RU2410756C1 - Tracked vehicle dynamic driving simulator - Google Patents
Tracked vehicle dynamic driving simulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410756C1 RU2410756C1 RU2009125607/28A RU2009125607A RU2410756C1 RU 2410756 C1 RU2410756 C1 RU 2410756C1 RU 2009125607/28 A RU2009125607/28 A RU 2009125607/28A RU 2009125607 A RU2009125607 A RU 2009125607A RU 2410756 C1 RU2410756 C1 RU 2410756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- integrator
- input
- inputs
- output
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тренажерам для подготовки водителей гусеничных машин.The invention relates to simulators for training drivers of tracked vehicles.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является динамический тренажер вождения гусеничной машины, содержащий кабину с органами управления и датчиками их положения, последовательно соединенные блок моделирования двигателя, блок моделирования трансмиссии, первый блок моделирования гусеничного движителя, второй инвертор, третий сумматор, первый блок задания нелинейности, первый функциональный преобразователь, второй сумматор, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу первого блока задания нелинейности, и первый инвертор, выход которого соединен с вторым входом первого блока моделирования гусеничного движителя, последовательно соединенные второй блок моделирования гусеничного двигателя, первый сумматор, блок деления, блок выделения модуля напряжения, второй блок задания нелинейности и схему сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого блока моделирования гусеничного движителя, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного движителя, первый вход которого подключен к выходу блока моделирования трансмиссии, а второй вход - к выходу второго сумматора, выходы датчика вида грунта подключены соответственно к третьим входам первого, второго блоков моделирования гусеничных движителей и вторым входам функциональных преобразователей (см. Изделие ТТВ-1/172. Технический паспорт и описание).The closest technical solution to the proposed one is a dynamic tracked vehicle driving simulator, containing a cabin with controls and their position sensors, serially connected engine simulation unit, transmission simulation unit, first tracked vehicle simulation unit, second inverter, third adder, first nonlinearity setting unit, the first functional converter, the second adder, the second input of which is connected through the second functional converter to the output of the first a nonlinearity setting unit, and a first inverter, the output of which is connected to the second input of the first caterpillar drive simulation unit, a second caterpillar engine simulation unit connected in series, a first adder, a division unit, a voltage module allocation unit, a second nonlinearity setting unit and a comparison circuit, the second input of which connected to the output of the first adder, the second input of which is connected to the output of the first block simulation of the caterpillar mover, the second input of the third adder is connected to the output of the second simulation unit caterpillar drive having a first input connected to the output transmission simulation unit, and the second input - to the output of the second adder, soil type sensor outputs respectively connected to third inputs of the first, second blocks simulation caterpillar drives and second inputs of functional converters (see. Product TTV-1/172. Technical passport and description).
Недостатком данного динамического тренажера является то, что он не моделирует поворот гусеничной машины, что снижает качество подготовки обучаемых и способствует формированию навыков, не соответствующих вождению реальной гусеничной машины.The disadvantage of this dynamic simulator is that it does not simulate the rotation of the tracked vehicle, which reduces the quality of training of students and contributes to the formation of skills that do not correspond to driving a real tracked vehicle.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение качества подготовки механика-водителя за счет моделирования в предлагаемом динамическом тренажере поворота гусеничной машины.The task of the invention is to expand the functionality and improve the quality of training of the driver through simulation in the proposed dynamic simulator turning the tracked vehicle.
