Способ оптимального демпфирования вынужденных колебаний транспортного агрегата

.СПЧВЛИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССР("ОСПАТЕНТ СССР) НТН ЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКО. М лот обретение относитс регулируемым и упр ранспортных срежет я предотвращения ения зффективност описы ваемых урав ностроем подвея кма авляе ию, ам обоя подвески, гашения колеповы бани У Яу+ е перемещение подресчение радиуса дорожной т демпфирования аморгд со нная частота колебаний асс осуществляют иэмеия Ф. амортизатора по(56) Понтрягин Л,С. Математическая теория оптимального управления, М Наука, 1979,Авторское свидетельство СССР Ь 1461650, кл, В 60 6 25/00, 1986.(54) СПОСОБ ОПТИМАЛЬНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулируемым и управляемым подвескам транспортных средств. Сущность изобретения; измеряется скорость движения транспортного средства, длина волны дорожной неровности, амплитуда дорожной неровности и формируется сиге у - вертикальнренных масс;у- ткущее знанеровности;Е - козффициети затора;оо - собствеподрессоренных мнение сопротивлензакону нал на изменение жесткости амортизатора по закону, который формируется системой контроля и измерения параметров состояния объекта, демпфирующего устройства и дорожного покрытия, содержащую подсистему измерения скорости движения объекта, перемещение упругого элемента демпфирующего устройства, измерения параметров дорожных неровностей и подсистему формирования команд, которая выдает управляющий сигнал на устройство регулирования жесткости демпфирующего устройства, которое через кинематические звенья осуществляет воздействие на объект, а сигналы о состоянии демпфирующего устройства и объекта по каналам обратной связи подаются на вход системы контроля и измерения параметров состояния объекта, 1 ил,Ле 1-59 пт(т) 1, (2)аай где Ье - изменение сопротивления аморти- ОО затора, С)Для осуществления такого закона уп-, равления активная подвеска транспортногоагрегата содержит 2 емкастных датчика один из которых установлен перед пере-дним колесом транспортного средства, дру- ф гой на днище транспортного средства на равных расстояниях от поверхности земли, Имеется электрод, контактирующий с по- а верхностью земли и подключенный к первой диагонали мостовой схемы, состоящей из потенциометров и датчиков, Другая диагональ мостовой схемы запитывается от генератора высокой частоты, а в первую диагональ включен детектор с выходом на операционный усилитель.(4) где аР= го- иР. К Со - К С М М М или оСо Второй операционный усилитель подключен к массе через резистор,В ыход первого операционного усилителя подключен к первой обмотке электромагнитного клапана гидравлического амортизатора, а выход второго операционного усилителя подключен ко второй обмотке электромагнитного клапана, Обмотки расположены на магнитопроводахс зубцами, которые расположены над зубчатым магнитопроводом цилиндрической задвижки. В средней части задвижка закреплена на штоке амортизатора, а в нижней части задвижка подвижно установлена в кольцевой выемке поршня амортизатора, Поршень имеет входные и выходные клапаны, которые сообщают пространство под поршнем амортизатора с пространством над поршнем амортизатора через отверстия в цилиндрической задвижПри движении транспортного средства по ровному участку дороги расстояние от поверхности земли до пластин датчиков одинаково, поэтому мостовая схема сбалансирована и гидравлический амортизатор имеет минимальное сопротивление.При появлении на дороге перед транспортным средством неровности, радиус которой вызывает в подвеске удары или колебания корпуса средней частоты со значительными амплитудами, расстояние между пластиной датчика, установленного перед передним колесом, и поверхностью дороги, изменяется по сравнению с расстоянием от второго датчика, на днище, до по верхности дороги. Баланс мостовой схемы нарушается и на его диагонали появляется сигнал, пропорциональный величине неровности на дороге. Поступивший сигнал приводит в действие рабочую схему, в 40 результате чего сопротивление амортизатора увеличивается на величину, пропорциональную величине неровности на дороге, Поскольку интенсивность воздействия одной и той же неровности дороги на подвеску 45 и амортизатор зависит от скорости движения транспортного средства и с увеличением скорости все более приобретает характер удара, то сопротивление амортизатора должно увеличиваться пропорцио нально скорости движения для ликвидации пробоев в подвеске, Для этого служит датчик скорости движения транспортного средства (штатный спидометр), к приводу которого кинематически подключен потен циометр, сопротивление которого увеличивается пропорционально скорости движения. Таким образом, чем больше скорость движения транспортного средства, тем больше величина сопротивления и увеличивается жесткость амортизатора на величину, необходимую для ликвидации пробоя в подвеске при данной скорости движения транспортного средства,Закон управления (2) по авт,св. М 1461650 обеспечивает лишь защиту подвески от пробоя и не улучшает плавность хода транспортного средства. Это является следствием того, что: 1. Емкостные датчики установлены на днище транспортного средства раме) и поэтому управление жесткостью амортизатора фактически осуществляется не по величине дорожной неровности, как утверждается в описании изобретения, а по величине геометрической разности амплитуды колебаний и перемещения объекта. а управление по величине радиуса дорожной неровности осуществляется только до момента наезда колес на неровность.2. Закон, предусматривающий только увеличение коэффициента сопротивления амортизатора по скорости движения к радиусу дорожной неровности не приводит к улучшению плавности хода, т.к, его изменение должно происходить по программе, вытекающей иэ характера колебаний транспортного средства и характеристик дорожных неровностей, Кроме того, при изменении амплитуды колебаний жесткость амортизатора должна изменяться не прямопропорционально частоте и амплитуде дорожных неровностей, а пропорционально квадрату частоты кинематического возбуждения со стороны дороги и обратно пропорционально квадрату амплитуды дорожных неровностей.Указанное доказывается следующим; известно, что для транспортного средства колебания возникают в результате кинематического возбуждения со стороны дороги и описываются при наличии амортизатора в подвеске уравнением вида 1). В этом случае заменой переменных оно приводится к стандартному виду ф 1)+ Мг (й)=Я(й) а +2 ву 1 е =Изобретение выполняется следующимобразом,На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого способа демпфирования колебаний при кинематическом воэбуждении транспортного средства,Система контроля и измерения параметров состояния объекта, дорожного покрытия и демпфирующего устройства 1,содержащая подсистему измерения скорости перемещения (движение) объекта 2, выполненную в виде датчика ускорений споследовательно подключенным к немуапериодичееким звеном, подсистему измерения перемещения упругого элемента демпфирующего устройства 3, выполненного,например, в виде емкостного датчика, подсиСтему измерения параметров дорожныхнеровностей 4, выполненную в виде емкостных датчиков, установленных на осях обьекта, и подсистему формирования команд 5,содержащую, например, систему соединен- .ных в определенном порядке реле, котораявыдает сигнал 6 на устройство регулирования жесткости 7, выполненное, например, в 25виде управляемого электропневмоклапанас регулируемым проходным сечением, разьедИняющего полость пневмоцилиндра демпфирующего устройства 8, воздействующегочерез кинематические звенья 9 на объект 10, 30при этом сигналы о состоянии демпфирующего устройства 8 и объекта 10 по каналамобратной связи 11 и 12 подаются на входсистемы контроля и измерения параметровсостояния объекта 1, 35Формула изобретенияСпособ оптимального демпфирования вынужденных колебаний транспортного 40 среДства, предусматривающий измерение скорости и перемещения колебательного движения транспортного средства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения плавности хода и эффективности гашения колебаний, измеряют длину волны и амплитуду дорожных неровностей, деформацию подвески и осуществляют изменение жесткости подвески по законуС=Со+ ЬСЯ 9 пгде ЛС - допустимое приращение жвсткости, устанавливаемое пропорционально квадрату скорости движения и обратно пропорционально длине волны неровности и амплитуды основной демпфирующей формы колебанияЛС=М8 /опричем для предотвращения пробоя подвески величину жесткости ограничивают согласно выражениюгЛс)м -- Ч5 огде ф) - текущее значение высоты дорожных неровностей;ф) - текущее значение амплитуды колебаний.до - амплитуда дорожных неровностей; Я - . длина волны дорожных неровностей;ч - скорость перемещения транспортного агрегата;М - приведенная к оси обьекта масса; Ьц - динамический ход подвески;Со - жесткость упругого элемента;е - коэффициент демпфирования амортизатора;ф- основная переменная,1808745 Редак Заказ 1252 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель А. КостоглТехред М.Моргентал ков Корректор А. Козориз