Разработка комплексной методики проведения испытаний и оценки алгоритмов системы управления подвеской автомобиля

Введение. Натурные испытания остаются важнейшим показателем качества разработанных конструктивных решений. При этом всё более актуальными становятся высокопроизводительные имитационные расчётные комплексы, которые позволяют существенно сократить сроки проведения натурных испытаний вновь разрабатываемых прототипов автомобилей. Задача построения прозрачной связи между натурными и виртуальными испытаниями всегда является актуальной для качественного и эффективного изучения поведения объекта испытаний. В статье затрагиваются актуальные инженерные вопросы разработки комплексных методик оценки для управляемых систем автомобиля.

Цель исследования - решение задачи совокупной оценки различных алгоритмов управления системой подрессоривания для решения интеграционной задачи сравнения алгоритмов управления, независимо от их реализации. Результатом решения данной задачи являются рекомендации с целью доработки алгоритмов для разных условий и режимов движения автомобиля.

Методология и методы. В статье приводятся обоснование и общее описание комплексной методики для управляемой системы подрессоривания шасси автомобиля, последовательность планирования экспериментов и анализа достигнутых результатов. Даётся последовательность построения оценочной «конфликтной диаграммы» (Carpet plot) на основе данных по испытаниям. Рассматривается пример анализа результатов из приведённой диаграммы.

Результаты и научная новизна. Изложенные в статье подходы применялись авторами на начальных этапах разработки управляемой системы подрессоривания шасси, что позволило повысить качество и эффективность достигаемого результата в минимальные сроки. Разработанная и апробированная комплексная методика испытаний и методы оценки управляемой системы подрессоривания шасси представляют научную новизну, так как подобные методики и применяемые подходы ранее не использовались.

Практическая значимость. Разработанная комплексная методика испытаний и методы оценки используются во ФГУП «НАМИ» на начальных этапах проектирования управляемых систем подрессоривания шасси.

1. Хачатуров А.А. Динамика системы шина - дорога - автомобиль - водитель. - М.: Машиностроение, 1976. - 536 с.

2. Van Iersel S.S. Passive and semi-active truck cabin suspension systems for driver comfort improvement. -Eindhoven: Eindhoven University of Technology, Department of Mechanical Engineering Dynamics & Control, 2010. - 90 p.

3. Hrovat D. Survey of Advanced Suspension Developments and Related Optimal Control Application // Au-tomatica. - 1997. - Vol. 33, no. 10. - P. 1781-1817.

4. Guido P.A.K. Adaptive Control of Mechatronic Vehicle Suspension system: Doktor-Ingenieurs genehmigten Dissertation. - Munchen, 2011. - 250 p.

5. Agrawal A. Performance Improvement of Automotive Suspension Systems using Inerters and an Adaptive Controller: Master of Applied Science in Mechanical and Mechatronics Engineering. - Ontario: University of Waterloo, 2013. - 84 p.

6. Певзнер Я.М. Колебания автомобиля. Испытание и исследование. - М.: Машиностроение, 1979. - 208 с.

7. Жилейкин М.М. Повышение быстроходности многоосных машин путём адаптивного управления упругодемпфирующими элементами системы под-рессоривания: дисс. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - 280 с.

8. Жеглов Л.Ф. Спектральный метод расчёта систем подрессоривания колёсных машин: учеб. пособие / 2-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. - 210 с.

9. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода / 3-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1972. - 394 с.

10. Шелгинских И.Н. Анализ измерителей плавности хода и безопасности движения, применяемых в управляемой системе подрессоривания автомобиля // Труды НАМИ. - 2018. - № 4 (275). - С. 98-104.

11. Road and off-Road Vehicle System dynamics. Handbook / Edited by Mastinu G. and Ploechl M. - Taylor & Francis Group, LLC, 2014. - 1708 p.

12. Van der Sande T.P.J. Control of semi-active suspension and steer-by-wire for comfort and handling. -Eindhoven: HTAS Technische Universiteit Eindhoven, 2005. - 164 p.

13. Белоусов Б.Н., Шухман С.Б. Прикладная механика наземных тягово-транспортных средств с мехатронными системами. Монография; Под общ. ред. д. т. н., проф. Б.Н. Белоусова. - М.: Агроконсалт, 2013. - 612 с.: 62 ил.