Введение к работе
Актуальность темы. Имитационный динамический стенд (НДС) представляет собой усгройотво. предназначенное для фізического моделирования движений некоторого подвижного объекта (ПО). В со-зтав стенда входят система управления, вклотащая вычислитель (ЗКІ ила специализированное вычислительное устройство) и систему приводов, и леханическая часть, которая содержит плапфзрлу, шш-тарущую движение ПО, и леханивл поОвияност., обеспечиващий за-[шшое движение платформы относительно неподвижного основания.
Задача Синодической иїишции заключается в достаточно адвк-;атном представлении (кмитаціш) для испытуемого объекта, распола-авдегося на платформе ИДО, тех движений, которые имел Сы етот Оъект, находясь на ПО. Малость рассогласований между заданными фактическими значениями моделируемых величин мохно обеспечить еостюш" упревлонием, для которого характерны "большие" коайи-иенты усиления в цепях обратной связи системы управления.
Имитационные стенды является составной частью современных эенакерных комплексов, позволяющих проводить наземные испытания готовых систем летательных аппаратов и предполетную подготовку «тного состава. Высокие требования к точности отработки прог-1ММНЫХ движений, устойчивости работы стенда определяют актуаль-ють работ по исследованию динамики НДС с жестким управлением. Цель диссертационной работы заключается в разработке методи-и алгоритмов для анализа динамики имитациошгех стендов с жест-м управлением, п также в исследовании конкретных конструкций
ИДО на основа предложенного подхода.
Иотоды исследования. Предложенная методика анализа дива\гпа ИДО включает два этапа: аналитическое исследование средствам ОСракцпонного анализа и вычислительный експеримент на основа точных уравнения движения. На втапе аналитического исследования используется аппарат теории оингулярно возмущенных даїфоронци альте уравнений, а при вычислительном эксперименте - метода вычислительной механики, ориентированные на машинное моделирование сие тем взаимосвязанных твердых тел и опирающиеся на современные до стггэыля вычислительной математики и информатики.
Научная новизна работы связана с применением методики двух етапного исследования к задачам динамики ИДО. Предложен метод ма тематического модолирования движения многозвенных механически: систем, основанный на применении аппарата сигабро-Оифферепциаль ных сиапел (АДС). Продакжены алгоритмы автоматизированного со ставлення и численного интегрирования уравнений движения систеї твердых тел с учетом жесткого управления, ориентированные на кон кретине классы таких систем (включая имитационные стенды) и полу чившие программную реализацию в вида експериментального програм много комплекса DYAKA.
Применительно к имитационным динамическим стендам с кеханиз мом подвижности на основе карданова подвеса проведено комплексно (аналитическое и численное) исследование их динамики и устойчиво сти, позволившее получить условия их работоспособности.
Практическая ценность. Результаты проведенных исследовали могут применяться при создании современных тренажерных комплексе и в процессе их эксплуатации. Предложенные в диссертации метода алгоритмы позволяют уменьшить трудоемкость и тем самым существен но повысить эффективность моделирования на ЭЬМ динамики имитаци
- б -
оіпшх стендов и других многозвенных систем с яэстким упрввлегаеы. Разработанные програкдше средства могут Оить непосредственно использованы для динамического анализа кирокого класса механических систем с Евстким управлением, а сам представленный подход представляется перспективным при создании промшленных программных комплексов для численного моделирования двизения тагаа систем.
Полученные в работе результаты использовались в НПО "Ііолнпя" при разработке комплекса имитационных динамических отводов н в Псковском институте электромеханики и автоматика при исследовании динамики гиростабилизированннх платформ.
Апробация работы и публикации. Результата диссертации докладывались и обсуздались на:
Всесоюзной школе "Применение вычислительной техники в народном хозяйстве" (Москва, апрель I960 г.);
Всесоюзной иколв-сешшаре молодых ученых и специалистов "Системы управления манипуляцискннх роботов" (Кострома, май 1980 г.);
Московской городской конференции молодых учеїшх и специалистов по повышению надежности, экономичности и мощности внергвтиче-ского и электротехнического оборудования (Москва, декабрь 1980 г.);
Ш республиканском совещании по проблемам дкнаккки твердого тела (Донецк, сентябрь 1981 г.);
Y Московской городской ко)фэренции молодых ученых и специалистов по повышении надежности, экономичности и мощности зноргети-чвского, электротехнического и радиоэлектронного оборудования (Москва, фэвраль 1983 г.);
Всесоюзной конференции "Современные вопросы математики и механики и приложения" (Москва, апрель 1983 г.);
Всесоюзной конференции "Современные вопросы информатики, вы-
- б -
числителыгой техники и автоматизации" (Москва, апрель 1985 г.);
Всесоюзной конференции "Современные вопросы механики и технологій машиностроения" (Москва, апрель 1986 г.);
Всесоюзной конференции "Современные проблемы физики и ее приложений" (Москва, апрель 1937 г.);
научных семинарах кафедр прикладной механики и управления МГУ И теоретической механики МЭИ (1978-1992 гг.).
По теме диссертации опубликовано 14 работ, список которых приводится в конце автореферата.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (179 наименований) и приложения. Общий объем работы 149 страниц машинописного текста (основной текст - 124 страницы, список литературы - 13 страниц, приложение - 12 страниц). Работа содержит 2 рисунка и 4 таблицы.