Směrové řízení vozidla

Směrové řízení vozidla Simulace průjezdu zatáčkou Ing. Pavel Brabec, Ph.D.

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Směrové řízení vozidla Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Speciální software umožňující simulaci dynamiky jízdy vozidla



www





www



www


Speciální software umožňující simulaci dynamiky jízdy vozidla video

www


Simulace průjezdu zatáčkou – zjednodušený výpočet Zjednodušující předpoklady. • smyk nastane na obou nápravách • v = konst. • R = konst. • k = 0,5

T

N h

G Y1’+Y2’

Y1’’+Y2’’

Z1’+Z2’

Z1’’+Z2’’ b


Simulace průjezdu zatáčkou – zjednodušený výpočet adhezní podmínka

Y1'  Y1''  Y2'  Y2''  N    G Z1'  Z1''  Z 2'  Z 2''  G víme

v2 G v2 N  m   R g R

po dosazení

G v2    G g R 2

v 1 R  g 

T

N h

G Y1’+Y2’

Y1’’+Y2’’

Z1’+Z2’

Z1’’+Z2’’ b


Simulace průjezdu zatáčkou – zjednodušený výpočet ztráta styku (překlopení)

Z1'  Z 2'  0





b Z  Z b  N  h  G   0 2 ' 1



' 2



T

G h ' ' Z1  Z 2   N   0 2 b v2 2  h R  g b

N h

G Y1’+Y2’

Y1’’+Y2’’

Z1’+Z2’

Z1’’+Z2’’ b


Simulace průjezdu zatáčkou – Lineární jednostopý model vozidla

Jz 

p

Hp v v (

Ov

v



T

z

Hz

Sz

mv

Sp

N



m v (

e lp

lz


Simulace průjezdu zatáčkou – Lineární jednostopý model vozidla Nyní můžeme napsat podle předchozího obrázku tři pohybové rovnice:

ve směru osy X - m  v  cos  + m  v  ( +  )  sin  - SP  sin  - OV = 0

P

- SZ  sin  Z + HP  cos  P + HZ  cos 

Z

ve směru osy Y - m  v  sin  - m  v  ( +  )  cos  + SP  cos  +N=0

P

+ SZ  cos  Z + HP  sin  P + HZ  sin 

rovnováha momentů kolem osy Z - JZ   + SP  lP  cos  P - SZ  lZ  cos  Z + HP  lP  sin  P + HZ  lZ  sin  Z + N  e = 0

Z




Simulace průjezdu zatáčkou – Lineární jednostopý model vozidla p

p

P okamžitý pól otáčení vp lp 

v

lp / v



v z z

v



lz / v



T

vz



lz 

lp

lz

Obrázek - Kinematika jednostopého modelu pro určení směrových úchylek náprav



Boční síly na nápravách se rovnají

SP  CP   p, SZ  CZ  

z ,

kde CP je směrová tuhost obou pneumatik přední nápravy (tj. součet směrové tuhosti levé a pravé pneumatiky) a podobně CZ je směrová tuhost pneumatik zadní nápravy.

Úhel směrové úchylky kola byl definován jako úhel mezi podélnou a rovinou kola a směrem pohybu kola, takže pro malé úhly platí

lP  p = -  -   +  P v lZ  z = -     +  Z . v



Upravené rovnice pro simulaci Vybočení je určeno hodnotami úhlu . Stáčení vozidla je určeno úhlem . Soustava je buzena budicí funkcí (změnou úhlu natočení volantu): V(t)

 C´p  lP - Cz  lZ  C´p + Cz C z C´p     +  Z+    = - 1 + 2 v mv mv mv m  iř  v   C´p  lP 2 + Cz  lZ 2 C´p  lP - Cz  lZ Cz  lZ C´p  lP     Z   =  . v JZ  v JZ JZ JZ  iř



Určení polohy vozidla vzhledem k pevnému systému : t

xo =  vT  cos +    dt , 0 t

yo =  vT  sin +    dt . 0

Boční zrychlení (pro konstantní rychlost jízdy): y = v   +   .



3

2.5

2

y [m]

1.5

1

0.5

0

-0 . 5

4W S 2W S 0

1

2

3 t [s e c ]

4

5

6

Obrázek - Simulace vyhýbajícího manévru u vozidla 2WS a 4WS s řízením zadních kol s kompenzací úhlu směrové úchylky těžiště


Děkuji za pozornost.

Směrové řízení vozidla

Recommend Documents