SU1417023A1

SU1417023A1 - Имитатор загрузки органа управлени тренажера транспортного средства

Info

Publication number: SU1417023A1
Application number: SU864098160A
Authority: SU
Inventors: Юрий Нестерович Спичек; Виктор Борисович Кривоносов; Валерий Иванович Филиппов
Original assignee: Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1988-08-15

Abstract

Изобретение относитс к тренажерам транспортных средств и может быть использовано в их составе дл предъ влени обучаемому тактильно- кинестетической информации. Кроме того , данное изобретение может быть применено при исследовании и отработке новых систем управлени транспортнь - И средствами, а также при исследовании и отработке динамики движени проек- тируемых транспортных средств. Цель изобретени - расширение дидактических возможностей имитатора с повышением качества обучени операторов навыкам управлени транспортными средствами . Цель достигаетс тем, что в известный имитатор дополнительно введены последовательно соединенные и подключенные к выходу интегратора 6 блок 10 выделени модул (Сигналов, нелинейный преобразователь 11. Кроме того, введены инвертор 12, блоки 13, 15 посто нного коэффициента, сумматор 14 и перемножитель 16. Имитатор также содержит известные преобразователь 1 усили в электрический сигнал, орган 2 управлени , серв опривод 3, блок 4 посто нного коэффициента, усилитель 5, интеграторы 6, 7, датчик.8 обратной св зи, усилитель 9. 1 ил. lO SKi23 SSS

Description

14

Изобретение относитс к тренаже-- рам транспортных средств и т-.южет ыть .использовано в их составе дл предъ влени обучаемому тактршьис-кинесте-п тической информацией. Кроме того, изобретение может быть применено при исследовании и отработке новых систем управлени транспортными средствашТд а также при исследоваш-1и и отработке динамики дви7кени проектируемых транспортных средств.

Цель изобретени - распгирение дида тических возможностей имитатора с по--- выше1шем качества обучени операторов навыкам управлени транспортньп - средством .

На чертеже представлена- функцио- нальна схема устройства

№.штатор загрузки органа управлени ., тренажера транспортного средства.содержит преобразователь 1 усили в электрический сигнал и жестко св занные с ним орган 2 управлени и сервопривод 3, блок 4 посто нного коэффициента (генератор силовой функпии), усилитель 55 входы которого подключены к выходам преобразовател 1 и блока 4 ,j последовательно соединенные и подключенные к выходу усилител 5, интеграторы 6, 7, датчик 8 обратной св зи и усилитель 9 (сервопри.чод), выход которого подключен к сервоприводу 3, блок 10 выделени модул с.кгналов, нелинейньй преобразователь 11, инверТО .р 12, блок 13 посто нного КОЗффИЦ;-

ента, сумматор 14, блок 15 посто нного коэффии ента, перемножитель 16.

Имитатор загрузки органа управле-- ни тренажера транспортного средства работает следующим образом.

Первоначально устанавливают коэф- фициент передачи интегратора 6„ Этот коэффициент должен быть равным неличине , обратно пропорциональной приведенной массе имитируемого участка проводки канала управлени . В блоке ч устанавливают необходимое значение коэффициента в зкого трени Интег.- ратор 6, усилитель 5 и блок 4 образуют первое апериодическое з.зено, посто нна времени которого равна отношению приведенной массы к коэффи1гиенту в зкого трени .

В преобразователе 11 реализуют характеристику упругости проводки, С помоп ю блока 15 устанавливают требуемое значение посто нной времени второго .апериодического звена, кото-

232

рое образуетс при охвате сервоприво-- дов 3 отрицательной обратной св зью. При этом требуемое значение посто нной времени .получают с учетом передаточных характеристик датчика 8 обратной св зи и сервопривода 3 как составных частей указанного звена. Величину посто нной времени первого апериодического звена выбирают аначитель- но меньше этой величины дл второго звенао С помощью блока 13 устанавливают коэффициент, обратно пропортдао- нальный значению посто нной времени

второго апериодического звена,

.Усилие, приложенное трен{трующимс пилотом к орг ану 2 управлени , передаетс на преобразователь 1, выходкой сигнал которого пропорционален

приложенному усилию. Сигнал преобра-.

зовател 1 на входе усилител 5 сум- .

мируетс с сигналом блока 4 выходной сигнал которого пропорционален силе в зкого трени в канале проводки.

