CC BY
33
2. Большаков, П. С. Прогнозирование индекса реального объема сельскохозяйственного производства в Российской Федерации в системе STATISTICA 6 / П. С. Большаков // StatSoft Russia Technical support department. - URL: http://www.statsoft.ru/home/portal/applications/ForecastingAdvisor/Examples/Example 2.htm
3. Исследование данных об авиаперевозках. - URL: http://www.statsoft.ru/statportal/ tabID_71/MId_330/ModeID_0/PageID_99/DesktopDefault.aspx
4. Айвазян, С. А. Прикладная статистика и основы эконометрики : учебник для вузов / С. А. Айвазян, В. С. Мхитарян. - М. : ЮНИТИ, 1998. - 1022 с.
5. Боровиков, В. П. Прогнозирование в системе STATISTICA в среде Windows. Основы теории и интенсивная практика на компьютере : учеб. пособие / В. П. Боровиков, Г. И. Ивченко. - М. : Финансы и статистика, 2000. - 384 с.
УДК 629.113
МУЛЬТИПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА
А. М. Савельев
Рассмотрена реализация мультиплексной системы комплексного автомобильного тренажера. Представлены результаты разработки мультиплексной системы на основе протокола CAN 2.0.
Is considered the implementation of an integrated multiplex system in the advanced driving simulator. Is presented the results of the development of multiplex systems based on protocol CAN 2.0.
В настоящее время датчики и исполнительные устройства систем управления агрегатами автомобиля подключаются к электронному блоку управления (ЭБУ) с помощью жгутов проводов. Однако с увеличением числа электронных систем управления возрастает количество датчиков и исполнительных механизмов. Соответственно растет и число соединительных проводов, что помимо всего прочего ведет к уменьшению надежности, увеличению массы автомобиля, ухудшению диагностики. Эффективным средством сокращения числа жгутов и повышения надежности является мультиплексная связь.
Комплексный автомобильный тренажер (КАТ) по своей информационной емкости [1] приближается к современному автомобилю. Поэтому целесообразно использовать мультиплексную систему и в тренажере. Учитывая однотипность большинства узлов тренажера и автомобиля, будет целесообразно в качестве протокола, регламентирующего работу мультиплексной системы КАТ, выбрать один из протоколов, используемых для организации мультиплексных систем в автомобилях.
Оптимальной архитектурой для передачи управляющих сигналов по мультиплексным сетям будет система, основанная на топологической схеме «шина», с децентрализованным доступом к сети. В некоторых случаях возможно функционирование узлов по заранее определенному расписанию, но этот метод накладывает свои ограничения на возможные скорости и расстоя-
ния (скорость должна быть выше, расстояния меньше, стоимость, следовательно, больше). Следует отметить, что в последнее время становятся популярны протоколы, основывающиеся на четком временном расписании взаимодействия узлов. Однако в случае, когда требуются мгновенная реакция системы на важное событие, высокая надежность и легкость модернизации системы, предпочтительнее использование системы, основанной на децентрализованном доступе к сети.
На основании требований, предъявляемых к мультиплексной системе тренажера, был выбран протокол передачи данных (CAN 2.0) и разработана структурная схема мультиплексной системы КАТ (рис. 1) [2].
Рис. 1. Структурная схема мультиплексной системы КАТ
Промышленная сеть реального времени CAN представляет собой сеть с общей средой передачи данных [3]. Это означает, что все узлы сети одновременно принимают сигналы, передаваемые по шине. Невозможно послать сообщение какому-либо конкретному узлу. Все узлы сети принимают весь трафик, передаваемый по шине. Однако CAN-контроллеры предоставляют аппаратную возможность фильтрации CAN-сообщений.
Исходя из соображений оптимизации вычислений и расположения на тренажере, в схеме предусмотрено использование отдельных микроконтроллеров на каждый функциональный блок элементов тренажера. На каждый линейный электродвигатель (ЛЭДв) подвески КАТ предусмотрен отдельный микроконтроллер (МК1, МК2, МК8, МК9), это объясняется не только дальностью расположения электродвигателей (по углам тренажера), но и сложностью расчетов. На микроконтроллеры подвески КАТ возложена функция расчета управляющих сигналов автономного инвертора (АИН) по сигналам, поступающим через шину с центрального процессора, и сигналам обратной связи с датчиков положения (ДП), скорости (ДС), тока (ДТ). Схожие функции у микроконтроллеров в системе имитации момента сопротивления на руле (МК6) и поворотной платформе (МК7). Отдельный микроконтроллер (МК4) предусмотрен в панели приборов для управления спидометром, тахометром, указателем температуры охлаждающей жидкости, указателем уровня топлива и контрольными лампами. Нагрузка на микроконтроллер от одного переключателя незначительная, поэтому, учитывая также их близкую расположенность, объединим переключатели в один блок переключателей с одним микроконтроллером МК5. МК3 снимает информацию о положении педалей, рычага КПП и стояночного тормоза.
ПЭВМ выполняет обработку сигналов с органов управления тренажера, расчет управляющих сигналов на исполнительные механизмы, расчет визуализации и звуковых эффектов. Интерфейс USB-CAN выполняет функцию формирования фреймов, соответствующих протоколу CAN. В функции микроконтроллеров (МК1, МК2, МК4, МК6-9) входит прием CAN-фреймов и расчет управляющих сигналов на исполнительные механизмы (электродвигатели, указатели и лампы), микроконтроллеры МК3, МК5 выполняют кодировку сигналов с органов управления тренажера в формат CAN-фрейма. МК6 также передает информацию о положении рулевого колеса.
Возможности протокола CAN (продуманная система защиты данных и сигнализации об ошибках, контроль доступа к среде передачи, дифференциальный режим передачи сигналов) и запас по скорости передачи данных позволяют использовать гибкий алгоритм управления. Все микроконтроллеры узлов КАТ могут одновременно передавать информацию в шину, приоритетом обладают сообщения (фреймы) с наименьшим идентификатором. После того как информация от определенного узла КАТ передана, идентификатор фрейма данного узла увеличивается. Это позволяет гарантировать, что от каждого элемента КАТ информация пройдет в шину и будет получена ЭВМ.
Следует отметить, что применение мультиплексной системы в тренажерах может послужить развитию современных мультиплексных систем в отечественном автомобилестроении.
Список литературы
1. Савельев, А. М. Комплексный автомобильный тренажер / А. М. Савельев, К. А. Сухов // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии : тр. II Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Тольятти : Изд-во ТГУ, 2007. - Ч. 2. - С. 108-112.
2. Савельев, А. М. Проектирование мультиплексной системы комплексного автомобильного тренажера / А. М. Савельев // Надежность и качество : тр. Междунар. симп. : в 2 т. / под ред. Н. К. Юркова. - Пенза : Инф.-изд. центр ПензГУ, 2008. -1 т. - С. 475-477.
3. CAN Specification. Version 2.0, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1991.
