RU2711769C1 - Caterpillar track motion simulation device - Google Patents
Caterpillar track motion simulation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711769C1 RU2711769C1 RU2019106146A RU2019106146A RU2711769C1 RU 2711769 C1 RU2711769 C1 RU 2711769C1 RU 2019106146 A RU2019106146 A RU 2019106146A RU 2019106146 A RU2019106146 A RU 2019106146A RU 2711769 C1 RU2711769 C1 RU 2711769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- simulation
- adder
- block
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
- G06N7/02—Computing arrangements based on specific mathematical models using fuzzy logic
- G06N7/06—Simulation on general purpose computers
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
- G09B9/042—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles providing simulation in a real vehicle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Algebra (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам и может быть использовано в тренажерах для обучения механиков-водителей гусеничных машин.The invention relates to educational and training means and can be used in simulators for the training of mechanics-drivers of tracked vehicles.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является известное устройство для моделирования движения гусеничной машины, содержащее блок моделирования двигателя, выход которого соединен со входом блока моделирования трансмиссии, первый блок моделирования гусеничного движителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом блока моделирования трансмиссии и с первым выходом датчика вида грунта, первый функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй блок моделирования гусеничного движителя, входы которого соединены соответственно с выходом блока моделирования трансмиссии и вторым выходом датчика вида грунта, третий выход которого подключен к первым входам функциональных преобразователей, выход второго функционального преобразователя соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к третьему второго блока моделирования гусеничного движителя и ко входу первого инвертора, выход которого соединен с третьим входом первого блока моделирования гусеничного движителя, выход которого через второй инвертор подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока моделирования гусеничного движителя, выход второго сумматора через блок задания нелинейности подключен ко вторым входам функциональных преобразователей (см. Патент на изобретение №2165646, МКЛ 7 G09B 9/04, бюл. №11 от 20.04.2001 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a known device for simulating the movement of a tracked vehicle, comprising an engine simulation unit, the output of which is connected to the input of the transmission simulation unit, a first tracked engine simulation unit, the first and second inputs of which are connected respectively to the input of the transmission simulation unit and the first the output of the soil type sensor, the first functional converter, the output of which is connected to the first input of the first adder, the second block simulation of the caterpillar mover, the inputs of which are connected respectively to the output of the transmission simulation block and the second output of the soil type sensor, the third output of which is connected to the first inputs of the functional converters, the output of the second functional converter is connected to the second input of the first adder, the output of which is connected to the third of the second tracked modeling block mover and to the input of the first inverter, the output of which is connected to the third input of the first block modeling tracked I, which output through a second inverter connected to the first input of the second adder, a second input coupled to an output of the second block caterpillar drive simulation output of the second adder via nonlinearity setting unit is connected to the second inputs of functional converters (see. Patent for invention No. 2165646, MKL 7 G09B 9/04, bull. No. 11 of 04/20/2001 - prototype).
Существующее устройство не обеспечивает возможность моделирования условий опрокидывания гусеничной машины. Определение этих условий необходимо при обучении механиков-водителей бронированных гусеничных машин на тренажерах, так как это позволит исключить аварии с тяжелыми последствиями при вождении реальных машин. Кроме того, определение условий опрокидывания необходимо в процессе разработки бронированных гусеничных машин так как устойчивость к опрокидыванию является одной из важнейших характеристик любой гусеничной машины. При использовании такого устройства в тренажере и формировании у обучаемых случаев, когда у них наступает «опрокидывание» с соответствующим пояснением причин позволит избежать аварий с очень тяжелыми последствиями, которое имело место, например, с армянским экипажем при проведении Международных армейских игр «Танковый биатлон».The existing device does not provide the ability to simulate the tipping conditions of a tracked vehicle. The determination of these conditions is necessary when training the drivers of armored tracked vehicles on simulators, as this will eliminate accidents with severe consequences when driving real vehicles. In addition, the determination of tipping conditions is necessary in the process of developing armored tracked vehicles, as tipping resistance is one of the most important characteristics of any tracked vehicle. When using such a device in the simulator and forming cases when the students are “tipping over” with an appropriate explanation of the reasons, they will avoid accidents with very serious consequences that occurred, for example, with the Armenian crew during the International Army Games “Tank Biathlon”.
Целью изобретения является повышение точности моделирования динамики движения за счет определения условий опрокидывания бронированной гусеничной машины.The aim of the invention is to improve the accuracy of modeling the dynamics of motion by determining the conditions for the rollover of an armored tracked vehicle.
Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования движения гусеничной машины введены третий сумматор, блок деления, генератор напряжения, блок извлечения квадратного корня и схема сравнения, выход которой является выходом устройства, а первый вход подключен к выходу третьего сумматора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков моделирования гусеничного движителя, а выход подключен к первому входу блока деления, другой вход блока деления соединен с выходом второго сумматора, выход блока деления последовательно подключен ко второму входу схемы сравнения, через генератор напряжения и блок извлечения квадратного корня.This goal is achieved by the fact that a third adder, a division unit, a voltage generator, a square root extraction unit and a comparison circuit, the output of which is the output of the device, and the first input is connected to the output of the third adder, the first and second inputs are introduced into the device for simulating the movement of a tracked vehicle which are connected respectively to the outputs of the first and second simulation blocks of the caterpillar mover, and the output is connected to the first input of the division unit, the other input of the division unit is connected to the output of the second sum torus, the output of the division unit is connected in series to the second input of the comparison circuit, through a voltage generator and a square root extraction unit.
На фигуре изображена функциональная схема предлагаемого устройства для моделирования движения гусеничной машины.The figure shows a functional diagram of the proposed device for simulating the movement of a tracked vehicle.
Устройство для моделирования движения гусеничной машины содержит блок 1 моделирования двигателя, блок 2 моделирования трансмиссии, первый и второй блоки 3 и 4 моделирования гусеничного движителя, датчик 5 вида грунта, второй инвертор 6, второй сумматор 7, блок 8 задания нелинейности, первый и второй функциональные преобразователи 9 и 10, первый сумматор 11, первый инвертор 12, третий сумматор 13, блок 14 деления, регулятор 15 напряжения, блок 16 извлечения квадратного корня, схему 17 сравнения.A device for simulating the movement of a tracked vehicle contains an
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Напряжение, пропорциональное оборотам коленчатого вала двигателя и крутящему моменту, с блока 1 поступает на вход блока 2, моделирующего трансмиссию гусеничной машины. Моделирующие узлы, входящие в состав трансмиссии гусеничной машины, и само техническое исполнение блока моделирования трансмиссии определяется конструктивными особенностями моделируемой машины.A voltage proportional to the engine speed and torque from
На выходе блока 2 моделирования трансмиссии формируется напряжение, пропорциональное моменту и оборотам выходного вала трансмиссии. Это напряжение поступает на первые входы первого и второго блоков 3 и 4 моделирования гусеничного движителя. На выходе каждого блока получается напряжение, пропорциональное скорости движения соответствующего гусеничного движителя (моменту и оборотам ведущего колеса).At the output of the
Таким образом, на выходах первого и второго блоков 3 и 4 моделирования гусеничного движителя имеются напряжения, величины которых определяются положением датчиков органов управления движением машины. Если напряжения на выходах этих блоков равны, то движение будет прямолинейном, в любых других случаях движение будет криволинейным. В этом случае на третьи входы блоков 3 и 4 моделирования гусеничных движителей подаются напряжения, пропорциональные моменту, действующему на гусеничный движитель при повороте, причем знак этого напряжения за счет инвертора 12 будет различным для блоков 3 и 4 моделирования гусеничного движителя. Это сделано для учета рекуперации мощности, чтобы при повороте гусеничной машины на забегающую гусеницу действовал тормозной, а на отстающую - раскручивающий момент.Thus, at the outputs of the first and
Формирование напряжения, пропорционального моменту, действующему на гусеничный движитель при повороте, осуществляется следующим образом. С помощью инвертора 6 и сумматора 7 определяется напряжение, пропорционального угловой скорости поворота гусеничной машины, то есть решается зависимостьThe formation of voltage proportional to the moment acting on the caterpillar propulsion during rotation is as follows. Using an
где ω - угловая скорость поворота гусеничной машины; V2 - скорость забегающей гусеницы; V1 - скорость отстающей гусеницы; В - ширина колеи (расстояние между серединами гусеничных лент - база гусеничной машины, например для объекта 172 расстояние между гусеницами В = 2790 мм).where ω is the angular velocity of rotation of the tracked vehicle; V 2 is the speed of the running track; V 1 - the speed of the lagging track; B is the track width (the distance between the middle of the tracks is the base of the tracked vehicle, for example, for the object 172 the distance between the tracks is B = 2790 mm).
Определение фактической кривизны k траектории поворота осуществляется с помощью блока 8 задания нелинейности, который с учетом формулы (1), решает зависимостьDetermination of the actual curvature k of the rotation trajectory is carried out using
где принимается, что в диапазонах скоростей, воспроизводимых на тренажере V2+V1=A=const. Тогда напряжение, пропорциональное фактической кривизне k траектории поворота имеет линейную зависимость между напряжением, пропорциональным угловой скорости вращения ведущего колеса.where it is assumed that in the speed ranges reproduced on the simulator V 2 + V 1 = A = const. Then the voltage proportional to the actual curvature k of the rotation path has a linear relationship between the voltage proportional to the angular velocity of the drive wheel.
