Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

 

Союз Советскик

Социалистических

Рвспубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.117 9 (2 t ) 28 37? 36/18-24 (51) М KII ° с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 06 G 7/70

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 333 (088.8) .Опубликовано 231181Бюллвтеиь No 43

Дата опубликования описания 231181 (72) Авторы изобретения

А.A. Бельке и В.В. Макаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ

ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области аналого-вычислительной техники и может быть использовано в тренажерах для обучения водителей гусеничных машин и исследовательских стендах.

Известно устройство для моделирования прямолинейного движения автомобиля в тренажерах, содержащее блок моделирования, выход которого подключен ко входу блока моделирования трансмиссии, другой вход которого подключен к датчику нагрузки 1) .

Недостатком этого устройства является то, что оно моделирует повороты и связанные с ними воздействия, влияющие на динамику движения машины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно сое- 20 диненные блок моделирования двигателя, блок моделирования трансмиссии, выход которого соединен с первым входом блока моделирования гусеничного движителя, а его второй вход соединен с датчиком вида грунта 21 .

Недостатком этого устройства является низкая точность моделирования поворотов и влияния их на динамику движения, так как в данном устройстве не учитывается кривизна траектории, фактически получаемая при выполнении поворотов, которая определяется разностью скоростей гусениц, а не углом поворота органов управления поворота. Кроме того, при определении величин. сопротивления повороту не учитывается коэффициент сопротивления грунта повороту и коэффициенту сцепления сугеницы с грунтом, определяемые видом грунта, а учитывается только величина сопротивления грунта прямолинейному движению, а также в устройстве не моделируется явление. рекуперации мощности при повороте.

Цель изобретения — повышение точности моделирования динамики гусеничных машин.

Поставленная цель достигается тем, что. в устройство, содержащее блок моделирования двигателя, выход которого соединен со входом блока моделирования трансмиссии, первый блок моделирования гусеничного движителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока моделирования трансмиссии и с первым выходом датчика вида грунта, первый функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу

883929

60 первого сумматора, дополнительно введены инверторы, второй функциональный преобразователь, блок задания нелинейности, второй сумматор и второй блок моделирования гусеничного движителя, входы которого соединены соответственно с выходом блока моделирования трансмиссии и вторым выходом датчика вида грунта, третий выход которого подключен к первым входам функциональных преобразователей, выход второго функционального преобразователя соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к третьему входу второго блока моделирования гусеничного движителя и ко входу первого инвертора, выход которого соединен с третьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя, выход которого через второй инвертор подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного движителя, выход второго сумматора через блок задания нелинейности подключен ко вторым входам функциональных преобразователей, каждый блок моделирования гусеничного движителя содержит последовательно соединенные сумматор, делитель и инвертор, выход которого является выходом блока моделирования гусеничного движителя, входы сумматора являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока моделирования гусеничного движителя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 схема блока моделирования гусеничного движителя.

Устройство содержит блок 1 моделирования двигателя, блок 2 моделирования трансмиссии, блоки 3 и 4 моделирования гусеничного движителя, датчик

5 вида грунта, инвертор б, сумматор

7, блок 8 задания нелинейности, функциональные преобразователи 9 и 10, сумматор 11 и инвертор 12.

Блок моделирования гусеничного движителя содержит сумматор 13,делитель 14, интегратор 15.

Выход блока 1 подключен ко входу блока 2, выходы которого подключены к первым входам блоков моделирования гусеничного движителя 3 и 4, вторые входы которых соединены с датчиком вида грунта 5, выход блока 3 через инвертор 6 соединен с первым, входом сумматора 7, выход блока 4 соединен со вторым входом сумматора 7, выход которого через блок 8 соединен с первыми входами функциональных преобразователей 9 и 10, вторые входы которых соединены с датчиком вида грунта 5, а выходы соединены с соответствующими входами сумматора 11, выход которого соединен с третьим

50 входом блока 5 и через инвертор 12 с третьим входом блока .3.

Устройств работает следующим образом.

Напряжение, пропорциональное обо-. ротам вала двигателя и крутящему моменту, с блока 1 поступает на блок

2, моделирующий узлы, входящие в состав трансмиссии гусеничной машины, и само техническое исполнение блока моделирования трансмиссии определяется конструктивными особенностями моделируемой машины.

На выходе блока 2 образуется напряжение, пропорциональное оборотам выходного вала трансмиссии. Это напряжение поступает на первые входы блоков 3 и 4. На выходе каждого блока получается напряжение, пропорциональное скорости движения, соответствующего гусеничного движителя.

