Устройство для моделирования динамики движения гусеничной машины

ОП ИСАНИЕ Союз СоветсинхСоциалистическихреспублик(5 )М. Кл,6068 7 с присоединением заявкиГасударственный комит 3) Приорите по делам изобретен Опубл икова 2 Бюллетень7 писания 25,02.82,5 ДК 68 1.33(088.8 к ытии коваии та опуб(54) УСТРОЧСТВО ДЛ ДВИЖЕНИЯ ГУ(АМ МОД ЕЛ ИРОВАН И Я НИЧН 01 МАШИНЬ первый мостовой выгрями тель соединен соответственно с первым дхоцом и выходом .первого интегратора соециненным с первым входом второго интегратора второй мостовой выпрямитель, первая пара противоположных вершин которого соединена соответственно с первым вхоалогово может найти цля поц 1 отов х ащин.цля моцелировагусеничной машинальный преобра вых нелинеиности и циненным егратора цновреме ные входной интвуюший мостовой0 ис точняк у пос е вый интегратор, втор, в обратную мостовой выпряпервого и внелинейноственно соединтъего интегпервого и вразователейного преобрчерез первственно кблока воспрсухое трекис третьими со вторы тоянного напряжени усилитель, втор связь которогомитель 111Н ецостатком сутствие возмож взаимодействия ключ ойства является о ния моаелирова ля гусеничн нос тей вижи т ашины с грунтом. Н аиболее близк ости к прецлагаем тво цля моцелиро рецачи, соцержаше ого напряжения, вехнической сущ ляется устройеханической печник цвухполяроторого через ания вх м оц Изобретение относитсвычислительной технике применение в тренажера водителей гусеничных мИзвестно устройство ния динамики движения ны, содержвшее функцио зователь, блок задания последовательно соецин тегратор, через соответ выпрямитель подключен цом третьего интегратора, сосо вторым входом второго ин цатчик угла наклона местности но соединенный со вхоаами торого блоков воспроизведения и, выхоцы которых соответстены со вторым входом трератора и вторыми вхоаами тор ого функциональных преоб, выхоц первого функциональазоввтеля непосредственно и ый инвертор подключен соответ первому и второму входам оизведения нелинейности типа е, выхоц которого соединен одом третьего интеграторавходом первого интегратора3 9075выхоц второго функционального преобразователя соецинен со вхоцом второго инвертора выхоц и вхоп которого поцключены соответственно ко второй паре противоположных вершин второго мостового5выпрямителя, цатчик вица грунта соецинен с первыми вхоцами первого и второгофункциональных преобразователей 123.Нецостатком известного устройстваявляется то, что оно не учитывает зависимость коэффициента полезного цействиягусеничного цвижения от скорости цвижения и от коэффициента сопротивлениягрунта, что снижает точность моцелирования.15Так коэффициент полезного цействия(КПД) при коэффициенте сопротивлениягрунта 1=0,02 и скорости цвижения7=60 км/ч г 1 =0,34, а при - -0,2 и=5 кмч, 1=0,84, т.е, погрешность20моаелирования на различных режимахможет быть более 50%,Цель изобретения - повышение точности моаелирования цинамики авиженияпутем учета изменения коэффициента по 25лезного цействия гусеничного цвижителяеПоставленная цель постигается тем,что в устройство пля моцедирования пинамики движения гусеничной машины,30соцержащее источник цвухполярного постоянного напряжения, выхоц которогочерез первый мостовой выпрямитель соецинен соответственно с первым вхоцоми выходом первого интегратора, выхоцкоторого соецинен с вхопом второго ин- З 5тегратора, второй мостовой выпрямитель,оцна вершина второго мостового выпрямителя поцключена к выхоцу третьегоинтегратора, а противоположная вершинавторого мостового выпрямителя поцклю 40чена к перему вхоау третьего интегратора, выхоц которого соеаинен с вторым вхоцом первого интегратора цатчик угла наклона местности, соециненныйвыхоцом со вхоцом первого и второгоблоков восцроизвецения нелинейности,выхоа первого блока воспроизвецениянелинейности соецинен с первыми вхоцами первого