Создание информационно-измерительных систем тренажеров, динамически подобных подвижным наземным объектам

• Автор: Ткач, Виктор Павлович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 186 с. : ил.

1. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДОБИЯ В ТРЕНАЖЕРАХ ПОДВИЖНЫХ НАЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ

1.0. Введение

1.1. Тренажер как физическая модель объекта

1.1.1. Структура тренажера

1.1.2. Пространство релевантных параметров

1.2. Реализация принципа подобия в тренажерах как физических моделях объектов

1.2.1. Общие типы подобия тренажеров и ПНО

1.2.2. Геометрическое (статическое) подобие

1.2.3. Динамическое подобие

1.2.4. Информационное подобие

1.3. Классификация тренажеров

1.3.1. Классификация по моделированию механических перемещений
1.3.2. Классификация по объему моделируемых систем
1.3.3. Классификация по способу выполнения
1.3.4. Классификация по типу аппаратных средств
1.4. Поколения тренажеров и методы их проектирования
1.4.1. Первое поколение
1.4.2. Второе поколение
1.4.3. Третье поколение
1.4.4. Четвертое поколение тренажеров и проблема их проектирования
1.5. Выводы

2. ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОДВИЖНОГО НАЗЕМНОГО ОБЪЕКТА И ТРЕНАЖЕРА
2.0. Введение
2.1. Модель управления движением ПНО
2.1.1. Модель управления положением ПНО в пространстве
2.1.2. Моделирование манипуляции органами управления
2.1.3. Моделирование двигательной установки и трансмиссии
2.2. Моделирование воздействия дороги
2.2.1. Определение основных числовых характеристик случайного воздействия на ПНО
2.2.2. Имитация воздействия дороги в УТЗ
2.3. Механические движения кабины ПНО относительно движителей
2.3.1. Общая кинематическая схема движений РМО относительно движителя
2.3.2. Продольно угловые и линейные вертикальные перемещения
2.3.3. Поперечно угловые перемещения
2.3.4. Продольные угловые перемещения при продольных ускорениях ПНО
2.3.5. Управление углом курса
2.3.6. Качественный анализ движения ПНО
2.4. Физическая модель, воспроизводящая движение кабины ПНО
2.4.1. Математическая модель динамической платформы
2.4.2. Математическая модель привода
2.5. Моделирование сенсорной подсистемы
2.5.1. Измерительные преобразователи
2.5.2. Контактные преобразователи
2.5.3. Потенциометрические (резистивные) преобразователи
2.5.4. Оптронные преобразователи
2.5.5. Определение величины критерия подобия датчиков
2.6. Выводы

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОДОБИЯ ДВИЖЕНИЙ КАБИНЫ ПНО И ПЛАТФОРМЫ ТРЕНАЖЕРА
3.0. Введение
3.1. Синтез параметров управления в информационно-измерительной и управляющей системах тренажера
3.1.1. Общий случай синтеза управляющей системы тренажера по линейной модели с совпадающими векторами воздействия
3.1.2. Синтез управляющей системы тренажера по линейной модели с несовпадающими векторами управления
3.2. Синтез управляющей системы динамической платформы тренажера по передаточным функциям
3.2.1. Обеспечение подобия при наличии доступа к функциональным блокам, описываемым структурными единицами
3.2.2. Обеспечение подобия при отсутствии доступа
к функциональным блокам, описываемым структурными единицами
3.2.3. Приближенный синтез корректирующих передаточных функций
3.3. Обеспечение подобия за счет встречно-параллельного включения корректирующих устройств
3.3.1. Обеспечение подобия при наличии доступа к функциональным блокам, описываемым структурными единицами
3.3.2. Обеспечение подобия при ограниченном доступе
к функциональным блокам, описываемым структурными единицами
3.3.3. Обеспечение подобия при отсутствии доступа к функциональным блокам, описываемым структурными единицами
3.3.4. Формирование аппроксимирующего корректирующего устройства с дифференцирующими свойствами
2. ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОДВИЖНОГО НАЗЕМНОГО ОБЪЕКТА И ТРЕНАЖЕРА
2.0. Введение
Как было показано выше, любой тренажер является физической моделью реального объекта. Поэтому узлы и блоки ПНО представляются в тренажере либо как оригинальные узлы и блоки реального ПНО, либо как их физические модели (оригинальные узлы можно представить как физические модели с абсолютным подобием оригиналу), либо как виртуальные модели, через их математическое описание и реализацию в виде программных модулей. Поэтому важным элементом проектирования является разработка физических или/или математических моделей объекта и тренажера и обеспечение подобия моделей между собой [1, 9, 14, 15, 17, 18, 26, 31, 39, 40, 41, 46, 60, 67, 74, 90, 92, 94, 109].
2.1. Модели управления движением ПНО
2.1.1. Модель управления положением ПНО в пространстве Одним из важных факторов, определяющих степень динамического подобия реального подвижного наземного объекта и тренажера, является фактор имитации движения. Движение реального ПНО, связанного с системой координат х’Оу’г’ (рис. 2.1) происходит в земной системе координат хОуг при следующих воздействиях [13, 51, 55, 57, 89, 91, 92, 95]:
сила земного притяжения, приложенная к центру масс объекта и равная М = mg, где g - ускорение свободного падения;
распределенная реакция правой {ЯгЬ ..., Ягп} и левой {7?н, ..., Лгп} опор, количество воздействий определяется количеством катков в движителе, воспринимающих нагрузку;