Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса и задачи диссертаций 8
1.1. Особенности и состояние проектирования автомобильных антиблокировочннх систем 8
1.2. Задачи диссертации 9
1.2.1. Методология и методика разработки АБС 11
1.2.2. Общие технические и функциональные требования к АБС 14
1.2.3. Адаптивное управление АБС 17
1.2.4. Критерии оптимальности АБС 25
1.2.5. Задача и метод оптимизации 31
1.2.6. Определение структуры АБС 34
Глава 2. Математическая модель автомобиля и проектируемой системы 42
2.1. Обзор работ по моделированию автомобиля и АБС в исследованиях торможения 42
2.2. Описание математической модели автомобиля и АБС 44
2.2.1. Общие принципы построения перестраиваемой модели 44
2.2.2. Описание подвески 45
2.2.3. Описание колеса 51
2.2.4. Описание тормозных механизмов и тормозного привода
2.2.5. Описание рулевого привода
2.2.6. Описание подрессоренных масс автомобиля
2.3. Математическая модель АБС 75
2.3.1. Описание исполнительных элементов АБС 75
2.3.2. Описание управления АБС 78
Глава 3. Анализ системы "автомобиль-АБС" 81
3.1. Задача идентификации модели 81
3.1.Т. Постановка задачи идентификации 81
3.1.2. Экспериментальное исследование выходных сигналов автомобиля, как объекта управления 83
3.1.3. Влияние структуры модели автомобиля на качество идентификации 93
3.2. Выбор управления АБС с использованием математической модели автомобиля J08
3.2.1. Упрощенная модель одиночного колеса в условиях отсутствия помех J09
3.2.2. Управление в условиях интенсивных помех
Глава 4. Экспериментальные исследования макета АБС нециклического действия 132
4.1. Описание макета АБС
4.1.Г. Модуль управления 132
4.1.2. Исполнительный модуль
4.1.3. Датчик угловой скорости .142
4.2. Стендовые испытания макета АБС нециклического действия 147
4.2.1. Задачи стендовых испытаний и режимы их проведения 147
4.2.2. Лабораторная установка для испытаний АБС Л50
4.2.3. Результаты стендовых испытаний макета нециклической АБС 151
4.3. Ходовые испытания макета нециклической АБС 161
4.3.1. Задачи ходовых испытаний и режимы их проведения ЛБІ
4.3.2. Объект испытаний 163
4.3.3. Результаты ходовых испытаний макета нециклической АЕС 164
Результаты работы и выводы 179
Литература 181
Приложения 191
- Общие технические и функциональные требования к АБС
- Описание тормозных механизмов и тормозного привода
- Экспериментальное исследование выходных сигналов автомобиля, как объекта управления
- Результаты стендовых испытаний макета нециклической АБС
Введение к работе
Задача увеличения производительности автомобильного транспорта тесно связана с проблемой автоматизации управления травспорт-ными средствами, которая является радикальным средством повышения производительности труда. Актуальность этой проблемы подтверждается массовым распространением микропроцессорных систем управления на серийных автомобилях за рубежом. Это системы управления работой двигателя, автоматическими трансмиссиями, системы диагностики, обеспечения безопасности: поддержания заданной скорости движения, антиблокировочные тормозные системы.
О массовости их распространения можно судить по следующим данным. Одна из микропроцессорных систем управления установлена более чем на 5 млн. автомобилей 90 моделей в США, Японии и странах Западной Европы /88/. Уже в 1979 году были опубликованы сведения о налаживании б США выпуска микро-ЭВМ для II млн. ранее выпущенных автомобилей /2//Ю6/. В 1981 году только одной фирмой Лженерал Моторс выпущено около 5 млн. автомобилей с микропроцессорным управлением /4/. Оценка темпов оборудования автомобилей микропроцессорами позволяет предполагать, что число их в дальнейшем будет быстро увеличиваться. По имеющимся данным в 1985 году в США микропроцессоры будут установлены на 7Ь%, а в 1990 - на 90$ всех автомобилей /88/. Наблюдается распространение средств автоматизации управления на массовых автомобилях малого класса типа ФИАТ Уно, Остин Мини Метро и др. /25-29/.
