Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

 

< 972530

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОЛИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву ; 851426 (22)Заявлено 05.12.80 (21) 3214758/18-24 с присоединением заявки РЙ (51)М. Кл.

G 06 G 7/70

5Ьоударетвенный комнтет

СССР до делам нзооретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07. 11. 82, Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 07,11 ° 82 (53) УДК 681.3 (088,8) (72) Автори изобретения

А.А.Бельке и В.В.Баранов (7l ) Заявитель с с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ

ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МА111ИНЫ

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

По основному авт. св. и 851426 известно устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее источник двухполярного постоянного напряжения, выходы которого через первый мостовой выпря- о митель соединены с первым входом и выходом первого интегратора, выход которого через последовательно соединенные второй интегратор, усилитель, первый вход блока воспроизведения нелинейности типа "сухое трение" соединен с вторым входом первого интегратора и первым входом третьего интегратора, второй вход третьего интегратора соединен с выходом 2о второго блока нелинейности, вход которого соответственно соединен с. выходом датчика угла наклона местности и входом первого блока нелинейности, выход последнего соединен с первыми входами. второго и первого функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразователя непосредственно и через инвертор соединен с вторым и первым входами блока воспроизведения нелинейности типа "сухое трение", датчик вида грунта своими выходами соединен с вторыми входами первого и второго функциональных преобразователей, выход последнего непосредственно и через инвертор соединен с противоположными вершинами второго мостового выпрямителя, вторая пара противоположных вершин которого соответственно соединена с третьим входом третьего интегратора и одно" временно с вторым входом второго интегратора. и выходом третьего интегратора (1 3.

Недостатком известного устройства . является отсутствие имитации допол" нительного сопротивления, которое

40

5О с М (вк „)

М (И4411- М1 ), 55

3 97293 возникает при движении гусеничной машины по слабому грунту (снег, песок, пахота и др.) за счет смятия и погружения в грунт под собственным весом машины, 5

Чем меньше скорость и мягче грунт, тем на большую глубину деформируется грунт, и машина испытывает большее дополнительное сопротивление при движении. 1О

Целью изобретения является повышение точности моделирования за счет учета влияния дополнительного сопротивления при движении гусеничной машины по слабым грунтам. 15 . Эта цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит функциональный преобразователь типа усилитель с зоной нечувствительности и сумматор, причем первый и второй вход 2В третьего функционального преобразователя соответственно соединен с выходом третьего интегратора и третьим выходом датчика вида грунта, а второй вход и выход сумматора соединены со- 25 ответственно с выходом второго функционального преобразователя и входом второго инвертора.

На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 зависимость изменения сопротиввения разных видов грунта от изменения скорости движения машины.

Устройство содержит источник 1 двухполярного постоянного напряжения, мостовой выпрямитель 2, интеграторы 3 и 4, усилитель 5, блок 6 нелинейности типа "сухое трение", интегратор 7, мостовой выпрямитель 8, инвврторы 9 и 10, блок 11 нелинейности, датчик угла наклона местности, функциональный преобразователь

13 типа усилитель с зоной нечувствительности, сумматор 14, второй функциональный преобразователь 15, первый блок 16 нелинейности, датчик

17 вида грунта, первый функционал-ный преобразователь 18, резисторы

19-22, диоды 23 и 24> операционный усилитель 25, резисторы 26.

Работа устройства описывается системой уравнений

8""Вк 1

dt Y(M„- 1 ) (1) причем, если М,<>, Мец, то М =Мсц

12

М2 =™ +М (+М,1,, (5) где ывк- угловая скорость вращения ведущего колеса;

)„ - момент инерции, приведенный к ведущему колесу со стороны вращающихся частей трансмиссии и гусеничного движителя;

М„ - момент упругих сил, возникающих в гусеничном движителе;

2 - суммарная. податливость гусеничного движителя; ч - линейная скорость гусеницы

rg„ радиус ведущего колеса

32 - момент внешних сил, действующий на гусеничный движитель;

М вЂ” момент сопротивления движе1 нию, определяемый сопротивлением грунта;

И - момент определяемый углом наклона местности;

Мп — дополнительный момент сопротивления при движении гусеничной машины по слабым грунтам.

Первое уравнение системы решается с помощью суммирующего интегратора

3, на один вход которого поступает напряжение U, пропорциональное крутящему моменту, на другой — с выхода блока 6 воспроизведения нелинейности типа "сухое трение" поступает напряжение 0м„„,пропорциональное моменту упругих сил М1, Напряжение 0м формируется с помо11 щью суммирующего интегратора 4, на один вход которого подается напряжение 0„ с выхода с умми рующе го и нвк тегратора 3 и напряжение 0ч с выхода суммирующего интегратора 7, учет коэффициента 1/r осуществляется входным резистором суммирующего интегратора 4. 8 результате на выходе последнего формируется напряжение, пропорциональное 0и „, т,е. решается втоЙ рое уравнение системы.

Усилитель 5 служит для приведения напряжения 0м до необходимой ампли12 туды и необходимого знака.

