляющему входу ограничителя напряжения, второй управляющий вход которого объединен с входом второго инвертора, второй вход первого интегросумматора подключен к входу , задания крутящего момента устройства , и первый усилитель, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования движения гусеничной машины на плаву, оно содержит квадраторы, коммутатор и второй усилитель, при этом выходы первого и второго квадраторов, а также выход второго усилителя подключены к Информационным входам коммутатора, шгходы которого соединены с третьим, четвертым и пяТ1Д4 входами третьего иытегросумнатора, выход которого КЛ подключен к первому входу сумматора и через третий квадратор соединен с входом второго усилителя, выхода датчика вида грунта подключены соответственно к управлякицему входу коммутатора и входам первого и второго инверторов, выход первого интегросумматора соеданен с вторым входом сумматора и входом первого со усилителя, вшходы сумматора и перDO Од вого усилителя подключены к входам первого и второго квадраторов соотi;O ветственно, выход второго интегро- 30 cyfoiaTopa соединен с входом ограничителя напряжения.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (191 01) ю С 06 G 7/70
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3676697/24-24 (22) 21. 12. 83 (46) 23.11.85. Бюл. N - 43 (72) А.А.Бельке (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 907560, кл. С 06 С 7/70, 1980.
Авторское свидетельство СССР
У 972530, кл. С 06 С 7/70, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДИНАМИКИ ДВИ11ЯНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАПЫНЫ содержащее сумматор, инверторы, да чик вида грунта, интегросумматоры, ограничитель напряжения, причем вы" ход первого интегросумматора соединен с первым входом второго иитегросумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего интегросумматора, выход ограничителя напряжения соединен с первыми входами первого и третьего интегросумматоров, второй вход и выход третьего интегросуммато ра подключены к одной паре вершин мостового выпрямителя, другая пара вершин коТорого соединена через соот ветствующие ограничительные резисторы с входом и выходом первого,инвертора, выход второго инвертора подключен к первому управляющему входу ограничителя напряжения, второй управляющий вход которого объединен с входом второго инвертора, второй вход первого ннтегросумматора подключен к входу.задания крутящего момента устройства, и первый усилитель, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования движения гусеничной машины на плаву, оно содержит квадраторы, коммутатор и второй усилитель, при этом выходы первого н второго квадраторов, а также выход второго усилителя подключены к информационныи входам коммутатора, выходы которого соединены с третьим, четвертым и пятым входами третьего интегросумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и через третий квадратор соединен с входом второго усилителя, выходы датчика вида грунта подключены соответственно к управляющему входу коммутатора и входам первого и второго инверторов, выход первого ин.тегросумматора соединен с вторым входом сумматора и входом первого усилителя, выходы сумматора и первого усилителя подключены к входам первого и второго квадраторов соответственно, выход второго интегросумматора соединен с входом ограничителя напряжения.
1193698
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для под. готовки водителей гусеничных машин.
Цель изобретения — расширение 5 функциональных возможностей за счет моделирования движения гусеничной машины на плаву.
На чертеже представлена функциональная схема устройства. 10
Устройство содержит первый интегросумматор 1, сумматор 2, первый усилитель 3, второй интегросумматор. 4, первый 5 и второй 6 квадраторы, ограничитель 7 напряжения, инвертор 8, 15 коммутатор 9, третий интегросумматор
10, мостовой выпрямитель 11, второй, третий квадратор 12, первый инвертор
13, датчик 14 вида грунта, второй усилитель 15, ограничительные резис- 20 торы 16.
Движение машины на плаву описываются системой уравнений йя„1
< е
Рее Рсе )
Рве-1 чек У (3) где Р„е — сила тягй, развиваемая нижними ветвями гусениц;
Р— сила тяги, развиваемая верхними ветвями гусениц;
P — сила сопротивления движесв нию машины на плаву.
Устройство работает следующим образом.
1. Режим движения по суше.
В этом случае датчик 14 вида грун- 40 та включен в положение, соответствующее какому-либо грунту, например луг; песок, пахота и т.д,, в этом случае на выходах датчика 14 имеются следующие напряжения; первый выход — напря- 45 жение, пропорциональное силе сопротивления грунта,второй: выход — напряг жение, пропорциональное силе сцепления гусениц с грунтом, третий выходсигнал логического нуля, который с Я помощью коммутатора 9 отключает третий, четвертый и пятый входы интегросумматора 10. Датчик вида грунта может представлять собой либо программное устройство, либо обычный пере" 55 ключатель.
В данном режиме устройство работает следующим образом.