Таким образом можно констатировать, что разработка и внедрение средств автоматизация управления на базе микропроцессорной техники является актуальным и весьма перспективным направлением. На современном этапе идет отработка отдельных систем, которые в будущем могут стать подсистемами единой системы управления
автомобилем. Одной из таких систем является АБС.
В настоящее время АБС у нас в стране серийно не выпускаются. Системы, получившие распространение за рубежом, имеют высокую стоимость вследствие сложности конструкции, поэтому их применение ограничено тяжелыми магистральными грузовиками, автобусами и дорогими легковыми автомобилями, такими как Мерседес-450, Ауди-200, БМВ-700. Для этих транспортных средств соотношение обшей цены и стоимости АБС не имеет решающего значения. АБС устанавливают по заказу, ее стоимость составляет около 10$ дорогого легкового автомобиля (например, АБС фирмы Бощ-Телдикс>. Это привело к тому, что в то время как количество эксплуатируемых микропроцессорных систем управления двигателем исчисляется миллионами, за пять лет с Г978 по 1983 гг. в ФРГ было оснащено АБС только 120 тыс. легковых автомобилей.
Однако обеспечивать максимум безопасности должны все автомобили, поэтому необходимо существенное снижение стоимости этих систем для создания возможности их массового распространения.
Целью диссертации является разработка упрощенной АБС, обеспечивающей достаточно высокую эффективность торможения и сохранение при этом устойчивости и управляемости автомобиля. Диссертация выполнена по договору о содружестве между НИИАнтоприборОБ, Московским Автомеханическим и Владимирским Политехническим институтами по теме Jft 293-CI83 "Создание экономичной автоблокировочной системы для автомобилей ВАЗ". Исследования проводились совместно с отделом электронных систем управления движением БИИАЇЇ и касЬедрой Авторемонтного производства ВПИ. В НИЙАП,. а также в отделе проектирования шасси УГК АвтоВАЗ внедрена многомассовая математическая модель одиночного автотранспортного средства, предназначенная для синтеза, исследования и отладки управления АБС и реализованная в комплексе программ для ЕС ЭВМ, В ШИАП внедрена методика проектирования АБС, позволяющая зна-
7 чительно сократить объем экспериментальных исследований при разработке АБС за счет широкого применения ЭВМ. Экономический эффект составляет 148 тыс. рублей.
диссертация состоит из четырех глав. В первой главе дан анализ особенностей и состояния проектирования автомобильных тормозных АБС. Это позволило определить задачи диссертации и методы- их решения. Вторая глава посвящена проблеме математического моделирования автомобиля и АБС. Выбраны и разработаны описания элементов автомобиля и АБС, описаны принципы1 построения комплекса программ имитации торможения на ЕС ЭВМ. В третьей главе дан анализ поведения системы "автомобиль-АБС", описано решение задачи идентификации модели, синтеза алгоритма управления в условиях информационных помех и внешних возмущении, параметрической оптимизации АБС. Четвертая глава посвящена описанию конструкции макетного образца АБС и экспериментальным исследованиям в лабораторных и дорожных условиях. Завершается диссертация изложением результатов и виводами.
Общие технические и функциональные требования к АБС
В данной работе поставлена задача разработки экономичной АБС, которая была бы проще и дешевле, чем зарубежные аналоги. Чтобы определить пути решения этой задачи и сформулировать требования к проектируемой АБС, необходим анализ накопленного в данной области опыта.
Высокая стоимость АБС за рубежом объясняется во-первых сложностью и дороговизной исполнительной части. Как показывает отечественный и зарубежный опыт разраоотки автоматических систем управления, исполнительная часть и системы ее сопряжения с управляющей ЭВМ часто значительно превышают по объему и стоимости саму ЭВМ /86/. Это косвенно подтверждается тем, что микропроцессорные устройства управления двигателем и автоматическими трансмиссиями получили в последние годы широкое распространение на автомобилях малого класса, таких как Альфа-Ромео-Альфа-33--Г500 /29/, Рено II /28/, Остия-Шэстро-ГбОШС /27/, Фиат--7но ЕС /26/, Мицубиси-Кордия /25/. Таким образом, стоимость микро-ЭВМ не является препятствием для распространения автоматических систем управления двигателем, трансмиссией и тормозами. Известно, например, что фирма Бош использует для своей АБС, одной из наиболее распространенных в Европе, очень сложное прецизионное исполнительное устройство /105/.
