Диссертация (1025300), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В качестве упругих элементов в данной схемесистемы подрессоривания используются пакеты металлорессор, угловаяподатливость которых учтена при разработке рассматриваемой модели.Реализация исследуемой модели была выполнена с использованиемпакетапрограммрезультатамматематическоговыполнениямоделированиявычислительногоMATLABTM,экспериментапополученывременные зависимости ряда параметров колесной машины при движении соскоростью 15 км/ч по разбитой грунтовой дороге, в частности, вертикальнаякоордината центра масс корпуса, угла продольного наклона корпуса(тангажа), углов закручивания балансиров задней подвески левого и правогоборта. Автор исследования указывает, что полученные в ходе «виртуальных»заездов зависимости могут быть использованы на следующих этапахпроектированияобразцаколесной техникив качествеосновыдляпрочностных расчетов.
Это, в свою очередь, повторно свидетельствует о тойроли, которую играет в настоящее время имитационное математическоемоделирование при разработке как отдельных узлов или агрегатов, так и всейколесной машины.В работе отмечено, что для решения обозначенных задач, в частностиисследованиявибронагруженностикорпуса,нетребуетсяподробной39проработки взаимодействия колесного движителя с опорным основанием, аконтакт шин с опорной поверхностью можно принять точечным. Данныедопущенияпозволяютупроститьматематическуюмодель,делаяеепригодной для решения упомянутых задач без дополнительных затратвычислительныхимитационныхмощностей.Представленныйматематическихмоделейподходдинамикикразработкеколесныхмашинпредоставляется возможности для перехода к моделированию в режиме«реального времени», когда корректный выбор упрощений и допущениймодели является критичным с точки зрения снижения времени расчет наочередной итерации моделирования.В исследовании [73] обозначена проблема неоднозначного влияниябазы автомобиля на его устойчивость в различных ситуациях, возникающихв процессе движения (торможение в повороте, торможение на «миксте»).
Дляизучения указанных проблем осуществлялось имитационное математическоемоделирования движения автомобиля с использованием программногокомплекса StabAuto, разработанный в ВолгГТУ. Данная среда моделированияпозволяет осуществлять виртуальные заезды в различных скоростныхрежимах и с различными характеристиками транспортного средства, а такжеучитывать специфичные для конкретной задачи явления (в данном случае влияние боковых сил на величины зон трения покоя и скольжения в пятнеконтакта).По результатам исследования удалось определить уводы передней изадней осей в исследуемых режимах движения, а также различия в нагрузках,приходящихся на каждое из колес автомобиля при совершении маневров и,соответственно,реализациюстабилизирующихидестабилизирующихреакций и моментов со стороны опорной поверхности. Выявлены отличия вовремени блокирования колес для различных величин базы транспортногосредства.
Авторы исследования подчеркивают, что при проектированиишасси разработчики должны применять соответствующие математические40модели, отражающие наиболее значимые процессы и явления динамикиавтомобиля.Данная работа в достаточной степени отражает ту роль, которуюиграет моделирование в процессе проектирования и исследования объектовколесной технике. Проведение натурных экспериментов для исследованиявлияния величины базы автомобиля на управляемость и устойчивостьтребует значительной подготовки эксперимента, выделения определенногочисла транспортных средств с соответствующими характеристиками,оснащенияавтомобилейнеобходимойдатчиковойизаписывающейаппаратурой.Вкачествеисследовательскихобъектовимоделированияконструкторскихработприможетпроведениивыступатькакавтомобиль в целом, так и его отдельные узлы или системы.В работе [128] рассматривается электронная система стабилизации,способная отслеживать изменение параметров шасси и параметров опорнойповерхности,чтопозволяетпроизводитьадаптацииалгоритмовфункционирования в изменяющихся условиях движения.
Данная адаптивнаясистема стабилизации предназначается, в первую очередь, для грузовыхавтомобилей, тягачей, автобусов, значения динамических параметровкоторых могут изменяться в широких пределах в различных режимахэксплуатации.Адаптивная система стабилизации в данном случаепредставлена в виде имитационной модели в среде LabView, котораяосуществляетвзаимодействиесмодельютранспортногосредства,реализованной в среде CarSim, позволяющей выполнять моделирование вусловиях«реальноговремени».Выполнениетиповыхманевровосуществляется с использованием примитивной модели водителя.