Поставленная задача решается тем, что в известный динамический тренажер вождения гусеничной машины, содержащий четыре интегратора, два сумматора и два инвертора, первые входы первого и второго интеграторов являются соответствующими входами тренажера, а их выходы подключены к первым входам первого и второго сумматоров соответственно, вторые входы которых соединены с выходом третьего интегратора, выход первого инвертора подключен к первому входу четвертого интегратора, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора непосредственно, а с третьим входом первого сумматора через второй инвертор, согласно изобретению дополнительно введены пятый и шестой интеграторы, входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров соответственно, выход пятого интегратора соединен со вторым входом первого интегратора, входом первого инвертора, и первым входом третьего интегратора, второй вход которого подключен к выходу шестого интегратора и вторым входам второго и четвертого интеграторов.The problem is solved in that in the well-known dynamic trainer driving simulator, containing four integrators, two adders and two inverters, the first inputs of the first and second integrators are the corresponding inputs of the simulator, and their outputs are connected to the first inputs of the first and second adders, respectively, the second inputs which are connected to the output of the third integrator, the output of the first inverter is connected to the first input of the fourth integrator, the output of which is connected to the third input of the second adder actually, and with the third input of the first adder through the second inverter, according to the invention, the fifth and sixth integrators are additionally introduced, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second adders, respectively, the output of the fifth integrator is connected to the second input of the first integrator, the input of the first inverter, and the first input of the third an integrator, the second input of which is connected to the output of the sixth integrator and the second inputs of the second and fourth integrators.
На чертеже приведена функциональная схема динамического тренажера вождения гусеничной машины.The drawing shows a functional diagram of a dynamic simulator driving a tracked vehicle.
Динамический тренажер вождения гусеничной машины содержит первый интегратор 1, второй интегратор 2, первый сумматор 3, второй сумматор 4, пятый интегратор 5, шестой интегратор 6, первый инвертор 7, третий интегратор 8, второй инвертор 9 и четвертый интегратор 10.A dynamic tracked vehicle driving simulator comprises a first integrator 1, a second integrator 2, a first adder 3, a second adder 4, a fifth integrator 5, a sixth integrator 6, a first inverter 7, a third integrator 8, a second inverter 9 and a fourth integrator 10.
Первый интегратор 1 через последовательно соединенные первый сумматор 3, пятый интегратор 5 и первый инвертор 7 соединен с первым входом четвертого интегратора 10, выход которого непосредственно и через второй инвертор 9 соединен соответственно с третьими входами первого сумматора 3 и второго сумматора 4.The first integrator 1 through series-connected first adder 3, the fifth integrator 5 and the first inverter 7 is connected to the first input of the fourth integrator 10, the output of which is directly and through the second inverter 9 connected respectively to the third inputs of the first adder 3 and the second adder 4.
Второй интегратор 2 через последовательно соединенные второй сумматор 4 и шестой интегратор 6 соединен со вторым входом второго интегратора 2 и со вторыми входами третьего интегратора 8 и четвертого интегратора 10.The second integrator 2 through series-connected second adder 4 and the sixth integrator 6 is connected to the second input of the second integrator 2 and to the second inputs of the third integrator 8 and the fourth integrator 10.
Выход третьего интегратора 8 соединен со вторыми входами первого сумматора 3 и второго сумматора 4.The output of the third integrator 8 is connected to the second inputs of the first adder 3 and the second adder 4.
Выход пятого интегратора 5 соединен со вторым входом первого интегратора 1, входом первого инвертора 7 и первым входом третьего интегратора 8.The output of the fifth integrator 5 is connected to the second input of the first integrator 1, the input of the first inverter 7 and the first input of the third integrator 8.
Динамический тренажер вождения гусеничной машины работает следующим образом.Dynamic simulator driving a tracked vehicle works as follows.
Если на первые входы первого интегратора 1 и второго интегратора 2 подать равные по знаку и величине, например, положительные напряжения UM1 и UM2, пропорциональные крутящему моменту, приложенному к правому и левому ведущим колесам гусениц, то на выходе первого интегратора 1 и второго интегратора 2 появятся отрицательные напряжения UV1 и UV2, пропорциональные линейной скорости движения гусениц.If the first inputs of the first integrator 1 and the second integrator 2 are supplied with equal sign and magnitude, for example, positive voltages U M1 and U M2 proportional to the torque applied to the right and left drive wheels of the tracks, then the output of the first integrator 1 and the second integrator 2, negative voltages U V1 and U V2 appear, which are proportional to the linear speed of the tracks.
