Диссертация (1025300), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Реализация закона (3.2) не представляется возможной притекущем исполнении модели «реального времени» МКШ без доработокисходного кода и корректировки Протокола информационно-логическоговзаимодействия с БИУС объекта, так как в модели отсутствует информация овеличинах давлений в гидроцилиндрах из состава системы рулевогоуправления.Значение текущего угла поворота рулевого колеса поступает в модельот СУ ЭНРК (в соответствии с Рис. 3.3), а вычисление скорости поворотарулевого колеса, угла поворота выбранного управляемого колеса ирассогласованияугловповоротауправляемогоосуществляется в процессе работы модели.ирулевогоколес117В качестве закона управления поворотом управляемых колес приреализации ИММРВ МКШ выбран «веерный» закон управления [26].
Дляданного закона управления характерны следующая зависимость: θ р − θ зап X p = L / 2⋅ θ max − θ зап n,(3.3)где X p - координата смещения полюса рулевого поворота по базе; L - базаМШК; θp - средний угол передней оси, пропорциональный углу поворотарулевого колеса; θmax - максимальный угол поворота задающего колеса; θзап угол запаздывания - предельный угол поворота передней оси, в пределахкоторого полюс рулевого управления лежит на задней (последней) оси.С целью повышению устойчивости движения МКШ при высокихскоростях и улучшения маневренности на низких в данный закон рулевогоуправления вводятся следующие ограничения:- до превышения установленной величины запаздывания θзап угломповорота задающего колеса передней оси полюс рулевого управлениярасположен на последней (четвертой) оси шасси;- при расположении полюса рулевого поворота за 3-ей осью колесаданный оси остаются в нейтральном положении.На Рис.
3.8 представлена схема поворота при «веерном» законерулевого управления.Рис. 3.8. Схема поворота МКШ при «веерном» законе рулевого управления1183.2.УсловияиметодикапроведенияэкспериментальныхисследованийЭкспериментальныеПАО «КАМАЗ»вг.исследованияНабережныепроводилисьЧелны.наРаботытерриторииосуществлялисьнепосредственно на объекте, в состав которого входит действующий образецсистемы управления электронагружателем рулевого колеса.
Для проведенияисследования запуска силовой установки и движения объекта не требовалось,функционированиесистемыуправленияэлектронагружателемпроизводилось в штатном режиме, питание осуществлялось от бортовой сетиобъекта.Перед проведением эксперимента с целью определения основныхпараметров взаимодействия по цифровому CAN-интерфейсу СУ ЭНРК иБИУС объекта (адресации, перечня сообщений транзакции, периодичности ипорядка обмена) произведено подключение в соответствующую CAN-линиюобъектаперсональногокомпьютераобеспечением для просмотраПодключениеосуществлялосьстекущегосустановленнымобменапрограммнымпо цифровойиспользованиемсети.USB-to-CANпреобразователя.Послеанализаполученнойинформацииподтверждено,чтопериодичность отправки сообщений с информацией по текущему угловомуположению РК (идентификатор сообщения ID = 0xF01D13) составляет 10 мс,скорость обмена составляет 250 кбит/с, адресация устройств в сетисоответствуетПротоколуинформационно-логическоговзаимодействия(адрес БИУС – 0x21, адрес СУ ЭКРН – 0x13).
Данные параметры былиучтены в программном обеспечении ИММРВ МКШ.При проведении «виртуальных» заездов в качестве тестовых маневровбыли выбраны «Переставка SП = 20 м» и «Поворот RП = 35 м» в соответствиис ГОСТ 31507-2012 «Автотранспортные средства. Управляемость иустойчивость. Технические требования. Методы испытаний» [23].119На первом этапе исследования производилась проверка возможностиработы ИММРВ МКШ во взаимодействии с СУ ЭНРК, состоявшая из двухшагов.На первом шаге осуществлялась проверка корректности приема данныхо текущем угле поворота рулевого колеса от СУ ЭНРК.