Во-вторых, существует проблема сопряжения АБС с автомобилем. Среди требований к АБС, разработанных фирмой Бош совместно с изготовителями автомобилей /105/, имеется такой пункт: pesoнапевне колебания частей автомобиля должны быть исключены. Действительно, получивший распространение циклический способ управления торможением колеса характеризуется повышенными динамическими нагрузками тормозных механизмов, подвески и кузова, что вызывает необходимость упрочнения конструкции. Так по американским данным размерн и вес тормозных механизмов необходимо увеличивать на 20-25$, что ведет к увеличению массы автомобиля; кроме того, мероприятия по усилению конструкции обходились, по тем же данным, в 1000 долл. для двухосного грузовика, тогда как комплект АБС на одну ось стоил около 150 долл. /101/. Эта же проблема имеет место и для легковых автомобилей. По результатам испытаний АБС в Чехословакии известен случай, когда автомобиль Татра-603 бнл снят с испытаний после 20 тыс. км пробега, поскольку работа АБС разрушила переднюю подвеску и деформировала несущую часть кузова /91/. По тем же данным, в процессе дорожных испытаний АБС практически у всех легковых автомобилей появляется шимми передних колес, ощущаемое на рулевом колесе. Причина этого явления заключается в износе шарниров передней подвески в результате работы АБО в испытательском режиме. К аналогичным результатам привели испытания АБС в Тольятти /37/, где было отмечено нарушение углов установки передних колес.
Повышенная динамическая нагруженность из-за циклической работы АБС обусловлена тем, что автомобиль представляет собой совокупность колебательных упругих систем (подвеска, колеса, тормозные механизмы, кузова. Все эти системы имеют определенные спектры частот собственных колебаний, от I до 40 Гц. При работе АБС на любой из этих частот возможно возбуждение резонансных колебаний каких-либо элементов автомобиля, что и является причиной их повышенной динамической нагруженности, практически неустранимой при циклическом торможении.
В-третьих, на стоимость АБС оказывают влияние значительные затраты на разработку: например, по данным фирмы Итон на создание и доведение до серийного выпуска системы серии ЕАЛ 1200 было затрачено 10 лет и около 20 млн. долл. /100/; фирма Бош вела разработку своей системы с середины шестидесятых по конец семидесятых годон, причем исследования выполнялись при натурных испытаниях, которые, как известно, существенно дороже моделирования на ЭВМ /104/.
Таким образом задача упрощения и удешевления АБС может быть выполнена путем комплексного решения следующих подзадач: 1. Упрощение исполнительной части АБС: радикальное сокращение расхода рабочей жидкости и отказ за счет этого от дополнительных источников энергии; снижение быстродействия исполнительных элементов и за счет этого - упрощение их конструкции и изготовления; использование обычных тормозных жидкостей вместо специальных, что в сочетании с сокращением их расхода позволит улучшить экономичность АБС в эксплуатации. 2. Решение задачи сопряжения автомобиля с АБС за счет снижения динамической нагруженности элементов автомобиля при работе АБС, т.е. отказ от циклического управления. Это позволит минимизировать конструктивные изменения автомобиля при установке на него АБС. 3. Сокращение затрат на разработку АБС за счет замевы большей части натурных испытаний моделированием и оптимизацией на ЭВМ. Исходя из необходимости решения указанных задач, а также учитывая имеющийся опыт проектирования АБС в нашей стране и за рубежом /3,8,17,104/, можно сформулировать ряд технических и функциональных требований к АБС: 1. В процессе торможения АБС должна обеспечить эффективность, устойчивость и управляемость автомобиля как при служебном, так и при экстренном торможений в любых дорожных условиях. 2. АБС должна функционировать во всем диапазоне скоростей автомобиля, нижний предел диапазона должен быть таким, чтобы оставшийся тормозной путь с блокированными колесами не влиял бы на безопасность торможения. 3. При внешних возмущениях и информационных помехах должны выполняться требованиях по эффективности, устойчивости и управляемости при торможении. 4. Резонансные колебания всех элементов автомобиля должны быть исключены. 5. Расход рабочей жидкости должен быть таким, чтобы исключить необходимость применения дополнительного источника энергии, кроме главного тормозного цилиндра,
Описание тормозных механизмов и тормозного привода
Постановка задачи параметрической оптимизации сложной динамической системы с несвободной структурой дана в разделе 1.2.I. Сущность метода оптимизации систем с несвободной структурой /Г2,78/ заключается в задании отношения предпочтения на множестве значений вектора качества системы. Прм этом объект /система/ рассматривается как набор соответствующих ему значений показателей /І.ІЗЛ т.е. в векторе критериев заключается вся необходимая информация об объекте. При разработке , любой системы всегда преследуется некоторая цель. Всегда можно указать, что для нас лучше по отношению к этой цели, а что хуже, т.е. можно построить отношение предпочтения.