и второго блоков умножения, выхоц первого блока умножения непосрецственно и через первый инверторпоцключен соответственно к первому ивторому вхоцам блока воспроизвецениянелинейности типа сухое трение, выхоцкоторого соепинен с вторым вхоцом третьего интегратора выхоп второго блокаумножения соецинен с вхоцом второгоинвертора, выхоц и вхоп которого поп 60 4ключены к цругой паре вершин второго мостового выпрямителя соответственно, выхоц цатчика виаа грунта соеаинен с вторыми вхоцами первого и второго блоков умножения, выхоц второго блока воспроизвецения нелинейности соецинен с третьим вхоцом третьего интегратора, ввецен блок выцеления моцуля напряжения, функциональный преобразователь и третий блок умножения, причем первый вхоц которого соединен с выхопом второго интегратора, а выхоц -со вхоцом блока воспроизвецения нелинейности типа сухое трение, вход блока вьщеления моауля напряжения соепинен с выхоаом третьего интегратора, первый и второй вхоцы функционального преобразователя соответственно соецинены с выхоцом цатчика вица грунта и с шиной постоянного напряжения, третий вхоц функционального преобразователя поцключен к выхоцу блока выцеления мопуля напряжения, а выхоц сощинен с вторым входом третьего блока умножения.На фиг, 1 привецена схема прецлагаемого устройства; на фиг. 2 - зависимость, в ос производим ая третьим функциональным преобр азова телем.Устройство сопержит источник 1 цвухполярного постоянного напряжения, первый 2 и второй 3 мостовые выпрямители, инвертор 4, первый 5 и второй 6 интеграторы, блок 7 умножения, блок 8 воспроизвецения нелинейности типа сухое трение третий интегратор 9 юлок 10 выцеления моцуля напряжения инвертор 11, первый блок 12 воспроизвецения нелинейности, цатчик 13 угла наклона местности, второй блок 14 воспроизвепения нелинейности, блоки 15 и 16 умножения, функциональный преобразователь 17, датчик 18 вица грунта. Вхоаной интегратор 5 через мостовой выпрямитель 2 поцключен к источнику 1 цвухполярного напряжения, выхоц первого интегратора 5 соецинен с послеаовательно соециненными вторым интегратором 6, блоком 7 умножения, блоком 8 воспроизвецения нелинейности типа сухое трение, третьим интегратором 9, блоком 10 вьщеления моцуля напряжения, функциональным преобразователем 17, выхоц которого соецинен с вторым вхоцом блока 7 умножения, второй и третий вхоцы функционального преобразователя 17 соецинены соответственно с выхоцом блока 10 вьщеления моцуля напряжения и выхопом цатчика 18 вица грунта, выхоп907560 6Первое уравнение системы решается е с помощью суммирующего интегратора 5,на оцин вхоц которого поступает напрюкение ОМ 4, пропорциональное крутящемумоменту Щ, на другой -Ц,пропорциот- нальное моменту упругих сил Мс выхода блока 8 воспроизведения нелинейс- ности типа сухое трение.ц-, НапряжениеЦ 2 формируется с помогоО шью суммирующего интегратора 6, наоцин вход которого подается напрюкениеОрс выхода суммирующего интегратора ц и напряжение Оч с выхода суммируюшег интегратора 9. Учет коэффициен15 та - осуществляется входным резисторомсуммирующего интегратора 6. В результате на выходе последнего формируетсянапряжение, пропорциональноеО , т.е.решается второе уравнение системы. На 20 пряжение 1) с помощью блока 7 умножения умножа:тся на напряжение 0, пропорциональное КПД гусеничного движителя. С выхоца блока умножения напряжениепропорциональное моменту, при 25 водящему в движение гусеничную машинупоступает на блок 8 воспроизведениянелинеГпюсти типа сухое трение, с помощью которого имитируется сцепление гусеницы с грунтом, На выхоце этого блокаЗ 0 формируется напряжение, пропорциональноемоменту, который непосредственно приводит в движение всю массу машины, т.е.блок 8 решает условие 4) системы.Решение этого условия осушествляется35следующим образом.