4. Задание для подготовки к работе и общие замечания о ее проведении

Ознакомьтесь с целями, задачами и содержанием лабораторной работы. Изучите теоретические сведения о назначении и принципе работы системы управления курсовой устойчивостью автомобиля.

В лабораторной работе рассматривается процесс функционирования системы управления курсовой устойчивостью (СКУ) автомобиля на этапе определения начала возникновения заноса автомобиля и его типа: занос передней или задней оси.

Считается, что расчет и формирование крутящего момента (мощности) двигателя и стабилизирующего момента корпуса автомобиля начинается при разности теоретического и фактического углов увода автомобиля ψ_т – ψ_ф > 3⁰.

Модель системы управления курсовой устойчивостью автомобиля состоит из:

• электронного блока управления (ЭБУ);

• датчиков продольного и бокового ускорений автомобиля;

• датчика угловой скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси;

• датчик скорости автомобиля, используемый при определении начальных значений составляющих скорости.

Допущения:

1. Автомобиль имеет задние ведущие колеса и передние управляющие колеса.

2. Автомобиль движется по криволинейной траектории (движение на повороте).

3. В качестве модели автомобиля выбрана четырехколесная модель.

4. Автомобиль имеет жесткие колеса, как следствие отсутствует увод колес и смещение полюса поворота относительно задней оси х_р = 0.

5. Начальные значения проекций скорости автомобиля на его продольную и поперечную оси принимаем равными значениям этих проекций при равенстве теоретического и фактического углов увода ψ_т. = ψ_ф. При этом датчик скорости жестко ориентирован вдоль продольной оси автомобиля. Поэтому . В данном случае , .

6. Расчет и формирование крутящего момента (мощности) двигателя и стабилизирующего момента корпуса автомобиля начинается при разности теоретического и фактического углов увода автомобиля ׀ψ_т – ψ_ф ׀ > 3⁰.

В работе принимаются следующие значения параметров и характеристик:

• расстояния от центра масс автомобиля до передней А и задней В осей равны А = В = 1,5 м;

• база автомобиля L = А + В = 3 м;

• координата смещения полюса поворота относительно задней оси х_р = 0 (колеса жесткие);

• колея автомобиля равна В₁ = 1,8 м;

• угловая скорость автомобиля вокруг вертикальной оси ω_z = 1 – 2 1/с;

• угол поворота передних колес φ = 1⁰ – 20⁰;

• радиус колеса R = 0,3 м;

• продольная a_x и поперечная a_у составляющие ускорения автомобиля a_x = 0,1 м/с² – 2,0 м/с², a_у = 0,1 м/с² – 2,0 м/с².

Порядок определения начала заноса автомобиля:

1. Определение расчетного (теоретического) угла увода автомобиля:

С учетом допущений:

2. Определение начальных значений проекций скорости автомобиля, считая ψ_т = ψ_Ф:

; .

3. Определение текущих значений проекций скорости автомобиля путем решения системы дифференциальных уравнений:

Решение этой системы обыкновенных дифференциальных уравнений выполняется в программе Маthcad с использованием функции rkfixed с фиксированным шагом n = 10 (возможны изменения шага интегрирования).

4. Определение фактических значений угла увода автомобиля:

; .

5. Определение начала заноса автомобиля:

Условие начала заноса автомобиля проверяется на каждом шаге интегрирования. Для этого используется оператор цикла while с числом циклов, равных числу шагов интегрирования.

6. Определение типа заноса (передней или задней оси):

> 0 – занос передней оси;

< 0 – занос задней оси.

Тип заноса определяется с использованием условного оператора if.