Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

 

О ll И С А Н И Е < 942069

ИЗЬВРЕТЕНИЯ

Союз Советсиии

Социаиистичесинк

Рескубпин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 10.80 (21) 3005374/18-24 (5 3 ) M. Кл.

G 06 G 7(70 с присоединением заявки №

9еудвретиниый квинтет

СССР (23) Приоритет пе левак изобретений и открытий

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 09.07..82 (53 ) УД К 681.3 (088. 8) (72) Автор изобретения

А A. Бельке (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ

ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ .

Изобретение относится к аналоговычислительной технике 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 двигателя, выход которого подключен ко входу блока моделирования трансмиссии, другой вход которого подключен к датчику внешней нагрузки (1).

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

Известно также устройство, содержащее последовательно соединенные блок моделирования двигателя, блок моделирования трансмиссии, выход которого соединен с первым входом блокз моделирования гусеничного движителя, aего второй вход соединен с датчиком вида грунта (2).

Недостаток указанного устройстванизкая точность моделирования поворотов и влияния их на динамику движения, так как в таком устройстве не учитывается кривизна траектории, фактически получаемая при выполнении поворотов, которая определяется разностью скоростей гусениц, а не углом поворота органов.управления поворотом. Кроме того, при определении величины сопротивления повороту не учитывается коэффициент сопротивления грунта повороту, а учитывается только сопротивление грунта прямолинейному движению. В данном устройстве не моделируется .явление рекуперации мощности

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее послед эвательно соединенные блок моделирования двигателя и блок моделирования трансмиссии, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков моделирования гусеничного движи теля, выходы которых подключены к

3 94206 первому и второму входам первого сумматора соответственно, вторые выходы первого и второго блоков моделирования гусеничного движителя соединены с выходом датчика напряжения, пропорциональ, ного виду грунта, и с первыми входами первого и второго функциональных преобразователей, вторые входы которых соединены между собой, а выходы соеди1 иены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, выход которого соединен с третьим входом второго блока моделирования гусеничного движителя, а через первый инвертор — с третьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя, выход первого блока моделирования гусенично-. го движителя подключен через второй инвертор к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гу; сеничного движителя, выход третьего сумматора подключен ко входу первого блока задания нелинейности и первому входу блока деления, второй вход блока деления соединен с выходом первого сумматора и первым входом компаратора, а выход подключен ко .входу блока выделения модуля напряжения, выход которого через второй блок задания нелинейности соединен со вторым входом комп®ратора, выход первого блока задания нелинейности подключен к первым входам первого и второго функциональных преобразовате- . лей (3).

Недостаток известного устройства—

Э5 относительно низкая точность моделирования из-за допущения, принятого при создании модели

4q v< =сожф,, 40 где М, Ч„- соответственно скорости левой и правой гусениц.

Цель изобретения — повышение точности моделирования устройства.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее датчик оборотов выходного вала, выход которого соединен с первыми входа- ми первого и второго блоков моделирова- рО ния гусеничного движителя, выходы которых подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно, вторые входы первого и второго блоков моделирования гусеничного движителя соединены с выходами датчика вида грунта и первыми входами первого и вторбго умножителей напряжения, вторые

9 4 входы которых соединены между собой, а выходы подключены к первому и второму входам второго сумматора соответственно, выход которого соединен с третьим входом второго блока моделирования гусеничного движителя, а через первый инвертор - с третьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя, выход первого блока моделирования гусеничного движителя подключен через второй инвертор к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного движителя, выход третьего сумматора подключен к первому входу блока деления, и первый блок выделения модуля напряжения, дополнительно введены второй блок выделения модуля напряжения и четвертый сумматор, -причем выход первого сумматора соединен со входом второго блока выделения модуля напряжения, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока выделения модуля напряжения, а выход четвертого сумматора подключен ко второму входу блока деления, выход которого соединен с первыми входами первого и второго умножителей напряжения, вход первого блока выделения модуля напряжения подключен к выходу третьего сумматора.

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

Устройство содержит датчик 1 оборотов выходного вала, первый инвертор 2, первый блок 3 моделирования гусеничного движителя, датчик 4 вида грунта, второй блок 5 моделирования гусеничного движителя, второй инвертор 6, первый 7, второй 8 и третий 9 сумматоры, первый блок 10 выделения модуля напряжения, четвертый сумматор 11, блок 12 деления, первый 13 и второй 14 умножители и второй блок 15 выделения модуля напряжения.

Блоки 3 и 5 моделирования гусеничного движителя идентичны и содержат сумматор 16, входы которого являются входами блока, делитель 17 напряжения и интегратор 18.

Выход датчика 1 подключен к первым входам блоков 3 и 5 моделирования гусеничного движителя, вторые входы которых соединены с выходом датчика 4, выход блока 3 через инвертор 6 соединен со входом сумматора 9, выход которого соединен с первым входом блока 12 де9 6 ф - радиус поворота по забегающей гусенице;

Я, - расстояние между центрами гусениц.

