Введение
Глава 1. Физические основы процесса торможения автомобиля и проблема его модельного представления 14
1.1 Анализ особенностей торможения автомобиля как физического процесса 14
1.1.1 Силовые воздействия на колесо при торможении автомобиля 14
1.1.2 Потери механической энергии при торможении автомобиля 16
1.1.3 Тормозная система автомобиля 18
1.1.4 Характеристики колеса, влияющие на процесс торможения автомобиля 20
1.1.5 Характеристики дороги, влияющие на процесс торможения автомобиля 24
1.1.6 Этапы процесса торможения 25
1.2 Методы изучения физического процесса 26
1.2.1 Характеристика способов изучения физического процесса 26
1.2.2 Особенности вычислительного эксперимента и этапы его реализации 29
1.3 Методы счёта математической модели и факторы, влияющие на их выбор 32
1.3.1 Методы счёта 32
1.3.2 Производительность персонального компьютера (ПК) 33
1.3.3 Программное обеспечение ПК и язык программирования 34
1.3.4 Вычислительный алгоритм и его влияние на скорость счёта 35
1.4 Особенности математического моделирования процесса торможения автомобиля 37
1.4.1 Взаимодействие подсистем, определяющих процесс торможения автомобиля 37
1.4.2 Модульное представление подсистемы «Автомобиль» 39
1.4.3 Математические модели автомобиля в режиме торможения 40
1.5 Цель работы и задачи исследования 42
Глава 2. Формирование математической модели процесса торможения автомобильного колеса 43
2.1 Модули процесса торможения автомобиля и их математическое описание 43
2.1.1 Математическая модель автомобильного колеса 43
2.1.2 Математическая модель дороги 54
2.1.3 Математическая модель тормозной системы 58
2.2 Общее уравнение движения колеса в режиме торможения по горизонтальной поверхности и его возможные решения 64
2.2.1 Уравнение движения колеса в режиме торможения 65
2.2.2 Движение блокированного колеса 61
2.2.3 Качение колеса по абсолютно гладкой поверхности 67
2.2.4 Качение колеса без проскальзывания 61
2.2.5 Движение колеса с проскальзыванием 68
2.3 Устойчивость решений общего уравнения движения колеса в тормозящем режиме 70
2.4 Сравнительный анализ некоторых языков программирования высокого уровня на примере решения общего уравнения движения колеса в тормозящем режиме 77
2.5 Выводы 78
Глава 3. Математическая модель процесса торможения автомобильного колеса и её численное решение при различных начальных условиях 80
3.1 Эффективность численных методов при решении математической модели торможения автомобильного колеса 80
3.1.1 Вычислительный алгоритм математической модели торможения автомобильного колеса 80
3.1.2 Эффективность численных методов решения математической модели
3.2 Экстренное торможение автомобильного колеса на однородном дорожном покрытии 87
3.2.1 Результаты вычислительного эксперимента при торможении колеса без регулятора тормозных сил 87
3.2.2 Результаты вычислительного эксперимента при торможении колеса с регулятором тормозной силы без обратной связи 88
3.2.3 Результаты вычислительного эксперимента при торможении колеса с регулятором тормозной силы с обратной связи (АБС) 89
3.3 Экстренное торможение автомобильного колеса с АБС на дорожном покрытии типа «Переходное» 91
3.3.1 Торможение автомобильного колеса на покрытии «сухой -обледенелый асфальтобетоны» 91
3.3.2 Торможение автомобильного колеса на покрытии «мокрый - сухой асфальтобетоны» 93
3.3.3 Торможение автомобильного колеса на покрытии «обледенелый -мокрый асфальтобетоны» 95
3.4 Экстренное торможение автомобильного колеса на покрытии с переменными фрикционными свойствами типа «Зебра» 97
3.4.1 Торможение автомобильного колеса на покрытии с чередующимися фрикционными свойствами «сухой - мокрый асфальтобетоны» 97
3.4.2 Торможение автомобильного колеса на покрытии с чередующимися случайным образом фрикционными свойствами 98
3.5 Выводы 101
Глава 4. Оптимизация математической модели процесса торможения автомобильного колеса с целью её численного решения в режиме реального времени 103
4.1 Оптимизация вычислительного алгоритма по времени счёта математической модели торможения колеса 104
4.2 Оптимизация функции связи ф() по времени счёта математической модели торможения колеса 114
4.3 Влияние вида математического описания тормозной системы колеса на решение уравнений модели процесса торможения 120
4.4 Прогнозирование погрешности численного решения математической модели в режиме реального времени 123
4.5 Выводы 128
Глава 5. Математические модели процесса торможения автомобильного колеса, имеющие приближённое аналитическое решение 129
5.1 Математическая модель служебного торможения автомобильного колеса и её аналитическое решение 129
5.2 Аналитическое решение математической модели экстренного торможения колеса методом последовательных приближений 132
5.3 Аналитическое решение математической модели экстренного торможения колеса с функцией связи 0(5") линейного вида 138
5.4 Математическая модель торможения колеса с функцией связи ф(7) 144
5.5 Выводы 150
Заключение 151
Список литературы 153
Приложение
