CC BY
59
THE MODELING OF THE OBJECT OF ARMORED VEHICLES IN THE DRIVING SIMULATOR OF THE BTR-82A
B.B. Koloskov
Conducted an analysis of the mathematical model of motion used in the BTR-82A driving simulator, proposed the recommendations on improvement of private mathematical model of the transmission, which is part of the mathematical model of the object of the motion driving simulator.
Key words: training, BTR-82A driving simulator, combat training, mathematical model of the object.
Koloskov Boris Borisovich, head of department, koloskov_b@,mail. ru, Russia, Tula, JSC «Training systems»
УДК 623.437.093
ПРИМЕНЕНИЕ ШЕСТИСТЕПЕННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ В ТРЕНАЖЕРЕ ВОЖДЕНИЯ БРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ
Б.Б. Колосков
Рассмотрен вопрос совершенствования тренажеров вождения бронетанковой техники, путем применения в тренажерах шестистепенной динамической платформы.
Ключевые слова: обучение, тренажер вождения, боевая подготовка, динамическая платформа.
В настоящее время повышение уровня обученности механика-водителя, который управляет тем или иным объектом бронетанковой техники (БТТ), требует совершенствования технических средств профессиональной подготовки личного состава, используемых в Вооруженных силах Российской Федерации. Одним из наиболее эффективных средств формирования и развития профессиональных навыков, необходимых механику-водителю в условиях повседневной деятельности, являются тренажеры вождения объектов БТТ, которые в общем виде представляет собой модель реального объекта управления и условий его применения, используемую в целях обучения [1].
Основной задачей применения тренажеров вождения объектов БТТ в обучении механиков-водителей является привитие знаний, умений и навыков, их автоматизированная или автоматическая проверка, а также оценка их действий.
Так, в тренажере вождения БТР-82А (индекс ТВК-59104-Д-Э) информация обучаемому механику-водителю представляется на мониторах, встроенных в имитаторы приборов наблюдения. Быстродействие электронно-вычислительной машины при отображении окружающей обстановки позволяет полностью синтезировать изображение местности, с нанесением различных объектов. В процессе демонстрации изображения окружающей среды осуществляется визуализация спецэффектов (взрывов, вспышек от выстрелов и т.п.). Кроме того, изображение связывается с параметрами движения динамической платформы ДП-03, входящей в состав тренажера и обеспечивающей степень соответствия динамических нагрузок на рабочее место обучаемого.
Система визуализации и имитации шумовой обстановки обеспечивает максимальный «эффект присутствия» для обучаемого. Система оценки действий обучаемого, входящая в программное обеспечение тренажера, позволяет определять уровень его подготовки [2].
Современные тренажеры вождения объектов БТТ являются универсальными. При разработке тренажера для нового образца БТТ, модернизации подвергается только интерьер кабины с рабочим местом обучаемого и программным обеспечением.
В результате применения в ТВК-59104-Д-Э динамической платформы ДП-03 (рис.1), тренажер обеспечивает имитацию динамического воздействия на обучаемого, в соответствии с рельефом местности и характеристиками объекта.
Технические характеристики динамической платформы ДП-03 представлены в таб. 1.