Выявить предпочтение на множестве вариантов Ьсс - значит указать множество всех пар вариантов1, характеризуемых векторным критерием, для которых вариант а предпочтительнее варианта. Будем понимать отношение предпочтения как нестрогое, т.е. считать, что отношение предпочтения содержит все пары /а,б/, где объект а доминирует /предпочтительнее/ объект б и где объекты а и б безразличны между собой. Удобно обозначать отношение предпочтения знаком . , считая, что есть отношение доминирования, а отношение безразличия. Безразличными являются пары объектов, для которых не установлено доминирование.
Дусть интересующие нас объекты /варианты реализации управления данной системой/ оцениваются по m числовым показателям Р ... ...Рт ; р . Са L - значение J- -го показателя для объекта а . Будем считать, что для каждого показателя предпочтение по нему связано с уменьшением значения этого показателя. Предпочтение, полученное по следующему решающему правилу: объект aL( считается предпочтительнее объекта аіг тогда и только тогда, когда для всех рассматриваемых показателей р ...р выполняется называют абсолютным предпочтением для векторного критерия. Казалось бы, что оптимальным будет просто выбор самого предпочтительного объекта. Однако такого объекта может не оказаться вообще.
Предлагается такой выход /78/: раз нет наиболее предпочтительного объекта, нужно выделить некоторое подмножество "хороших" объектов, т.е. таких, для которых невозможно одновременное улучшение всех показателей. Такие множества называют оптимальными по Парето, по имени известного итальянского инженера, математика и экономиста Вильфредо Парето. Выделить множество таких объектов непосредственно не представляется возможным, так как имеющаяся информация об объектах - в Форме отношения предпочтения - позволяет лишь сравнивать объекты, т.е. мы можем указать, что значит "лучше", но не известно заранее, что звачит "хорошо". Поэтому необходимо иметь некоторый принцип, позволяющий выделить множество Паретог принцип оптимальности. В данной работе в качестве принципа оптимальности принят известный принцип принятия решения по Нейману-Моргенштерну. Пусть . - отношение предпочтения, заданное на некотором множестве Qc . Элемент а є Qc называется недоминируемым, если он не доминируется никаким другим элементом, т.е. не сущешествует такого бє 2е ,- что б . а . Подмножество X =f2c называется внутренне устойчивым, если для любых двух различных элементов из X ни один из них не предпочитается другому. Подмножество Ха 2С называется внешне устойчивым, если для каждого элемента вне X найдется такой элемент в X , который его предпочтительней. В качестве подмножества "хороших" объектов берется такое подмножество, которое одновременно внутренне и внешне устойчиво. Этот принцип требует, чтобы, во-первых, никакие два "хороших" объекта не были сравнимы по предпочтению между собой, и, во-вторых, чтобы для каждого объекта, не попавшего в число "хороших" нашелся более предпочтительный объект, попавший в число "хороших". Очевидно, что для выделения оптимального множества необходимо некоторое /возможно значительное/ количество проб. Каждая проба реализуемая с конкретным вектором состояния SCI дает вариант управления, характеризуемый векторным критерием 6{$C)i) . Алго ритм выделения множества Парето может быть основан на ненаправ ленном случайном поиске. В области У?с в соответствии с задан ннм, например, равномерным, распределением (5CI М, & ) генерируется последовательность случайных точек с координатами 5І 5г ,.., где М - математическое ожидание распределения, б - максимальная дисперсия компонент. Первая случайная точка принимается оптимальной. Если следующая точка предпочтительнее ее, т.е. т то "оптимальной" принимается SCi i+( . Эта матрица запоминается, а предыдущая забывается. Если же наоборот предыдущая точка предпочтительней по заданному отношению предпочтения, то она сохраняется. Такая процедура выполняется до тех пор, пока не будет найдена точка $Ci: , кото 34 рая не доминирует имеющуюся "оптимальную", а которая не домини-руется имеющейся "оптимальной". Тогда эти две точки составят уже "множество" оптимальных точек. Дальнейший поиск оптимальных вариантов зависит от того, соответствует ли какой-либо из найденных вариантов поставленной цели или тт; мы получаем таким образом множество оптимальных решений, неэквивалентных между собой.