В данном случае былвыполнен тестовый «виртуальный» заезд с прохождением маневров типа«Поворот RП = 35 м», при этом управление ИММРВ осуществлялось отрулевого колесаобъекта. На Рис. 3.9 представлена экранная формаинтерфейса реализации по результатам выполнения маневра «Поворот».Рис. 3.9. Экранная форма интерфейса визуализации по результатамвиртуального заезда с выполнением маневра типа«Поворот RП = 35 м»По результатам выполнения данного маневра установлено:- движение «виртуального» объекта осуществлялось в рамкахустановленной для маневра типа «Поворот RП = 35 м» разметки;- задержек в отработке ИММРВ МКШ управляющих воздействий отрулевого колеса объекта не выявлено;- избыточного или недостаточного управления не наблюдалось.120Данные факты свидетельствуют о корректной работе ИММРВ МКШпод управлением от внешнего задатчика.На втором шаге предпринята попытка по реализации и контролюмомента сопротивления повороту на рулевом колесе.
Для достиженияуказанной цели были выполнены два виртуальных заезда при одинаковыхпараметрахдвиженияSП = 20 м».Первыйспрохождениемзаездманевровосуществлялсябезтипа«Переставкареализациимоментасопротивления на рулевом колесе. При втором заезде производилосьформирование сопротивления на РК, величина которого определялась всоответствии с зависимостью (3.1). На Рис. 3.10 и 3.11 представленытраектории движения при выполнении соответствующих виртуальныхзаездов,на Рис. 3.12 приведены зависимости требуемого и текущегомомента сопротивления на РК.
Данные о текущем значении моментасопротивления на РК также транслируются в ИММРВ МКШ от СУ ЭНРК.Рис. 3.10. Экранная форма интерфейса визуализации по результатамвиртуальногозаездасвыполнениемманевратипа«Переставка SП = 20 м» без момента сопротивления нарулевом колесе121Рис. 3.11. Экранная форма интерфейса визуализации по результатамвиртуальногозаездасвыполнениемманевратипа«Переставка SП = 20 м» с моментом сопротивления нарулевом колесеРис. 3.12. Изменение момента сопротивления на РК при выполненииманевра «Переставка SП = 20 м»:1 - текущий момент сопротивления на РК по данным отСУ ЭНРК;2 - требуемый момент сопротивления по данным отИММРВ МКШ122Рис.Временная3.13.зависимостьотносительнойпогрешностиреализации момента сопротивления при выполненииманевра типа «Переставка SП = 20 м»Рис.3.13отображаетзависимостьотносительнойпогрешностиформирования момента сопротивления на рулевом колесе в процессевыполнения типового маневра «Переставка SП = 20 м» при организациивзаимодействия ИММРВ с МКШ.По результатам проведения «виртуальных» заездов с выполнениемманевра «Переставка SП = 20 м» и анализа представленных зависимостейотмечено, что СУ ЭНРК принимает поступающие от ИММРВ МКШ данныес требуемым значением момента сопротивления на РК, корректноотрабатывает заданное управляющее воздействие и осуществляет отправкутекущейвеличинымоментасопротивлениявИММРВМКШдляпоследующего анализа функционирования.
При выполнении маневраощущалось заметное сопротивление на рулевом колесе, как при измененииугла поворота, так и при его удержании в положении, отличном отнейтрального.Таким образом, на основе представленной информации по итогамвиртуальных заездов с выполнением маневров типа «Переставка SП = 20 м» и«Поворот RП = 35 м» следует, что взаимодействие ИММРВ МКШ с123СУ ЭНРК по цифровому каналу связи осуществляется корректно, тем самымподтверждена возможность совместной работы ИММРВ МКШ и СУ ЭНРКдля проведения дальнейших исследований ИММРВ МКШ.Следующим этапом эксперимента в составе объекта являлосьпроведение серии виртуальных заездов с выполнением типовых маневровпри различных параметрах движения шасси.
Выполнение маневра типа«Переставка SП = 20 м» осуществлялось со скоростями 15 и 25 км/ч;выполнение маневра типа «Поворот R = 35 м» осуществлялось со скоростями15 и 20 км/ч.По результатам выполнения каждого заезда осуществляется записьтекущих параметров движения шасси и управляющих воздействий состороны рулевого колеса, педалей акселератора и тормоза. После проведенияработ в составе объекта аналогичные «заезды» выполняются на ЭИММ, длякоторойвкачествевходныхуправляющихсигналовиспользуютсявоздействия, сформированные при работах в составе объекта.После проведения работ вне объекта выходные параметры ЭИММиспользуются для сравнения с соответствующими выходными параметрамиИММРВ МКШ [40, 50]. Результаты данных оценок позволяют сделать выводо корректности работы ИММРВ МКШ и возможности ее дальнейшегоиспользования для проведения исследовательских и опытно-конструкторскихработ.3.3.