В этом же блоке 8 задания нелинейности решается зависимость коэффициента сопротивления повороту μ от кривизны K, которая, при указанном допущении и от угловой скорости ω поворота гусеничной машины будет иметь видIn the
где μmax - максимальное значение коэффициента сопротивления повороту при K=В в зависимости от состояния грунта; α - постоянный коэффициент; R - радиус поворота; В - расстояние между центрами гусениц; K - кривизна поворота.where μ max is the maximum value of the coefficient of resistance to rotation at K = V depending on the state of the soil; α is a constant coefficient; R is the radius of rotation; B is the distance between the centers of the tracks; K is the curvature of rotation.
Напряжение, пропорциональное моменту сопротивления поворота МСП, определяется из выраженияThe voltage proportional to the moment of rotation resistance M SP is determined from the expression
где МСП - коэффициент сопротивления повороту; Q - вес машины; L - длина опорной поверхности ветви гусеницы.where M SP is the coefficient of resistance to rotation; Q is the weight of the machine; L is the length of the supporting surface of the caterpillar branch.
А с учетом различного состояния грунта, эта зависимость будет иметь видAnd taking into account the different soil conditions, this dependence will take the form
Указанная зависимость реализуется с помощью функциональных преобразователей 9, 10 и сумматора 11. Каждый функциональный преобразователь 9 и 10 формирует напряжение, пропорциональное моменту сопротивления повороту, в зависимости от вида грунта, с разной полярностью, которая определяется направлением поворота гусеничной машин.The indicated dependence is implemented using
Определение условий опрокидывания осуществляется из нахождения критической скорости, при которой возникает опрокидывание. Значение критической скорости по опрокидыванию определяется по следующей формулеTipping conditions are determined from finding the critical speed at which tipping occurs. The critical roll-over speed is determined by the following formula
где Vопр - скорость центра машины, при которой для данного критического радиуса Rкр наступает опрокидывание; В - ширина колеи (расстояние между серединами гусеничных лент), h - высота центра тяжести.where V OPR - the speed of the center of the machine at which for a given critical radius R kr tipping occurs; B is the track gauge (the distance between the midpoints of the tracks), h is the height of the center of gravity.
Скорость VC центра машины равнаThe speed V C of the center of the machine is
Напряжение, пропорциональное скорости VC центра машины, определяется с помощью сумматора 7, на первый и второй входы которого поступают напряжения скоростей гусениц, соответственно с первого и второго блоков 3 и 4 моделирования гусеничных движителей. Напряжение, пропорциональное скорости забегающей гусеницы, с сумматора 7 поступает на вход блока 14 деления, на другой вход которого поступает напряжение, пропорциональное угловой скорости поворота гусеничной машины, с выхода третьего сумматора 13, в результате суммирования двоичных чисел на выходе блока 14 деления формируется напряжение равное отношению двух токовых сигналов и пропорциональное радиусу поворота машины. Однако это напряжение будет иметь различные знаки при повороте машины в разные стороны. Чтобы знак напряжения не менялся, напряжение, пропорциональное критической скорости по опрокидыванию, пропускается через регулятор 15 напряжения, выполненный по схеме выделения модуля абсолютного значения сигнала. С выхода регулятора отрегулированное напряжение поступает на блок 16 извлечения квадратного корня, который реализует функцию извлечения квадратного корня В результате чего формируется напряжение, пропорциональное величине критической скорости, при которой, при данном радиусе поворота, возникает опрокидывание. Это напряжение с помощью схемы 17 сравнения сравнивается с напряжением пропорциональным действительной скорости движения машины, и если это напряжение ниже напряжения, пропорционального значению критической скорости по опрокидыванию, то на выходе схемы 17 сравнения напряжение разностного сигнала равно нулю. Если напряжение, пропорциональное значению критической скорости по опрокидыванию равно или больше напряжения, пропорционального скорости VC центра машины, то напряжение разности сигналов на ее выходе принимает максимальное значение, что указывает на наличие опрокидывания гусеничной машины.The voltage proportional to the speed V C of the center of the machine is determined using the
