Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

О Л И С А Н И Е (и)972530ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл. 6 06 6 7/70 Ьоударетвеннык комнтет СССР до делам нзооретеннй н открытнй(23) Приоритет Опубликовано 07.11.82, БюллетеньДата опубликования описания 07,1182(7) Заявитель с,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МА 111 ИНЫ 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для подготовки водителей гусеничных машин,По основному авт, св. М 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 тре- . ние" соединен с вторым входом первого интегратора и первым входом третьего интегратора, второй вход третьего интегратора соединен с выходом 20 второго блока нелинейности, вход которого соответственно соединен с.выходом датчика угла наклона местно" сти 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, которое30 40 45 3 97253 возникает при движении гусеничной машины по слабому грунту (снег, песок, пахота и др.) за счет смятия и погружения е грунт под собственным весом машины, 5Чем меньше скорость и мягче грунт, тем на большую глубину дедюрмируется грунт, и машина испытывает большее дополнительное сопротивление при движении. 10Целью 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 20 третьего функционального преобразоветеля соответственно соединен с выходом третьего интегратора и третьим выходом датчика вида грунта, а второй вход и выход сумматора соединены со ответственно с выходом второго функционального преобразователя и входом второго инвертора.На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 зависимость изменения сопротивления 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 26.50Работа устройства описывается системой уравнений- М= у (11) (11 причем, если М, ),Мец то М =Мсц12М 2=М 4 М +М(51где ыв- угловая скорость вращенияведущего колеса;3 - момент инерции, приведенный к ведущему колесу состороны вращающихся частейтрансмиссии и гусеничногодвижителя;М - момент упругих сил, возникающих в гусеничном движителе;2 - суммарная.податливость гусеничного движителя;ч - линейная скорость гусеницыГ 8 радиус ведущего колеса32 - момент внешних сил, действующий на гусеничный движитель;М - момент сопротивления деижению, определяемый сопротивлением грунта;И- момент определяемый угломнаклона местности;Мп - дополнительный момент сопротивления при движении гусеничной машины по слабымгрунтам.Первое уравнение системы решаетсяс помощью суммирующего интегратора3, на один вход которого поступаетнапряжение О , пропорциональное крутящему моменту, на другой - с выходаблока 6 воспроизведения нелинейноститипа "сухое трение" поступает напряжение Ом,пропорциональное моментуупругих сил М,Напряжение Ом формируется с помо 11щью суммирующего интегратора 4, наодин вход которого подается напряжение О с выхода суммирующего инвктегратора 3 и напряжение О с выхода суммирующего интегратора 7, учеткоэффициента 1/г осуществляется входным резистором суммирующего интегратора 4. В результате на выходе последнего формируется напряжение пропорциональное Ом , т,е, решается втоЙрое уравнение системы.Усилитель 5 служит для приведениянапряжения Ом до необходимой ампли 12туды и необходимого знака.С помощью блока 6 воспроизведениянелинейности типа "сухое трение",производится решение условия ( 4 ) системы следующим образом.Если амплитуда напряжения Ом (О 112 СЦИ, ЬОм которое поступает на сумматор14, На другой вход последнего поступает напряжение, пропорциональноедополнительному моменту сопротивле"ния при движении по мягким грунтамОмОно Формируется следующим образом.Напряжение, пропорциональное ско"рости движения, с интегратора 7 поступает на Функциональный преобразователь 13, который формирует характеристики, приведенные на Фиг, 2.В Функциональном преобразователе13 это напряжение через резистор 1)подается на усилитель 25.