Аппаратно-измерительный комплексПриработевсоставеобъектаспециальногоизмерительногооборудования и приборов не применялось. Функционирование ИММРВМКШ осуществлялось на персональном компьютере HP 550 со следующимипараметрами:- процессор Intel(R) Core(TM) 2 с тактовой частотой 1,4 ГГц;- 64 кбайт кэш-памяти 1-ого уровня данных, 64 кбайт кэш-памяти 1-огоуровня команд, 2048 кбайт кэш-памяти 2-ого уровня ;124- оперативная память DDR2 объемом 2 ГГб с тактовой частотой333 МГц;- встроенная видеокарта Mobile Intel(R) 965 Express Chipset Family собъемом видеопамяти 448 Мб;- жесткий диск Toshiba MK1652GSX ATA объемом 88 ГГб.Интерфейс визуализации для отображения текущего положениявиртуального шасси и осуществления своевременного управляющеговоздействия функционировал на платформе Windows Vista. Вычислительнаячасть ИММРВ МКШ работала под управлением операционной системы«реального времени» QNX 6.4.0.
Выбор данной платформы для реализацииИММРВ МКШ связан с основным требованием к работе имитационноймодели в режиме мягкого «реального времени» (Рис. 3.3).Работа операционной системы QNX осуществляется на той же машинес использованием программного комплекса виртуализации VMware.В качестве преобразователя цифрового CAN-интерфейса применялсяадаптер USB-to-CAN IXXAT со следующими параметрами:- интерфейс подключения к ПК USB 2.0 Hi-Speed 480 Мбит/с;- высокоскоростной CAN канал в соответствии с ISO 11898-2 соскоростью передачи до 1Мб/с;- гальваническая развязка CAN-интерфейса.В комплект данного устройства входит широкий перечень драйверовдля различных операционных систем, а также специальное программноеобеспечение MiniMon V3, применение которого на подготовительной стадиипозволило определить текущие параметра обмена устройств в составеобъекта, а также производить дальнейший контроль обмена данными междуИММРВ МКШ и СУ ЭНРК.Реализация ИММРВ МКШ обеспечивает хранение всех текущихпараметров движения виртуального шасси для последующей записиполученных данных в соответствующие файлы.
Частота выборки параметровдля записи в файл регулируется, что позволяет оптимизировать объем125исходныхдляпоследующейобработкиданныхвзависимостиотпродолжительности процесса моделирования.Каждый выбранный для сохранения параметр движения шассизаписывается в отдельный файл со структурой «время - значение отсчета».Дополнительно к параметрам движения осуществляется сохранение значенийшага на протяжении всего процесса моделирования. Последующий анализданной зависимости позволяет сделать вывод о возможности повышенияточности моделирования при наличии запаса по времени в режиме работымодели в «реальном времени», а также определить режимы движения шасси,моделирование которых в «реальном времени» представляет наибольшиетрудности.Формат сформированных по итогам моделирования исходных файловданныхпозволяетосуществлятьпоследующуюработуснимисиспользованием редактора Microsoft Excel.
Принятая для записи структураданных «время - значение отсчета» обеспечивает визуализацию и анализполученной зависимости без дополнительных манипуляций.3.4. Результаты экспериментальных исследованийВ ходе выполнения работ по реализации взаимодействия ИММРВМКШ с действующим образцом бортовой электронной системы управления,в качестве которой выступает система управления электронагружателемрулевого колеса, осуществлялась запись основных параметров движенияМКШ. Помимо сохранения параметров движения МКШ при проведениивиртуальных заездов осуществляется фиксация управляющих воздействий(положение рулевого колеса, педалей акселератора и тормоза). Полученныеданные используются при последующей оценке корректности работыИММРВ МКШ совместно с физической бортовой системой управления.Верификация результатов работы ИММРВ при ее взаимодействии ссистемойуправленияосуществляетсясприменением«эталонной»имитационной математической модели, реализованной в среде Simulink из126состава программного комплекса MatlabTM.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
