Моделирование заноса аппарата с повернутыми передними колесами

22 февраля 2017 года
Новодерова Анна Павловна
(аспирант 1 г.о.; научный руководитель д.ф.- м.н. А. В. Влахова; рецензенты: к.ф.-м.н. П. А. Кручинин, асп. 3 г.о. А. А. Ласкин)

По коммерческим причинам автомобильные и прочие фирмы не дают информации об алгоритмах работы систем, обеспечивающих безопасность движения колесных аппаратов. Однако, как известно, даже у ведущих фирм достаточно часто возникают проблемы в работоспособности таких систем. В связи с этим работы, тематика которых непосредственно связана с проблемой безопасности движения, имеют как теоретический, так и практический интерес и являются актуальными.  

В докладе будет рассмотрена задача о заносе двухосного четырехколесного аппарата  (автомобиля, робота и т.д.) на горизонтальной однородной плоскости, возникающем при блокировке или пробуксовке колес одной из его осей. С использованием аналитических подходов изучаются ситуации, когда в ходе такого движения колеса другой оси аппарата сохраняют или теряют сцепление с опорной плоскостью.  Ограничимся изучением начальной стадии заноса аппарата, когда поперечная и угловая скорости его корпуса невелики. Для таких движений силы взаимодействия колес одной оси с опорной плоскостью принимают близкие значения. В рамках сделанных предположений будет рассмотрена двухколесная «велосипедная» модель, которая может быть получена, если заменить передние колеса аппарата одним эквивалентным передним колесом, задние – одним задним, и считать, что аппарат не имеет боковых наклонов. Предполагается, что колесо велосипедной модели, не потерявшее сцепление с опорной плоскостью, взаимодействует с ней без проскальзывания; колесо, потерявшее сцепление с опорной плоскостью вследствие блокировки или пробуксовки, взаимодействует с ней посредством сухого трения (рассматриваются модели кулонова трения и  поликомпонентного сухого трения В.Ф. Журавлева).

Полученные результаты могут быть использованы для оценки выводов, получаемых путем анализа более сложных математических моделей движения колесных аппаратов, а также для создания алгоритмов работы систем активной безопасности, способствующих предотвращению заноса или минимизации его отрицательных последствий.