Если амплитуца напрюкения О,О( последнее подается на управляющиевходы и определяет уровень ограничения)то напряжение Цбез изменения проходит40в блок. Если же Ц 12 Ъ Цдсц, то напряжение Ц 4 ограничивается блоком до нафЧ 2пряжения, поданного на управляющие входы, т.е, оо величины Оди 55 которого также соединен с первыми входами блоков 15 и 16 умножения, вторьвходы которого соединены с выходомпервого блока 12 воспроизведения нелинейности,Выход датчика 13 угла наклона месности одновременно соединен со входами первого 12 и второго 14 блоков вопроизведения нелинейности. Выход посленего соединен со.вторым входом третьеинтегратора 9.Выход блока 15 умножения непосрецственно и через первый инвертор 11 поключен соответственно к первым и вторым вхоцам блока 8 воспроизведения нелинейности типа сухое трение. Выхоцблока 16 умножения соединен со вхоцомвторого инвертора 4, выход и вход которого подключены соответственно ковторой паре противоположных вершинвторого мостового выпрямителя 3, цругая пара вершин которого соецинена спервым входом и выходом третьего интегратора 9,Работа устройства описывается следующей системой цифференциальных уранений:(У М 2-М 2)причем, если ф )I ВОТО М 2=МО 1Р, (Цо,тО Вй:4(4)3 Ар = МХ М 4.,гце ЧЧ К - угловая скорость вращенияведущего колеса;Э - момент инерции, приведенныйведущему колесу со сторонывращающихся частей трансмиссии и гусеничного движителя;Я - крутящий момент, приложенныйк ведущему колесу;М - момент упругих сил, возника 12юших в гусеничном движителе;- суммарная податливость гусе 50ничного движителя;Ч - линейная скорость гусеницы;р - радиус ведущего колеса;- момент инерции массы машины, приведенный к ведущемуколесу;.) - КПД гусеничного движителя;ф - момент внешних сил, действу(ююший на гусеничный движитель. Таким образом, на выходе блока 8 Это напряжение поступает на вхоц суммирующего интегратора 9, на другие входы которого поступают напряжение 02 и Оих, причем 02=0 щ+ ОмхПоследнее напряжение поступает на вхоц интегратора через мостовой выпрямитель 3 цля того, чтобы не возникло фцвижения" от момента сопротивления грунта, В результате на выходе суммирующего интегратора 9 формируется напряжение О , пропорциональное линейной скорооти движения машины, т.е. решается третье уравнение системы.Напряжения Омх Ом, и Змсц формируются из выраженийХ ЬКОф )1 ф=б)"рСОМ 7)Сц=бУрц(ЧСОЬд. 6) 5гпе /Э - момент сопротивления пвижению, опрепеляемый сопротивлением грунта;- рапиус вецущего колеса;- коэффициент сопротивлениягрунта;- угол наклона местности;ф - момент сопротивления цвижению, опрепеляемый угломнаклона местности;ф - момент сцепления гусеницыс грунтом;- коэффициент сцепления гусеницы с грунтом.Выражение 6) решается слецующимобр азом.С патчика угла наклона местности(цатчиком может быть либо потенциометр, 25либо устройство считывания какого-лилибо носителя информации) снимаетсянапряжение Ц , пропорциональное углунаклона местности, которое поступаетна блок 14 воспроизвепения нелинейности, воспроизвоцящей конусную зависимость. Напряжение О поступает навход блока 16 умножения, который реализует функцию произвеценияс учетом коэффициента (3 Гвк . На цругой35вхоп блока 16 поцается напряжение,опрецеляемое виц грунта с цатчика 18вица грунта(цатчиком вица грунта может быть переключатель, потенциометрили устройство считывания с какого-ли 40бо носителя информации),Таким образом, на выхоце блока 16умножения напряжение пропорциональноеДму, которое поступает на противоположные веошины мостового выпрямителя3 с противоположным знаком за счетинвертора 4.Напряжение Ц цформируется точнотакже, как и 011, только в этом слу-.