Техника - молодёжи 1985-12, страница 34

КАК ОБКАТАТЬ ИДЕЮ,^

Поездка на автомобиле с помощью компьютера

Василий ГАЛКИН,

кандидат технических наук

Нагрузка на психику водителя автомобиля при движении по оживленной трассе не меньше, чем у пилота реактивного самолета, считают ученые. Поэтому в интересах безопасности движения важно знать, как ведут себя человек и машина в различных дорожных ситуациях. Тогда при создании новой модели можно будет согласовать механо динамические свойства автомобиля с типичными психофизическими характеристиками водителя.

Обычно, выполнив «в металле» ряд конструкций новой машины подвергнув их всесторонним натурным испытаниям, исследователи отбирали наиболее приемлемые варианты. Затем, внеся необходимые конструктивные улучшения, вновь проводили натурные испытания и принимали решение о запуске машины в серию. Такой путь связан с большими затратами. Исследования же критических ситуаций, в которых может оказаться автомобиль, несмотря на использование ударобезопасных бамперов, ремней безопасности, воздушных мешков, раздувающихся перед водителем и пассажирами в момент столкновения и т. п., зачастую сопряжены с огромным риском для жизни испытателей.

А нельзя ли обезопасить и заодно ускорить процесс натурных испытаний, проведя исследования на так называемой модели — имитаторе будущего автомобиля? Ведь, скажем, тренажеры давно используются для обучения пилотое, судоводителей, космонавтов. Больше того, получают они распространение и при подготовке шоферов. В них обычно реализуется модель органов управления автомобилей, а на экран проецируется изображение меняющейся обстановки, сопровождаемой характерными дорожными шумами. Правда, водитель не ощущает динамических нагрузок, толчков и вибраций, возникающих при движении настоящей машины по дороге, а «картин

На исльпания — в модели имитатор.

ка» раз и навсегда задается кинофильмом.

Создание более совершенной математической модели-имитатора, на которой можно воспроизвести любые мыслимые условия дорожного движения, стало возможным благодаря современным мощным ЭВМ. Все основные математические функции, необходимые для расчета автомобиля, а также конструктивные параметры, получаемые в результате его автоматизированного проектирования, заносятся в память компьютера. Эта исходная информация, беспрерывно дополняемая данными о характере дороги и действиях водителя, позволяет ЭВМ рассчитать поведение автомобиля в целом, а также его отдельных узлов. Теперь для завершения системы «человек -автомобиль — дорога» к динамической модели автомобиля, существующей пока только «внутри» ЭВМ, нужно «подключить» водителя, создав для него встречный поток информации. В этом случае человек и машина образуют так называемый замкнутый контур регулирования. Водитель нажимает на акселератор, управляет рулевым колесом, тормозит автомобиль послушно «отзывается» на команды И обратная связь на поведение машины соответствующим образом реагирует водитель. Ко

нечно, органы управления здесь воздействуют на электронно механический аналог автомобиля. Ну а такому аналогу не нужны ни двигатель, ни трансмиссия, ни ходовая часть. Через датчики, установленные на руле и педалях, ЭВМ управляет гидравлическими устройствами, которые имитируют усилия и противодействующие моменты, ощущаемые водителем.

Его рабочее место воспроизведено досконально - со всеми органами управления и контроля. Перед

На центральном развороте журнала изображена модель-имитатор £ омобиля и дороги, с помощью которой можно совершить поездку на машине, «живущей» в памяти ЭВМ. Электронная память хранит все параметры машины и ее узлов и систему из 2000 уравнений ее движения, но сама машина может еще не существовать в металле, представляя собой лишь цин из проектных вариантов.

Собственно имитатор представляет собой проекционный купол с находящейся в нем моделью. Крайние фазы движения купола показаны над рисунком здания имитатора (справ а).

Слева внизу представлена блок-схема видеоподсистемы, непреры ю формирующей картину дороги с ее окружением.

Дорожные шумы формирует группа генераторов звуковой подсистемы, упраь ляемых местным компьютером, работающим под руководством главной ЭВМ (справа внизу).

Фотографии в правой части разворота иллюстрируют отдельные моменты работы имитатора.

ВЕХИ НТР

34