напьиая схема блокл поделироваиня колебаний ,
Кинотренажер содержит кабину 1, имитатор 2 шума, второй.блок 3 умножения, блок 4 моделирования двигателя, блок 5 нелинейности,первый сум- мйтор 6, четвертый интегратор 7,блок 8 выделения модуля, блок 9 моделирования гидротрансформатора, третий блок 10 умножения, блок 11 моделирования системы гидроуправления,блок 12 моделирования коробки передач, второй интегратор 13, ограничитель 14, второй сумматор 15, блок 16 мо- дёлирования гидрообъемной передачи, блок 17 моделирования планетарных меха1П1змов поворота, первый блок 18 умножения, третий инвертор 19, блок 20 управления поворотом кинопроекто- pa в горизонтальной плоскости,электрогидропривод 21, первый датчик 22 вида грунта, первый и)1тегратор 23, блок 24 управления скоростью проекции, кинопроектор 25, первый 26 и второй 27 блоки счит(.1вания топо- грамм, первый 28 и второй 29 блоки моделирования гусеничных двигателей, блок 30 моделирования колебаний, первый 31 и второй 32 инверторы, третий интегратор 33, второй датчик 34 вида грунта, блок 35 моделирования момента сопротивления повороту, акустическая система 36, датчик 37 положения педали подачи топлива, датчик 38 положения руля, датчик 39 положения рыча переключения передач, датчик 40 попожения педали тормоза.
В кабине расположены датчик 40 положения педали тормоза, датчик 39 положения ршчага переключения передач, датчик 38 положения руля, датчи 37 положения педяпи подачи топлива и акустическая система ЗЬ, вход которой соёдине 1 с гзыходом имитатора 2 шума, первый и второй нходь которого соответственно соединены с первым И вторым выходами блока 4 моделирования двигатели ,BTopoii и трети пы- ходы которого соединеш, с первым и вторым входами датчика 38 положения руля, niixoji K(T(-iporo соединен с входом блока 16 м( делир11ва 1ия гидрообъ- емной передачи,первый и пторой рыход которого coornt Ti- Tneiiiio соединены с ,первым UXOJIOM Г мока 17 модемшропа- т1Я ппаиот, pHi-tx MI X.IHH JMOT nopopm.) и череч П и . 8 luirv UMnn MOJIV lu - с.
г n 5 5
5
0
5
вторым входом блока 4 моделирования двигателяJтретий выход которого соединен с первым входом блока 9 моделирования гидротрансформатора, пер- BbDl и второй выходы которого соответственно соединены с третьим и четвертым входами блока 4 моделирования двигателя, первый вход которого соединен с выходом датчика 37 положения педали подачи топлива, входы последнего соответствекио соед инены с источником постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала. Третий выход и второй вход блока 9 моделирования гидротрансформатора соединены соответственно с первым входом и первым выходом блока 12 моделирования коробки передач, второй выход которого соединен с вторым входом блока 17 моделирования планетарного механизма поворота, третий и четвер- . тьт входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого интегратора. Первый, второй, третий и четвертый выходы блока 17 планетарных механизмов поворота соот- .ветственнр соединены с вторым и третьим входами блока моделирования коробки передач, с четвертыми входами первого 28 и BTopoi o 29 блоков моделирования гусеничного движителя, выходы которого соеди1гоны соответственно с третьим и четвертым входами первого интегратора 23, выход последнего одновременно соединен с первыми входами блока 30 моделирования колебаний, блоков 28, 29 моделирования гусеничного движителя, блока 35 моделирования момента сопротивления повороту, первого 18, второго 3, третьего 10 блоков умножения и с входом блока 24 упр авления скоростью проекции, связанного с кинопроектором, на котором установлены первый 26 и второй 27 блоки считывания топограм- мы, выход последнего одновременно соединен с вторыми входами первого интегратора 23 и блока 30 моделирования колебаний, лыход которого соединен с электрогидроприподом 21, механически связанньЕМ с кабиной 1 . Выход второго датчика 34 вида грунта одновременно соединен с вторыми вхсздами блока 35 моделироплния момента сопротивления повороту, первого 28 и вТорог о 29 Олокоп моде.пирова- иия iycnMnvHt,p цпи)п елей п первым нхмлом пторого читргр.чтсра I , второи ихол которого сорлипен с выходом перпого 18 блока умножения, второй вход которог о одновремонно соединен с первым входом перпого суммато- ря, третьим входом нторого блока 29 моделиронания гусеничного движителя, с выходом третьего интегратора 33, с третьим входом блока 35 моде- лиропания момента сопротивления повороту и через первыу инвертор 31 с третьим входом блока 28 моделирования гусеничного движителя. Последовательно соединенные второй блок 3 умножения, блок 5 нелинейности, первый сумматор 6, четвертью 7 интегратор,третий блок 10 умножения, второй сумматор 15 и блок 20 упранления поворотом киьгопроектора в горизонтальной плоскости, механически связанный с поворотной платформой, на которой установлен кинопроектор 25. Второй выход блока 33 моделирования момента сопротиппения повороту соединен непо- с:редствен|1о и через инвертор 19 с управлякмцими входами ограничителя 14, выход которог о соединен с первым входом второг о сумматора 15, тре- тий вход которого соединен с выходом первого сумматора 6, пыход второго интегратора 13 согдинен с лн- формацио11Н1.гм входом ограничителя 14, выход ricpuoro блока 26 сч1пыпания топограммы соединен с вторым входом второго блока 3 умножения. Первый вьпсод блока 35 момента гопрг)тивления повороту соединен с пторым входом третьего интег-рлторл 33, первый и третиГс входы которог о соответственно соединены с четвертым входом первого интегратора 23 и выходом интегратора 32, вход которого соединен третьим входом первог о иf тeгpaтo- ра 23, первый вход последнего соединен с выходом первого датчика 22 оида грунта. Группа выходов датчика 39 переключения передач соединена с rpynnoii входов блока 1 I моделирования системы гидроуправления, группа выхода которого соедине 1а с группой входов блока 12 моделирования коробки передач, вход блока 11 моделирования системы гидроупрапления соединен с третьим выходом блока А моделирования двигателя, а датчик 40 положения педали тормоза соединен с пятым входом блока 17 молелиропания планетарных механизмов повс1р11Т,ч.