Сигнал усилител 3, пропорциональный сумме приложенных сил, поступает на вход интегратора 6, инверсна выходна величина которого вл етс вычисленной скоростью перемещени органа 2 упра влени . Соответственно выходной сигнал интегратора 7 вл етс вьмисленным положением органа 2 управлени . Выходные сигналы интеграторов 6 и 7 соответственно через инвертор 12 и 6;i:oK 13 постл-пают на

сумматор 1.4 J а его выхода - на вход усилител 9э где сравниваютс с сигналом блока 15, пропорциональным фактическому nonoKefi ju- органа 2 управлени . Информади; о положении органа 2 управлени поступгтет с датчика 8. В ответ на суммар; 4 й сигнал усилител 9 сервопривод ггроизво.дит соответствующее приложенному усилию перемещение органа 2 уиравлеии. . При этом

фактическое перемещение органа 2

упразле ни равно вьг-1кс.лр.нному перемещению , а фактическа скорость-вычи- сленной скорости.

Равенство фактических параметров

i-LX вьмислеань м значени м всегда достижимо за счет настройки блоков 13 и 15.

Работа иьитатора происходит ука- занным образом при медленных переклад- лсах органа 2 управлени , когда упругость проводки не ощупгаетс . В этих случа х скорость перекладки не выходит за пределы зоны нечувствительности нелинейного преобразовател 11. Поэтому с преобразевател 11 на перемножитель 16, а с перемножител 16 . на вход усилител 9 поступает нулевой сигнал. При резкой перекладке пилотом органа 2 управлени на выходе интегратора 6 по вл етс большой сигнал. Через блок 10, введенный дл симметрировани поведени имитатора загрузки при перекладках органа 2 управлени -в противоположные стороны , этот сигнал поступает на нелинейный преобразователь 11. Выходна не- личина преобразовател 11 на перемножителе 16 умножаетс на выходной сигнал сумматора 14, а результат перемножени , теперь уже отличный от нул поступает на вход усилител 9. В ито- ге получаетс , что перемещение органа 2 управлени больше перемещени оконечного элемента, т.е. что упруга

серБощ5инода 3 применен гидропривод. При этом преобразователь 1 будет жестко св зан с органом 2 управлени и штоком гидропривода. Дп определенности примем также, что сигнал преобразовател 1 положителен, когда орган 2 управлени т нет за собой шток. Возникающее при этом усилие преобразова- тапем 1 будет восприниматьс как раст гивающее . При действии раст гивающего усили , кроме сигнала преобразо- вател 1, положительными будут величины фактических и вычисленных положений и скоростей перемещени органа 2, а -также суммарный сигнал на входе усилител 9. Знаки указанных величин и сигналов будут сохран тьс до момента остановки органа 2 управлени . Под воздействием положительного сигнала усилител 9 шток будет стремитьс двигатьс в прежнем направлении, оказыва давление на неподвижный орган 2 управлени . Дав щее усилие

35

проводка раст нулась. Если в этом положении резко сн ть усилие с органа 25 в.ызовет на выходе преобразовател 1 2 управлени , то за счет действи сиг- сигнал, по знаку противоположный пре- нала силы в зкого трени выход интег- дыдущему.-В результате вычисленна ратора 6 быстро обнулитс , а выход интегратора 7 примет.посто нное значение . При этом сигнал усилител 9 из-зд перемещени продолжает расти, прибли- менит знак на противоположный и сер- жа сь к фиксированному значению фак- вопривод 3 начнет перемещать орган 2 управлени в обратную сторону до тех пор, пока величины сигналов фактического и вьмисленного положени органа 2 не сравн ютс . Физически это означает , что раст нута упруга проводка сжалась, возвратив орган 2 управлени в положение, соответствующее положению оконечного элемента.

Если в процессе резкой перекладки орган 2 управлени мгновенно остановить , зафиксировав его положение, то механические последстви этого дл органа 2 управлени будут эквивалент- .g управлени .

