Диссертация (1025300), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

В качестве критериев адекватности выступализначения максимальной и средней относительной погрешностей 5% и 2%соответственно [115, 141]. По результатам выполнения верификацииподтверждена адекватность функционирования математической модели«реальноговремени»приавтономнойработе.Определенаобластьадекватной работы имитационной модели «реального времени»:− диапазон скоростей движения виртуального объекта: 10 – 110 км/ч;− диапазон значений максимального коэффициента взаимодействияколес с опорной поверхностью: 0,2 – 0,8;− допустимые режимы криволинейного движения виртуальногообъекта: до потери устойчивости к опрокидыванию (при значениикоэффициента взаимодействия колес с опорной поверхностью 0,8) или кзаносу (при значении коэффициента взаимодействия колес с опорнойповерхностью 0,2).По результатам подтверждения имитационной модели динамики«реального времени» доказана возможность ее применения в рамкахрассматриваемого метода разработки.109Глава 3.

Экспериментальная часть3.1. Цель и объект исследованияЦельювозможностиэкспериментальноговзаимодействияисследованияимитационнойявляетсяматематическойоценкамодели«реального времени» динамики криволинейного движения многоосногоколесного шасси с действующей электронной системой управленияэлектронагружателем рулевого колеса, а также проверка адекватности иточности функционирования ИММРВ МКШ при совместной работе с СУЭНРК.Оценка функционирования ИММРВ МКШ при совместной работе сбортовой системой управления нагружателем рулевого колеса будетосуществляться путем сравнения характеристик (параметров работы)ИММРВМКШимитационнойссоответствующимиматематическоймоделихарактеристиками(ЭИММ),«эталонной»работакоторойосуществляется с высокой точностью в режиме «непрерывного времени».

Впроцессе моделирования в «реальном времени» при выполнении различныхманевров производится запись соответствующих управляющих воздействиясо стороны водителя (угол поворота рулевого колеса, состояние педалейакселератора и тормоза). Данные воздействия далее используются в качествевходных управляющих сигналов для ЭИММ. Таким образом, достигаетсяприближение условий работы ЭИММ и ИММРВ МКШ.Корректность работы ИММРВ МКШ определяется величинамиотносительных погрешностей (средними и максимальными значениями) присравнении значений соответствующих параметров ИММРВ МКШ и ЭИММ,функционирующих в одинаковых режимах, для выбранных временныхотсчетов на протяжении всего процесса моделирования.110Объектом исследования является ИММРВ четырехосного шасси сколесной формулой 8х8 и формулой рулевого управления 1-2-3-4.

Остальныехарактеристики исследуемой модели представлены в Таблице 1.Система управления нагружателем рулевого колеса входит в составсистем рулевого управления специальных колесных шасси, особенностьюкоторых является отсутствие «жесткой» (механической) связи междурулевым колесом и управляемыми колесами (Рис. 3.1).Рис. 3.1.

Структурная схема автоматизированного рулевого управления вотсутствии «жесткой» связи рулевого и управляемых колесРулевое колесо в системах рулевого управления подобного типа играетрользадатчикауправляющеговоздействиябезосуществлениянепосредственной передачи усилия от водителя на управляемые колеса.

Всоответствии с информацией, представленной в главе 1, с целью обеспеченияобратной связи на рулевом колесе в конструкцию рулевого управленияданноготипавводятдополнительноеустройство,обеспечивающиетребуемое сопротивление повороту рулевого колеса - электронагружательрулевого колеса.В качестве управляющего воздействия для системы управленияэлектронагружателем выступает требуемое значение момента сопротивлениянарулевомколесе,величинакоторогоопределяетсябортовойинформационно-управляющей системой (БИУС) в соответствии с принятым111законом управления.

Передача текущего значения момента сопротивленияпроизводится в соответствии с Протоколом информационно-логическоговзаимодействия, основанного на стандарте SAE J1939. В качествефизического канала связи в данном случае используется CAN-интерфейс соскоростью обмена 250 кбит/с.Выходными параметрами системы управления электронагружателемявляются угол поворота рулевого колеса, а также текущее значениеразвиваемого момента сопротивления повороту РК.На Рис.

3.2 представлена структурная схема взаимодействия системыуправленияэлектронагружателемрулевогоколесасбортовойинформационно-управляющей системой.Рис. 3.2. Структурная схема взаимодействия системы управленияэлектронагружателемрулевогоколесаинформационно-управляющей системойсбортовой112Одним из основных требований, предъявляемых к исследуемойИММРВМКШ,взаимодействующейявляетсяснейидентичностьобъектусточкизренияфизическойсистемыуправления.Длясоответствия предъявляемому требованию в настоящей ИММРВ МКШвыполнена реализация функционирующего в составе объекта ПротоколаИЛВ системы управления электронагружателем рулевого колеса и БИУС ссохранением требуемых параметров обмена данными. На Рис. 3.3 отраженаструктурная схема взаимодействия СУ ЭНРК с ИММРВ МКШ.Рис. 3.3.

