Диссертация (1025300), страница 21
Текст из файла (страница 21)
5.11 и 5.12.Временные зависимости момента сопротивления на рулевом колесе приразличных значения коэффициента усиления при составляющей скорости165поворота РК изображены на Рис. 5.13 и 5.14. Анализ данных зависимостейпозволяет выявить незначительный характер влияния скорости поворота РКна полное значение реактивного момента. Н Рис. 5.15 отдельно показанвременной участок, характеризующийся наиболее активным изменениемреактивного момента на РК при выполнении виртуального маневра «Рывокруля». Наложение зависимостей реактивного момента РК на представленномвременном участке позволяет оценить величину задержки в формированиимомента сопротивления на РК при его резком повороте для различныхкоэффициентов усиления при составляющей скорости поворота.
Длявеличины реактивного момента в 10 Н·м (19,6 кгс) расчетная задержка вформировании составляет порядка 20 мс, а значение максимальной задержкина участке интенсивного изменения реактивного момента (вогнутый участоксоответствующей зависимости) составляет 60 мс. Представленные значениязадержек для различных коэффициентов при составляющей скоростиповорота РК в законе вычисления реактивного момента неразличимы с точкизрения водителя. Схожий характер влияния на текущее значение моментасопротивления на РК выявлен и для составляющей рассогласования угловыхскоростей поворотного и рулевого колес.Рис.
5.9. Временная зависимость несглаженного угла поворота РК привыполнении типового маневра «Рывок руля»166Рис. 5.10. Временная зависимость сглаженного угла поворота РК привыполнении типового маневра «Рывок руля»Рис.5.11.ВременнаязависимостьскоростиповоротаРКпривыполнении типового маневра «Рывок руля» на основесглаженных данных угла поворота РКРис.5.12.ВременнаязависимостьскоростиповоротаРКпривыполнении типового маневра «Рывок руля» на основесглаженных данных угла поворота РК167Рис.
5.13. Временная зависимость момента сопротивления на РК привыполнении виртуального типового маневра «Рывок руля»,Кdθ/dt = 1 Н·м/c-1Рис. 5.14. Временная зависимость момента сопротивления на РК привыполнении виртуального типового маневра «Рывок руля»,Кdθ/dt = 0,1 Н·м/c-1168Рис. 5.15. Временные зависимости момента сопротивления на РК привыполнении виртуального типового маневра «Рывок руля»:1 – отрезок временной зависимости интенсивного изменениямомента сопротивления на РК при выполнении виртуальноготипового маневра «Рывок руля», Кdθ/dt = 1 Н·м/c-1;2 – отрезок временной зависимости интенсивного изменениямомента сопротивления на РК при выполнении виртуальноготипового маневра «Рывок руля», Кdθ/dt = 0,1 Н·м/c-15.4.
Результаты применения на практике метода разработкизаконов управления нагружателем рулевого колесаНа основании приведенной информации следует заключение, чтоскорость поворота РК ά и рассогласование скоростей поворота рулевого и& α& − θ1 поворотного колес i рп могут быть исключены из закона формированиямомента сопротивления повороту РК (3.1), в результате чего выражение дляреактивного момента на РК приобретает следующий вид:θ М с = K ⋅ − k1 ⋅ α − k3 ⋅ α − 1 ,i рп (5.1)169где М с – момент сопротивления на рулевом колесе, Н·м; α – замеренноезначение угла поворота рулевого колеса, рад; 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, к3 – коэффициенты усиления:K =1, k1 = 10 Н·м/рад, k3 = 9 Н·м/рад.Дополнительно данное упрощение закона формирования моментасопротивлениянаРКпозволитповыситьбыстродействиесистемыуправления электронагружателем как с точки зрения уменьшения количествавычислительных операций, так и с точки зрения исключения операцийработы с буферами хранения текущих значений скорости и рассогласованияскоростей.Рассматриваемый метод разработки позволяет, помимо указанныхвозможностей, осуществлять настройку параметров в рамках выбранногозакона управления.
Для зависимости реактивного момента сопротивления наРК данный функционал может быть использован в процессе определениякоэффициентов при текущем угле поворота РК, текущем рассогласованииуглов поворотного и рулевых колес, а также общем коэффициенте усиления.В последнем случае появляется возможность реализации в данном законеадаптивной функции, т. е. введение зависимости текущего развиваемогомомента сопротивления повороту РК от скорости транспортного средства.Наиболееобщийподходкподборуоптимальныхзначенийкоэффициентов при составляющих закона формирования реактивногомомента на РК предполагает проведение значительного числа виртуальныхзаездов с привлечением группы водителей-испытателей.
Рабочее место вданном случае должно включать в своем составе:170- графический интерфейс, осуществляющий отображение виртуальногоколесного шасси;- имитационная математическая модель «реального времени» динамикидвижения колесной машины;- разрабатываемая система управления с рулевым колесом;- прочие органы управления для приема задающих воздействий отводителя-испытателя.Виртуальные заезды проводятся при различных условиях движения(переменные коэффициенты сцепления колес с опорной поверхностью –микст-основания и переменные коэффициенты сопротивления качению) иразличныххарактеристикахколесногошасси(высотацентрамасс,параметры силовой установки и трансмиссии, законы поворота управляемыхколес).