Интегросумматор 1 решает уравнение:
r е» dwg M np
? dt r1K где I, — момент инерции вращающихся масс, приложенный к ведущему колесу;
М„ — крутящий момент, приложенныи к ведущему колесу;
P — сила тяги; ге„ - радиус ведущего колеса;
Напряжение U>Äp/г,.„ поступает на вход инте"росумматора 1, на выходе которого формируется напряжение U "вк пропорциональное угловой скорости ведущего колеса, на другой вход интегросумматора 1 поступает напряжение Up с выхода ограничителя 7.
Напряжение U формируется с помоP щью интегросумматора 4 и ограничителя 7. Интегросумматор 4 решает уравнение
ЙР 1 - V — — (w — — ") бк S„ где е — податливость рабочей ветви гусениц;
V — линейная скорость машины.
На первый вход интегросумматора
4 подается напряжение U в„ с выхода интегросумматора 1, на другой входU„ с выхода интегросумматора 10.
Учет коэффициента 1 осуществляется ек входным резистором (не показан) интегросумматора 4, в результате на выходе последнего формируется напряжение, пропорциональное U p., С помощью ограничителя 7 моделируется процесс взаимодействия гусениц с грунтом, Если напряжение
11 p< Н р ц — напряжения, пропорциональ- ° а ного силе сцепления гусениц с грунтом (последнее подается на управляющие входы и определяет уровень ограничения), то напряжение Up без изменений по амплитуде проходит через ограничитель 7. Если же U p )y U p „то, напряжение U ограничивается ограниP чителем 7 до напряжения, поданного на управляющие входы, т.е. до величины U
Рсц
С выхода ограничителя 7 напряжение U поступает на вход интегросумР матора 10, в результате чего на выходе последенего формируется напряжение U, пропорциональное линейной скорости машины. На второй вход интегросумматора 10 через мостовой выпрямитель 11 подается. напряжение
1193698
ВНИИПИ Заказ 7317/53 Тираж 709 . Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 пропорциональное силе сопротйвления грунта. Напряжения U „- и гсц
U > „ подаются на ограничитель и мостовой выпрямитель через инверторы 8 и 13 для формирования двухполярного напряжения.
Мостовой выпрямитель 11 служит для предотвращения заряда интегратора 10 от напряжения Up
2. Моделирования двйжения на плаву.10
В этом случае в момент "входа машины в воду" датчик вида грунта (если это переключатель) переключается в положение "Движение на плаву". При этом напряжение Up со второго и сЧ
Up rp с третьего выхода становятся равными нулю. В результате напряжение
U< с выхода. ограничителя 4 становится равным нулю, т.е. снимается "нагрузка с ведущего колеса".
J
Напряжение Up также не оказываетвлияния на выходное напряжение интегросумматора 10. Кроме того, при моде-. лировании движения машины по воде с третьего входа датчика 14 вида грунта снимается сигнал логической единицы, который подключает с помощью коммутатора 9 третий, четвертый и пятый входы интегросумматора 10 к соответству30 ющим элементам устройства. На третий вход интегросумматора 10 подается напряжение Up, пропорциональное силе сопротивления движению, на четвертый — напряжение Up„, пропорциональное силе тяги, создаваемой нижними ветвями гусениц, на пятый— напряжение 0, пропорциональное силе тяги, создаваемой верхними ветвями гусениц.
Сила сопротивления движению P с ° пропорциональная квадрату скорости движения машины. Напряжение Up формируется с помощью квадратора 12 и инвертора 15.
Сила тяги нижней ветви гусениц P
Ilgwu пропорциональна квадрату скорости перематывания гусеничного движителя, а, следовательно, и угловой скорости вращения ведущего колеса. Напряжение U „ с выхода интегросумматора
1 через усилитель 3 поступает на квадратор 6. Усилитель служит для учета коэффициента пропорциональности и знака напряжения Ущ . В результате а в на выходе квадратора формируется напряжение 0 „, которое через коммунв ° татор 9 поступает на пятый вход инте гросумматора 10.
Сила тяги верхней ветви гусениц
Р пропорциональна квадрату разности перематывания гусениц и скорости машины. Напряжение U снимается с выхода интегросумматора 10 и поступает на вход сумматора 2, на второй вход которого поступает напряжение
U zz< с соответствующим коэффициентом.
Напряжение с выхода сумматора 2 возводится в квадрат с помощью квадратора 6, в результате чего на выходе последнего формируется .напряжение
П ееНапряжение Б вв и Ув „ заряжают нв интегросумматор 10 до такого значения, при котором U> = U + Up
1вв Рцв т.е. движение машины в этом случае происходит в установившемся режиме.
Таким образом, предложенное устройство позволяет моделировать движение гусеничной машины на плаву.