Напряжения UV1 и UV2 поступают на первые входы первого сумматора 3 и второго сумматора 4, с помощью которых осуществляется суммирование следующих величин:Voltages U V1 and U V2 are supplied to the first inputs of the first adder 3 and the second adder 4, with the help of which the following values are added:
где UV1, UV2 - напряжения, пропорциональные линейным скоростям правой (левой) гусениц;where U V1 , U V2 are voltages proportional to the linear speeds of the right (left) tracks;
UVM - напряжение, пропорциональное линейной скорости машины;U VM - voltage proportional to the linear speed of the machine;
UWM - напряжение, пропорциональное угловой скорости поворота машины (знак этого напряжения определяется направлением поворота);U WM - voltage proportional to the angular velocity of rotation of the machine (the sign of this voltage is determined by the direction of rotation);
В - расстояние между центрами правой и левой гусениц.B is the distance between the centers of the right and left tracks.
Напряжения на выходах первого сумматора 3 и второго сумматора 4 будут положительными, так как в процессе разгона UV1>UVM и UV2>UVM, UWM=0.The voltages at the outputs of the first adder 3 and the second adder 4 will be positive, since during acceleration U V1 > U VM and U V2 > U VM , U WM = 0.
Указанные суммы интегрируются с помощью пятого интегратора 5 и шестого интегратора 6, в результате чего формируются напряжения -UT1 и -UT2, пропорциональные величине усилия, развиваемого в рабочей ветви правой и левой гусениц. Постоянные времени пятого интегратора 5 и шестого интегратора 6 пропорциональны линейной податливости рабочих ветвей гусениц.The indicated amounts are integrated using the fifth integrator 5 and the sixth integrator 6, as a result of which stresses -U T1 and -U T2 are generated, which are proportional to the amount of force developed in the working branch of the right and left tracks. The time constants of the fifth integrator 5 and the sixth integrator 6 are proportional to the linear compliance of the working branches of the tracks.
Напряжения -UT1 и -UT2 поступают на входы первого интегратора 1, второго интегратора 2 и третьего интегратора 8. На входы первого интегратора 1 и второго интегратора 2 эти напряжения поступают с учетом коэффициента, пропорционального радиусу ведущего колеса, и с противоположным знаком напряжения UM1 и UM2, т.е. противодействуют разгону, в результате чего моделируются затраты энергии на разгон машины.The voltages -U T1 and -U T2 are applied to the inputs of the first integrator 1, second integrator 2 and third integrator 8. These voltages arrive at the inputs of the first integrator 1 and second integrator 2 taking into account a coefficient proportional to the radius of the drive wheel and with the opposite voltage sign U M1 and U M2 , i.e. counteract acceleration, as a result of which the energy costs for accelerating the car are simulated.
Напряжения -UT1 и -UT2 также поступают на первый и второй входы третьего интегратора 8, для которого эти напряжения будут пропорциональными силами, приводящими машину в движение. В качестве допущения считается, что буксование гусеницы с грунтом отсутствует.Stresses -U T1 and -U T2 also go to the first and second inputs of the third integrator 8, for which these voltages will be proportional forces driving the machine. As an assumption, it is believed that there is no slipping of the track with the ground.
В результате на выходе третьего интегратора 8 появится напряжение UVM, пропорциональное прямолинейной скорости движения машины. Это напряжение поступает на соответствующие входы первого сумматора 3 и второго сумматора 4, в результате чего происходит уменьшение упругой деформации рабочих ветвей гусениц.As a result, the output voltage of the third integrator 8 appears U VM , proportional to the linear speed of the machine. This voltage is supplied to the corresponding inputs of the first adder 3 and the second adder 4, resulting in a decrease in the elastic deformation of the working branches of the tracks.
Кроме того, напряжение -UT1 через первый инвертор 7, а напряжение -UT2 непосредственно поступают на входы четвертого интегратора 10. Так как на входах третьего интегратора 8 они равны, но противоположны по знаку за счет первого инвертора 7, то эти напряжения не приводят к изменению напряжения UWM на выходе третьего интегратора 8. Если в качестве начальных условий принять UWM=0, то будет сохраняться прямолинейное движение. В этом случае третьи слагаемые выражения (1) и (2) будут равны нулю. Следовательно, -UV1=-UV2, т.е. моделируется прямолинейное движение гусеничной машины с мгновенной скоростью VM(t).In addition, the voltage -U T1 through the first inverter 7, and the voltage -U T2 directly go to the inputs of the fourth integrator 10. Since at the inputs of the third integrator 8 they are equal, but opposite in sign due to the first inverter 7, these voltages do not to change the voltage U WM at the output of the third integrator 8. If we take U WM = 0 as the initial conditions, then a rectilinear motion will be preserved. In this case, the third terms of expression (1) and (2) will be equal to zero. Therefore, -U V1 = -U V2 , i.e. The rectilinear motion of a tracked vehicle with an instantaneous speed V M (t) is modeled.
