Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

/70, 1980, тво СССР 70, 1980,свидетель С 06 С 7 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯДИНАМИКИ ДВИЛЯНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАЙИНЫсодержащее сумматор, инверторы, даючик 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 напряжениясоединен с первыми входами первого итретьего интегросумматоров, второйвход и выход третьего интегросуммато"ра подключены кодной паре вершинмостового выпрямителя, другая паравершин коТорого соединена через свозветствующие ограничительные резисторыс входом и выходом первого,инвертора,выход второго инвертора подключен кпервому управляющему входу ограничителя напряжения, второй управляющий вход которого объединен с входомвторого 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 цельюрасширения Функциональных возможностей за счет моделирования движениягусеничной машины на плаву, оно содержит квадраторы, коммутатор и второй усилитель, при этом выходы первого н второго квадраторов, а такжевыход второго усилителя подключенык инФормационным входам коммутатора,выходы которого соединены с третьим,четвертым и пятым входами третьегоинтегросумматора, выход которогоподключен к первому входу сумматораи через третий квадратор соединенс входом второго усилителя, выходыдатчика вида грунта подключены соответственно к управляющему входукоммутатора и входам первого и второго инверторов, выход первого интегросумматора соединен с вторымвходом сумматора и входом первогоусилителя, выходы сумматора и первого усилителя подключены к входампервого и второго квадраторов соответственно, выход второго интегросумматора соединен с входом ограничителя напряжения.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, 10Устройство 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 торы 16.Движение машины на плаву описываются системой уравнений1 кв25Р,з Рвв Р ) .(2) Рввчек У (3) где Рв - сила тягй, развиваемая нижними ветвями гусениц;Р - сила тяги, развиваемаяверхними ветвями гусениц;Р - сила сопротивления движе- З 5свнию машины на плаву.Устройство работает следующим образом.1. Режим движения по суше,В этомслучае датчик 14 вида грун 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 жение, пропорциональное силе сопротивления грунта,второй: выход - напряжение, пропорциональное силе сцепления гусениц с грунтом, третий выход - сигнал логического нуля, который с Я помощью коммутатора 9 отключает третий, четвертый и пятый входы интегросумматора 10. Датчик вида грунта может представлять собой либо прог" раммное устройство, либо обычный пере" 55 ключатель.В данном режиме устройство работает следующим образом. Интегросумматор 1 решает уравнение;Г е с 1 чвк М оРЙС Гвкгде 1, - момент инерции вращающихсямасс, приложенный к ведущему колесу;Мк крутящий момент, приложенныи к ведущему колесу;Р - сила тяги;гв - радиус ведущего колеса;НапРЯжение Нмкр/г,постУпает на вход инте"росумматора 1, на выходе которого формируется напряжение 11,фвк пропорциональное угловой скорости ведущего колеса, на другой вход интегросумматора 1 поступает напряжение БР с выхода ограничителя 7.Напряжение 0 формируется с помоРщью интегросумматора 4 и ограничителя 7. Интегросумматор 4 решает уравнениеЙР 1 Ч(7 -)Гв 1 Гзкгде е - податливость рабочей ветвигусениц;Ч - линейная скорость машины.На первый вход интегросумматора 4 подается напряжение 0 в с выхода интегросумматора 1, на другой вход - 0 с выхода интегросумматора 10. Учет коэффициента 1 осуществляетсягвквходным резистором (не показан) интегросумматора 4, в результате на выходе последнего формируется напряжение, пропорциональное 0 Р .С помощью ограничителя 7 моделируется процесс взаимодействия гусениц с грунтом, Если напряжение 0 Р Н Р ц - напряжения, пропорциональ-а ного силе сцепления гусениц с грунтом (последнее подается на управляющие входы и определяет уровень ограничения), то напряжение БР без изменений по амплитуде проходит через ограничитель 7. Если же 0 )Н Р то, напряжение 0 ограничивается ограниРчителем 7 до напряжения, поданного на управляющие входы, т.е, до величины 0ГсцС выхода ограничителя 7 напряжение Б поступает на вход интегросумматора 10, в результате чего на выходе последенего формируется напряжение Ы , пропорциональное линейной скорости машины. На второй вход интегросумматора 10 через мостовой выпрямитель 11 подается. напряжение1193698 каэ 7317/53 Тираж 709 . Подписное НИИПИ илиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4 П, , пропорциональное силе сопротйвления грунта. Напряжения 0 - игсц П рподаются на ограничитель и мостовой выпрямитель через икверторы 8 и 13 для формирования двухполярного напряжения.Мостовой выпрямитель 11 служит для предотвращения заряда интегратокапр2. Моделирования двйжения на плаву.10В этом случае в момент "входа машины в воду" датчик вида грунта (если это переключатель) переключается в положение "Движение на плаву". При этом напряжение Прс со второго исцУрр с третьего выхоДа становЯтсЯ равными нулю. В результате напряжение Бр с выхода. ограничителя 4 становится равным нулю, т,е, скимается "нагрузка с ведущего колеса",20 Напряжение Бр, также не оказывает. влияния 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 1 О к соответству 30 ющим элементам устройства. На третий вход интегросумматора 10 подается напряжение Пр , пропорциональное силе сопротивления движению, на четвертый - напряжение Пр , пропорциональное силе тяги, создаваемой нижними ветвями гусениц, на пятый - напряжение 0 , пропорциональное силе тяги, создаваемой верхними ветвями гусениц. Сила сопротивления движению Рспропорциональная квадрату скоростидвижения машины. Напряжение О ре формируется с помощью квадратора 12 иинвертора 15.Сила тяги нижней ветви гусениц Рдавпропорциональна квадрату скоростиперематывания гусеничного движителя,а, следовательно, и угловой скоростивращения ведущего колеса. Напряжекие Пц,с выхода интегросумматора1 через усилитель 3 поступает наквадратор 6. Усилитель служит дляучета коэффициента пропорциональностии знака напряжения Ущ 8 . В результатещ вна выходе квадратора формируетсянапряжение 0, которое через коммувввтатор 9 поступает на пятый вход инте гросумматора 10,Сила тяги верхней ветви гусеницР пропорциональна квадрату разности перематывания гусениц и скоростимашикы. Напряжение 0 снимается свыхода интегросумматора 10 и поступает на вход сумматора 2, на второйвход которого поступает напряжение0с соответствующим коэффициентом.Напряжекие с выхода сумматора 2 возводится в квадрат с помощью квадратора 6, в результате чего на выходепоследнего формируется .напряжениеПРее фНапряжение Б в и Урзаряжаютнвинтегросумматор 10 до такого значения, при котором Прс = Прэ+ Пр врвв Рив вт.е. движение машины в этом случаепроисходит в установившемся режиме.Таким образом, предложенное устройство пОзволяет моделировать движение гусеничной машины на плаву.