На фиг,2 предетан.моня функциональная схема блока мпделиронлния двигателя, имеющего резисторы 4|, конденсатор 42, oneparuioHHf. fi угилитгм . 43 и диоды 44, которая рг,птзует характеристики дизельного дсигателя необходимые для тренажера.
Уравнение движения коленчатого вала двигателя имеет вид
10
j , hrtoT ) il,
М.
Mron J
где w
M,
частота вращения вала двигателя;
момент инерции, приведенный к валу двигателя; крутящий момент двигателя в зависимости от частоты вращения и положения Н„р педали подачи тошп1- ва;
М,
Мп
5
0
тгг ЯГТ
- внешние моменты, приведенные к валу двигателя со стороны турбины и реактора гидротрансформатора и со стороны гидрообъемной передачи.
Указанное уравнение решается с помощью интегратора, на второй, третий и четвертый входы которого поступают напряжения, пропорциональные внешним моментам. Характеристика двига- 5 теля формируется с помощью функционального преобразователя, собранного на двух операционных усилителях и диодно-резисторных элементах (обведены пунктирной линией). На вход этого 9 функционального преобразователя подается напряжение с интегратора,пропорциональное , на выходе преобразователя (первьй выход) формируется напряжение, пропорциональное М„, которое поступает на вход интег11атора.
Зависимость М „ от „гп формируется с помощью сумматора на двух резисторах и функционального преобр.пователя на одном усилителе. На первьт вход сумматора подается напряжение, пропорциональное положению педали подачи топлива, на второй - напряжение, пропорциональное частоте вращения пала двигателя. С выхода функппональ- ного преобразователя напряжения поступает на диодно-резисторную цепочку функционального преобразоплтеля, вьтолненного на двух операиипи({ых усилителях. TaKifM образом, форчиру5
0
5
ртгя 1,ч исимогть , h ) и ре- тлстся В1,гшруктпиное урлпчеиме двн- жепия паля дпигатпля. C)nepaiuionHi iu усилитель мржду третьим и вторым выходом блока предстппляет собой инвертор для изменения -знакя напряжения, про1ториио 1пльного частоте вращения двиг ятеля,
На фиг.З представлена схема блока моделирования пшротрансформатора, служащего для преобразования напряжений, про11орционал ных моменту и частоте вращения двигателя в соответствии с режимом работы реального гид- ротрансформатора.
Уравнение дв t7 feния вала турбинм- гидротрансформатора имеет пид
jg15
8
М, - момент, приложенный к выходному валу на передаче.
Данное уравнение решается с помощью выходного интегратора, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное , (второй выход) , а на первый и второй входы посту1:ает напряжение, пропорциональное М и М р- внешние моменты, дей- ствуюище со стороны левого и правого планетарш гх механизмов попорота.
Значение моментов М . определяется из следующих уравнений
Mj -J- , - iWHi,,) е сли М. М,
Изобретение относится к техническим средствам обучения, а именно к тренажерам транспортных средств. Цель изобретения - расширение функциональных вочможностей. Кинотренажер содержит кабину 1, имитатор 2 шума, второй блок 3 умножения, блок моделирования двигателя, блок 5 нелинейности, первый сумматор 6, четвертый интегратор 7, блок 8 вьщеле- ния модулл, блок 9 моделирования гидротрансформатора, третий блок Ю умножения, блок 11 моделирования системы гидроуправления, блок 12 моделирования коробки передам, второй инИзобретенис относится к техническим средстпам обучения, а именно к тренажерам транспортных средств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. На фиг.) изображена блок-схема кинотренажйра; на фиг.2 - функциональная схема 6jtoKa моделирования дпигятолп; на фиг.З - функциональная схема блока модслиромания гидротрансформатора ; на Фиг.4 - функциональная тегратор 13, ограничитель 14, второй сумматор 15, блок 16 моделирования гидрообъемной передачи, блок 17 мо- делироват1я планетарных механизмов поворота, первый блок 18 умножения, третий инвертор 19, блок 20 управления поворотом кинопроектора, электрогидропривод 21, первый датчик 22 вида грунта, первый интегратор 23, блок 24 управления скоростью проекции, кинопроектор 25, первый, второй блоки 26, 27 считывания топограммы, первый, второй блоки 28, 29 модели- рования гусеничного двигателя, блок 30 моделирования колебаний, первый, второй инвертор 31, 32, третий интегратор 33, второй датчик 34 вида грунта, блок 35 моделирования момента сопротивления повороту, акустическую систему 36, датчик 37 положения педали подачи топлива, датчик 38 положения руля, датчик ЗУ положения рычага переключения передач, датчик 40 положения педали тормоза. 10 ил. схема блока моделирования коробки передач; на фиг.5 - функциональная схема блока системы гидрЬупрарления; на фиг.6 - функционпльная схема блока моделирования планетарных механизмов поворотов; на фиг.7 - функциональная схема блока мопелирова1П1я гидрообъемноЛ передачи; нл фиг.8 - функциональная схема латчикл видл грунта;на фиг,9 - функциональная ма блока oдeлиpon.ния сопртипле- ния повороту; на фиг.10 - функииог (Л ел со о
1 CM . М ) vn т кп
где (j - частота вращения вала турМ.