Одновременно с выхода датчика17 вида грунта напряжение, пропорциональное заданному грунту, поступаасна вход резистора 20 и служит опорньм напряжением,До тех пор, пока напр,ение про"порциональное скорости движения,не компенсирует опорное напряжение,напряжение с датчика 17 вида грунтачерез резистор 21 формирует на выходе усиителя 25 максимальный дополнительный момент сопротивления придвижении по слабым грунтам О,По мере увеличения сигнала, пропорционального скорости движенияИ , компенсируется опорное напряжение на аноде диода 24, и на выходеусилителя 25 уменьщается значениедополнительного сопротивления движению до нуля, Диод 23 препятствует появлению на выходе усилителя25 напряжения другой полярности,Суммируясь на сумматоре 14, напряжение Имс и Им поступают на противоположные веригины мостового вы прямителя 8 с противоположным эна"ком за счет инвертора 9,Напряжение Им Формируется точно так же, как итолько в этомслучае используется Функциональныйпреобразователь 18, Напряжение О 11 ,подается на управляющие входы блока6 воспроизведения нелинейности типа"сухое трение" с разными знаками.Для изменения знака служит инвертор10. Аналогично Им Формируется напря"С 0,жение И , которое после функционального преобразователя 11 подает"ся на вход суммирующего интеграто"ра 7.Таким образом, предложенное устройство в отличие от известного поз.воляет более точно моделироватьпроцессы взаимодействия гусенич" у= В"Вас Е соВ сИс=Ь г СОВ сС;МС О гбЧ. СОВЫ(ь) (Т ) (8) где С - вес машины,с- - угол наклона местности; 30Мсц- момент сцепления гусеницы сгрунтом;Ч - коэффициент сцепления гусеницы с грунтом.Выражение ( 6 ) ревается следУющимобразом.С датчика угла наклона местности(датчиком может быть либо потенциометр, либо устройство считыванияс какого"либо носителя информации)снимается напряжение И, пропорциональное углу наклона местности, которое поступает на первый блок 16воспроизведения нелинейности, воспроизводящий косинусную зависимость,Напряжение О споступает на входфункционального преобразователя 15который реализует Функцию произведения Г с учетом коэффициентов 6 г ,соусНа другой вход Функциональгого преобразователя подается напряжение,определяющее вид грунта с датчика 17(датчиком вида грунта может бытьпереключатель, потенциометр или устройство считывания с какого-либо ноЯсителя информации),Таким образом на выходе функционального преобразователя 15 формируется напряжение, пропорциональное 5 . 97253 входы и определяет уровень ограничения)то напряжение Ом беэ иэмене 12ния проходит через блок 6, Если же 01, 011 д напряжение ИмограничиваЙ СЦ 5 ется"оолоком 6 до напряжения, поданного на управляющие входы,т.е. до величины Ом таким образом, на выходе блока 0: Оь,Ф СЦ 10С выхода блока 6 воспроизведения нелинейности типа "сухое трение" напряжение Ом 2 подается на вход суммирующего интегратора 7, на другие входы интегратора поступают напряжения Им,Им ,Ом причем два последних поступают через мостовой выпрямитель 8 для того, чтобы не возникало движение от момента сопротивления грунта, 20Напряжения ОмИм ., Им Формируются исходя из выражейийного 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.16формула изобретенияУстройство для моделирования ди- ф намики движения гусеничной машины по авт, св. У 851426, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования путем учета влияния дополнительного сопро- в тивления движению гусеничного движителя по слабым грунтам, оно дополнительно содержит последовательносоединенные функциональный преобразователь типа усилитель с зоной нечувствительности и сумматор, причемпервый и второй, вход функциональногопреобразователя соответственно соединены с выходом третьего интегратора и третьим выходом датчика видагрунта, а второй вход и выход сумматора соединены соответственно с выходом второго функционального преобразователя и входом второго инвертора,Источники информации;принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 851 Й 26, кл. С 06 С 7/70, 1978972530 Составитель В.ФукаловРедактор Л,Гратилло Техред Е.Харитонцик Корректор Н.Буря аэ лиал ППППатент , г, жгород, ул, Проектная,2 Тираж 731 ВНИИПИ Государственногпо делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Р Подписноекомитета СССРи открытийшская наб., д, 4/5