По итогамвиртуальных заездов отмечено, что рассматриваемая система стабилизациипозволяет снизить боковое ускорение автомобиля в 1,25 раз, угол скольжения- на 33%, физические нагрузки на водителя - на 46%, психические нагрузки на 50%, повысить скорость выполнения маневра на 4%. По результатам41имитационного моделирования автор делает вывод, что представленныйалгоритмфункционированиясистемыстабилизацииспособствуетзначительному повышению безопасности движения, однако окончательнаяотладка и корректировка возможны только по итогам испытаний опытногообразца изделия.Вработе[61]рассматриваютсяпринципыреализациироботизированного транспортного средства с механической коробкойпереключения передач, приводятся результаты моделирования работыразличных узлов и агрегатов автомобиля, описывается процесс созданияопытного образца.
В данном случае осуществляется моделированиеследующих узлов и агрегатов транспортного средства с применениембиблиотекикомпонентов SimSpaceкомпонентаSimulink из составаматематического программного пакета MATLABTM:- двигатель внутреннего сгорания;- механизм сцепления;- механическая коробка переключения передач;- корпус автомобиля;- колесный движитель.Построенная из указанных подсистем модель автомобиля способнапринимать виртуальные управляющие воздействия: положение дроссельнойзаслонки, усилие нажатия педали сцепление, усилие нажатие педали тормозаи др.При переходе к роботизированному управлению авторы исследованияпереходяткреализацииавтоматизированномуказанныхрежиме.Дляуправляющихотладкивоздействийтребуемыхврегулятороввыполняется предварительная разработка соответствующих моделей вкомпонентеSimulink.совместнойработыТакиммоделейобразом,обеспечиваетсяуправляющихконтроллероввозможностьимоделитранспортного средства.
По итогам анализа совместной работы моделейроботизированных контроллеров и транспортного средства осуществляется42настройка параметров и алгоритмов работы контроллеров. Полученныерезультатыприменяютсяприразработкеуправляющихпрограммсоответствующих микропроцессорных систем.Авторы подчеркивают, что отработанные на динамической моделиавтомобиля алгоритмы работы управляющих контроллеров в достаточнойстепени соответствуют целям исследования, и подобный подход, в целом,применим для выполнения задач подобного рода.Следует отметить, что в данном случае отсутствует возможностьорганизовать взаимодействие управляющих контроллеров непосредственно симитационной моделью автомобиля, поскольку последняя не являетсямоделью«реальногоувеличениювременивремени».отладкиДанноеограничениепрограммногоспособствуетобеспеченияуказанныхпроцессорных систем в составе действующего опытного образца объекта.Моделирование динамики объектов колесной техники в режиме«реальноговремени»(дискретноемоделирование)накладываетопределенные ограничения на длительность выполнения каждого шагачисленного интегрирования.
Как правило, при разработке модели «реальноговремени» в качестве исходной используется модель, функционирующая в«непрерывном» времени. Данные модели, в большинстве своем, являютсядостаточно сложными и многофункциональными. В целях выполнениятребований по ограничению продолжительности расчета элементарного шагачисленногоинтегрированиявисходной«непрерывной»моделиосуществляются определенные упрощения и допущения, применениекоторых не снижает функционал базовой модели с точки зрения задачтекущего исследования.В исследовании [115] описывается процесс разработки системыуправления тяговыми двигателями транспортного средства с электрическойтрансмиссией, оснащенной функцией курсовой стабилизации.
Регулирование«прямого» момента рыскания осуществляется на основе данных об углебокового скольжения и текущей скорости рыскания. При проведении43вычислительного эксперимента действительные значения угла боковогоскольжения и скорости рыскания определяются на основе имитационнойматематической модели динамики автомобиля с использованием нечеткого«контролёра» указанных параметров.В работе отмечено, что исходные дифференциальные уравнениядинамикитранспортногосредстваявляютсянелинейнымииз-занелинейности поперечных реакций опорной поверхности, действующих наколеса автомобиля. Авторы исследования подчеркивают, что в подобномвиде реализация предлагаемой математической модели в режиме «реальноговремени» вызывает значительные трудности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
