Параметрическая идентификация объекта управления человеко-машинной системы "автомобиль-среда-водитель"

• Автор: Катанаев, Николай Константинович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Ведение

1 Проблемы моделирования транспортного средства как объекта

управления системы «автомобиль- среда водитель» (АСВ)

1.1 Состояние отечественной автомобилестроительной отрасли

1.2 Обзор теоретических исследований в области моделирования

системы АСВ

1.3 Вывод'ы'по обзору и постановка задач диссертации

2 Идентификация параметров модели движения транспортного

средства

2.1 Уравнение продольного движения автомобиля

2.2 Регрессионный метод определения параметров модели движения
транспортного средства
2.3 Аналитический метод определения параметров модели с
использованием экспериментальных характеристик
2.4 Модифицированные методы определения параметров модели
3 Экспериментально-теоретические исследования объекта
управления системы АСВ
3.1 Исследование погрешности разрабатываемых методов
идентификации
3.2 Представление экспериментальных характеристик объекта
управления для реализации в разрабатываемых методах идентификации
3.3 Результаты экспериментально-теоретических исследований
идентификации параметров движения транспортных средств
4 Модель управляемого продольного движения системы
«двигатель-автомобиль-водитель-среда» (ДАВС)
4.1 Аналитическое конструирование автоматов управления
продольным движением автомобиля

4.2 Двигатель в системе управления движения автомобиля
4.2.1 Моделирование скоростных характеристик карбюраторного
двигателя
4.2.2 Идентификация характеристик дизельного двигателя
4.3 Трансформация эффективного момента двигателя к ведущему 129 колесу
4.4 Описание характеристик топливной экономичности автомобиля
4.5 Исследование процессов управления системы ДАВС
Заключение и выводы
Литература
Приложение

Введение
Бурное развитие цивилизации, повышение материально-технической базы жизнедеятельности человека, его культурного уровня и мобильности вызвало интенсивный рост грузооборотов, повышение скоростей передвижения и прогрессирующий рост числа транспортных средств. Автомобиль, управляемый водителем, стал самой распространенной в мире человеко-машинной системой.
Результатом массового проявления деятельности человека явилось появление острейших проблем в области охраны окружающей среды, безопасности движения и катастрофического исчезновения естественных видов энергоресурсов. Настал момент, когда человечество оказалось на грани возможности ликвидации последствий своей необузданной разрушительной деятельности.
В мире создан такой парк автомобилей, что он оказался реальной угрозой окружающей среде. При работе двигателя в воздух выбрасывается окись углерода, окислы азота и серы, углеводороды, альдегиды, сажа, свинец. Доля автомобилей в загрязнении воздуха в Европе достигает почти 50%, а в США и того больше - 60%.
Мы уже сейчас наблюдаем критическое состояние запасов ценнейшего вида топлива - нефти. Растущие с каждым годом потребности в питании двигателей создают дефицит, из-за которого разгораются как локальные, так и глобальные конфликты. Уже сейчас разрабатываются и активно внедряются новые источники энергии. Внедряются мероприятия по строжайшей экономии топлива.
Не менее актуальной является проблема безопасности движения, особенно в России. В нашей стране в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) ежегодно гибнет порядка 35 тысяч человек. Это составляет почти десятую часть погибших в мире людей. Смертность от ДТП в высокоразвитых странах превышает смертность от различных инфекционных заболеваний

данными для этого метода являются массивы экспериментальных данных об ускорении и о скорости выбега, полученные в дискретных значениях интервала времени выбега.
Для построения алгоритма реализации этого метода нужны экспериментальные данные с трех испытаний по выбегу автомобиля при различных начальных скоростях выбега, проведенных в одинаковых условиях. При этом можно получить совместную систему трёх линейных алгебраических уравнений и, решив её, определить введенные параметры продольного движения автомобиля. При вычислении параметров линейных алгебраических уравнений нужно много раз определять суммы из функций скоростей и ускорений автомобиля. Поэтому при составлении программы надо предусмотреть вычисление этих сумм в соответствующей подпрограмме, а перед обращением к ней каждый раз необходимо формировать массив из соответствующих функций числовых значений скоростей и ускорений, полученных из эксперимента по выбегу автомобиля
Система линейных алгебраических уравнений имеет третий порядок. Поэтому для её численного решения можно применить метод Крамера. Для вычисления определителей в этом методе при программировании может быть использована соответствующая подпрограмма вычисления определителя третьего порядка по правилу треугольника. Остановка вычислений предусматривается в случае, когда главный определитель оказывается равным нулю.
Этот метод широко известен и дает хорошие результаты в диапазоне изменения регистрируемых в эксперименте параметров (ускорение, скорость, дискретные значения времени и начальная скорость выбега). Однако метод безразличен к физике процесса и разброс экспериментальных данных может дать результаты, исключающие слабо влияющие, но важные факторы. Кроме того, метод не позволяет получить функциональную зависимость идентифицируемого параметра от регистрируемых экспериментальных данных.