Если в какой-то момент времени t, равный t0, изменить напряжение UM1, например, до нуля, то в этом случае напряжение на другом третьем интеграторе 8 начнет уменьшаться. В результате этого напряжение на выходе второго сумматора 4 сменит знак на противоположный, так как до момента времени t0(UV1) преобладало над значением напряжения (UVM). После того как -UV1 стало уменьшаться, -UV1 стало меньше UVM. Вследствие интегрирования указанной суммы напряжение -UT1 на выходе пятого интегратора 5 начинает уменьшаться, а при определенных условиях может сменить знак на противоположный (указанные условия определяются соотношением постоянных времени интеграторов, входящих в состав устройства).If at some point in time t equal to t 0 , change the voltage U M1 , for example, to zero, then in this case the voltage on the other third integrator 8 will begin to decrease. As a result of this, the voltage at the output of the second adder 4 changes its sign to the opposite, since until time t 0 (U V1 ) prevailed over the voltage value (U VM ). After -U V1 began to decrease, -U V1 became smaller than U VM . Due to the integration of the indicated sum, the voltage -U T1 at the output of the fifth integrator 5 starts to decrease, and under certain conditions it can change its sign (the indicated conditions are determined by the ratio of the time constants of the integrators included in the device).
Так как -UT1<-UT2, то разность на входах четвертого интегратора 10 UT1-UТ2<0, что вызывает заряд четвертого интегратора 10, причем его выходное напряжение UWM будет положительной полярности, и через второй инвертор 9 поступает на третий вход первого сумматора 3 и непосредственно на третий вход второго сумматора 4.Since -U T1 <-U T2 , the difference at the inputs of the fourth integrator 10 U T1 -U T2 <0, which causes the charge of the fourth integrator 10, and its output voltage U WM will be of positive polarity, and through the second inverter 9 goes to the third the input of the first adder 3 and directly to the third input of the second adder 4.
За счет второго инвертора 9 напряжения UWM и UV1, в данном случае отрицательные, совпадают по знаку, что вызывает увеличение положительного напряжения на выходе первого сумматора 3 и, как следствие, увеличение -UT1 на выходе пятого интегратора 5. С другой стороны, напряжение UWM уменьшает напряжение на выходе второго сумматора 4, и, как следствие, уменьшает напряжение -UT2, т.е. происходит уменьшение разности на входах четвертого интегратора 10 UT1-UT2<0, что замедляет заряд последнего. Так как постоянная времени четвертого интегратора 10 пропорциональна моменту инерции массы машины в повороте, то устройство моделирует влияние момента инерции массы машины в повороте на величину угловой скорости. Это соответствует реальным условиям, так как для того, чтобы ввести машину в поворот, необходимо затратить дополнительную силу, характеризуемую поворачивающим моментом.Due to the second inverter 9, the voltages U WM and U V1 , in this case negative, coincide in sign, which causes an increase in the positive voltage at the output of the first adder 3 and, as a result, an increase in -U T1 at the output of the fifth integrator 5. On the other hand, voltage U WM reduces the voltage at the output of the second adder 4, and, as a result, reduces the voltage -U T2 , i.e. there is a decrease in the difference at the inputs of the fourth integrator 10 U T1 -U T2 <0, which slows down the charge of the latter. Since the time constant of the fourth integrator 10 is proportional to the moment of inertia of the mass of the machine in rotation, the device simulates the influence of the moment of inertia of the mass of the machine in rotation on the value of the angular velocity. This corresponds to the actual conditions, since in order to bring the machine into a turn, it is necessary to expend additional force, characterized by a turning moment.