С учетом, что

Ilj= — R зЬ

3a+V4 . .ЕК . 2. где Uu - угловая скорость машины; и y — соответственно скорости левой 2, и правой гусениц;

R. — радиус поворота центра машины, выражение (1) преобразуется к виду

2лэ Вфла

И+а)аВК4-а)Ь Ч„) (2)

Это выражение решается следующим образом.

С выхода блоков 3 и 5 моделирования гусеничного движителя напряжения Оу и Uy поступают на третий суйматор 7, на котором-они складываются с учетом коэффициента (1-а) ° Далее это напряжение поступает.на блок 5 выделения модуля, где напряжение приводится к одному знаку независимо от полярности на пряжений U j и Uy„

Напряжение 0 4 пропорциональное угловой скорости поворота машины, определяется из выражения

Ч2-Ь

Ю" .в которое решается с помощью инвертора

6 и сумматора 9. Напряжение поступает на вход блока 10 выделения модуля напряжения, с помощью которого оно приводится к одному знаку с учетом коэффициентов (1-а) В. Далее напряжение с выходов блоков 15 и 10 складываются с помощью четвертого сумматора 11, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное величине знаменателя " в выражении (2). Последнее поступает на первый вход блока 12 деления, на другой вход которого подается напряжение щ с учетом коэффициентов 2В. На выходе блока 12 формируется напряжение

О, при P „= 1. Учет рида грунта при формировании 0+ . осуществляется с помощью умножителей 13 и .14, которые учитывают величину и для различных г- н х

Грунтов.

Величина момента сопротивления повороту определяется выражением

М оцуп сп где Ц - вес машины;

- длина опорной поверхности, т.е. величина Q4/4 для данной машины

5 94206 ления, выход которого одновременно соединен со входами умножителей напряжения 13 и 14, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами сумматора 8, выход сумматора

8 непосредственно и через инвертор 2 соединен соответственно с третьими входами блоков 5 и 3, выходы которых соединены с первым и вторым входами сумматора 7, выход последнего через после- 10 довательно соединенные блок 10 выделения модуля напряжения на сумматор 11 подключен ко второму входу блока деления 12, а выход сумматора 9 через блок выделения модуля 10 подключен к друго- 15 му входу сумматора 11. .Устройство работает следующим обра,зом.

С выхода датчика 1 напряжение, пропорциональное оборотам выходного вала щ трансмиссии,.поступает на входы блоков

3 и 5, на выходе которых формируется напряжение, пропорциональное скорости движения соответствующего гусеничного движителя. 25

Исходя из того, что скорость каждого гусеничного, движителя зависит от величины сопротивления грунта прямолинейному движению> иа вторые входы блоков 3 и 5 моделирования гусенично- 5я го движителя подается напряжение с датчика 4, определяющее вид грунта, которое в блоках 3 и 5 преобразуется в величину момента сопротивления прямолинейному движению.

На третьи входы блоков 3 и 5 подается напряжение, пропорциональное мо. менту, действующему на гусеничный движитель при повороте. Причем знак . этого напряжения за счет инвертора 2 4р является разным для блоков моделирования гусеничного движителя. Это необходимо для того, чтобы. при повороте на забегаюшую гусеницу действовал тормозной момент, а на отстающую - 45 раскруч ивающий. формирование напряжения, пропорционального моменту, действующему на ., гусеничный. движитель при повороте, основано на решении зависимости 5О max

g i(g+g)(В) (1) где,Ц вЂ” коэффициент сопротивления по вороту; ,Ц„,,— коэффициент сопротивления по55 вороту прИ g< = В, зависящий от вида грунта;

0 — коэффициент;

942 постоянна и учитывается с помощью сумматора 8.

Таким образом, предлагаемое устрой. ство позволяет моделировать повороты без допущений, принятых в прототипе, что позволяет повысить точность моделирования динамики гусеничных машин.

Фор мула изобретения

Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее датчик оборотов выходного вала, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков моделирования гусеничного движителя, выходы которых подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно, вторые входы первого и второго блоков моделирования гусеничного движителя соединены с выходом датчика вида грунта и первыми входами первого и второго умножителей, вторые входы которых соединены между собой, а выходы подключены к первому и второму вхс-.дам второго сумматора, выход которого соединен с третьим входом второго блока моделирования гусеничного движителя, а через первый инвертор — с третьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя, выход первого блока моделирования гусеничного движителя подключен через второй инвертор к пер069 8 вому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного дви-, жителя, выход третьего сумматора под = ключен к первому входу блока деления, и первый блок выделения модуля напряжения, о т л и ч а ю щ е е .с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно содержит второй блок выделения модуля напряжения и четвертый сумматор, причем выход первого сумматора соединен со входом второго блока выделения модуля напряжения, .выход которого подключен к первому входу

15 четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого бло.ка выделения модуля напряжения, а выход четвертого сумматора подключен ко второму входу блока деления, выход

2о которого соединен с первыми входами первого и второго умножителей напряжения, вход первого блока выделения модуля напряжения подключен к выходу трет

его сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

l4 486.333, кл, И 06 G 7/70, 1972.

30 2. Техническое описание изделия

ТТБ-1/7 65, 53.00. 00.00. 00. 000.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке M 2961349/18-24, кл. (3 06 G 7/70, 1980 (прототип),