бины; - момент, приложенный к ва
. лу турбины со стороны
рабочей жидкости; М|,р - внешний момент, приведенной к валу турбины со стороны коробки передач. Ураннпнпе подепируется с помощью интегратора, на второй вход которого подается напряжение, про:и)рцио- нальное М. Квадратор, пыпо.чненный на блоке 45 умножения,сумматор и усилитель формируют значение момента М в зависимости от частоты вращения насосного колеса (первый вход берется с модели дви1-ателя) и от частоты вращения турбины (тертий выход). На выходе сумматора (первьй выход) фор- мируется напряжение М, пропорциональное моменту турбины, и поступает в модель дви1 аталя. Значение момента М формируется с помощью фун- кццона.чьн(5го преобразователя, вы- полненного на операционном ycилv тeлe И диодно-резисторных элементах, и поступает со выхода в модель двигателя.
На фиг.4 представпена схема короб ки передач: Урапиония, описьтяющие работу кпроГчси пер(дач имеют вид:
wj,,,- (М, - М,. - MJ,
где
- П тг1т;1 врпничпш йыход- HfiT .1 илла Kopii Kii пр .лч;
20
Mj M,.
если М. И . ; Ф)
5
0
5 О -
0
5
где 1. - суммарная податливость коробки передач на передаче; LJjij - частота вращения входного вала коробки передач (турбины гидротрансформатора); i - передаточное число коробки передач; i момент,передаваемый фрикдаоном на j-передаче. Данные уравнения решаются цепочками. Состоящими Из последовательно со- единенньгх интегратора и ограничителя А6. На один вход интегратора подается напряжение, проциональное ,, на другой - (ijgj на вькоде интегратора появляется напряжение, пропорциональное М .
Это напряжение проходит через ограничитель без изменения, если И. М(;, и ограничивается последним, если И j М.. Ограничение осуществляется по двум потярностям, для чего используется иннерт(зр на одном из управляющих входов ограничителя 46. Включение передач осуществляется подачей на один из входов группы напряжения, пропорционального моменту М,. с блока моделирования систем1.1 гидро- управления. Напряжение, пр опорцио- нальное М, , снимается с сумматора (второй выход).
На фиг.5 показана схема блокя си- стемм гидроупрявлгния, которая форми-- рует напряжение, пропорциональное М. п зависимости от включонноЛ перс- дачи и частоте 1 М1 1Гния илл.ч двигатс-ля, М.-1ПрЯ)Г1П1Г Г1рг)М(-рПИ- 1И,ЧЛ Ыии КО
тк ч й tiiii;Tyn,if T i::i ихпд иисрцчо пю го эвена, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное давлению масля в системе гидроуправ- леиня. Инерционное звено используется потому, что давление масла при изменении частоты вращения двигателя изменяется не мгновенно, а с некоторым запаздыванием. Напряжение, пропорциональное давлению в системе смазки, поступает на ключи 47, При положении рычага переключения передач в нейтральное положение с датчика рычага переключения передач на каждый вход группы входов поступают сигналы логического нуля. При включении передачи на один из входов группы входов поступает сигнал логической единицы, который включает один из ключей и напряжение, пропорционал ное давлению масла, поступает на j-« инерционное звено, которое моделирует плавное нарастание давления масла в бустере j-й передачи. В результате па одном из выходов группы вы- ходов появляется напряжение пропорциональное силе сжатия дисков фрик- циопоп, которое характеризует момент Мф., передаваемый фрикционом j-й передачи.
На фиг,6 представлена схема блока моделирования планетарных механизмов поворота.
Управления движения выходных на- лов механизмов, приведенных к ведущим Колесам гусеничной имеет вид:
.1, л
Т-- (Ил - вкл)
-«- У
(1)
ы --- (м„ - и,,,)
Мл -{; W6K- i - .u.) (3)
П„ Т-- (u)g,- tOJ 4- i, u)) (4) - h
Чш- n М,„„)
ы , и,
- частота вращения выходного вала плане- тар юго механизма, припеденная соответ- crne/ino к леному И правому ведущим коле гям;
1531707
.Q ,г 2530
40
45
50
55
М
ВКЛ
М
гоп
10
П, М J, - моменты спответствен- но в лея(5м, ггряйом планетарных рядах; вхп внешние моменты со CTopoifbi яедуших колес, левого, правого;
- моменты инерции механизма попорота, при- вeдeн ыe к ведущим колесам левому, пра- BOhfy;
, 1„ - суммарная податли-. вость левого,правого планетарных рядов; tOj - частота вращения
входного вала планетарного механизма; частота вращения солнечной шестерни планетарного механизма; i,, i - передаточные отклонения соответственно эпи1дакл - водило, эпицикл - солнечная шестерня;
- внешний момент со стороны гидрообъемной передачи,
Уравнения (1) и (2) решаются интеграторами, подключенными соответственно к третьему и четвертому выходу. Диодные мостики 48 в обратной связи интеграторов нeoбxoди ы для мо- делирования пассивной силы, действующей от тормоза, т.е. на две противоположные вершины моста поступают разнополярные напряжения, пропорциональные тормозному моменту, приведенному к ведущим колесам гусеничной машины. Эти напряжения поступают с датчика положения педали тормоза (пятый вход), а дчя изменения полярности используется инвертор, выходом подключенныГ к одной из вершин мостового выпрямителя.
Уравнение (5) решается с помощью интегратора, на первый вход которого подается напряжение, проп(тр11Ио- нальное Мрр„, на два других пхода подаются напряжения, пропорциоилл - ные М и М f,, с выхода этого урлписннч напряжение, пропорционал1зное члстотс вращения солнечной шестерни, поступает на входы интеграторов, rio/innnpv- ющих податливости, т.е. potyai imix уравнения (3) и (4), причем д 1ч типнения знака в уравнении (3) передач ij установлен инвертор.
