Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

(23) П рнорнтет по деиак изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к аналого- вычислительной технике и может быть использовано в тренажерах для обучения водителей гусеничных машин и исследовательских стендах.5Известно 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 11,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 20 соединен с первым входом блокз моделирования гусеничного движителя, а его второй вход соединен с датчиком вида грунта 12. Недостаток указанного устройства- низкая 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 мощностиНаиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно 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 к3 94206первому и второму входам первого сумматора соответственно, вторые выходыпервого и второго блоков моделированиягусеничного движителя соединены с выходом датчика напряжения, пропорциональ,ного виду грунта, и с первыми входамипервого и второго функциональных преобразователей, вторые входы которыхсоединены между собой, а выходы соедииены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, выход которого соединен с третьим входом второго блока моделирования гусеничного движителя, а через первый инвертор - стретьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя, выходпервого блока моделирования гусенично-.го движителя подключен через второй инвертор к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен свыходом второго блока моделирования гу;сеничного движителя, выход третьегосумматора подключен ко входу первогоблока задания нелинейности и первомувходу блока деления, второй вход блокаделения соединен с выходом первого сумматора и первым входом компаратора, авыход подключен ко входу блока выделения модуля напряжения, выход которогочерез второй блок задания нелинейностисоединен со вторым входом компратора,выход первого блока задания нелинейности подключен к первым входам первогои второго функциональных преобразователей 3.Недостаток известного устройства -Э 5относительно низкая точность моделирования из- эа допущения, принятого при создании моделиЧф% =сом 4.,40 где М, Ч - соответственно скоростилевой 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- РрО ния гусеничного движителя, выходы которых подключены к первому и второму входам первого сумматора соответственно, вторые входы первого и второго блоков моделирования гусеничного движите ля соединены с выходами датчика вида грунта и первыми входами первого и вторбго умножителей напряжения, вторые 9 4входы которых соединены между собой,а выходы подключены к первому и второмувходам второго сумматора соответственно, выход которого соединен с третьимвходом второго блока моделирования гусеничного движителя, а через первый инвертор - с третьим входом первого блокамоделирования гусеничного движителя,выход первого блока моделирования гусеничного движителя подключен черезвторой инвертор к первому входу третьегосумматора, второй вход которого соединенс выходом второго блока моделированиягусеничного движителя, выход третьегосумматора подключен к первому входублока деления, и первый блок выделениямодуля напряжения, дополнительно введены второй блок выделения модуля напряжения и четвертый сумматор, причемвыход первого сумматора соединен совходом второго блока выделения модулянапряжения, выход которого подключен кпервому входу четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходомпервого блока выделения модуля напряжения а выход четвертого сумматораподключен ко второму входу блока деления,выход которого соединен с первыми входами первого и второго умножителей напряжения, вход первого блока выделения модуля напряжения подключен к выходутретьего сумматора,На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства; на фиг, 2 - схема блока моделирования гусеничного движителя.Устройство содержит датчик 1 оборотов выходного вала, первый инвертор 2,первый блок 3 моделирования гусеничногодвижителя, датчик 4 вида грунта, второйблок 5 моделирования гусеничного движителя, второй инвертор 6, первый 7,второй 8 и третий 9 сумматоры, первыйблок 10 выделения модуля напряжения,четвертый сумматор 11, блок 12 деления,первый 13 и второй 14 умножители ивторой 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 иинтегратор 18.Выход датчика 1 подключен к первымвходам блоков 3 и 5 моделирования гусеничного движителя, вторые входы которых соединены с выходом датчика 4, выход блока 3 через инвертор 6 соединенсо входом сумматора 9, выход которогосоединен с первым входом блока 12 де9 6К - радиус поворота по забегающей гусенице;Я, - расстояние между центрамигусениц.С учетом, чтоФ= - 1 зЬМа+Ч 4 ..ЕК1 2.где ОУ - угловая скорость машины;и у - соответственно скорости левой2и правой гусениц;В - радиус поворота центра машивыражение (1) преобразуется к видуьм В,иф и+а)аВК-а)ьлЧ) (2)Это выражение решается следующим образом.С выхода блоков 3 и 5 моделирования гусеничного движителя напряжения (3 у и Оу 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 напряжений 0 у и Оу 4Напряжение О1 пропорциональное угловой скорости поворота машины, определяется из выраженияЭкоторое 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 поступаетна первый вход блока 12 деления, на другой вход которого подается напряжение 0 в с учетом коэффициентов 2 В. Навыходе блока 12 формируется напряжение Од при Я = 1, Учет рида грунта при формировании О О осуществляется с помощью умножителей 13 и.14, которые учитывают величину и для различныхг пхВеличина момента сопротивления повороту определяется выражениемМОДЬспгде Ц - вес машины;Ь - длина опорной поверхности, т.е. величина ЦЦ 4 для данной машины 5 94206ления, выход которого одновременно соединен со входами умножителей напряжения 13 и 14, выходы которых соответственно соединены с первым и вторымвходами сумматора 8, выход сумматора8 непосредственно и через инвертор 2соединен соответственно с третьими входами блоков 5 и 3, выходы которых соединены с первым и вторым входами сумматора 7, выход последнего через после Одовательно соединенные блок 10 выделения модуля напряжения на сумматор 11подключен ко второму входу блока деления 12, а выход сумматора О через блоквыделения модуля 10 подключен к другому входу сумматора 11..Устройство работает следующим обра,зом.С выхода датчика 1 напряжение, пропорциональное оборотам выходного вала 20трансмиссии;.поступает на входы блоков3 и 5, на выходе которых формируетсянапряжение, пропорциональное скоростидвижения соответствующего гусеничногодвижителя. 25Исходя из того, что скорость каждого гусеничного, движителязависит отвеличины сопротивления грунта прямолинейному движению иа вторые входыблоков 3 и 5 моделирования гусенично- зого движителя подается напряжение сдатчика 4, определяющее вид грунта,которое в блоках 3 и 5 преобразуетсяв величину момента сопротивления прямолинейному движению.35На третьи входы блоков 3 и 5 подается напряжение, пропорциональное мо. менту, действующему на гусеничныйдвижитель при повороте, Причем знак .этого напряжения за счет инвертора 2 40является разным для блоков моделирования гусеничного движителя. Это необходимо для того, чтобы при поворотена забегаюшую гусеницу действовалтормозной момент, а на отстающую - 45раскручивающий,формирование напряжения, пропорционального моменту, действующему на ., гусеничный. движитель при повороте,основано на решении зависимости 5 ОА гиаХО+(0 к)(Р щ(1)где,Ц - коэффициент сопротивления повороту;,Цк 1, - коэффициент сопротивления по 55вороту при 3 = В, зависящийот вида грунта;О - 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 пер 069 8вому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного дви-, жителя, выход третьего сумматора под, =" 5 ключен к первому входу блока деления,и первый блок вьщеления 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 вы деления модуля напряжения и четвертыйсумматор, 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 блош.- ка выделения модуля напряжения а выход четвертого сумматора подключен ко второму входу блока деления, выход 20 которого соединен с первыми входамипервого и второго умножителей напряжения, вход первого блока выделения модуля напряжения подключен к выходу трет его сумматора.25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 486.333, кл, И 06 8 7/70, 1972. 30 2. Техническое описание изделия ТТБ/7 65, 53.00. 00.00. 00. 000. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2961349/18-24,кл. (3 06 б 7/70, 1980 (прототип),ВНИИПИ Заказ 4844 Р 4 Тираж 731 Подписное шю авшщ В ВЮВФФилиал ППП Патентф,