Диссертация (1025300), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Требования по организации взаимодействия с33человеком или системой управления при разработке модели не выдвигались,следовательно, ее реализация в режиме «реального времени» не требуется.В работе [8] представлена имитационная математическая модельдинамики торможения автомобиля, численный метод реализации которой,как сообщают исследователи, адаптирован под работу в режиме «реальноговремени». Данная модель включает в своем составе как описание процессаторможения колеса автомобиля, так и работу виртуального контроллерасистемыАБС.Модельвдостаточнойстепениописываетпроцессвзаимодействия колеса с опорной поверхностью в процессе торможения иучитывает работу тормозной автомобиля.В исследовании выполнен анализ устойчивости решения исследуемоймодели, описан численный метод реализации - метод Эйлера, определендопустимыйдиапазонизмененияпараметровмоделированияисходятребований к устойчивости и точности работы модели.
Установлено, чтокритические значения шага интегрирования зависят как от методачисленного решения системы дифференциальных уравнений, так и от типадорожного покрытия.Рассматриваемая имитационная математическая модель торможенияавтомобиля обеспечивает ее реализацию в режиме «реального времени»,причем упомянутая модель контроллера системы АБС может бытьвпоследствии заменена на действующий управляющий микропроцессор АБС.В данном случае применяемая модель должна реализовать соответствующийканал связи с физической системой управления, обеспечивающий передачутекущих кинематических параметров движения колеса и прием действующихзначений тормозного момента на колесе.В работе [45] осуществляется моделирование элементов виброзащитыколесной машины.
В качестве среды реализации математической моделииспользуется пакет программ MSC.ADAMAS, который обеспечиваетрешение подобных задач динамики многокомпонетных систем. В качестве34исследуемыхэлементоввиброзащитывыступаютшины,системаподрессоривания и сиденье водителя.По полученным ранее экспериментальным данным были определенысобственныечастотырассматриваемыхэлементов,коэффициентыдемпфирования, амплитуды и фазы вынужденных и собственных колебаний.Значения данных параметров были подставлены в соответствующиедифференциальные уравнения моделей для последующего расчета.Особоевнимание авторы исследованияразработанныхматематическихмоделей.уделяют верификацииДлярассматриваемыхвиброзащитных элементов (в частности, пружин, рессор и амортизаторов изсоставасистемыиспытаниянаподрессориваниястендовомавтомобиля)оборудовании,проводятсяобеспечивающемнатурныеизмерениесоответствующих характеристик.
По результатам проведения стендовыхиспытаний и их сравнением с данными вычислительных экспериментовосуществляется корректировка разрабатываемой математической модели.Авторы работы отмечают, что реализованные подобным образомвиртуальные элементы виброзащиты транспортного средства в совокупностисмодельюрамыпозволятзавершитьматематическоеописаниеколебательных свойств автомобиля. На основе представленной информацииследует вывод, что верифицированные имитационные математическиемодели отдельных узлов и систем колесной машины при организациисоответствующего взаимодействия могут быть применены для построенияполнокомплектной динамической модели автомобиля.
Данная возможностьособенно актуальна на ранних стадиях проектирования. Сформированныеподобным образом библиотеки виртуальных элементов обеспечивают воценки различных параметров и характеристик, как отдельных систем, так ивсего автомобиля в целом.Следует заметить, что реализация подобных библиотечных модулей врежиме«реальноговремени»предоставитвозможностинетолькопроизводить полномасштабное моделирование динамических характеристик35транспортного средства, но и выполнять работы по взаимодействию сбортовыми системами управления.Исследование[59]посвященопостроениюимитационнойматематической модели, описывающей работу системы рулевого управлениягрузовых автомобилей высокой проходимости.
Адекватность данной моделипроверяется путем сравнения результатов вычислительного и натурногоэксперимента. Модель позволяет оценить развиваемое усилие сопротивленияповороту рулевого колеса в различных режимах работы усилителя (до еговключения и в процессе его функционирования), а также параметрыдвижения поршня исполнительного гидроцилиндра, управляемых колес иперемещения золотникового элемента центрального распределителя.
Вкачестве граничных условий работы модели выступают максимальноезначение регулируемого давления насоса гидроусилителя и минимальноезначение давления слива гидросистемы.В качестве среды реализации рассматриваемой модели системырулевого управления с гидроусилителем применялся программный пакетматематическогомоделированияMathCADTM,методчисленногоинтегрирования – метод Рунге-Кутта 4-ого порядка.По результатам моделирования установлено, что различия расчетов иэксперимента не превышают 5 %, но, в то же время, не обнаруженоколебательных процессов, которые могут возникать в системе рулевогоуправления с гидроусилителем при определенных условиях.В представленном виде модель системы рулевого управления сгидроусилителем позволяет производить исследования подобных систем дляоценки устойчивости их работы, влияния внешних воздействий и измененияразличных внутренних параметров.