На другие входы подается напряжение, пропорциональное ujg, (второй вход), на третьи входы подаются напряжения, пропорциональ 1ые соответ ветственно ы и входе этих Интеграторов формируются напряжения, пропорциональные МдИ М,, которые поступают на усилители, необходимые дл согласования этих- напряжений по величине и знаку. С последуклцих усилите лей напряжения, пропорциональные М и И J, соответственно первый и второй выходы, поступают на входы коробки передач.
На фиг,7 представлена схема блока моделирования гидрообъемной передачи На первый вход блока поступает напря жение, пропорщюнальное частоте вращения вала двигателя через датчик руля 38, диоды 49 на входе служат для моделирования зоны нечувствительности, чем воспроизводится люфт руля, далее это напряжение поступает на интегратор, н результате чего- на выходе форм1фуется напряжение, пропордаона.пьное моменту, передаваемому гидрообъемной передачей.В обратную связь интегратора включен резистор, с помощью которого учитывается вязкость масла. Кроме этого, в обратной связи интегратора стоят два диодно-резисторных ограничителя (по обеим полярностям выходного напряжения инте ,;.1тора), моделирующих работу перепускного клапана в случае превышения давления. Напряжение, пропорциональное M,,, с выхода интегратора (второй выход) через блок 8 выделения модуля поступает на второй вход блока 4 моделирования двигателя, кроме того, напряжение Мроп (нервьп выход) снимается с инвертора для согласования по знаку и поступает на первьи вход блока 17 моделирования планетарных механизмов поворота.
На фиг,8 показана схема датчиков вида грунта, представляющих собо операционный усилитель, на входе которого с:тоиг делитель в зависимо- CTit от положения переключателя 50. На входе операционного усилителя формируются ратные напряжения, про- яорциональниг сипе сог1ротивлен 1я дрижеиия для гюрвого датчнка 22 вида грунт.ч и.чи К1 )1 1 ф ичй11ту сцепления
гусениц с грунтом дпя второго датчика 34 вида грунта.
На фиг.9 представлена схема блока 35 моделирования момента сопротивления повороту.
С помощью этого блока решается следующее уравнение:
М - - -««J« OJ J , t а ( b)V)
5
0
0
5
0
5
0
5
где
М
СП
ммкс
W,
а и b момент сопротивления повороту;
коэффициент сопротивления повороту принят равным коэффициенту сцепления гусениц с грунтом;
угловая скорость поворота машины; линейная скорость движения машины; коэффицие нты i Уравнение решается следующим об- 5 разом. Формирование модуля | Ыд, I и IV I осуществляется с помощью блоков 51, затем напряжения, пропорциональные |ш I и lVj,|, поступают на входы сумматора 43. Коэффициенты передачи по каждому входу определяются коэффициентами а и Ь таким образом формируется напряжение, пропорциональное знаменателю уравнения, которое поступает на вход блока 52 деления, на вход числителя поступает напряжение, пропорциональное , полученное на выходе блока 52 деления напряжение поступает на один и.з входов блока умножения, на другой вход, поступает напряжение.
пропорциональное и со второго
датчика 34 вида грунта. Таким образом, на выходе блока умножения (первый выход) формируется напряжение, пропорциоанльное М,.
На фиг.10 представлена схема блока 30 моделирования колебаний Гусеничной машины.
Этот блок можно разбить на две части: верхняя - элементы 53, 54, 45 моделируют колебания неподрессоренной части машины,нижняя - элементы 55, 54, 56, 54, 55, 57 модулируют колебания пoдpeccopeнfloй части машжы. Уравнение иэмptleния угля наклона машины при и- мечен((и угла на - клопа дороги на угол ( чри линейной скорости дпижепия Vj имеет пид
1 + ALf
13
-м
Vdt
где L - длина опорной поверхности гусениц.
Пусть машина движется по горизонтальной поверхности, при этом на вход поступает напряжение, непропорциональное о(, с выхода блока 27 считывания тoпoгpa fмы, в этом случае напряжение на выходе интегратора 54 равно нулю, т.е. Lf О независимо от линейности скорости V. При появлении напряжения, пропорционального До(, на выходе элемента инерционного эвена 53 появляется напряжение j{/, так как на втором входе последнего напряжение равно нулю. Это напряжение, пропорциональное V , и заряжает интегратор, причем чем больше значение V, и (или) ud тем быстрее осзпцествляется заряд и на выходе интегратора появляется напряжение, пропорциональное и (f, которое измени ется до тех пор, пока лц не станет равным и о1 т.е. машина полностью въехала нп угол. Ограничение аарядд значением do( осуществляется по другому входу интег ратора.
Уравнение движения подрессоренной части гусеничной мапшны имеет вид:
ё Р 0+ KQ 9
Л Ч ,
где f) - угол наклона подрессоренной части машины; Р - дискримент чатухания; К л - частота собственных колебаний подрессоренной части машины; Л - коэффициент.
С помощью сумматора 55 производися сложение напряжений, пропорциональных Р0, и Ai/, на выходе сумматора 55 ({)Ормт1руеТся напряжение, пропорциональное угловому ускорению колебаний подрессоре Г11ой части, которое поступает пос;(едоватсльно на два интегратора. На первом формируются напряжения, пропорциональные , а на втором 9 , которые подаются через инвертор 56 я непосредственно на входы сумматора 53. Напряжение, пропорциональное 0, также подается вход другого сумматор 1, на второй вход которого с источника опорного напряжения 57 подастся постоянное напряжение, пpoпopч oнллыloe значе1. -01707
f4
10
«5
20
25
30
35
40
45
50
55
нию угла, соответствующего i прггюн- тальному положению подгР -Сореннпй части, относительно которого осуществляется значение напряжения.