С помощью блока 6 воспроизведения нелинейности типа "сухое трение", производится решение условия (4 ) системы следующим образом.

Если амплитуда напряжения U< (0м сц (последнее подается на управляющие

{e) (т) (8) 5 . 97253 входы и определяет уровень ограничения ), то напряжение 0м беэ и эменеФ2 ния проходит через блок 6. Если же

0> >U,з напряжение Нм„ограничиваЙ CII S ется блоком 6 до напряжения, поданного на управляющие входы,т."е. до величины UM таким образом, на выхоI де блока 0„ = Оь "1 2 сц

IO

С выхода блока 6 воспроизведения нелинейности типа "сухое трение" на,пряжение 0м„,, подается на вход суммирующего интегратора 7, на другие входы интегратора поступают напряжения 0„,;Им„,0м„, причем два последних поступают через мостовой выпрямитель 8 для того, чтобы не возникало движение от момента сопротивления грунта. 20

Напряжения 0м, UM ., Омс формируются исходя из выражейий где G - вес машины, д- - угол наклона местности; зо

Мсц- момент сцепления гусеницы с грунтом;

Ч - коэффициент сцепления гусеницы с грунтом.

Выражение (6 ) реаается следующим образом.

С датчика угла наклона местности (датчиком может быть либо потенциометр, либо устройство считывания с какого"либо носителя информации) снимается напряжение 0@, пропорциональное углу наклона местности, которое поступает на первый блок 16 воспроизведения нелинейности, воспроизводящий косинусную зависимость.

Напряжение 0 поступает íà вход функционального преобразователя 15, который реализует функцию произведения f ° с учетом коэффициентов G ° г . созе.

На другой вход функциональгого îpåобразователя подается напряжение, определяющее вид грунта с датчика 17 (датчиком вида грунта может быть переключатель, потенциометр или устройство считывания с какого-либо ноSS сителя информации), Таким образом, на выходе функционального преобразователя 15 формируется напряжение, пропорциональное и. 6

0м, которое поступает на сумматор

14, На другой вход последнего поступает напряжение, пропорциональное дополнительному моменту сопротивле" ния при движении по мягким грунтам

0м . Оно формируется следующим образом.

Напряжение, пропорциональное скорости движения, с интегратора 7 поступает на функциональный преобразователь 13, который формирует характеристики, приведенные на фиг. 2.

В функциональном преобразователе

13 это напряжение через резистор 19 подается на усилитель 25.

Одновременно с выхода датчика

17 вида грунта напряжение, пропорциональное заданному грунту, поступаа на вход резистора 20 и служит опорнь!м напряжением, До тех пор, пока напр :«ение, пропорциональное скорости движения, не компенсирует опорное напряжение, напряжение с датчика 17 вида грунта через резистор 21 формирует на выходе усилителя 25 максимальный дополнительный момент сопротивления при движении по слабым грунтам U, л

По мере увеличения сигнала, пропорционального скорости движения

0, компенсируется опорное напряжение на аноде диода 24, и на выходе усилителя 25 уменьщается значение дополнительного сопротивления движению до нуля, Диод 23 препятствует появлению на выходе усилителя

25 напряжения другой полярности, Суммируясь на сумматоре 14, напряжение 0м и Пщ поступают на прои тивоположные веригины мостового вы-прямителя 8 с противоположным эна" ком за счет инвертора 9.

Напряжение 0м формируется точно так же, как и l)Mfi только в этом случае используется функциональный преобразователь 18. Напряжение 0ыс„, подается на управляющие входы блока

6 воспроизведения нелинейности типа

"сухое трение" с разными знаками.

Для изменения знака служит инвертор

10. Аналогично 0м формируется напрясц жение И „, которое после функционального преобразователя 11 подается на вход суммирующего интеграто" ра 7.

Таким образом, предложенное устройство в отличие от известного поз.воляет более точно моделировать процессы взаимодействия гусенич"

972530 ного движителя со слабым грунтом, более полно обучать водителей правильным приемам вождения, что в свою очередь дает воэможность приблизить тренировки водителя при вождении в 5 сложных условиях к реальным условиям и приведет к сокращению расхода моторесурса транспортных средств, используемых для обучения, и к сокращению расхода топлива. î

Формула изобретения

Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины по авт. св. N 851426, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования путем учета влияния дополнительного сопротивления движению гусеничного движителя по слабым грунтам, оно дополнительно содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь типа усилитель с зоной нечувствительности и сумматор, причем первый и второй, вход функционального преобразователя соответственно соединены с выходом третьего интегратора и третьим выходом датчика вида грунта, а второй вход и выход сумматора соединены соответственно с выходом второго функционального преобразователя и входом второго инвертора, Источники информации;„ принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 851426, кл. G 06 G 7/70, 1978 (прототип), 1

972530

200

400

Йа. 2 акаэ 519 2 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113о35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 лиал ППП Патент, г, жгород, ул. Проектная, Составитель В,Фукалов

Редактор Л,Гратилло Техред Е.Харитончик . Корректор Н.Буряк