ны эффекту абсолютно неупругого удара.Изобретение позвол ет моделировать

т.е. скорость перемещени органа 2 управлени скачком обратитс в, нуль Оконечный же элемент будет подт гиватьс к зафиксированному положению

скорость, остава сь положительной, уменьшаетс , а величина вычисленного

тического перемещени . Сигнал на выходе усилител 9 уменьшаетс . Пропорционально уменьшаетс и давление штока на орган 2 управлени . При достижении равенства сигналов фактического и вычисленного положени органа 2 одновременно обнул етс вь ход усилител 9 и обращаетс в нуль вычисленна скорость. Така ситуаци физически означает, что раст нута упруга проводка сжалась, подт нув оконечный элемент в положение, соответствующее фиксированному положению органа 2

50

упругость проводки в канале управлени ,транспортным средством.

Моделирование еще одного физического фактора, присущего реальному каналу управлени , повышает качество обучени операторов навыкам управлени транспортным средством.

органа 2 управлени . Подт гивание оконечного элемента происходит потому , что после остановки органа 2 управлени сигнал преобразовател 1 мен ет знак на противоположный, станов сь в противофазу с суммарным сигналом на входе усилител 9. Чтобы убедитьс в справедливости сказанного, рассмотрим вариант, когда в качестве

в.ызовет на выходе преобразовател 1 сигнал, по знаку противоположный пре- дыдущему.-В результате вычисленна перемещени продолжает расти, прибли- жа сь к фиксированному значению фак-

правлени .

тического перемещени . Сигнал на выходе усилител 9 уменьшаетс . Пропорционально уменьшаетс и давление штока на орган 2 управлени . При достижении равенства сигналов фактического и вычисленного положени органа 2 одновременно обнул етс вь ход усилител 9 и обращаетс в нуль вычисленна скорость. Така ситуаци физически означает, что раст нута упруга роводка сжалась, подт нув оконечный элемент в положение, соответствующее иксированному положению органа 2

50

55

Ф ормула изобретени

Имитатор загрузки органа управлени тренажера транспортного средства содержаш й преобразователь усили в

514

электрический сигнал, кинематически св занный с органом управлени и сервоприводом, первьй блок посто нного коэффициента, первый усилитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу преобразовател усили Б электрический сигнал и первого блока посто нного коэффициента, а выход - к входу пе.р- Бого интегратора, выход которого соединен с входами второго интегратора и первого блока посто нного коэффициента , датчик обратной св зи, св занный с сервоприводом, и второй усилитель , выход которого подключен к входу сервопривода, отличаю- at и и с тем, что, с целью pacimipeйи дидактических возможностей имитатора , в него введены блок вьрделени модул сигна.пов и инвертор, входы

36

которых соединены с выходом первого интегратора, второй и третий блоки посто нного коэффициента, входы которых подключены соответственно к выходам второго интегратора и датчика обратной св зи, нелинейный преобразователь , вход которого соединен ;.: выходом блока вьиелеии модул сигналов, перемножитель и сумматор, первый и

второй входы которого подключены к выходам сиигветственно инвертора и второго блока посто нного коэффициента , а выход - к первым входам второго усилител и перемножител , второй вход которого соединен с выходом нелинейного преобразовател , а выход с вторым входом второго усилител , третий вход второго усилител подключен к выходу третьего блока посто нного коэффициента

.J

Claims

Формула изобретения

Имитатор загрузки органа управления тренажера транспортного средства, содержащий преобразователь усилия в электрический сигнал, кинематически связанный с органом управления и сервоприводом, первый блок постоянного коэффициента, первый усилитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу преобразователя усилия в электрический сигнал и первого блока постоянного коэффициента, а выход - к входу первого интегратора, выход которого соединен с входами второго интегратора й первого блока постоянного коэффициента, датчик обратной связи, связанный с сервоприводом, и второй усилитель, выход которого подключен к входу сервопривода, отличающий с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей имитатора, в него введены блок выделения модуля сигналов и инвертор, входы

1417023 6 которых соединены с выходом первого интегратора, второй и третий блоки постоянного коэффициента, входы которых подключены соответственно к выхо5 дам второго интегратора и датчика обратной связи, нелинейный преобразователь, вход которого соединен с выходом блока выделения модуля сигналов, перемножитель и сумматор, первый и 10 второй входы которого подключены к выходам соответственно инвертора и второго блока постоянного коэффициента, а выход - к первым входам второго усилителя и перемножителя, вто15 рой вход которого соединен с выходом нелинейного преобразователя, а выход с вторым входом второго усилителя, третий вход второго усилителя подключен к выходу третьего блока постоян20 ного коэффициента.