При снятии поворачивающего момента машина сама выходит из поворота, что моделируется следующим образом.When removing the turning moment, the machine itself exits the turn, which is modeled as follows.
Если вновь на вход первого интегратора 1 подать напряжение UM1=UM2, то напряжение UV1 на выходе первого интегратора 1 начнет увеличиваться, уменьшая при этом напряжение -UT1, а на выходе пятого интегратора 5 напряжение также начнет увеличиваться.If the voltage U M1 = U M2 is again applied to the input of the first integrator 1, then the voltage U V1 at the output of the first integrator 1 will begin to increase, while decreasing the voltage -U T1 , and the voltage will also increase at the output of the fifth integrator 5.
Таким образом, в предлагаемом динамическом тренажере моделируется поворот гусеничной машины, учитывая при этом момент инерции массы машины в повороте, что особенно важно для правильности воспроизведения переходных процессов при входе машины в поворот и выходе из него.Thus, in the proposed dynamic simulator, the rotation of the tracked vehicle is simulated, taking into account the moment of inertia of the mass of the machine in the turn, which is especially important for the correct reproduction of transients when the car enters and leaves the turn.
Применение предлагаемого динамического тренажера позволит более качественно воспроизводить динамику движения гусеничной машины, а следовательно, и повысить качество обучения водителей гусеничных машин, при этом сократить расход моторесурса и топлива реальных машин, используемых для обучения.The application of the proposed dynamic simulator will allow to more accurately reproduce the dynamics of the tracked vehicle, and therefore, improve the quality of training for tracked vehicle drivers, while reducing the consumption of motor resources and fuel of real vehicles used for training.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125607/28A RU2410756C1 (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Tracked vehicle dynamic driving simulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125607/28A RU2410756C1 (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Tracked vehicle dynamic driving simulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2410756C1 true RU2410756C1 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009125607/28A RU2410756C1 (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Tracked vehicle dynamic driving simulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2410756C1 (en) |
-
2009
- 2009-07-06 RU RU2009125607/28A patent/RU2410756C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102305715A (en) | Dynamic load simulating device and method for automobile power system test | |
| McDonald | Electric vehicle drive simulation with matlab/simulink | |
| CN102054098B (en) | Method for simulating slip and slide state of locomotive | |
| CN102636996B (en) | Parallel real-time simulation system of crawler electric drive system | |
| CN111397916A (en) | Dynamic loading method for tracked vehicle dynamic performance bench test | |
| CN103473479A (en) | Method for building mathematic tensional vibration model of caterpillar transmission system | |
| RU2410756C1 (en) | Tracked vehicle dynamic driving simulator | |
| RU2396604C1 (en) | Caterpillar vehicle driving training simulator | |
| Bouscayrol et al. | Teaching drive control using Energetic Macroscopic Representation-initiation level | |
| CN114258480A (en) | Method for operating a test bench | |
| SU1003115A1 (en) | Device for simulating endless-track machine movement dynamics | |
| RU2165646C1 (en) | Track-laying vehicle running simulator | |
| RU2711769C1 (en) | Caterpillar track motion simulation device | |
| CN109849685A (en) | A kind of anti-slope moment of torsion control algorithm of sauntering of electric car | |
| SU883929A1 (en) | Device for simulating dynamics of movement of endless-track machine | |
| SU1083207A2 (en) | Device for simulating dynamics of motion of crawler track vehicle | |
| RU2297048C1 (en) | Device for simulating movement of track vehicle | |
| Nobels et al. | Design of a small personal electric vehicle as an educational project | |
| SU940186A2 (en) | Device for simulating endless-track motion dynamics | |
| Petropol-Serb et al. | Open ended laboratory” method applied in the conception of a test bench to simulate a diesel electric transmission | |
| RU1405553C (en) | Device for simulating hydraulic-mechanical gear | |
| CN112331018B (en) | Steering wheel simulation system and modeling method thereof | |
| SU842865A1 (en) | Device for simulating endless-track vehicles | |
| CN113295996B (en) | Electric vehicle driving motor loading test system and method considering slip characteristic | |
| SU942069A1 (en) | Device for simulating motion dynamics of endless track machine |