Кинопроектор работает следутстдим образом.
Обученный водитель находится в кабине t, действуя органами управ- ле1гая, запускает двигатель, при этом на втором и третьем вькод.эх блока 4 моделирования двигателя формируется напряжение U, , пропорциональное оборотам вала двигателя, причем эти напряжения одинаковы по величине, но имеют разные знаки.Оии поступают на второй вход имитатора шума 2 и на первый вход блока 9 моделирования гидротрансформатора. С выхода имитатора шума 2 напряжение поступает на акустическую систему 36, в результате чего водитель слышит шум работающего двигателя, спектр которого зависит от напряжения U и от напряжения U, пропорционального крутящему моменту, развиваемому двигателем.
Для того, чтобы тронуться с места на машине с гидромехйгшческой трансмиссией водитель включает передачу, отпускает педаль тормоза (в исходном положении мапшна заторможена) и увеличивает подачу топлива, при этом в тренажере происходит еле- дующее:
При включении передачи рычаг переключения передач замькаст соответствующий микровыклгочатель датчика 39, в результате с микровыключателя снимается напряжение, соответствующее уровню логической единицы. Этот логический сигнал через соответствующую связь группы входов поступает на блок 11 системы гидроуправления. На вход этого же блока подается напряжение ,, с помощью которого формируется напряжение, пропорциональное давлению масла п системе гидроуправления. При иояплении логического сигнала включения передачи включается соответствующий коммутатор и на одном из выходов блока 11 появляется напряжение, nporioprino- ональное давлению маслл в бугтсрс фрикциона соответствующей передлчи. Это напряжение поступает нл соотигт- ствующий вход блока 12 модсли)о1 ;1111 ч коробки передач, где оно открыплст ограничитель, моделирующий p txiry
фрикциона соотретствун)щеО передачи, что соотриггстнует включению этой передачи.
Напряжение l (i ., поступающее на первый вход блока 9 моделирования гидротрансформатора, преобразуется лтим блоком п напряжение U(, пропорциональное оборотам трубины гидротрансформатора. Л при наличии на- пряжения ,- пропорционального моменту,передаваемому коробкой передач (второй вход блока 9 - первый выход блока 12), L , тожй преобразует Ав
ся В напряжение, пропорциональное
момент)
тора и
моменту турбины U и моменту реак
Ko i-opoe снимается соответственно с jepnoro и второго выходов блока 9 моделирования гидротрансфор- матора, причем напряжения U и / противоположны по знаку, это соответствует гому,что момент турбины в данном случае лнляется тормозным для двигателя, а момент реактора уменьшает этот тормозной момент.
При вмжатом тормозе с датчика 40 педали тормоза напряжение, пропорци-- ональиое потожеиию педали, поступает на пятый Плод блока 17 моделирования ппаиегарных. механи змон поворота, в результате чего даже при наличии мо- f«e.4ra, приведенного к ведущим колесам, напряжения - ,j, н про- пог фюн шьное оборо1ам левого и правого ведущих колес равны нулю. Так как передача включена существует жестк ая механическ-л связь между ведущими колоса п и турбиной гидротранс форматора,следовательно и напряжение и. равно нулю. Двигатель и турбина связаны гидравлической связью, поэто му в этом режиме двигатель работает и на третьем выходе блока 4 моделирования двигателя имеется напряжение UWAR т.е. моделируется работа грвдротрансформатора в режиме 100% скол1-жения.
При отпускании педали тормоза напряжени на выходе датчика АО становится равным нулю, следовательно на ведущие колеса перестает действовать тормозной момент. В результате , приложенный к ведуиц1м ко- лесам, начинает их раскручивать и появляется напряжение U.,,-., и U, .
ПН I П fЭтот же мсшечг ярпяется тормозным дл выходпот о тсгл.э коробки передач и. напряжения, аронориионпльные моментам P(;iyiii4 КИ.ЧРС с учетом передаточ
, 5
Q
-
5
0
ных чисел планетарных механизмов поворота, поступают с первого и второго выходов блока 17 моделирования планетарных механизмов поворота На второй и третий входы блока 12 моделирования коробки передач, моделируя тем самым нагрузки на выходной вал коробки передач. В результате появления напряжения , и U в, появляются напряжения ,пропорциональны оборотам выходного вала коробки передач, и ,-- пропорциональное угловой скорости турбины подротрансформатора.
При увеличении подачи топлива водителем напряжение с вьгхода датчика 37 положения педали подачи топлива увеличивается, в результате чего увеличивается напряжение и как следствие напряжения U
ы вк
Напряжения ,, и Uj,g поступают соотпетственно на четвертые входы первого 28 и второго 29 блоков моделирования гусеничных двигателей. Дпя учета характеристик грунта по сцеплению на вторые входы блоков 28 и 29 Подается напряжение, пропорциональное сцеплению гусениц с грунтом, с датчика 34 вида грунта.Выходными напряжениями блоков 28 и 29 являются напряжния и и и , пропорцио I 1- нальные силам тяги в рабоч|гх ветвях
соответственно левой и правой гусениц. Эти напряжения поступают на третий и четвертый входы первого интегратора 8, постоянная времени которого пропорциональна массе гусеничной машины. На первый вход послед- него подается напряжение, пропорциональное сопротивлению грунта, прямолинейному движению с датчика 22 вида грунта.На второй вход интегратора 23 подается напряжение, лро- порциональное углу наклона профиля местности с блока 27 считывания информации .
Блоки 26 и 27 представляют собой фотоэлектрический датчик с усилителем постоянного тока, выходное напряжение которого прямопропорциональ- но ширине топограммы, записанной на киноленте на месте звуковой дорожки.
