Имитатор шума двигателя

 

№ШТАТОР ШУМА ДВИГАТЕЛЯ, содержащий группу функциональных преобразователей по количеству передач двигателя, источник шума, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого является выходом рмитатора, блок задания напряжений , пропорциональных оборотам двигателя и крутяш.ему моменту двигателя , первый выход которого соединен с первым входом блока переключателей , второй вход которого подключен к выходу источника регулируемого напряжения, выходы блока переключателей соединены с входами соответствующих функциональных преобразователей группы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены два преобразователя напряжения в ток и второй интегратор , причем второй выход блока задания напряжений, рропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя, через первый преобразователь напряжения в ток подключен к входу задания начальных условий второго интегратора, выход которого соединен с входом первого (Л интегратора, выход которого подключен к входу второго интегратора, выходы функциональных преобразователей группы объединены и подключены к входу второго преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен с входом задания начальных Од условий первого интегратора. со Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (39) (I 11

7 А

4(s» С 06 G 7/64

ЛИФВлаЮЮВЮЮ ЮЙСЮЕ Е, 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ, .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

3(Ф

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3674320/24-24 (22) 15.12.83 .(46) 15.06.85. Вюл. В 22 (72) Г.И.Хазов и В.Н.Семенов (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 407383, кл. С 06 G 9/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 903914, кл. G 06 G 7/64, 1980 (прототип). (54) (57) ИМИТАТОР ШУМА ДВИГАТЕЛЯ, содержащий группу функциональных преобразователей по количеству передач двигателя, источник шума, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого является выкодом имитатора, блок задания напряжений, пропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя, первый выход которого соединен с первым входом блока переключатепей, второй вход которого подключен к выходу источника регулируемого напряжения, выходы блока пе ре ключ ате лей соединены с входами соответствующих функциональных преобразователей группы, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены два преобразователя напряжения в ток и второй интегра- тор, причем второй выход блока задания напряжений, пропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя, через первый преобразователь напряжения в ток подключен к входу задания начальных условий второго интегратора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого подключен к входу второго интегратора, выходы функциональных преобразователей группы объединены и подключены к входу второго преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен с входом задания начальных условий первого интегратора.

1161967

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в устройствах для имитации шума двигателя в тренажерах транспортных средств. S

Известен имитатор шума двигателя, содержащий источник шума, выходной усилитель и блок переключателей (1j .

Однако в этом имитаторе шума двигателя изменение спектрального сос- 10 тава шума в режиме той или иной передачи в зависимости от изменения числа оборотов двигателя подчиняется линейному закону и достигается изменением скорости модуляции све- 35 тового потока профилированной топо.граммой вращающегося диска, а в реальном двигателе эта зависимость имеет более сложный характер.

Наиболее близким техническим ре- Щ шением к изобретению является имитатор шума двигателя, содержащий источник шума, выходной усилитель, последовательно соединенные источйик регулируемого напряжения и блок переключателей, группу функциональных преобразователей по количеству передач двигателя, широтно-импульсный модулятор, активный фильтр, фильтр низкой частоты, вход которо- ЗО

ro соединен с выходом источника шума, а выход — с первым входом ак-, тивного фильтра, выходы блока переключателей соединены с входами соответствующих функциональных преоб-55 разователей группы, выходы которых объединены и через широтно-импульсный модулятор подключены к второму входу активного фильтра, выход активного фильтра соединен с вхо- 4О дом усилителя, выход которого является выходом имитатора Я .

Недостатком данного имитатора шума является то, что изменение спектрального состава шума на нейт- 45 рали и передачах происходит пропорционально оборотам двигателя изменением резонансной часготы с постоянной полосой пропускания без учета внешнего момента, приложенного к sar Я лу двигателя, пропорционального изменению дорожных условий, что, в свою очередь, прививает неправильные навыки вождения гусеничных машин.

В современных двигателях происходит 55 поддержание постоянных оборотов при изменении внешнего момента всережнмным регулятором, который изменяет подачу топлива при изменении нагруз— ки, что приводит к увеличению или уменьшению крутящего момента согласно внешней и регуляторным характеристикам данного двигателя, показы-, вающим зависимость эффективной мощности и крутящего момента от частоты вращения вала двигателя, а это, в свою очередь, изменяет спек тральный состав шума двигателя за счет изменения полосы воспроизводимых частот.

Цель изобретения — повышение точности моделирования шума двигателя за счет изменения полосы пропускания шума .от изменения дорожных условий.

Указанная цель достигается тем, что в имитатор шума двигателя, содержащий группу функциональных преобразователей по количеству передач двигателя, источник шума, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого является выходом имитатора, блок задания напряжений, пропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя, первый выход которого соединен с первым Входом блока переключателей, второй вход которого подключен к выходу источника регулируемого напряжения, выход блока переключателей соединены с входами соответствующих функциональных преобразователей группы, введены два преобразователя напряжения в ток и второй интегратор, причем второй выход блока задания напряжений, пропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя, через первый преобразователь напряжения в ток подключен к входу задания начальных условий второго интегратора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого подключен к входу второго интегратора, выходы функциональных преобразователей группы объединены и подключены к входу второго преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен с входом задания начальных условий первого интегратора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема имитатора шума двигателя;

161967

" .1 -4 ((1ы), где 0 », напряжение управления

15 на выходе функционального преобразователя; 1 — характеристика функционального преобразователя для первой передачи;

2О

0 — напряжение, .пропорциональное оборотам двигателя, выдаваемое блоком 17.

