2) Проведение натурного лабораторного исследования поведения водителя в условиях выполнения маневра с целью получения информации о свойствах замкнутой системы ВОДИТЕЛЬ-АВТОМОБИЛЬ.

3) Проведение расчетных экспериментов с использованием разработанной модели системы ВОДИТЕЛЬ - АВТОМОБИЛЬ для определения потенциальных возможностей этой системы для улучшения показателей устойчивости и управляемости легкового автомобиля.

4) Обоснование формата представления закона управления, который должен генерироваться ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВ1ЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ АВТОМОБИЛЯ в концепции самоуправляемого автомобиля.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использованы в комплексе различные методы: математическое моделирование механических объектов, аналитические и численные методы анализа, включая методы оптимизации динамических систем по заданным критериям. Для качественного изучения поведения автомобиля и водителя при выполнении маневра использовался натурный эксперимент на специальном полномасштабном лабораторном стенде (автобус-тренажер), имитирующем управление автомобилем с участием реального человека-оператора (водителя). Кроме этого проводились натурные исследования в дорожных условиях на автомобиле-лаборатории, оборудованном датчиками ускорения и датчиком угла поворота рулевого колеса. В этом эксперименте удалось синхронизировать траекторные параметры движения автомобиля с процессом управления при выполнении маневра. Наглядная информация об этих процессах была получена так же с использованием оригинальной методики видеосъёмки с последующей компьютерной обработкой эксперимента.

Теоретические исследования проводились на основе фундаментальных положений теоретической механики и теории автомобиля. Реализация разработанной методики осуществлялась с использованием пакета прикладных программ MATHCAD.

Объекты исследования – математические модели системы «ВОДИТЕЛЬ-АВТОМОБИЛЬ-ДОРОГА» и её эксплуатационные свойства курсовой устойчивости и управляемости.

Предмет исследования – передаточные функции всех звеньев системы Водитель-Автомобиль-Дорога, полученные при помощи аналитических расчетов управления на основании прямого моделирования регулятора и автомобиля в их взаимодействии, подтвержденные экспериментально, при действии внешних силовых импульсных и ступенчатых воздействий.

Научная новизна проведенных исследований состоит в последовательном системном подходе к формированию единого объекта, в котором объединены свойства автомобиля, водителя и автоматизированной системы управления курсовым движением.

В подавляющем большинстве используемых расчетных методик моделирования курсового движения не имелось возможности воспроизведения движения автомобиля в наперед заданной дорожной ситуации при учете физических или технических ограничениях на работу регулятора.

Достоверность и обоснованность

Научные положения и выводы, сформулированные в диссертации, обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, полученными в работе, и не противоречат известным положениям наук, базируются на строго доказанных математических выводах и аналитических расчетах с применением ЭВМ.

Точность экспериментальных исследований обусловлена использованием оборудования и приборов с соблюдением отраслевых стандартов. В работе использован комплексный подход к анализу экспериментальных данных в увязке с аналитическими расчетами.

Практическая ценность

Практическую ценность полученные результаты имеют для разработки методик оптимизации параметров проектируемых автомобилей и систем стабилизации курсового движения с целью улучшения показателей устойчивости и управляемости. Также проделанная работа дает математическое обоснование концепции «самоуправляемый автомобиль».

Реализация и внедрение результатов работы

Результаты работы внедрены в МАДИ в НИОКР по государственному контракту № 02.740.11.0036 на тему «Разработка технологий снижения рисков и уменьшения последствий техногенных аварий и катастроф за счет прогнозирования поведения объектов системы: Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда (ВАДС)».

Основные положения, выносимые на защиту

1. Описание процесса управления движением автомобиля на основе следящей системы с оптимизацией целевой функции управления.

2.Новый вид целевой функции управления как минимум функционала отклонения от заданной контрольной траектории направляющей точки, находящейся на продольной оси автомобиля.

3.Передаточная функция регулятора следящей системы для предложенной целевой функции управления.

4.Методика исследования управляемого движения методом видеосъемки с возможностью использования этого метода в интеллектуальных системах управления движением автомобиля.

Личный вклад автора заключается:

- в участии в разработке математических методик моделирования управляемого движения в составе коллектива авторов;

- в составлении алгоритмов аналитических расчетов с применением ЭВМ;

- в подготовке и проведении исследовательской части работы;

- в подготовке и проведении натурных экспериментов.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались

1. На 73-й Международной научно-технической конференции «Автомобиль в Интеллектуальной транспортной системе (ИТС)», посвященной 80-летию МАДИ 23-24 марта 2011 года. Додонов Б.М., Трофименко Ю.В., Кольцов. В.И., Долгов И.А. (МАДИ). «Построение математической модели водителя транспортного средства с использованием модели-тренажера автобуса».

2. На 69 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ: Додонов Б.М., Долгов И.А. «Модель имитации управляемого движения автобуса на стенде»,2011г.

3. На 70 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ: Додонов Б.М., Долгов И.А. «Идентификация параметров математической модели водителя на основе экспериментальных исследования с помощью автобусного тренажера», 2012г.

4. На 71 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ: Додонов Б.М., Долгов И.А. «Анализ управляемого движения автомобиля в системе ВАД математическими методами», 2013 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы, в т.ч. 1 в издании из перечня ВАК.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы (104 наименования) и 2 приложений. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц и 66 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность проблемы, обозначаются пути её решения, формулируется цель исследования.

В первой главе проводится анализ состояния проблемы на разных этапах, включая современный.