Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 08. 10,81 (21) 3343000/18-24 151 М. КЛ.З С 06 6 7/70 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для подготовки водителей гусеничных машин.Известно устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее первый и второй инверторы, первый, второй и третий интеграторы, причем вход третьего интегратора соединен с входом первого интегратора 1 1.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины, содержащее последовательно соединенные блок моделироВания двигателя, блок моделирования трансмиссии, первый блок моделирования гусеничного движителя, второй, инвертор, третий сумматор, первый блок задания нелинейности, первый функциональный преобразователь, второй сумматор, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу первого блока задания нелинейности,и первый инвертор, выход которого соединен с вторым, входом первого блока моделирования гусеничного движителя, после. довательно соединенные второй блок моделирования гусеничного двигателя,первый сумматор, блок деления, блоквыделения модуля напряжения, второй 5 блок задания нелинейности и схемусравнения, второй вход которой соедйнен с выходом первого сумматора, второйвход которого подключен к выходупервого блока моделирования гусенич ного движителя, второй вход третьегосумматора соединен с выходом второгоблока моделирования гусеничного дви.жителя, первый вход которого подключен к выходу блока моделированиятрансмиссии, а второй вход - к выходу второго сумматора, выходы датчика вида грунта подключены соответственно к третьим входам первого, вто-рого блоков модулирования гусеничныхдвижителей и вторым входам функциональных преобразователей 2 .Недостатком указанных устройствявляется то, что они не моделируютповорот гусеничной машины.Цель устройства расширение функциональных воэможностей за счет моделирования поворота гусеничной машины.Поставленная цель достигаетсятем, что, в устройство для моделиро- ЗО вания динамики движения гусеничноймашины, содержащее четыре интегратора, два сумматора и два инвертора,первые входы первого и второго интеграторов являются соотнетстнующимивходами устройства, а их выходыподключены к первым входам первогои второго сумматоров соответственно,вторые входы которых соединены с выходами третьего интегратора, выходпервого инвертора подключен к первому входу четвертого интегратора, 30;входом второго сумматора через нто;рой инвертор, дополнительно введеныпятый и шестой интеграторы, входы которых подключены к выходам первого 15и второго сумматоров соответственно,выход пятого интегратора соединен свторым входом. первого интегратора,входом первого иннертора и первымвходом третьего интегратора второйвход которого подключен к выходушестого интегратора и вторым входамвторого и четвертого интеграторов.На чертеже приведена схема устройства.25Устройство содержит первый 1, второй 2 интеграторы, первый 3, второй4, сумматоры, пятый 5, шестой б интеграторы, первый инвертор 7, третий интегратор 8, второй инвертор 9и четвертый интегратор 10, 30Интегратор 1 через последовательносоединенные сумматор 3, интегратор 5и инвертор 7 соединен с первым входоминтегратора 10, выход которого непосредственно и через иннертор 9 соединен соответственно с третьими входами сумматоров 4 и 3.Интегратор 2 через последовательносоединенные сумматор 4 и интегратор5 соединен с вторым входом интегратора 2 и с вторыми входами интеграторов 8 и 10. Выход интегратора 8соединен с вторыми входами сумматоров3 и 4. Выход интегратора 5 соединенс вторым входом интегратора 1 и первым входом интегратора 8.Устройство работает следующим об-:разом.Если на первые входы интеграторов 1и 2 подать равные по знаку и величине,например, положительные напряженияЦм и Ом , пропорциональные крутящеггму моменту, приложенному к право-.му и левому ведущим колесам гусениц,то на выходе интеграторон 1 и 2 появятся отрицательные напряжения Оч 1 55 и Оч, пропорциональные линейной скоРостй движения гусениц, НапряженияОч и Оч поступают на первые входы1 2сумматоров 3 и 4,с помощью которых осуществляется суммирование следую- щ щих величин:Ь"а сумматоре 4 -иЧ +ОЧ- О , рВ Оч Мч - напряжения, пропорциональные линейнымскоРостям правой (левой ) гусениц;ОЧ - напРяжение, пропорциональное линейнойскорости машиныО- напряжение, пропорциональное угловойскорости поноротамашины знак этогонапряжения определяется напряжением поворота);Ъ - расстояние междуцентрами правой и леной гусениц.Напряжения на выходах сумматоров 3 и 5 будут положительными, так как "в процессе разгона О ) ОЧ И ООЧ"м "2 ммУказанные суммы интегрируются с помощью интеграторов 5 и б, в результате чего Формируются напряжения -О и - О , пропорциональные величин 1 е усилйя, развиваемого в рабочей ветви правой и лавой гусениц. Постоянные времени интеграторов 5 и 6 пропорциональны линейной податливости рабочих ветвей гусениц.Напряжения -От и - О поступают1 2 на входы интеграторов 1,2 и 8. На входы интеграторов 1 и 2 эти напряжения поступают с учетом коэффициента,пропорционального радиусу ведущегоколеса и противоположным знаком напряжения Ом и Ом , т.