Напряжение управления (0 ц,) подается на преобразователь 15 напряжения в ток, где данное напряжение преобразуется в ток смещения

ufo 2 ах

t (где gq — входное сопротивление

ЗО преобразователя 15, на чертеже не обозначено), который подается на вход интегратора 3 с передаточной функцией гдето С, — элементы интегратора 3, и в конечном счете определяет резонансную часто40 ту пропорционально оборотам двигателя.

Включение интегратора 14 в обратную связь интегратора 3 обеспечивает возможность регулировать полосу

45 пропускания пропорционально току смещения, подаваемому с преобразователя 16 напряжения в ток, который пропорционален крутящему моменту с блока 17, изменяющийся от подачи

N топлива при изменении внешнего момента, зависящего от дорожных условий согласно внешней характеристике двигателя за счет в сережимно го ре гулятор ..

55 Как видно на фиг. 2 — функциональная схема блока задания напряжений, пропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя; на фиг. 3— характеристики функциональных преобразователей.

Имитатор шума содержит источник 1 шума, фильтр 2 низкой частоты, первый интегратор 3,. усилитель 4, группу функциональных преобразова- 10 телей 5-11, блок 12 переключателей, источник 13 регулируемого напряжения, второй интегратор 14, второй преобразователь 15 напряжения в ток, первый преобразователь 16 напряжения в ток, блок 17 задания напряжений, пропорциональных оборотам двигателя и крутящему моменту двигателя, содержащий датчик 18 напряжения, сумматор 19, блок 20 нелиней-ности, управляемый ограничитель 21 напряжения, узел 22 задания внешнего момента, интегратор 23, блок 24 нелинейности.

Основное уравнение, на решении которого основана работа устройства, имеет вид

3 =e(u,g)-м, Зя где I — момент инерции, приведенный

1 к валу двигателя;

И вЂ” угловая скорость вала двигателя;

M(u,)) — крутящий момент двигателя, зависящий от угловой скорости вала и количества топлива; М - внешний момент, пропорциональный изменению дорожных условий.

Напряжение, пропорциональное оборотам вала двигателя, в блоке 17 формирует интегратор 23, а напряжение, пропорциональное крутящему моменту двигателя — блок 24 нелиней7 ности, Имитатор шума работает следующим образом.

Сигнал с источника 1 шума поступает на фильтр 2 низкой частоты, где ограничивается до диапазона, в котором находится основная энергия спектра шума реального двигателя и затем поступает на вход неинвертирующего интегратора. ф ка 13 регулируемого напряжения подается на блок 12 переключателей, в котором срабатывает ключ, соответствующий первой передаче, и подключает сигнал, пропорциональный оборотам двигателя, поступающий с блока 17 на вход функционального преобразователя 5 (первой передачи). Этот функциональный преобразователь формирует математическую зависимость

I,Ю(0;(Я= И,2. 0 „, 28,,с„,, (2) При имитации, например, акустического шума двигателя в режиме пер вой передачи напряжение с источниЦЕ 0„м u (1 ф ф а а ! а4

1161967 где а, а2, а>, а — константы, зависящие от номи налов в интеграторах 3 и 14, (4) где Ц .1((1„(ЦУ

Функция нижних частот выражается формулой

0 =-(k !6) ° 0 (б) 1 10 ю а широкополосная функция — формулой

-0„Ся =k, О„(ецg (6) где

k, =19,2, U I R gG g

k2 (9Д 0 /2Я СУ где 8 С вЂ” элементы преобразовате-.. ля 16 (не обозначены).

Предполагаем, что константы а а а =а.=а.

2 3 4

Подставив соотвеч ствующие величины в (5) и (6), получаем (8) где резонансная частота и полоса пропускания выражаются формулами

Qp(ad)5) а,=192а о „, Z Яыс

8(«di>l-а, И,гав!й С

"1 C<>I

".1 0U«)=-(l,) (Stß ) (S(, 1 :

Параметр @ должен иметь значения около 0,01, чтобы обеспечить оптимальный компромисс между величиной, искажения и соотношением сигнал/шум.

0; — напряжение, поступающее с фильтра низкой частоты;

"у1 — напряжение управления с вы. хода функционального преобразователя 1 (передачи); . 0 — напряжение, пропорциональное крутящему моменту.

Сигнал с выхода интегратора 3 поступает.на вход усилителя 4. Имитация акустического шума двигателя на других передачах происходит аналогично, за исключением того, что в соответствии с включенной пере— дачей подключается функциональный преобразователь соответствующей передачи.

Таким образом, предлагаемый имитатор шума повышает точность моделирования ююитации шума двигателя при изменении дорожных условий по сравнению с прототипом, что, в съою,очередь, позволяет привить водителю правильные навыки по вождению гусеничных машин, что дает возможность правильно эксплуатироватьмашины, экономить их моторесурсы, горюче-смазочные материалы, экономить время на их ремонте и ремонте учебных трасс.

1161967

1161967

Составитель И.Дубинина

Редактор Е.Копча Техред А.Кикемезей Корректор M.Самборская

Заказ 3971/52 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул.Проектная, 4