Дальнейшее расширение функционаларассматриваемой модели в части реализации представленной системыдифференциальных уравнений в режиме «реального времени» и обеспеченияинтерфейсов для трансляции текущих значений параметров в контроллерыинформационных бортовых систем позволят применять ее для отработки36алгоритмов функционирования различных электронных модулей приразработке электрогидравлических систем рулевого управления.В работе [91] отмечено, что для верификации разрабатываемыхматематических моделей (четверти автомобиля или всего автомобиля) могутбытьиспользованыкаксредстваполунатурногомоделирования(испытательная установка четверти автомобиля), так и виртуальные средства(верифицированные ранее математически модели, функционал которыхудовлетворяет целям исследования). Однако в подавляющем большинствеоценка сложных моделей автомобиля (например, модели с 14 степенямисвободы) производится только путем сравнения результатов моделирования сданными реального объекта.
Предложенная в работе модель динамикипрямолинейногодвиженияавтомобиляпроходилаверификациюсиспользованием опытного образца (автомобиль Proton Iswara с объемомдвигателя 1.3 л и 5-ти ступенчатой механической КПП). Отличия в скоростицентра масс реального объекта и математической модели при различныхрежимах движения составляет не более 33% на все времени моделирования(что обуславливается ручным переключением передач), коэффициентаскольжения - не более 30%. Авторы делают вывод, что математическаямодельдаетудовлетворительныерезультатыспогрешностями,некритичными для целей исследования, а также о возможности использованияпредставленной модели для отработки алгоритмов функционированиясистемы АБС.Имитационное математическое моделирование позволяет не толькопроизводить оценку динамических параметров движения автомобиля илифункционирования его отдельных узлов и агрегатов, оно также можетявляться инструментом или объектом исследования при отработке базовыхзаконовуправленияразличныхсистемколесноймашины(рулевоеуправление, управление системой подрессоривания и т.
д.). Помимоуказанного назначения имитационное моделирование широко используется37для исследования влияния различных параметров шасси на динамику иустойчивость движения.В работе [27] представлена возможность применения имитационныхматематических моделей динамики криволинейного движения колесноймашины для исследования различных законов всеколесного рулевогоуправления и определения их оптимальных параметров, а также оценкиосновных свойств колесной машины при различных законах рулевогоуправления. В качестве модели криволинейного движения колесной машинеприменялась динамическая модель, разработанная на кафедре СМ-10«Колесные машины» МГТУ им.
Н. Э. Баумана.Исследованию подвергались законы рулевого управления «РСП УС» регулированиесоотношенияугловповоротауправляемыхколесвзависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости движениятранспортного средства, «РСП У» - регулирование соотношения угловповорота управляемых колес в зависимости только от угла поворота рулевогоколеса, а также «веерный» закон рулевого управления. По результатамвиртуальных заездов установлено, что закон рулевого управления «РСП УС»не позволяет достичь каких-либо ощутимых преимуществ по сравнению сзаконом «РСП У» для машин с колесными формулами 6×6 и 8×8 напредельных скоростях выполнения маневров [16].
В то же время выявлено,что при применении закона «РСП УС» приводит к различным траекториямдвижения транспортного средства в зависимости от текущей скоростидвижения. Данный факт, в свою очередь, приводит к увеличению времениадаптации водителей при использовании указанного рулевого управления итребует повышенного внимания при выполнении маневров.Для оценки «веерного» закона и закона «РСП УС» по результатамвыполнения вычислительных экспериментов было произведено сравнениебоковых ускорений центра масс при выполнении типового маневра, а такжебоковых и нормальных реакций на каждом из колес транспортного средства.Установлено, что предельные скорости выполнения маневров при указанных38законах рулевого управления практически одинаковы, а величина боковыхускорений при «веерном» законе несколько ниже.
Потери устойчивости позаносу в обоих случаях не выявлено. При «веерном» законе отмеченобольшее совпадение траекторий передней и задней оси.По итогам исследования сделан вывод, что рассматриваемые законывсеколесного рулевого управления подтверждают работоспособность иэффективность для обеспечения управляемости и устойчивости в сравнениис применяемыми в настоящее время законами рулевого управления.Исследование [34] посвящено разработке имитационной модели,позволяющей проводить вычислительный эксперимент для определениядинамики корпуса трехосной колесной машины с зависимой балансирнойподвеской ведущих мостов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
