Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. С.П. Круглов и др. Автоматическая система … 2018 № 4 (40) с. 47-54 53 системы. В настоящее время ведется работа по созда- нию предлагаемой системы на реальном автомобиле. Особенности реализации системы управления. На рис.3 представлена структура устройства помощи во- дителю. Датчик угла отклонения рулевого колеса (руля) во- дителя и датчик угла сцепки прицепа с автомобилем фиксируются водителем перед началом маневрирова- ния назад с прицепом на рулевое колесо и фаркоп со- ответственно с помощью систем быстрого крепления (магниты, зацепы, липкая лента и др.) и включаются. Датчики передают сигналы измерения по беспровод- ному каналу в мобильное устройство. Датчики могут быть построены различными спосо- бами. Основными критериями являются автономность, беспроводной канал связи с мобильным устройством, компактность, легкосъемность, низкая стоимость. Рис. 3. Мобильная система помощи водителю автомобиля с прицепом при маневрировании задним ходом Вариантом исполнения датчика угла поворота руле- вого колеса может быть реализация на основе микро- механического датчика MPU6050 [18], который пред- ставляет собой трехосевой датчик угловой скорости (гироскоп) и трехосевой акселерометр. Поскольку ось вращения рулевого колеса современных автомобилей отклонена от вертикальной оси, можно с использова- нием комплементарного фильтра на основе показаний об угловой скорости и ускорениях построить автоном- ный, достаточно точный датчик угла поворота рулево- го колеса. Кроме того, датчик имеет микроконтроллер для обработки данных, беспроводной канал передачи данных и элементы питания. Вариантом исполнения датчика угла сцепки может быть автономный датчик с микроконтроллером, бес- проводным каналом передачи данных и элементами питания, в котором в качестве чувствительного эле- мента используются оптический энкодер, поворотный потенциометр и др. На этот чувствительный элемент через рычаги или гибкую связку передается угол от- клонения продольных осей автомобиля и прицепа — угол сцепки (рис.3). Мобильное устройство устанавливается на удобное для наблюдения водителем место (приборная панель, держатель и др.), и инициализируется его специализи- рованное программное обеспечение. Вначале, если есть такая информация, в мобильное устройство вводятся или корректируются параметры системы управления: cb,a . Если нет —используется режим автонастройки системы на тестовом движении вперед с малыми угла- ми θϕ , по зависимостям (21)–(24). Далее, также с по- мощью мобильного устройства, вводятся значение max рул ϕ , коэффициент ЗУ k и заданное значение угла сцепки ( зад θ ). Мобильное устройство ограничивает сигналы зад θ и ЗУ k по зависимостям (11), (15), (17), (24) и формирует требуемый угол отклонения рулевого колеса водителя по зависимости (20). Кроме того, сравнивая текущий угол рулевого колеса водителя с требуемым значением, мобильное устройство выдает команды (голосовые и/или в виде динамического изображения) на коррек- тировку этого угла. Скоростью движения транспортно- го средства водитель управляет самостоятельно. Также во время маневрирования возможна корректировка угла зад θ . Следует отметить, что, в сравнении с (17), требуется дополнительное ограничение величины ЗУ k . Это связа- но с возможностью появления колебательной неустой- чивости замкнутой системы управления, включающей водителя с индивидуальными характеристиками по реагированию на управляющие сигналы. Поэтому при появлении колебаний в системе водитель должен сни- зить указанный коэффициент. На рис.4 представлен вариант человеко-машинного интерфейса, реализованного посредством мобильного устройства в виде программы «Ассистент». Рис. 4. Человеко-машинный интерфейс программы «Ассистент» Интерфейс реализован посредством нескольких страниц для настройки и инициализации всей системы, задания кинематических параметров, коэффициента ЗУ k ,режима автонастройки, задание требуемого угла сцепки и управления автомобилем по командам от мо- бильного устройства (на рис.4 представлены некоторые из них). Страница a) демонстрирует процедуру ввода заданного угла сцепки путем перемещения на интерак- a) b) c)