Экспериментальное исследование выходных сигналов автомобиля, как объекта управления
Теоретические исследования реальных динамических систем неизбежно связаны с определенной идеализацией и упрощением их. Очевидно, что учет всех без исключения свойств системы при ее математическом описании невозможен. Возникает вопрос, в какой степени допустима идеализация свойств реальной системи для того, чтобвг не произошла потеря необходимой информации и чтобы получить возможно более простую модель. Решение этой задачи возможно при сопоставлении результатов моделирования и экспериментальных данных. За последние годы в теоретических исследованиях динамических систем развилось направление, главным предметом исследования которого является идентификация реальных объектов и их математических моделей по результатам наблюдений входных и выходных координат.
Различают идентификацию в широком и узком смыслах /89/. При идентификации в широком смысле в распоряжении исследователя нет сведений о внутренних связях модели, позволяющих построить структурную схему. Структура модели находится методом поиска на основании внешних характеристик поведения системм. При идентификации в узком смысле считается, что структура модели, как совокупности отдельных элементов, известна. В этом случае определяются лишь параметры и координаты, характеризующие состояние системы.
Идентификация системы тесно связана с задачей Формирования математической модели в возможно более простой форме без потери необходимой информации. Одним из эффективных методов решения этой задачи является метод настраиваемой модели /2,76/, Структура модели, как показано в главе 2, может иметь множество вариантов. При этом сложность структуры существенно влияет на затрати машинного времени. Метод настраиваемой модели заключается в построении модели определенной структуры, не обязательно топологически идентичной с реальной системой,параметры которой варьируются таким образом, чтобн совпадение расчета с экспериментом было достаточным для целей решения конкретной задачи. При этом имеется возможность Формализовать выбор структурной схемы модели, т.е. решить задачу идентификации в широком смысле. Последовательно меняя структуру модели от простейшей до более сложной и на каждом этапе решая задачу идентификации в узком смысле, можно построить модель, которая будет иметь оптимальное сочетание сложности структуры и затрат машинного Бремени.
