Эксперимент 1. Исследование влияния различных факторов на частоту притормаживания блокируемых колес автомобиля

1. Создайте модель системы автоматической антиблокировки колес (АВS). В качестве ЭБУ-Т используйте Mathcad-объект, обладающий высокой наглядностью моделирования процессов. Для этого в меню Tools (инструменты) выберите список Insert Mathcad Objtct (Вставить Mathcad-объект). В появившемся списке выберите команду New (Новый) – вставка нового Mathcad-объекта (рис.6).

Рисунок 6 Выбор нового Mathcad-объекта

При исполнении команды New запускается система Mathcad, и в окне модели появляется объект системы Mathcad (рис. 7). Он имеет вид прямоугольника с заштрихованной рамкой со входами (слева) и выходами (справа). Строка меню VisSim заменяется строкой меню системы Mathcad и в окне модели появляется плавающая панель выбора палитр математических символов.

Рисунок 7 Объект Mathcad

2. Установите шрифт Times New Roman Сyr (Кириллица).

Сделайте в объекте надпись «ЭБУ-Т» (рис. 8).

Рисунок 8 Надпись в объекте

3. Присвойте скоростям колес значения параметров, поступающих с колесных датчиков (КД₁, КД₂, КД₃, КД₄) – V1:= in0, V2:= in1, V3:= in2, V4:= in3; скорости кузова автомобиля – параметр с ДКА V_а:= in4; и введите параметр V10:= in5 (рис.9). При необходимости растяните Mathcad – объект по ширине. Чтобы надпись поместилась в одну строчку для наглядности. В дальнейшем растягивайте его по высоте, чтобы поместился весь алгоритм и был хорошо виден. Ввод символов в этом выражении и в последующих делайте с помощью палитры математических символов и функций.

4. Введите алгоритм определения начала работы в режиме «снижения давления» в КТЦ, предваряя его соответствующим комментарием (рис.10) (в десятичной дроби вместо запятой ставится точка):

Определения начала работы АВS в режиме «снижения давления» в КТЦ

V11:= if(V1 < 0.7Vа, 1, 0)

Рисунок 9 Присвоение входных значений параметров

Рисунок 10 Определения начала работы АВS в режиме «снижения давления» в КТЦ

Этот алгоритм предполагает подачу выходного сигнала V11 на блок световой индикации light и при условии V1 < 0.7Vа индикатор горит красным цветом (система АВS включена). В противном случае индикатор горит синим цветом (система АВS выключена).

5. Ведите алгоритм работы АВS в режиме «снижения давления» в КТЦ, который предполагает режим притормаживания за счет падения скорости V_к1 при ее достижении величины 0,9 V_а (S = 0,1) до скорости, близкой к скорости блокировки (в данном случае 0), предварив алгоритм соответствующей надписью, и введите выражение для коэффициента скольжения S (рис.11):

Работа АВS в режиме «снижения давления» в КТЦ

V12:= if(V1 < 0.9 V_а, V10,0)

Здесь V10 – линейноизменяющаяся скорость, задаваемая генератором линейноизменяющегося сигнала. Она будет прибавляться к скорости блокируемого колеса (в данном случае колеса № 1) в указанном режиме.

6. Выведите на выход ЭБУ-Т параметры, которые необходимо постоянно контролировать(V11, V11 и S), сигнал V12, который надо подавать на сумматор (рис.12):

оut0:= V11; оut1:= V1; оut2:= S; оut3:= V12

7. Mathcad-объект имеет один вход и один выход. Увеличьте число входов до 6 по числу датчиков (входных параметров), а выходов до 4 (по числу контролируемых параметров и параметра V12, подаваемого на вход ЭБУ-Т) (рис.12). Для этого на панели инструментов возьмите стрелку , подведите ее слева от входа (выхода) и щелкните левой кнопкой «мыши».

Рисунок 11 Работа АВS в режиме «снижения давления» в КТЦ

Рисунок 12 Определение выходных параметров

8. Установите напротив соответствующих входов блоки константы (const) , которые будут играть роль датчиков. Напротив входа V10 установите генератор линейного сигнала (ramp) . Сигнал с КД 1 подайте на сумматор , а с него на блок ограничений (limit) . его можно взять в строке нелинейных блоков через меню:

Этот блок нужен для поддержания 0,1 < S < 0,3 совместно с алгоритмом ЭБУ-Т в режиме «снижения давления» в КТЦ. Сигнал с выхода V12 подайте на сумматор, используя блок фиксации соединения (wire Positioner). Его надо будет развернуть на 180⁰. для этого выделить, вызвать контекстное меню с указанной строкой:

Установите метки рядом с датчиками с их наименованием и метки рядом со входами и выходами с указанием параметров (рис.13).

Рисунок 13 Модель АВS без увеличения скорости

9. Установите на выходе V11 блок световой индикации light. Его можно найти в меню Blocks, в строке Signal Consumer (рис. 14).

10. Установите на выходах V1 и S осциллографы (блоки графопостроителя «plot») . После того, как блок будет размещен щелчком правой кнопки мыши вызовите окно настроек этого блока ( рис. 15). В меню Options установите координатную сетку, поставив опцию Grid Lines. Интервал между линиями сетки устанавливается автоматически, в зависимости от диапазонов визуализации и размера графика. Координатная сетка и масштаб (по умолчанию) установятся после сборки и запуска модели.

Рисунок 14 Выбор блока световой индикации light

11. В настройках моделирования меню «Simulate» выберите пунк «Simulation Properties…» и щелкните по нему левой кнопкой мыши. Появится понель настроек «Simulation Properties» (рис. 16). Устанавливается время начала, конца моделирования и частоту соответственно: Start = 0, End = 20, Frequency = 5 (не забудьте нажать кнопку ОК). Если в появившейся панели настроек второе окно будет поименовано не Frequency, то нажмите на стрелу окна, расположенного правее, и выберите пунк Hertz. Увеличьте немного размер блока графопостроителя (осциллографа) plot. Для этого потяните его за правый нижний угол.

Рисунок 15 Меню настроек осциллографа

Рисунок 16 Установка параметров процесса моделирования

12. Подайте на входы осциллографов сигналы V1 и S. Установите значения входных параметров с датчиков V1 = 20 (км/ч), V2 = 80 (км/ч), V3 = 80 (км/ч), V4 = 80 (км/ч), Vа = 90 (км/ч). Для этого щелкните по датчику правой кнопкой. Появится окно ввода данных:

13. Увеличьте крутизну входного сигнала генератора. Для этого щелкните правой кнопкой по генератору и установите значение 10 в окне Slope:

14. Запустите процесс моделирования, щелкнув по зеленой стрелке . Появятся следующие осциллограммы (рис.17). Осциллограмма скорости V1 представляет собой колебательный процесс, что говорит о притормаживании этого колеса, как и предполагает режим «снижения давления» в КТЦ. Занесите в отчет осциллограммы и вывод о характере изменения параметров V1 и S при работе системы АВS.

15. Определите влияние скорости уменьшения давления в КТЦ на изменение частоты притормаживания. Для этого уменьшите эту скорость путем увеличения крутизны сигнала V1: щелкните правой кнопкой по генератору и установите значение 5 в окне Slope . Запустите процесс моделирования. Появятся следующие осциллограммы (рис.18).

Рисунок 17 Работа модели в режиме «снижения давления» в КТЦ

Рисунок 18 Работа модели при снижении скорости уменьшения давления в КТЦ

16. Занесите в отчет осциллограммы и вывод о характере изменения параметров V1 и S при работе системы АВS при уменьшении скорости нарастания давления в КТЦ.