ipmash@ipme.ru | +7 (812) 321-47-78
пн-пт 10.00-17.00
Институт Проблем Машиноведения РАН ( ИПМаш РАН ) Институт Проблем Машиноведения РАН ( ИПМаш РАН )

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем машиноведения Российской академии наук

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Математическая модель ученых ИПМаш РАН сделает тренажеры для водителей и пилотов реалистичнее

Ученые сравнили предложенную модель с аналогами, используемыми в тренажерах российской компании «Транзас», и выяснили, что новая система позволяет управлять поршнями, которые отвечают за движение кабины-симулятора, в более широких условиях, до трех раз быстрее и в полтора раза точнее. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Control Engineering Practice.

Для обучения водителей или пилотов правильному управлению автомобилем или самолетом используются устройства, называемые тренажерами. Обычно это выглядит как кабина, установленная на платформе Стюарта — устройстве с шестью независимыми «ногами», прикрепленными в трех точках снизу и сверху платформы. Длины этих «ног» могут быть изменены с помощью приводов, позволяющих управлять ориентацией платформы. Такое движение может имитировать наклон самолета при маневрировании или движение машины по неровной поверхности.

Чтобы сделать такие тренажеры максимально реалистичными, необходимо обеспечить моментальную и точную отработку команд компьютера с помощью приводов. В настоящее время существующие устройства не всегда реагируют на сигналы также быстро, как это происходит в реальных автомобилях или самолетах, на которые влияет окружающая среда (погода, дорожные условия и другие факторы). Кроме того, известны случаи поломки тренажеров из-за перегрузок и неправильного срабатывания системы управления, что может привести к небезопасности работы.

Для устранения этих недостатков ученые тщательно изучили динамику пневматических приводов платформы Стюарта. Анализ позволил исследователям определить параметры движения, которые необходимо учитывать при разработке систем управления платформой. В частности, были учтены диаметр и масса поршней, длина штоков приводов и давление, создаваемое нагрузкой на элементы. Основываясь на этих характеристиках, исследователи разработали алгоритмы, обеспечивающие высокую скорость и точность управления движением платформы Стюарта.

«От кабины, в которой сидит человек, подается сигнал на платформу о том, что она должна совершить какое-то движение, например, наклониться при повороте руля. Если быть точнее, этот сигнал поступает на цифровой регулятор — устройство, связанное с поршнями и «решающее», как изменить в них давление, чтобы система обеспечила нужное угловое и пространственное перемещение платформы. Предложенная нами математическая модель позволяет сделать такое «принятие решений» регулятором (или «системой управления») более точным, быстродействующим и менее ресурсозатратным, чем у ранее существующих», — рассказывает руководитель проекта Николай Кузнецов, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, руководитель Ведущей научной школы Российской Федерации в области математики и механики, заведующий лабораторией информационно-управляющих систем ИПМаш РАН, заведующий кафедрой прикладной кибернетики СПбГУ.

Разработанная авторами система позволит также сделать авто- и авиатренажеры безопаснее, поскольку в математическом алгоритме, помимо характеристик, влияющих на движение поршней, заложены данные о максимальной нагрузке, которую они способны выдержать. Это предотвратит возможность перегрузок, из-за которых тренажер может перестать работать или даже разрушиться. В дальнейшем ученые планируют в сотрудничестве с инженерами внедрить предложенную модель в реальные тренажеры, чтобы протестировать свою разработку.

Источник: rscf.ru/news/release/trenazhery-dlya-voditeley-i-pilotov-stanut-realistichnee-i-dolgovechnee/

15:42
684
Используя этот сайт, вы соглашаетесь с тем, что мы используем файлы cookie.