Метод настраиваемой модели применяется для идентификации нелинейных систем, к которым относится и автомобиль. Уравнение любой нелинейной системы записывается в ЕИДЄ: нелинейная вектор-Функция заданного вида; вектор состояния системы; вектор неизвестных параметров, определяемых при идентификации; вектор управляющих Функций; Задача идентификации заключается в отыскании таких векторов Р и cL t при которых выходная координата У__(і модели наилучшим образом приближается к выходной координате y(t реальной системы при заданном управляющем воздействии. Для решения задачи идентификации модели прежде всего необходимо иметь выходные параметры реального объекта исследования, т.е. автомобиля. В данной работе используются результаты экспериментальных исследований, проведенных с мая по сентябрь Г984 г. во Владимирском политехническом институте в рамках договора о содружестве между НЩАвтоприборов, Московским автомеханическим и Владимирским политехническим институтами по теме № 293-CI83 "Создание экономичной антиблокировочной системы для автомобилей ВАЗ". Кроме того, используются результаты более ранних исследований, проведенных с участием автора /74,79/. Для отечественных работ в области синтеза управления АБС характерна тенденция оценивать адекватность модели такими интегральными критериями, как величина тормозного пути, величина продольного отклонения автомобиля от прямолинейной траектории /3,33,34,35,42,46,58,72/. Для совпадения таких расчетных параметров с экспериментальными достаточно, чтобы были близни средние за время торможения величины. Качественная же картина может при этом совершенно не совпадать с реальной. Учет помех /возмущений/ несущественно влияет на величину интегральных критериев, поэтому их в большинстве случаев не принимают во внимание, хотя при проектировании реальной системы управления это недопустимо. Часто исследователи обходятся вообще без идентификации модели / 64,104/. Очень редко используется информация о реальных динамических процессах торможения в системе "подвеска-колесо-дорога" /10,11,32/. В данной работе поставлена задача достижения возможно более полной аналогии модели и реального объекта с целью изучения информационных помех, которые определяют возможность качественного управления АБС. Исследовалась динамика торможения без АБС автомобилей BA3-2I07, Москвич-2138, УАЗ-2206. Регистрируемые параметры: к - скорость вратения колеса; С Х - скорость вращения пятого колеса; Мт - тормозной момент; ?т - деформация подвески под действием продольной тормозной реакции колеса; t - текутее время торможения; ftj - вертикальная нагрузка на колесо; Рк - давление в тормозном приводе; - замедление автомобиля. Автомобили ВАЗ и АЗЛК исследовались непосредственно для решения задач данной работы, а динамик» торможения УАЗ-2206 изучалась ранее для других целей.
Условия провепения испытаний: движение прямолинейное, без маневрирования; масса автомобиля равнялась массе снаряженного автомобиля плюс водитель, плюс аппаратура; коэффициент сцепления 0,8 . Режим торможения: начальная скорость от 50 до 60 км/ч, при торможении включалась нейтральная передача; имитировалось ступенчатое управлявшее воздействие водителя, предварительная тренировка водителя позволила достигать темп роста давления до 180 МПа/с. Для УАЗ-2206 темп не превышал 15,0 МПа/с. Соответственно различно и время изучаемых переходных процессов. В первом случае /ВАЗ,АЗЛК/ период колебаний кузова в ответ на управляющее воздействие на порядок больше времени блокировки колеса, что позволило не учитывать влияние перераспределения нагрузки и считать скорость автомобиля постоянной за время блокировки / с погрешностью менее 0,5$ /. При идентификации модели УАЗа учитывались и перераспределение нагрузки и изменение скорости автомобиля.
Результаты стендовых испытаний макета нециклической АБС
Г. Простейшая структура модели ГЮОО, используемая для разработки алгоритмов управления АБС /64,104/. Моделирование блокирования колеса в этом случае показано на рис.3.9. Из сравнения результатов моделирования с реальным процессом /рис,3.5, 3.6/ видно, что при такой структуре модели удается добиться лишь совпадения времени блокирования колеса. Качественно же динамика совершенно отличается от реальной. Затраты машинного времени на моделирование в этом варианте минимальны.
Структура ІІІ00 дает динамику блокирования колеса идентичную варианту ГЮОО, при эфом времени на вычисления затрачивается на 8% больше.
При структуре II200, т.е. с добавлением еше одной степени свободы ПОДЕЄСКЄ /крутильные колебания/, динамика торможения меняется /рис.3.ГО/. При единичном управляющем воздействии - резком повышении давления в тормозном приводе - возникают крутильные колебания подвески. Это приводит к тому, что датчик, установленный на ее элементах, будет давать сигнал не по абсолютной скорости врашения колеса, а по относительной, причем, как видно на рис.3.6 и 3.10 измеряемая скорость СОи существенно отличается от действительной СО как качественно, так и количественно. Как уже отмечалось, локальный максимум измеряемой скорости вращения колеса при монотонном росте давления /тормозного момента/ объясняется искажениями информации подвеской. Зто имеет большое значение для дальнейшей работы над АБС.Сие тема управления должна обрабатывать искаженный сигнал таким образом, чтобы этг привело к значительному снижению ее эффективности. Особенно важно это, если учесть, что на реальной дороге имеют место случайные Еозмутения, обусловленные состоянием твердого покрытия, которые не только вносят помехи в работу АБС, но дополнительновозбуждают колебания подвески. Поэтому подвеска может создавать практически непредсказуемые помехи.