В ходе выполнения указанных виртуальных заездов производятсяразличныетипыманевров,направленныенаопределениесвойствустойчивости (к заносу, опрокидыванию и т. д.) и управляемости [3].Выполнение виртуальных заездов также может осуществляться и попроизвольной траектории при различных режимах движения шасси. Заездывыполняются с различными значениями коэффициентов при составляющих ввыражении определения реактивного момента на рулевом колесе. Порезультатамихвыполненияоптимальныезначениякоэффициентовопределяются с использованием экспертных оценок касательно остроты иинформативности рулевого управления, а также точности задающихвоздействий.Обработка полученных результатов позволяет определять оптимальныезначения искомых параметров в законе формирования реактивного моментана рулевом колесе с использованием экспертных оценок. Детальнаяреализация указанного подхода является отдельной задачей, выходящей зарамки настоящего исследования.171Основные результаты и выводы по работе1.
Создан и верифицирован метод разработки законов управленияэлектронагружателем рулевого колеса из состава системы рулевогоуправления МКШ, включающий три этапа при проектировании цифровойсистемы управления:- работа по схеме «Виртуальная система управления – Виртуальныйобъект»;- работа по схеме «Реальная система управления – Виртуальныйобъект»;- работа по схеме «Реальная система управления – Реальный объект».Указанныйинструментпроектированияобеспечиваетширокиевозможности, направленные на повышение качества функционирования исокращения сроков разработки цифровой системы управления:- формирование технических требований на вновь создаваемую илимодернизируемую систему управления;-отработка базовыхзаконов управления, лежащих в основефункционирования бортовой системы управления;- отладка программной и аппаратной части образца системыуправления в отсутствии опытного образца объекта.2. Создана имитационная математическая модель «реального времени»динамики криволинейного движения МКШ с колесной формулой 8х8 ивсеколесным рулевым управлением (ИММРВ МКШ), реализация которойосуществляется на языке программирования высокого уровня C++.3.
Произведена верификация и подтверждена адекватность автономнойработы ИММРВ МКШ при точности реализации ε = 0,003 в относительномвыражении и минимальном шаге численного решения, равным 0,0035 с;определена область адекватной работы ИММРВ МКШ:172- диапазон скоростей движения виртуального объекта МКШ с колеснойформулой 8х8: 10 – 110 км/ч;- диапазон значений максимального коэффициента взаимодействияколес с опорной поверхностью: 0,2 – 0,8;- допустимые режимы криволинейного движения виртуальногообъекта: до потери устойчивости по опрокидыванию (при значениикоэффициента взаимодействия колес с опорной поверхностью 0,8) и заносу(при значении коэффициента взаимодействия колес с опорной поверхностью0,2).Установлено, что средние и максимальные значения относительныхпогрешностей при сравнении соответствующих параметров «эталонной»модели и модели «реального времени» не превышают заданных критериевадекватности в 2% и 5% соответственно.4.
Выполнена верификация и подтверждена адекватность работыИММРВ МКШ при взаимодействии с опытным образцом СУ ЭНРК в составеобъекта МКШ. Область адекватной работы модели в данном режимефункционирования соответствует области адекватной автономной работыИММРВМКШ.Средниеимаксимальныезначенияотносительныхпогрешностей параметров моделирования в режиме «реального времени»при совместной работе с системой управления электронагружателемрулевого колеса не превышают 3% и 10% соответственно.5.
В качестве примера практической реализации метода разработкипроизведено определение параметров базового закона формированиямомента сопротивления на рулевом колесе, представленного выражением (3):коэффициенты при скорости поворота рулевого колеса k2 и разностискоростей поворота рулевого и управляемого колес k4 приняты равныминулю, коэффициент при угле поворота рулевого колеса k1 равен 10 Н·м/рад,коэффициент при разности углов поворота рулевого и управляемого колес k3173равен 9 Н·м/рад, общий коэффициент усиления K равен 1. При выбранныхзначениях параметров закона управления нагружателем рулевого колесаобеспечивается снижение физических нагрузок на водителя, так как моментсопротивления на рулевом колесе в ходе выполнения виртуальных заездов непревышает 25 Н·м.174Список литературы1.Автоматизированныйэлектропривод,силовыеполупроводниковыеприборы, преобразовательная техника. Актуальные проблемы и задачи /Под ред.
Н.Ф. Ильинского. М.: Энергоатомиздат, 2003. 472 с.2.Аксёнов П.В. Многоосные автомобили. М.: Машиностроение, 1989.280 с.3.Антонов Д.А. Расчёт устойчивости движения многоосных автомобилей.М.: Машиностроение, 1984.168 с.4.Антонов Д.А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей.М.: Машиностроение, 1978. 216 с.5.Афанасьев Б.А., Белоусов Б.Н. Проектирование колёсных машин сиспользованиеммоделирования:«МоделированиесистемколёсныхУчебноемашин».пособиеМ.:покурсуИзд-воМГТУим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