е. противодействуют разгойу, в результате чего моделируются затраты энергии на разгонмашины. Напряжения -О; и О - такжепоступают на первый и второй входы1интегратора 8, для которого этинапряжения будут пропорциональнымисилами приводящими машину в движение. В качестве допущения считается,что буксование гусеницы с грунтом отсутствует,В результате на выходе интегратора 8 появится напряжение Очм пропорциональное прямолинейной скорости движения машины. Это напряжение поступает на соответствующие входы сумматоров 3 и 4, в результате чего происходит уменьшение упругой деформации рабочих ветвей гусениц,Кроме того, напряжение -От 1 через инвертор 7, а напряжение -От непосредственно поступают на входы интегратора 10. Так как на входах интегратора 8 они равны, но противоположны по знаку эа счет инвертора 7, то. эти напряжения не приводят к изменению напряжения Оц, на выходе интегратора 8. Если в качестве начальных усмлоний принять Оц = О, то будет сохмраняться прямолинейное движение. В этом случае третьи слагаемые выражения 1) и (2 1 будут равны нулю. Слдовательно, - Оч= -ОЧ, т.е. моделируется прямолйнейное движение гусеничной машины с мгновенной скоростьюм ")Если в какой-то момент времениравный 1 О, изменить напряжение5Ц например, до нуля, то в этомМ 1случае напряжение на другом интеграторе 8 начнет уменьшаться. В результате этого напряжение на выходе сумматора 4 сменит знак на противоположный, так как до момента времени1 ОО )преобладало над значениемнапряжения Он) . После того как1стало умейьшаться, - Осталоменьше Оч . Вследствие интегрирова1 1ния указанной суммы напряжение -Отна выходе интегратора 5 начинаетуменьшаться, а при определенных условиях может сменить знак на противоположный указанные условия определяются 20соотношением постоянных времени интеграторов, входящих в состав устрой ства ).Так как - О( - О , то разность навходах интегратора 0 От 1-От0 25что вызывает заряд интегратора 10,причем его выходное напряжение Оц,будет положительный полярности, ичерез инвертор 9 поступает на входсумматора 3 и непосредственно навход сумматора 4.За счет инвертора 9 напряженияОш и О в данном случае отрицательные, совпадают по знаку, что вызывает увеличение положительногонапряжения на выходе сумматора 3 и, 35как следствие, увеличение -От навыходе интегратора 5. С другой стороны, напряжение О, уменьшает напряжение на выходе сумматора 4, и, кщследствие, уменьшает напряжение -От 2 40т.е. производится уменьшение раэнос 1ти на входах интегратора 10 От -От (0, что замедляет заряд последнего.Так как постоянная времени интегратора 10 пропорциональна моменту инер ции массы машины в повороте, тоустройство моделирует влияние момента инерции массы машины в поворотена величину угловой скорости. Этосоответствует реальным условиям,так как для того, чтобы ввести машину в поворот, необходимо затратитьдополнительную силу, характеризуемуюповорачивающим моментом,Дри снятии поворачивающего момента машина сама выходит из поворота, что55моделируется следующим образом.Если вновь на вход интегратора1 подать напряжение Ом=Ом , то напряжение О на выходе йнтегратора 11 начнет увеличиваться, уменьшая при этом напряжение -Отр а на выходе интегратора 5 напряжение также начнет увеличиваться.Таким образом, устройство позволяет моделировать поворот гусеничной машины, причем учитывая при этом момент инерции массы машины в повороте, что особенно важно для правильности воспроизведения переходных процессов прй входе машины в поворот и выходе из него.Применение предлагаемого устройства в тренажере позволит более качественно воспроизводить динамику движения гусеничной машины, а следовательно, и повысить качество обучения водителей гусеничных машин.Формула изобретенияУстройство для моделирования динамики движения гусеничной машины,содержащее четыре интегратора,двасумматора и два инвертора,первые входыпервого и второго интеграторов являются соответствующими входами устройства, а их выходы подключены кпервым входам первого ивторого сумматоров соответственно, вторые входыкоторых соединены с выходом третьегоинтегратора, выход первого инвертораподключен к первому входу четвертогоинтегратора, выход которого соединенс третьим входом второго сумма-тора непосредственно, а с третьимвходом первого сумматора черезвторой инвертор, о т л и ч а ю щ е,е с я тем, .что, с целью расширенияфункциональных воэможностей за счетмоделирования поворота гусеничноймашины, оно дополнительно содержит,пятый и шестой интеграторы, входыкоторых подключены к выходам перво"го и второго сумматоров соответственно, выход пятого интегратора соединенс вторым входом первого интегратора,входом первого инвертора,и первым входом третьего интегратора, второй входкоторого подключен к выходу интегратора и вторым входам второго и четвертого интеграторов,интеграторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 851426, кл. С 06 6 7/70 19792. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2837236, кл. 6 067/70,19791003115 Заказ 1565/34 Тираж 704 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш