Система автоматического управления скоростью транспортного средства

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

статистических характеристик погрешностей реальных инерциальных датчиков и расчетных конструктивных и динамических параметров экспериментального ЛМА, показало:

1. Приемлемые качество и точность (в пределах ± 50 м) регулирования параметров движения ЛМА могут быть достигнуты при ограничении систематической погрешности измерения угловой скорости по вертикальному каналу до уровня ~ 0,4 рад/c (заданная экспериментальная характеристика составляет ~ 1,4 рад/с).

2. Точность регулирования параметров движения ЛМА улучшается до уровня ~ ± 10 м в случае уменьшения дискретности выдачи сигналов датчиками внешней информации (GPS - приемник, высотомер) до 0,1 секунды.

3. Возможным направлением повышения качества и точности регулирования параметров движения ЛМА является разработка и реализация в бортовом микроконтроллере алгоритма оценки и учета систематических погрешностей инерциальных датчиков и погрешностей начальной ориентации ЛМА с использованием априорной информации о ста-

тистических характеристиках погрешностей при обработке сигналов датчиков внешней информации.

Библиографический список

1. Мезенцев, А.П. Интегрированные навигационные системы для мобильных комплексов локального мониторинга урбоэкосистем на основе автономно пилотируемых летательных микроаппаратов / А.П. Мезенцев, В.М. Ачильдиев, С.В. Абрамов и др. // Сборник докладов Х Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. - 2003. - С. 22-24.

2. Абрамов, С.В. Интегрированная система управления автономно пилотируемого летательного микроаппарата. Научно-практическая конференция молодых специалистов и студентов памяти главного конструктора академика В.И. Кузнецова / С.В. Абрамов, С.С. Емельянов, В.В. Воробушкин // Сборник докладов. - М., 2003. - С. 93-105.

3. Абрамов, С.В. Разработка и изготовление стенда для имитационного и полунатурного моделирования режимов работы систем управления летательного микроаппарата / С.В. Абрамов, В.М. Ачильдиев, А.Н. Наумов и др. // Научно-технический отчет по ОКР. ФГУП НИИ ПМ. - 2004. - 98 с.

4. Есаков, В.А. Модальный синтез и оптимизация параметров систем автоматического управления: учеб. пособие / В. А. Есаков, В.М. Ачильдиев. М.: МГУЛ, 2006.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ

транспортного средства

М.Г ПЕСЕЛЬНИК, асп. каф. систем автоматического управления МГУЛ

В настоящее время многие современные автомобили оснащаются системой автоматического управления скоростью транспортного средства, называемой круиз-контролем. Эта система позволяет при отпущенной педали газа поддерживать заданную водителем скорость движения автомобиля. Это обеспечивает, с одной стороны, экономию топлива, а с другой - удобство для водителя, которому не требуется постоянно удерживать нажатой педаль газа. Кроме того, системы круиз-контроля используются для ограничения максимальной допустимой скорости движения транспортного средства (например в городе или определенном участке дороги) [1, 2].

peselnik@gmail.com

Впервые система управления скоростью транспортного средства была придумана в 1945 г. изобретателем и механиком Ральфом Титором. Система вычисляла скорость движения по частоте вращения карданного вала и с помощью соленоида изменяла положение дроссельной заслонки.

С тех пор система автоматического управления скоростью движения транспортного средства претерпела множество изменений. Развитие цифровой техники и широкое внедрение электронного управления двигателем и многими системами автомобиля сделали возможной реализации круиз-контроля, для которых не требуется больших финансовых затрат. В электронном блоке управления авто-

44

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2009

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

мобиля реализуются алгоритмы управления, позволяющие автоматически увеличивать крутящий момент двигателя при подъеме в гору и уменьшать его при спуске (некоторые системы могут также управлять тормозами), обеспечивая поддержание постоянной скорости движения. Заданная скорость движения выбирается водителем при помощи кнопок управления на руле или рычагах переключения поворотников. Выбранная скорость движения и режим работы круиз-контроля может отображаться на дисплее бортового компьютера или на комбинации приборов [1, 2].

В данной работе рассматривается универсальная адаптивная система управления скоростью транспортного средства (круиз-контроль). Задачей данной системы является поддержание заданной скорости движения при различных внешних возмущениях с помощью изменения крутящего момента двигателя и управления тормозной системой. Система включает измерительные устройства, органы управления, системы обработки и отображения информации.

Блок-схема системы автоматического управления скоростью представлена на рис. 1.

Основой системы управления скоростью является система обработки информации, которая будет рассмотрена в данной работе. Под системой обработки информации понимаются алгоритмы управления, заложенные в электронный блок управления. Поэтому будем в дальнейшем под системой управления скоростью понимать именно систему обработки информации.

Измерительные устройства

Система

4> обработки информации <о

Органы

управления

Система отображения информации

Рис. 1. Блок-схема системы автоматического управления скоростью

Обработка

нажатии кнопок

Управление

режимами

круиз-контроля

Условия

эксплуатации

круиз-контроля

Регулятор

скорости

движения

Расчет

•заданной

скорости

движения

Рис. 2. Структурная схема системы автоматического управления скоростью

Структурная схема системы автоматического управления скоростью реализует блочный (модульный) принцип построения, при этом каждый модуль выполняет свои функции. Это позволяет добиться универсальности системы и ее легкой подстройки под требования различных заказчиков. Структурная схема системы автоматического управления скоростью представлена на рис. 2.

Для изменения крутящего момента используется закон пропорционально-интегрального регулирования. При этом разность между заданным и текущим значениями скорости используется для вычисления коэффициента пересчета в крутящий момент.

Рис. 3. Структурная схема регулятора скорости движения: х ’ - заданная скорость движения; x ’ - текущая скорость движения; E - ошибка по скорости; и - закон управления ПИ-регулятора; Kp - коэффициент усиления ПИ-регулятора; Ki - постоянная времени интегрирования ПИ-регулятора; Tq - необходимый крутящий момент; N, D - режимная точка работы двигателя и транспортного средства

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2009

45

1/min

-2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Рис. 4. Реакция системы на плавное увеличение заданного значения скорости движения: 1 - скорость движения автомобиля; 2 - заданное значение скорости движения; 3 - скорость вращения коленвала; 4 - крутящий момент

т .

8см •

о  8-

о  8-

8-

Щ-

о

Щ

8:

355 350 365 370 375 380 385

Time s А

Рис. 5. Реакция системы на скачкообразное увеличение заданного значения скорости движения: 1 - скорость движения автомобиля; 2 - заданное значение скорости движения; 3 - скорость вращения коленвала; 4 - крутящий момент

46

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2009