чае используется блок 15 умножения.50Напряжение О , попается на управляющие вхоцы блока 8 воспроизвепения нелинейности типа сухое трение с разнымизнаками. Для изменения знака служитинвертор 11.55Напряжение 0) формируется с помощью функционального преобразователя 17, реализующего зависимость, привеценную на фиг. 2, На первый вхоц функционального преобразователя поступает напряжение О, пропорциональное линейной скорости цвижения гусеничной машины, опрепеляюшее наклон линии, соответствующей постоянному значению 1 р . НапряжениеОрпоцается на второй вхоц функционального преобразователя с патчика 18 випа грунта. Постоянное напряжение, поцаваемое на третий вхопфункционального преобразователь 17, опрецеляет величину 0 при нулевой скорости.Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известного позволяет учитывать влияние КПД на пинамику гусеничной машины, причем сам КПД учитывается зцесь как функция скорости и сопротивления пвижения.Все это повькьает точность мопелирования пинамики цвижения гусеничной машины.Использование панного устройства в тренажере цля обучения воцителя гусеничной машины за счет повышения точности мопелирования позволит сократить время обучения на реальных гусеничных машинах, что,в свою очерепь, привецет к экономии моторесурса учебных машин, топлива и затрат на сопержание учебных трасс.Формула изобретенияУстройство пля моцелирования пинамики пвижения гусеничной машины, сопержащее источник цвухполярного постоянного напряжения, выхоц которого через первый мостовой выпрямитель соецинен соотвЕтственно с первым вхопом и выхоцом перво го интегратора, вьмоц к от оро. го соецинен с вхопом второго интегратора, второй мостовой выпрямитель, оцна вершина второго мостового выпрямителя поцключена к выхопу третьего интегратора, противоположная вершина второго мостового выпрямителя поцкдючена к первому вхоцу третьего интегратора, выхоц которого соепинен с вторым вхоцом первого интегратора, цатчик угла наклона местности, соепиненный с вхояами первого и второго блоков воспроизвецения нелинейности, выхоц первого блока воспроизвецения нелинейности соецинен с первыми вхоцами первого и второго блоков умножения, выхоц первого блока умножения непосрепственно и через первый инвертор подключен соответственно7560 10 9 90 к первому и второму вхоцам блока воспроизвецения нелинейности типа сухое трение выхоц которого соецинен с вторым вхоцом третьего интегратора, выхоц второго блока умножения соецинен с вхоцом второго инвертора, вхоц и выхоц которого поаключены к цругой паре вершин второго мостового выпрямителя соответственно, выхоц цатчика вица грунта соецинен с вторыми вхоцами первого и второго блоков умножения, выхоц второго блока воспроизвецения нелинейности соецинен с третьим вхоцом третьего интегратора, о т л и ч а ю щ е е с,я тем, что, с нелью повышения точности моцелирования путем учета изменения коэффициента полезного цействия гусеничного цвижителя, оно соцержит блок выселения моцуля напряжения, функциональный преобразователь и третий блок умножения, причем первый вхоц которого соецинен с выхоцом второго интегратора, а выхоц - с вхоцом блока воспроизвецения нелинейности типа сухое трение, вхоа блока выцеления моцуля напряжения соецинен с выхоцом третьего интегратора, первый и второй вхоцы функционального преобразователя соответственно соецинены с выхоцом цатчика вица грунта и с шиной постоянного напряжения, третий 1 о вхоц функционального преобразователяпоцключен к выхоцу блока выцеления моцуля напряжения, а выхоц соецинен с вторым вхоцом третьего блока умноже ния. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свицетельство СССРМ 641465, кл. 806 О 7/70, 1975.2, Авторское свицетельство СССР пощ заявке Иф 2855503/18-24,кл, б 06 б 7/70, 1979 (прототип).907560 ЙР 3 гр гагр"Фиг Р екма 2/58 Тираж 732 Подписное ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Г 1 осква, Ж 35, Раущская наб., д. 4/ака ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В, фукаловедактор В, Лазаренко Техред Т,Маточка Корректор