Кроме того, как показывает рис.3.10, измеряемая производная угловой скорости имеет такой характер, что ее использование для ттелей управления весьма затруднено. Производная не только мо.жет менять знак с высокой частотой, но и имеет столь значительную амплитуду, что используемые в работах /3,18,10,64,104/ пороговые уставки для управления практически теряют смысл.
Таким образом, модель структуры II200 дает хорошее качественное совпадение с экспериментом по описанию и объяснению информационных помех при измерении угловой скорости и ее производной. Однако, если бы динамика измеряемого момента тормозной силы Му /рис.3.5/ зависела только от учитываемых при этой структуре такторов, то измеряемая производная Єц , вычисленная из уравнения (з.3" , при интегрировании дала бы изменение угловой скорости, совпадающее с Ыи . Но вычисления дают другой результат /линия С \ рис 3.6/. Следовательно структура II200 недостаточно полно отражает реальные свойства системы "колесо-подвеска--автомобиль". 4. Структура IIS00 дополнительно содержит описание продольных колебаний подвески автомобиля, но результаты моделирования мало отличаются от варианта II200 и поэтому здесь не приводятся. Это объясняется тем, что продольные колебания подвески незначительно влияют на величину коэффициента проскальзывания, вследствие чего тормозная сила и ее момент также мало меняются по сравнению с вариантом II200. При этом, если затраты машинного времени для структури ІІ200 на 40% превышают затраты структуры ГЮОО, то для варианта ІІ300 - на 54$. Отсюда следует, что учет продольных колебаний подвески в нашем случае нецелесообразен. 5. Структура Г32Г0 учитывает колебания переднего колеса Еокруг шкворня из-за податливости рулевого привода. Соответственно для модели колеса применяется пространственная - диаграмма для учета боковой составляющей реакции колеса /см. главу 2, описание модели колеса/. Результаты моделирования представлены на рис.3.9. Анализ их показывает, что момент тормозной силы /3.3/, а следовательно и сама сила в плоскости вращения колеса, несколько уменьшаются по сравнению с предыдущими вариантами. Это объясняется появлением боковой реакции, которая уменьшает реализуемое сцепление колеса в продольном направлении. Качественный же вид изменения момента сцепления М« , определяется формой у? -5 - диаграммы-. Однако проекция полной реакции колеса на продольную ось X где Rjt f RY- соответственно продольная и боковая реакция колеса; S - угол поворота колеса вокруг вертикальной оси Z /см. главу 2, описание рулевого управления/; изменяется Е процессе блокирования не в соответствии с формой кр - диаграммы /линия м/и рис.3.II/, а в качественном отношении аналогично измеряемому моменту М /рис.3.5, см. также Рг рис.3.7/. Следовательно, измеряемая крутильная деформация подвески определяется проекцией суммарной реакции колеса на пшдольную ось X, о чем свидетельствует качественное совпадение реальной деформации и расчетной реакции. Таким образом структура модели Г32І0 дает удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными и позволяет достоверно имитировать выходные параметры системы "колесо подвеска-автомобиль". Затраты машинногог времени на 60$ превышают вариант . Для идентификации плоской модели двухосного автомобиля структуры 21203 были использованы результаты экспериментальных исследований автомобиля УАЗ-2206 /79/. Для сопоставления с результатами моделирования представляет интерес динамика крутильных деформаций зависимой рессорной подвески переднего и заднего мостов, которые фиксировались с помощью тензодатчиков, установленных на балке моста в непосредственной близости к опорному гаи ту тормозного механизма, /рис.3.8/. Результаты1 моделирования представлены на рис.3.12. Деформация подвески ЗЭЕИСИТ ОТ скручивающего момента. До блокировки колеса это тормозной момент, равный сумме моментов продольной тормозной реакции и инерционного момента колеса. После блокировки,когда инерционный момент обращается в нуль, скручивающий момент резко уменьшается, что вызывает крутильные колебания моста.
