Разработка комплексной системы управления движением спортивного автомобиля класса «Формула Студент» по заданной трассе
Авторы: Горелов В.А., Косицын Б.Б. | Опубликовано: 30.06.2016 |
Опубликовано в выпуске: #7(676)/2016 | |
Раздел: Транспортное и энергетическое машиностроение | |
Ключевые слова: автомобиль, математическая модель, имитационное моделирование, рулевое управление, трансмиссия, торможение, стратегия управления, кривизна траектории, время прохождения трассы |
«Формула Студент» (или Formula SAE) — студенческие инженерные соревнования, в рамках которых должен быть спроектирован, построен и испытан прототип спортивного автомобиля класса Formula Student. В этих соревнованиях принимают участие и команды российских вузов, в том числе МГТУ им. Н.Э. Баумана. В статье приведена краткая техническая информация о болидах, созданных в МГТУ им. Н.Э. Баумана. На этапе проектирования автомобиля достаточно сложно оценить влияние и целесообразность применения тех или иных конструкторских решений, например, для повышения скорости прохождения круга конкретной трассы при одновременном обеспечении заданного регламентом уровня безопасности. Эффективным методом решения этой проблемы на этапе проектирования техники является имитационное математическое моделирование с помощью ЭВМ. Разработана математическая модель движения спортивного автомобиля, позволяющая прогнозировать характеристики криволинейного движения по заданной трассе при различных вариантах конструкции, в том числе и характеристики систем управления движением. Для автоматизации процесса управления автомобилем, т. е. для исключения из него человека, предложена стратегия управления, охватывающая рулевое управление, тормозную систему и трансмиссию. Результаты численного моделирования динамики автомобиля при прохождении заданной трассы с функционирующей комплексной системой управления позволили сделать вывод об ее эффективности.
Литература
[1] Дэбни Дж., Харман Т. Simulink 4. Секреты мастерства. Москва, Бином. Лаборатория знаний, 2003. 404 с.
[2] De Jong B.A.J. Modeling of a Formula Student race car in Matlab/Simulink with Simmechanics. OCT Report no. 2004.106, October 2004.
[3] Criens C.H.A., Ten Dam T., Luijten H.J.C., Rutjes T. Building a MATLAB based Formula Student simulator. DCT 2006.069, June 2006.
[4] Горелов В.А., Котиев Г.О., Бекетов А.А. Математическая модель движения вездеходного транспортного средства. Журнал Ассоциации автомобильных инженеров, 2008, № 1, с. 50–54.
[5] Котиев Г.О., Чернышев Н.В., Горелов В.А. Математическая модель криволинейного движения автомобиля с колесной формулой 8?8 при различных способах управления поворотом. Журнал Ассоциации автомобильных инженеров, 2009, № 2, с. 34–40.
[6] Рождественский Ю.Л., Машков К.Ю. О формировании реакций при качении упругого колеса по недеформируемому основанию. Труды МВТУ, 1982, № 390, с. 56–64.
[7] Дик А.Б. Расчет стационарных и нестационарных характеристик тормозящего колеса при движении с уводом. Дис. … канд. техн. наук. Омск, 1988. 228 с.
[8] Котиев Г.О., Марохин С.М., Ергин А.А. Система динамической стабилизации криволинейного движения спецавтомобиля с возможностью предотвращения опрокидывания. Известия Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова, 2003, т. 5, с. 36–44.
[9] Жилейкин М.М. Алгоритмы работы системы динамической стабилизации путем изменения крутящих моментов на колесах для многоосных колесных машин с управляемой механической трансмиссией. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2015, № 5, с. 25–36.
[10] Горелов В.А., Котиев Г.О., Тропин С.Л. «Веерный» закон для всеколесного рулевого управления многоосных колесных транспортных средств. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, № 2, с. 102–116.
[11] Котиев Г.О., Панкратов М.С., Полунгян А.А. Имитационное моделирование движения полноприводной колесной машины с бесступенчатой трансмиссией. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2004, № 4, с. 3–14.
[12] Ловцов Ю.И., Маслов В.К., Харитонов С.А. Имитационное моделирование движения гусеничных машин. Москва, МВТУ, 1989. 60 с.