Таким образом,с помощью интегратора 28 решается уравнение:
5Г- -- -ш- - .
fp d
где УН - скорость прямолинейного
дпиження; m - масса машины; Tji,T , - сила тяги собственно левой и правой гусеницы; G - вес гусеничной машины;
-коэффициент сопротивле- mя грунта;
-угол наклона местности (здесь принято для имитируемых углов sin о( d)
Кроме того, напряжения с выходов блоков 28 и 29 поступают также на tpeTHfl и четвертый вход блока 17 моделирования механизмов поворота, в результате чего формируется нагрузка на планетарные механизмы со стороны гусе НИ1ДЛ.
Напряжение U
Vx
пропорциональное
прямолинейной скорости движения машины, поступает на блок 2А управления скоростью проекции кинопроектора и представляет собой, например, следящую систему электромашинный усилитель - двигатель с электронным управлением электромагаинного усилителя. Т.о. при нали ши этого напряжения в Ki . i проекторе 25 начинает двигаться кинолента, изображение с которой проецируется на экран.Водитель, находящийся в кабине 1, наблюдает изменяющуюся картину местности на экране и у него возникает иллюзия движения.
Напряжение U, поступает также на первый вход блока 30 моделирования колебаний, которьвТ( моделирует изменение угла наклона подрессорной массы машины в зависимости от угла наклона местности и скорости движения. Напряжение, пропорциональное углу наклона местности, сш1мается с блока 27 считывания информации. На выходе блока 30 формируется напряжение, пропорциональное углу наклона подрессорной части гусеничной машины которое t помощью электрогидропривода 21 преобразуется в механические колебания кабины 1, в которой находится обучаемый водитель.
По имитации прямолинейного движения напряжение и.на выходе интегратора 33, пропорциональное угловой скорости машины, равно нулю
-f- ,- Tj) - м,„ ,
- угловая скорость поворота MiiuniHLi;
o
S
0
5
0
5
0
5
0
5
I - момент инерции масс1.( гусеничной машиши относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести;
Гв« - ведущего колеса; - момент сопротивления повороту.
Как известно из теории танка, для поворота гусеничной мдшины необходимо наличие разности сил тяги иа левой и правой гусеницах. Для создания этой разности водитель поворачивает руль в сторону поворота, в этом случае забегающая гусеница увеличивает скорость, а отстающая уменьшает на ту же величину (в отличие от про тотипа, где забегающая сохраняет ту же скорость, а отстающая замедляет движеЮ1е). В тренажере это осуществляется следующим образом. На выходы датчика 38 положения руля подается напряжение, пропорциональное оборотам вала двигателя, причем эти напряжения всегда равны по величине, но противоположны по знаку, поэтому в режиме прямолинейного движения, Когда руль находится в исходном положении, напряжение с выхода датчика 38 равно нулю. Это напряжение пропорционально положению управля1снцего органа гидрообъемной передачи, в результате передачи момента от гидронасоса к гидромотору гидрообъемной передачи не происходит и гидромстор не вращается, в этом случае напряжение на первом выходе блока 16 моделирования гидрообъемной передаче Uu) пропорциональное оборотам вала гидромотора, равно нулю, а т.к. момент не передается, то и напряжение и,, на втором выходе блока 16, пропорционально моменту,передявлемо- му гидрообъемнои передачей. Т.о., блок 16 при прямолинейном движении не оказывает влияния на работу тренажера .
При перемещении руля в сторону от исходного положения на выходе ллтчи- ка 38 появляется напряжение, пропорциональное оборотам лригатгля, умноженного (за счет потгп- циометра) на угол попоротл рулч, причем полярность этого напряжгиии будет зависеть от направления fMic- рота руля. При движение это пряжеиие определяет рглнчину Г , м
Ц
причем полярность этих M.I
жений будет зависеть от полярности напряжения, ошмаемого с датчика 38 руля. Для того, чтобы момент, передаваемый гидрообъемной передачей, воэдрйствовал на двигатель как ндгрузочный момент независимо от направления поворота руля, напряжение . Поступает на еторай вход двигателя не непосредственно, а через блок 8 вьщеления модуля, в результате чего независимо от направления поворота руля на блок 4 моделирования Двигателя поступает напряжение и одной полярности, вызывающей нагрузку на двигатель.
Напряжение , вызванное поворотом руля, поступают на блок 17 моделирования планетарных механизмов поворота, пpeдcтaвляюup x собой два планетарных ряда с общей солнечной шестерней, связанной с валом гидромотора. При наличии оборотов на валу гидроМотора обороты водила одного планетарного ряда увеличиваются, а другого - уменьшаются. Это происходит и в тренажере. При появлении напряжения первом выходе блока 16 гидрообъемной передачи напряжения и)вк, ulвnJ третьего и четвертого выходов блока 17 изменяются на величину, пропордаональную U,.. причем в зависимости от полярности напряжения U( напряжение и1,(,ц.р увеличивается, а напряжение U j ц уменьшается или наоборот, т.е. появляется разность (и 5 - U, ,
При наличии разности ( - ULUBKI) значений напряже}шя на выходах блоков 28, 29 моделирования гусениц становятся также неравным, т.е. появляется разность (U, Тл следовательно на выходе интегратора 33 появляется напряжение U,, пропорциональное угловой скорости попорота гусеничной MciiinjHbi. Это напряжение непосредственно и через инвертор 31 поступает ня третьи нходы блоков 28 и 29 для учета кинемлтических связей между линейной и уг лоной скоростью ГУСеНИЧМш МЛП1МКЫ.