Структурная схема взаимодействия системы управленияэлектронагружателем рулевого колеса с имитационнойматематическоймоделью«реальноговремени»многоосного колесного шассиВкачествеCAN-адаптерабылиспользованUSB-to-CANпреобразователь IXXAT. Данный адаптер обеспечивает взаимодействие стребуемой скоростью обмена, а вспомогательное ПО IXXAT позволяетанализировать текущий информационный обмен в режиме «реального113времени». Это, в свою очередь, значительно ускоряет процесс отладки иобнаружения ошибок в работе модуля ИММРВ МКШ, отвечающего за обменс внешними системами.Программноесредствоинтерфейсавизуализацииобеспечиваетотображение текущего положения МКШ при выполнении «виртуальныхзаездов» (типовая форма представлена на Рис.

3.4). Данная частьпрограммного комплекса ИММРВ МКШ позволяет водителю-испытателюформировать корректное управляющее воздействие на соответствующиеорганы управления (рулевое колесо и педаль акселератора) при работе сИММРВ МКШ, а также отслеживать изменение параметров «движения»шасси в режиме «реального времени». Графическое исполнение интерфейсазависит от сложности поставленной задачи, сферы применения подобногопрограммного комплекса и является отдельной дизайнерской и техническойзадачей. В данном случае интерфейс визуализации реализован на языке С# всреде Microsoft Visual Studio 2008. При его разработке использовались толькостандартныесредствабиблиотеки.Netдляработысграфикой,дополнительных библиотек высокого уровня не применялось.Рис. 3.4.

Типовая экранная форма интерфейса визуализацииимитационнойвремени»математическоймногоосногомоделиколесного«реальногошассивыполнении маневра типа «Переставка SП = 20 м»при114На Рис. 3.5 представлено изображение рабочего места при проведенииисследования модели «реального времени» МКШ в составе объекта.Рис. 3.5. Рабочее место исследования ИММРВ МКШ в составе объекта:1 - персональный компьютер, на котором осуществляетсяфункционирования модели «реального времени» и отображениеМКШ через интерфейс визуализации;2 - задатчик положения педалей акселератора и тормоза;3 - рулевое колесо (штурвал) из состава объекта;4 - электронагружатель рулевого колеса;5 - датчик углового положения рулевого колеса;6 - USB-to-CAN преобразователь IXXATНа Рис. 3.6 отображена электромашина нагружателя РК, в составкоторой входит также и датчик углового положения РК.Рис.

3.6. Внешний вид электромашины нагружателярулевого колеса115Рис. 3.7 наглядно представляет процесс выполнения типового маневрапри исследовании ИМРВ МКШ во взаимодействии с СУ ЭНРК.Рис. 3.7. Процесс выполнения маневра типа «Переставка SП = 20 м» приотработке ИММРВ МКШ в составе объектаВ настоящее время в БИУС рассматриваемого объекта специальнойколеснойтехникиреализованавозможностьформированиямоментасопротивления на рулевом колесе в соответствии с одной из представленныхниже зависимостей:- величина момента сопротивления на рулевом колесе зависит оттекущих угла и скорости поворота рулевого колеса, а также рассогласованиямежду текущими углами поворота рулевого колеса и одного из управляемыхколес:θ θ&  М с = K ⋅  − k1 ⋅ α − k 2 ⋅ α& − k3 ⋅  α − 1  − k 4 ⋅  α& − 1  i рп i рп   ,(3.1)где М с – момент сопротивления на рулевом колесе, Н·м; α – замеренноезначение угла поворота рулевого колеса, рад; α& - первая производная по116времени угла поворота рулевого колеса рад/с; θ1 – замеренное значение углаповорота переднего левого колеса шасси, рад; θ& 1 – первая производная повремени угла поворота переднего левого колеса шасси, рад/с; i рп =θ требα–передаточное отношение рулевого привода; θ треб – требуемое значение углаповорота переднего левого колеса, рад; К, к1…к4 – коэффициенты усиления,k1 = 3 Н·м/рад, k2 =1 Н·м/с-1, k3 =0.2 Н·м/рад, k4 =1 Н·м/с-1, K = 3.- величина момента сопротивления на рулевом колесе определяетсяскоростьюдвиженияшассиитекущимизначениямидавленийвисполнительных гидроцилиндрах рулевого управления:1 nМ с = (k1 ⋅ V + k 2 ) ⋅ ∑ ki ⋅ pi _ л − pi_пn i =1(),(3.2)где кi , к1 , к2 – коэффициенты усиления; n – число колес шасси; рi_л , рi_п –давления в исполнительных гидроцилиндрах.При работе с СУ ЭНРК объекта в ИММРВ МКШ в качестве законаформирования момента сопротивления на рулевом колесе использовалосьвыражение (3.1).

Характеристики

Список файлов диссертации