Исходя из того, что скорость каждого гусеничного движителя зависит от величины сопротивления грунта прчмолинейному движению и от величины сопротивления, возникающего при повороте, на второй вход каждого блока 3 и 4 с датчика 5 вида грунта на эти блоки подается также напряжение, определяющее вид грунта, которое в блоках моделирования гусеничного движителя преобразуется в величину момента сопротивления прямолинейному движению.

На третьи входы блоков 3 и 4 подается напряжение, пропорциональное моменту, действующему на гусеничный движитель при повороте, причем знак этого напряжения за счет инвертора

12 будет разный для блоков моделирования гусеничного движителя. Это сделано для того, чтобы при повороте гусеничной машины на изгибающую гусеницу действовал тормозной момент, а на отстающую — раскручивающий.

Формирование напряжения, пропорционального моменту, действующему на гусеничный движитель при повороте, осуществляется следующим образом.

С помощью инвертора 6 и сумматора

7 определяется напряжение, пропорциональное угловой скорости поворота гусеничной машины, т.е. решается зависимость — угловая скорость поворота машины,, V — скорость набегающей гусениХ цы, V — скорость отстоящей гусени цык

 — расстояние между гусеницами (база гусеничной машины) .

Определение фактической кривизны траектории поворота осуществляется с помощью блока задания нелинейности 8, который решает зависимость

883929

v -v, а 1

К=- —.

Ч +Ч„ Ъ А

В целях упрощения принимается, что в диапазонах скоростей, воспроизводимых на тренажере, 5

У1+Ч„- "А « +

Такое допущение возможно.

В этом же блоке задания нелинейности решается зависимость

1О

8 юли щах

" =

d+(q-а) — d+(-d) Ь где / .так — максимальный коэффициент сопротивления повороту,зависящей от вида грунта, а — постоянный коэффициент;

R — радиус поворота;

 — расстояние между центрами гусениц;

К вЂ” кривизна поворота.

Момент сопротивления повороту равен мял

Сп- 4 1 2$ где — коэффициент сопротивления повороту, Q - вес машины, - длина опорной ветви гусеницые 30

Формирование момента сопротивления повороту, которое определяется значением,и и,и „,зависящее от вида грунта, осуществляется с помощью функциональных преобразователей 9 и З5

10 и сумматора 11.

Каждый функциональный преобразователь 9 и 10 формирует момент сопротивления повороту в зависимости от вида грунта с разной полярностью, которая определяется направлением поворота гусеничной машины.

Напряжение, пропорциональиое моменту сопротивления поворота,с выхода сумматора 11 поступает йа третий вход блока 4 и через инвертор 12 — 45 на третий вход блока 3.

ИсПользование устройства для моделирования динамики движения гусеничной машины позволяет повысить точность моделирования, особенно.при 50 воспроизведении выполнения поворота, так как в отличие от известного в предлагаемом устройстве при определении момента сопротивления повороту учитывается кривизна траектории,фактически получаемая при выполнении поворотов и величина коэффициента со противления повороту в зависимости от вида грунта.

Все это позволяет моделировать повороты с фиксированными и свЬбсщными радиусами поворота, а также явления рекуперации мощности.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее блок моделирования двигателя, выход которого соединен со вхором блока моделирования трансмиссии,- первый бЛок моделирования гусе- . ничного движителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока моделирования трансмиссии и с первым выходом датчика вида грунта, первый функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство дополнительно введены инверторы, второй функциональный преобразователь, блок задания нелинейности, второй сумматор и второй блок моделирования гусеничного движителя, входы которого соединены соответственно с выходом блока моделирования трансмиссии и вторым выходом датчика вида грунта, третий выход которого подключен к первым входам функциональных преобразователей, выход второго функционального преобразователя соединен со вто" рым входом первого сумматора, выход которого подключен к третьему входу второго блока моделирования гусеничФ ного движителя и ко входу первого инвертора, выход которого соединен с третьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя,выход которого через второй инвертор подключен к первому входу. второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного движителя, выход второго суьжатора через блок задания нелинейности подключен ко вторым входам функциональных преобразователей.

2. Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины поп. 1, отличающееся тем, что каждый блок моделирования гусеничного движителя содержит последовательно соединенные сумматор, делитель и инвертор, выход которого является выходом блока моделирования гусеничного движителя, входы сумматора являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока моделирования гусеничного движителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 486333, кл. G 06 G 7/70, 1970.

2. Техническое описание иэделия

TTB-1/765, В 53.00.00.00.00.000Т0 (прототип).

883929

Составитель И.Загорбинина

Редактор В;Еремеева Техред H.Ñàâêà Корректор Г Решетник

Заказ 10234/75 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4