Таким образом, предлагаемое устройство для моделирования движения позволяет определить условия, при которых возникает опрокидывание гусеничной машины. Использование предлагаемого устройства в тренажере и фиксирование у обучаемых случаев, когда наступает «опрокидывание» с соответствующим пояснением инструктором обучения причин их возникновения, позволит избежать аварий с очень тяжелыми последствиями при эксплуатации реальных гусеничных машин.Thus, the proposed device for modeling motion allows you to determine the conditions under which there is a rollover tracked vehicles. Using the proposed device in the simulator and fixing the cases when the “tipping over” occurs with the instructor explaining the training of the causes of their occurrence will help to avoid accidents with very serious consequences when operating real tracked vehicles.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106146A RU2711769C1 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Caterpillar track motion simulation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106146A RU2711769C1 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Caterpillar track motion simulation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711769C1 true RU2711769C1 (en) | 2020-01-22 |
Family
ID=69184195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019106146A RU2711769C1 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Caterpillar track motion simulation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711769C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU972530A2 (en) * | 1980-12-15 | 1982-11-07 | Предприятие П/Я Р-6284 | Device for simulating track-laying machine motion dynamics |
SU1193698A1 (en) * | 1983-12-21 | 1985-11-23 | Предприятие П/Я Р-6284 | Device for simulating motion dynamics of crawler vehicle |
US4650420A (en) * | 1984-04-19 | 1987-03-17 | Thomson-Csf | Relief sensor for vehicle motion simulators |
RU2165646C1 (en) * | 1999-11-03 | 2001-04-20 | Общевойсковая академия ВС РФ | Track-laying vehicle running simulator |
RU2297048C1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-04-10 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации (Оа Вс Рф) | Device for simulating movement of track vehicle |
RU141889U1 (en) * | 2013-10-21 | 2014-06-20 | ОАО "Тренажерные Системы" | DEVICE FOR MODELING THE TRAFFIC OF A TRACKED MACHINE |
RU157662U1 (en) * | 2015-01-16 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество "Тренажерные системы" | DEVICE FOR MODELING THE MOTION OF A WHEEL MACHINE |
-
2019
- 2019-03-05 RU RU2019106146A patent/RU2711769C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU972530A2 (en) * | 1980-12-15 | 1982-11-07 | Предприятие П/Я Р-6284 | Device for simulating track-laying machine motion dynamics |
SU1193698A1 (en) * | 1983-12-21 | 1985-11-23 | Предприятие П/Я Р-6284 | Device for simulating motion dynamics of crawler vehicle |
US4650420A (en) * | 1984-04-19 | 1987-03-17 | Thomson-Csf | Relief sensor for vehicle motion simulators |
RU2165646C1 (en) * | 1999-11-03 | 2001-04-20 | Общевойсковая академия ВС РФ | Track-laying vehicle running simulator |
RU2297048C1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-04-10 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации (Оа Вс Рф) | Device for simulating movement of track vehicle |
RU141889U1 (en) * | 2013-10-21 | 2014-06-20 | ОАО "Тренажерные Системы" | DEVICE FOR MODELING THE TRAFFIC OF A TRACKED MACHINE |
RU157662U1 (en) * | 2015-01-16 | 2015-12-10 | Открытое акционерное общество "Тренажерные системы" | DEVICE FOR MODELING THE MOTION OF A WHEEL MACHINE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106128208B (en) | Research type automobile driving simulator with rotatable cabin | |
RU2711769C1 (en) | Caterpillar track motion simulation device | |
US2930144A (en) | Grounded aircraft trainer | |
JPH04232829A (en) | Steering reaction force generating device for driving simulator | |
RU2661176C2 (en) | Tracked vehicle mechanic-driver training simulator | |
RU2165646C1 (en) | Track-laying vehicle running simulator | |
SU883929A1 (en) | Device for simulating dynamics of movement of endless-track machine | |
RU2410756C1 (en) | Tracked vehicle dynamic driving simulator | |
RU2396604C1 (en) | Caterpillar vehicle driving training simulator | |
RU2297048C1 (en) | Device for simulating movement of track vehicle | |
SU942069A1 (en) | Device for simulating motion dynamics of endless track machine | |
SU940186A2 (en) | Device for simulating endless-track motion dynamics | |
RU2798765C1 (en) | Tracked vehicle operator training simulator | |
SU1003115A1 (en) | Device for simulating endless-track machine movement dynamics | |
SU1083207A2 (en) | Device for simulating dynamics of motion of crawler track vehicle | |
SU972530A2 (en) | Device for simulating track-laying machine motion dynamics | |
SU907560A1 (en) | Device for simulating endless-track machine motion dynamics | |
RU2750122C1 (en) | Tracked vehicle driving trainer | |
RU7228U1 (en) | TRAINER FOR DRIVING TRAINING MILITARY TRACKED CARS | |
RU171558U1 (en) | Driver training machine | |
RU2820559C1 (en) | Tracked vehicle simulator | |
SU959097A2 (en) | Apparatus for simulating endless-track machine oscillations | |
RU141889U1 (en) | DEVICE FOR MODELING THE TRAFFIC OF A TRACKED MACHINE | |
SU960724A2 (en) | Cinematographic simulator projector turn servosystem | |
RU157662U1 (en) | DEVICE FOR MODELING THE MOTION OF A WHEEL MACHINE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210306 |