Кроме того, на второй вход интегратора 33 по1-туллет нлпряженир. прбпорииои.гльное мом(;нту сппротлнле- 1П«я nonojioTv. 1Ч1рммруетсл с помотаю блекл 35 молслир.ч . ПИЯ моги Нтл г.рпро тивленил Г1гпо; чу. I случ.че момент c.onpf 1 : : Ч1Ч nnncipoTV II fiy- дет рлиом
м.
С1.(
4 (0,85)|Ы O7l5 )
где
Мf - момент сопротивления повороту;
G - вес машины; L - длина опорной поверхности; коэффициент сопротивления повороту;
tu - угловая скорость поворота машины;
Vjf - линейная скорость движения маа1иНы.
Для решения этой зависимости на первый вход блока 35 подается напряжение , на третий вход блока 35 - напряжение U и на второй вход Напряжение, пропорциональное коэффи- циенту сопротивления повороту, опре- - деляемому виды грунта. Причем для ос- новных видов грунтов| С1, где ( - коэффициент сцеплеш1я гусениц с Грунтов. Напряжение, пропорциональное ( , снижается с датчика ЗА вида грунта.
На выходе блока 18 умножения формируется напряжение, пропорциональное центробежной силе, действующей на машину в повороте.
Это напряжение поступает на второй вход интегратора 13, на первый вход которого поступает напряжение, пропорциональное коэффициенту сцепления гусениц с г рунтом. В данном случае коэффициент i/ пропорционален силе сопротивления боковому скольже - нию машины, т.е. решается уравнение
40 - -2- (.-с/)
dt
g (а) и,- Г),
5
0
где Vg - скорость бокового скольжения ;
п - масса машины; G - вес машины; V/ - коз|})фи11иент с цепления гусениц с грунтом; g - ускорение свободного падения .
Од11ако, при нычислении U возможно зн.ччитолыгое ofo увеличение при н,чл11чип злмос;), л тяк как это 5 мапрпжсши упраиляет штиротои кино- то вг)тможно ei o 11,.,„, п TOIИ | Ор: ЧИПаТ(1СЯ
|фо, кторл , как II 11| , , прсим псппр 1,т;1 тпч и И
ДЛ КИНО11р| Г К 1ЧЧ1 f V;rC-l
в другую сторону, что создает иллюзию неправильной имитации поворотов Для исключения этого недостатка на- tit meHHe U , пропорциональное скорости бокового скольжения машины, ограничивается значением напряжения и , T.Gi в любом режиме получается, что i шм выполнения этого условия к выходу интегратора 13 подключен управляемый ограничитель 14, на управляющие входы которого подаются разнополярные напряжения U|uj(, пропорциональные модулю угловой скорости поворота машины,Это напряжение снимается с блока 35 моделирования момента сопротивления повороту, где осуществляется вычисление модуля угловой скорости поворота гусеничной машины. Инвертор 19 служит для формирования разнополярно го напряжения . Таким образом, данном тренажере формируются напряжения, характеризующие все три параметра движения ГМ на плоскости, а пиенио напряжения, пропорциональные скорости прямолинейного движения ГМ Uj, угловой скорости поворота и скорости бокопого скольжения при заносе.
Нмитацмп поворотов осуществляется следуктщим образом.
Кинопроектор 23 устанавливается на поворотном устройстве, которое позволяет поворачивать его в горизонтальной плоскости на небольшой угол относительно исходного положения (t5 град), которое соотвптствует точному движению по отснятой трассе. Имитация углового поворота и бокового съезда осуществляется за счет смещения изображения в сторону,противоположную повороту.Поворот кинопроектора 25 осуществляется с блока 20 управления поворотом кинопроектора .
Принцип имитации поворотов заключается в сравнении угловой скорости машины tJrun и угловой скорости трассы ы относительно машины.
ОДНИМ из условий прапилв иого прохождения поворота, отснятого па киноленте, является равенство: w
,
u)
Напряжение V, пропорциональное , снимается с выхода интегратора 33. Напряжение U, (ормируется с по- нощью блока умножения 3, который решает зависимость: ш„ U.
fO
15
0
5
0
5
0
5
20
5
Напряжение U. , пропорпипи.ти-иор кривизне поворота,отснятого мл киноленте, ошмается с iu pBoi4i Плокл J.fi считывания информации. Напряжение Uy снимается с интегратора 2, Напряжение Иц, поступает на второй вход сумматора 6 через блок 5 нелинейности, который обеспечивает jotry нечувствительности по второму входу сумматора 6, чтобы вырезать отдельные выбросы напряжения U, возникающие за счет неравномерности, записанной на киноленте топограммы, в результате исключается возможность появления рыскания кинопроектора в горизонтальной плоскости. На другой пход cy fMaTopa 6 поступает напряжение и с противоположным анлком, следовательно, на выходе последнего получается напряжение dl ,, которое интегрируется интегратором 7. В результате на выходе интег ратсра 7 формируется напряжение U, пропорциональное углу отклонения I M от заданной траектории движения. Нагпэяжеиие U , С помощью блока 10 умножения умножается ,на напряжение U. В результате, на выходе блока 10 умноже1 ия формируется на11ряже11 яе 1,,, рнальяое скорости бсжоршго отклонения танка ст заданной траект,))ии движения, т.к. решаетсп злвигимск гь sinT малых yrjroB отктктис-- тшя и ., V |- . Напряжения U, и JU суммируются с помощью суммат .трл 15, выходное напряжение которого является управляю1чим для блока 20 упрднле- ния поворотом кипопроскторл. Это напряжение воздействует на блок упрап- ления поворотом кинопроектора, который отклоняет изображение ил чкра- не. Водитель, видя это смощеии, действует рулем, так, чтобм нлпрлжения ди 1 и и у в процессе дгпгжеиия CTIJC- мились к нулю. Для этого он лопжем вьшолнить все те дейстния рул(м. которые он вьтолннл бы при ynpiUi.:irMnni реальной гусеничной лпIииы. Ее пи поворот осуществляется на бтьшш скорости и на слабых грунтпх, то нл выходе интегратора 13 пояплпотся ил- пряжение Uygi характсризующос i j iH- чие заноса. Это напряжение огрлми-ш- вается ограничителгтм (инпгрто;1пм) 19, поступает на РХПД , Г смешая посредством Опока 20 и1 м -1жение на и иллюзию заноса.