Рис. 1. Динамическая платформа ДП-03
Таблица 1
Технические характеристики ДП-03
Степени свободы 3
Угловое перемещение в поперечной вертикальной плоскости (имитация «крена»):
Амплитуда, град ±18
Угловая скорость, град/с 40
2 Угловое ускорение, град/с 180
Угловое перемещение в продольной вертикальной плоскости (имитация «тангажа»):
Амплитуда, град ±18
Угловая скорость, град/с 40
2 Угловое ускорение, град/с 180
Перемещение в вертикальной плоскости (вверх-вниз):
Амплитуда, м 0,25
Скорость, м/с 0,63
2 Ускорение, м/с 3,0
Однако, учитывая тот факт, что динамическая платформа ДП-03, используемая в тренажере вождения ТВК-59104-Д-Э, реализует лишь поступательное перемещение («тангаж», «крен» и вертикальное перемещение «вверх-вниз»), отсутствие «рыскания» - вращения вокруг вертикальной оси, поперечного перемещения «влево-вправо» и перемещения вдоль горизонтальной оси «вперед-назад» препятствует формированию навыков механика-водителя в использовании высоких скоростных характеристик объекта БТТ, в частности БТР-82А. В результате возникает необходимость применения в тренажере вождения ТВК-59104-Д-Э многокомпонентной (многостепенной) динамической платформы, имеющей программно управляемые механизмы с большим числом степеней подвижности, которая способна воспроизводить теоретически любые (в определенных диапазонах), синусоидальные или псевдослучайные и комбинированные законы изменения линейных и угловых перемещений и ускорений.
Например, в испытательной технике, предназначенной для воспроизведения сложных движений, распространение получили многокомпонентные стенды, механизмы которых имеют параллельную структуру, отличающуюся тем, что приводные звенья, которые представляются в виде стержней переменной длины, соединяют выходное звено через шарниры. В этом классе механизмов наибольшее распространение получили механизмы, выполненные по схеме платформы Стюарта, в зарубежной литературе для подобных механизмов часто используется термин hexapod («шести-ног») [3]. Принципиальной особенностью классического варианта такого шестистепенного механизма является то, что подвижная платформа соединятся с неподвижным основанием только с помощью шести одинаковых приводных звеньев переменной, управляемой длины. Наличие именно шести звеньев обязательно, только при этом, с одной стороны, можно не-
зависимо задавать в пространстве в определенных пределах три линейных перемещения и три угла поворота вокруг трех осей, а с другой стороны, система является статически определимой. Поскольку выполняются условия статической определимости, в определенных пределах можно задавать любые удлинения длинам приводных звеньев, и это не будет приводить к возникновению больших усилий, когда приводы нагружают друг друга.
Исходя из вышеизложенного, для имитации динамического подобия движению подвижного наземного объекта БТТ (БТР-82А) в условиях пересеченной местности предлагается применение в тренажере вождения ТВК-59104-Д-Э шестистепенной динамической платформы, которая обеспечит колебания в шести направлениях: по вертикали, «курсу», «тангажу» и «крену», линейное перемещение промежуточной плиты в продольной плоскости (вперед-назад), линейное перемещение промежуточной плиты в поперечной плоскости (вправо-влево), круговое движение вокруг вертикальной оси. Данная платформа должна обладать широкими методическими возможностями и высокими динамическими характеристиками по частоте, амплитуде, линейным и угловым скоростям, а также грузоподъемности.
Шестистепенная динамическая платформа ДП-02, отличительной особенностью которой является применение линейных, частотно управляемых электрических сервомеханизмов в качестве исполнительных устройств (рис. 2), обеспечивает все предъявляемые требования. Для повышения ее грузоподъемности и устойчивости в состав платформы введены линейные пружинные аккумуляторы, а с целью повышения быстродействия и точности управляющих воздействий, в цепь обратной связи введен блок аналого-цифрового преобразования, который предназначен для сбора, преобразования и передачи информации на управляющую ЭВМ о величине выдвижения штоков, линейных сервомеханизмов [4].
По своим техническим характеристикам (табл. 2) шестистепенная динамическая платформа ДП-02 является конкурентоспособным, перспективным изделием и обладает широкими функциональными возможностями.
Шестистепенная динамическая платформа ДП-02 (рис. 3) включает в себя управляющую ЭВМ, шесть частотных преобразователей, неподвижное основание, шесть исполнительных механизмов (линейных приводов) с охлаждающими вентиляторами, шесть датчиков позиционной обратной связи с редукторами, шесть верхних шарнирно-рычажных механизмов, шесть нижних шарнирно-рычажных механизмов и промежуточную плиту.
