Комплекс программ моделирования автомобиля и систем активной безопасности Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Комплекс программ моделирования автомобиля и систем активной безопасности

Найденов А. А.

Кафедра: «Управление и информатика в технических системах» Московский государственный институт электроники и математики

(технический университет) Тел.: 8-915-205-29-25, [email protected], [email protected]

За рубежом современный этап развития автоматизации процессов управления автомобилем характеризуется созданием различных систем активной безопасности, информационной поддержки принятия решений и повышения уровня комфортности управления.

Разработка конкурентоспособных систем управления, допускающих значительное наращивание функций программным путем, сопряжена с трудоемким, многоэтапным процессом отладки различных алгоритмов и программно-аппаратных средств обработки данных и управления.

Целью разработки и исследования программ моделирования динамики автомобиля и систем активной безопасности является создание инструментального средства отладки алгоритмов и оценки адекватности математических моделей косвенных измерений.

К числу основных требований, предъявляемых к системе моделирования, относятся:

- решение систем дифференциальных уравнений в реальном масштабе времени;

- возможность расширения используемых моделей;

- единые форматы хранения и отображения данных моделирования;

- универсальный интерфейс пользователя;

- возможность добавления новых алгоритмов.

Модели динамики исследуемых объектов предполагают детерминированную связь параметров дифференциальных уравнений модели с параметрами конструкции основных агрегатов и устройств реального объекта.

В общем случае математическая модель динамики легкового автомобиля сводиться к матричной системе нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка вида:

X = А(X,Х)х + В(х,и,Х)и , где

х - вектор состояния; и - вектор управления;

А(х,А) и B(x ,и ,А) - матрицы состояния и управления;

А - вектор настраиваемых параметров объекта управления.

Компонентами вектора х является линейные скорости продольного движения центра масс Vm и вращения колес V., углы поворота управляемых колес ус и курсовой угол ym, давления р. и температуры at. перегрева шин, скорости продольных AVSi и поперечных Awm скольжений колес.

Компонентами вектора и являются : и1 -номер прямой передачи КПП , включая нейтральную; и2- состояние дроссельной заслонки двигателя ; и3-управляющее воздействие на тормозную систему; и4-управляющее воздействие на рулевое колесо; и5 -управляющее воздействие на сцепление.

Состояние внешней среды определяется углом тангажа aT, коэффициентами трения скольжения колес k*, интенсивностью падения давлений at и производительностью компрессора ß..

В докладе приводятся результаты моделирования динамики систем стабилизации продольных и поперечных скольжений колес.

Программа моделирования динамики систем активной безопасности автомобиля является оригинальной авторской разработкой [2]. Программа написана на языке MaxScript 5.0 в программной среде 3D Studio Max 5.0. Для ее выполнения требуется операционная система Windows 2000/XP. Общий вид приборной панели и положение автомобиля на полосе движения, отображаются на экране монитора в процессе выполнения программы. Программа дает возможность имитировать состояние автомобиля в различных ситуациях и режимах движения в реальном и замедленном масштабах времени.

■моо1'0 14'°Ш'

-<0

-*20 hm/h

I I

' \

3180.0

Разработанная программа моделирования динамики легкового автомобиля и

систем активной безопасности предназначена для исследования свойств существующих и конструирования перспективных систем.

Список литературы:

1. Р. Дорф, Р. Бишоп. Современные системы управления. Пер. с англ. Б.И. Копылова. -М.: Лаборатория базовых знаний, 2002 - 832с.

2. Бузников С.Е., Найденов А.А. Моделирование динамики систем активной безопасности автомобиля//Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610132, Роспатент, 2007.