вызывлп тг
ч ;м
Формула изобретения
Кинотренажер водителя гусеничной машины, содержащий кабину с органа- мя управления и датчиками их положения, при этом датчик положения педали подачи тогшива соединен выходом с первым входом блока моделирования двигателя, первый выход которого соединен с первьм входом имитатора шума, связанного выходом с акустической систеиой,установлЕнной в кабине, другие выходы датчика положения педали топлива соответственно соединены с источником постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала, группа выходов датчика положения рычага переключекия передач соединена с группой входов блока моде.чирова- ния систем. гидроуправления, группа выходов которого соединена с группой входов блока моде.чиронаиия коробки передач, второй выход блока моделирован 1Я дрзигателя соединен со вторым входом имитатора шума, первьш датчик вида грунта соединен с первым входом первого интегратора,- вы-- ход которого одповремкпно соединен С первыми вxoдa и первого и второго блока моделирования гусеничного движителя, блока моделирования колеба- НИИ, блок моделирования момента сопротивления повороту,первого, второго, третьего блоков умножения и с входом блока управления скоростью проекции, связанного с кинопроектором, на котором установлены первый и второй блоки считывания топограм- мы, выход последнего одновременно соединен со вторы№ входами первого интегратора и блока моделирования ко леба)гий, выход которого соединен с . электрогидроприводом,меха 1П1Чееки связанным с кабиной, выход второго датчика вида грунта одновременно соединен со вторыми входаьш блока моделирования момента сопротивления повороту,первого и второго блоков моделирования гусеничных движителей и первым входом второго интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого блока умножения, второй вход которого одновременно соединен с первым входом первого сумматора, третьим вхопом второго блока модели- роваж я гусеничного движителя, с вы Xoдo третьего интегратора, с третьи входом блока мод(1ировлния MOhiPHTa
5
0
5
0
5
0
5
0
5
сопротивления повороту и через пер- Dbrii инвертор - с третьим входом-первого блока моделирования гусеничного движителя, выход последнего одновременно соединен с третьим входом первого интегратора и через второй инвертор - с первым входом третьего интегратора,второй и третий входы которого соответственно соединены с пер вым выходом блока моделирования момента сопротивления и четвертым входом первого интегратора и выходом т торого блока моделирования гусеничного движителя, выход первого сумматора одновременно соединен со В7:одом четвертого интегратора и первым входом второго сумматора, выход последнего соединен со входом блока управления пово- ротом кинопроектора в горизонтальной плоскости, механически связанным с кинопроектором, выход первого блока считывания топограмм соединен со вторым входом второго блока умножения, выход четвертого интегратора Соединен со вторым входом третьего блока умножения, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора,, третий выход блока моделирования двигателя соединен со входом блока моделирования системы гидроуправления, отличающийся тем, что, с делью расиЕирения функциональных возможностей, он снабжен блоком выделения модуля, блоком моделирования гидротрансформатора блоком нелинейности, последовательно соединенными датчиком положения рупя, блоком моделирования гидрообъемной передачи и блоком моделирования планетарных механизмов повопота, ограничителем, управляющие входы которого соединены соответственно с входом и вьосодом инвертора, вход которого соединен с вторым вьсходом блока моделирова}гия момента сопротивления повороту,вто рой выход блока моделирования гидрообъемной передачи через блок выделения модуля соединен со вторым входом блока моделирования двигателя, второй выход которого соединен с первым входом датчика положения руля, второй вход которого соединен с третьим выходом блока моделирования дв)- гатсля и первым вхоп,ом блока моделировании гидротрансформатора, первый и второй гч.гходы которого соединены соотвр.тстирнно с третьим и четвертым
входом блока моделирования двигателя третий выход и второй вход моделирования гидротрансформатора соответственно соединены с первым входом и первым выходом блока 1оделирования коробки передач, второй выход которого соединен to вторым входом блока планетарных механизмов поворота,Третий и четвертый входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого интегратора, первый, второй, третий и четвертый выходы блока планетарных механизмов поворота соответственно соединены со вторьм и третьим входа
П1 блока моделирования короПки гтг- редач, с четвертыми входами пррп ч. и второго блоков моделироншли i-y- сеничного движителя, вьсход второго блока умножения через блок нелнм мШо сти соединен со вторым входом пгрпо- го сумматора, выход второго интегратора через ограничитель соединен с третьим входом второго сумняторя, выходы датчика положения педали тормоза соответственно соединены с источником постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала, а выход - с пятым входом блока моделирования планетарных механизмов повороти.
1-й
2-iiSxod
3-1/ Smd Ц-iJ вход
J-w дыхо
1-it Ы
hH
Фие.г
1-й Пыход «-Z-aSxod
lu ffoff
t-ugn d
Группа входоб
Bxod NT
f« X«r
M
ФМ
гЫ-
I
нн
-
4
,
е
МММ I
Q-ot
фие.5
„ g
Г ГхП
и
h
50
h-0
-а -о-и
быжод
УВхо
Фие.В
Н н1на-1
о
i I
ГЧ. / Лдд/
(o3
ФиеЛ
S
.
2-й iuKo
З й fxoi
l-OSxod
55
5ft
sTl-Fi r
/i/ fxo
f-ff/ /XOtf
Фи.9
5
55
51