Рис. 2. Кинематическая схема динамической платформы ДП-02
Таблица 2
Технические характеристики ДП-02
Степени свободы 6
Угловое перемещение в поперечной вертикальной плоскости (имитация «крена»):
Амплитуда, град ±18
Угловая скорость, град/с 40
2 Угловое ускорение, град/с 180
Угловое перемещение в продольной вертикальной плоскости (имитация «тангажа»):
Амплитуда, град ±18
Угловая скорость, град/с 40
2 Угловое ускорение, град/с 180
Угловое перемещение относительно вертикальной оси (имитация «рыскания»):
Амплитуда, град ±22
Угловая скорость, град/с 30
2 Угловое ускорение, град/с 80
Окончание таблицы
Перемещение в вертикальной плоскости (вверх-вниз):
Амплитуда, м ±0,2
Скорость, м/с 0,55
2 Ускорение, м/с 3,0
Перемещение в продольной плоскости (вперед-назад):
Амплитуда, м ±0,2
Скорость, м/с 0,3
2 Ускорение, м/с 3,0
Перемещение в поперечной плоскости (вправо-влево):
Амплитуда, м ±0,2
Скорость, м/с 0,3
2 Ускорение, м/с 3,0
Рис. 3. Динамическая платформа ДП-02
Таким образом, в результате применения в тренажере вождения ТВК-59104-Д-Э шестистепенной динамической платформы ДП-02, обеспечивающей пространственные колебания, ее высокие динамические характеристики позволяют в полной мере повысить уровень динамической адекватности движения объектов БТТ в тренажерах вождения, в целях качественного обучения механиков-водителей объектов БТТ.
Список литературы
1. ГОСТ 21036-75. Система «Человек-машина». Тренажеры. Термины и определения. 1976. М.: Изд-во стандартов, 1976.
2. Тренажер вождения БТР-82А и его модификаций динамический компьютерный ТВК-59104-Д-Э // Техническое описание. Тула, ОАО «Тренажерные системы», 2014. С. 2 - 3.
3. Челпанов И.Б., Кочетков А.В. Испытательные многостепенные стенды-роботы с механизмами последовательной и параллельной структуры // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». 2012. №3. С. 3.
4. Шестистепенная динамическая платформа: пат. на полезную модель РФ № 167789. Опубл. 10.01.2017. Бюлл. № 1.
Колосков Борис Борисович, нач. отдела, koloskov_b@,mail.ru, Россия, Тула, АО «Тренажерные системы».
APPLICA TION OF THE SIX-TEST DYNAMIC PLA TFORMIN THE SIMULA TION OF THE
DRIVING OF ARMORED VEHICLES
B.B. Koloskov
Questions of improving driving armored vehicles simulators, through the use of simulators in the six-test dynamic platform.
Key words: training, driving simulator, combat training, dynamic platform.
Koloskov Boris Borisovich, head of department, koloskov_b@,mail. ru, Russia, Tula, JSC «Training systems»
УДК 621.391; 621.396
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ТЕКУЩИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА
А.В. Емельянов, В.Н. Гордеев, И.П. Жабин
Предложен алгоритм синтеза нейросетевого идентификатора текущих параметров объекта управления электроприводом постоянного тока. Для реализации нейросетевого идентификатора предложено использовать многослойную нейронную сеть прямого распространения. Приведены результаты моделирования, подтверждающие работоспособность и эффективность синтезированного нейросетевого идентификатора и разработанного алгоритма его синтеза
Ключевые слова: электопривод постоянного тока, нейросетевой идентификатор, системы автоматического управления, модель Гаммерштейна.
Одно из перспективных направлений совершенствования современных систем управления сложными электромеханическими системами связано с созданием интеллектуальных электроприводов, обеспечивающих высокий уровень эксплуатационных характеристик по точности, надежности, адаптивности к внешним возмущениям и т.д. [1, 2].
