Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

Союз Советскик Социалистических РвспубпикОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЯЬСТВУ(22) Заявлено 02.11,79 (21) 2837236/18" 24 Р 1) М. КЛ,с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С Об О 7/70 Госудврствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫИзобретение 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 1Недостатком 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 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 устройст- ЗО ве 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 толька 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 кото" рого соединен со входом блока модели" рования 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 входу55 60 первого сумматора, дополнительно введены инверторы, второй функциональный преобразователь, блок заданиянелинейности, второй сумматор ивторой блок моделирования гусеничного движителя, входы которого соединены соответственно с выходом блокамоделирования трансмиссии и вторым выходом датчика вида грунта, третийвыход которого подключен к первымвходам функциональных преобразователей, выход второго функциональногопреобразователя соединен со вторымвходом первого сумматора, выход которого подключен к третьемувходу второго блока моделирования гусеничного движителя и ко входу первого инвертора, выход которого соединен с третьим входом первого блока моделированиягусеничного 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 движителясодержит последовательно соединенные сумматор, делитель и инвертор, выходкоторого является выходом блока моделирования гусеничного движителя, входы сумматора являются соответственнопервым, 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 5 10 15 20 25 30 35 ао 45 50 входом блока 5 и через инвертор 12с третьим входом блока .3,УстройствР работает следующим образом.Напряжение, пропорциональное обо-.ротам вала двигателя и крутящемумоменту, с блока 1 поступает на блок2, моделирующий узлы, входящие всостав трансмиссии гусеничной машины,и само техническое исполнение блокамоделирования трансмиссии определяется конструктивными особенностями моделируемой машины.На выходе блока 2 образуется напряжение, пропорциональное оборотамвыходного вала трансмиссии. Это напряжение поступает на первые входыблоков 3 и 4. На выходе каждогоблока получается напряжение, пропорциональное скорости движения, соответствующего гусеничного движителя.Исходя из того, что скорость каждого гусеничного движителя зависитот величины сопротивления грунтапрчмолинейному движению и от величины сопротивления, возникающего приповороте, на второй вход каждого блока 3 и 4 с датчика 5 вида грунта наэти блоки подается также напряжение,определяющее вид грунта, которое вблоках моделирования гусеничного движителя преобразуется в величину момента сопротивления прямолинейномудвижению.На третьи входы блоков 3 и 4 подается напряжение, пропорциональноемоменту, действующему на гусеничныйдвижитель при повороте, причем знакэтого напряжения за счет инвертора12 будет разный для блоков моделирования гусеничного движителя. Этосделано для того, чтобы при повороте гусеничной машины на изгибающуюгусеницу действовал тормозной момент, а на отстающую - раскручивающий.Формирование напряжения, пропорционального моменту, действующемуна гусеничный движитель при повороте,осуществляется следующим образом.С помощью инвертора 6 и сумматора7 определяется напряжение, пропорциональное угловой скорости поворотагусеничной машины, т.е. решаетсязависимость- угловая скорость поворотамашиныУ - скорость набегающей гусениХцы,Ч - скорость отстоящей гусени цыВ - расстояние между гусеницами (база гусеничной машины) .Определение фактической кривизнытраектории поворота осуществляетсяс помощью блока задания нелинейности 8, который решает зависимость883929 формула изобретения гд 50 5 Источникипринятые во вниман1. Авторское св9 486333, кл. 6 062. ТехническоеТТВ/765, 9 53.00(прототип). нформации, е при эксперти идетельство ССС С 7/70, 1970. писание издели 00.00.00.000 ТО В целях упрощения принимается,что в диапазонах скоростей, воспроизводимых на тренажере,71+У- "Аароне. Такое допущение возможно, В этом же блоке задания нелинейности решается зависимостьеци ма " ф а+1-а) - а+-а)Ь Ь где,квакв максимальный коэффициентсопротивления повороту,зависящей от вида грунта,а - постоянный коэффициент;В - радиус поворота;В - расстояние между центрамигусениц;К - кривизна поворота.Момент сопротивления повороту ра- вен ЮСь 4м, - коэфФициент сопротивленияповороту,Я - вес машины,Е - длина опорной ветви гусен цы еформирование момента сопротивления повороту, которое определяется значением,ц и,и ,зависящее от вида грунта, осуществляется с помощью функциональных преобразователей 9 и 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.Вапряжение, пропорциональвое моменту сопротивления поворота,с выхода сумматора 11 поступает йа третий вход блока 4 и через инвертор 12 на третий вход блока 3.ИсПользование устРойства для моделирования динамики движения гусеничной машины позволяет повысить точность моделирования, особенно.при 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. 1. Устройство для моделированиядинамики движения гусеничной машины,содержащее блок моделирования двигателя, выход которого соединен совходом блока моделирования трансмиссии, первый бЛок моделирования гусе" .ничного движителя, первый и второйвходы которого соединены соответственно с выходом блока моделированиятрансмиссии и с первым выходом датчика вида грунта, первый Функциональный преобразователь, выход которогоподключен к первому входу первогосумматора, о т л и ч а ю щ е е с я 15 тем, что, с целью повышения точности, в устройство дополнительно введены инверторы, второй функциональныйпреобразователь, блок задания нелинейности, второй сумматор и второй 3 О блок моделирования гусеничного движителя, входы которого соединенысоответственно с выходом блокамоделирования трансмиссии и вторымвыходом датчика вида грунта, третийвыход которого подключен к первымвходам Функциональных преобразователей, выход второго Функционального преобразователя соединен со вто"рым входом первого сумматора, выход О которого подключен к третьему входувторого блока моделирования гусеничФного движителя и ко входу первогоинвертора, выход которого соединенс третьим входом первого блока моде лиро вания гусеничного движителя, выход которого через второй инверторподключен к первому входу. второгосумматора, второй вход которого сое"динен с выходом второго блока моделирования гусеничного движителя, 4 О выход второго суьжатора через блокзадания нелинейности подключен ковторым входам функциональных преобразователей.2. Устройство для моделирования 45 динамики движения гусеничной машиныпоп. 1, отличающеесятем, что каждый блок моделированиягусеничного движителя содержит последовательно соединенные сумматор,делитель и инвертор, выход которогоявляется выходом блока моделированиягусеничного движителя, входы сумматора являются соответственно первым,вторым и третьим входами блока моделирования гусеничного движителя.;Еремеева Техред И.Савка Реда орректор Г.Решетни нисно ака илиал ППП Ужгород, ул. Нроектна тент 234/75 Тираж 748 П ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.