Лянденбурская А.В., Морозов И.С.,

Ильина И.Е., Лянденбурский В.В.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства г. Пенза, Россия

Моделирование шумового эффекта на тренажере

Шум – неизбежный спутник движущегося транспортного средства. Источником шума являются: вибрирующие кузов или кабина, шестерни редукторов, двигатель, шины, встречный поток воздуха, тормозное устройство в момент торможения, компрессор, обгоняемый транспорт и т.п. Каждый из источников генерирует характерный спектр шума, который воздействует на органы слуха водителя.

Для моделирования шумового эффекта на тренажере определяют (записывают и анализируют) параметры основных источников шума (частоту и громкость) и воспроизводят их с помощью электронных (компьютерных) моделей. Обобщенная схема такой модели приведена на рис. 1. Основная идея, положенная в основу построения электронной модели, заключается в том, что искусственные условия спектра автомобильных шумов синтезируются из генератора белого шума (ГБШ) с помощью специальных формирующих фильтров (Ф₁, Ф₂,…, Ф_n), каждый из которых преобразует равномерный спектр шумового напряжения в соответствующий спектр источника шума, определяемый режимом работы АТС. Генераторы (Г₁, Г₂, …, Г_n) звуковых составляющих служат для создания линейного спектра частот, который представляет собой определенную совокупность тональных составляющих, слышимых во время запуска двигателя, изменения режима работы двигателя, торможения и т.д.

Блок коммутации (БК) осуществляет автоматическое переключение сигналов с генераторов в зависимости от управляющих сигналов, поступающих из модели двигателя (МД) АТС, и работы различных его систем.

В качестве управляющих сигналов используется частота вращения двигателя, скорость движения автомобиля, сигналы начала торможения, запуска двигателя и т.д.

Регуляторы усиления РУ₁, РУ₂, …, РУ_n предназначены для принятия сигналов звуковых частей от нуля до максимума в зависимости от величины управляющих сигналов, поступающих из МД АТС.

Рис. 1. Обобщенная схема моделирования акустических шумов

Особые шумовые эффекты, характерные при отказе двигателя, нарушении работы оборудования и т.д., воспроизводятся с помощью генератора специальных шумов (ГСШ).

Сигналы с выходов регуляторов усиления и ГСШ суммируются на входе усилителя У и подаются на звуковоспроизводящее устройство – динамик Д, установленный в кабине тренажера.

В автомобильном тренажере существует проблема формирования источника звука, перемещающегося вокруг обучающегося водителя. Такая задача возникает, например, при обучении и тренировке в процессе обгона впереди движущегося АТС или обгона обучаемого водителя сзади идущим АТС. Решение этой проблемы дает психоакустика – наука о способах воспроизведения звука ухом и мозгом человека и современными ЗD-аудиосистемами, позволяющими формировать кажущийся перемещаемый источник звука с помощью компьютера и динамиков.

Список используемых источников

1. Патент на полезную модель № 047085, МПК G09B9/04. Тренажер для обучения курсантов вождению автомобиля и контроля корректирующих действий инструктора / Лянденбурский В.В., Родионов Ю.В., Пылайкин С.А., Шаронов Г.И., Ильина И.Е.; полезная модель от 15 июля 2015 г.

2. Лянденбурский, В.В. Применение автотренажеров для обучения водителей категории В: Монография / В.В. Лянденбурский, И.Е. Ильина, С.А. Пылайкин – Пенза: ПГУАС. – 2014. – 192 с.

3. Лянденбурский, В.В. Comparative quantitative and temporal analysis of "minor violations" of men and women in car simulator / Vladimir Vladimirovich Lyandenburskiy, Irina Evgenevna Ilina, Yuri Vladimirovich Rodionov, Sergey Aleksandrovich Pylaykin // Contemporary Engineering Sciences, Vol. 8, 2015, no. 7, 335-339 http://dx.doi.org/10.12988/ces.2015.5242.

4. Ветохин, А.С. Автотранспортная эргономика: Учебное пособие / А.С. Ветохин, В.В. Лянденбурский, А.И. Звижинский. – Пенза: ПГУАС, 2007. – 250 с.

5. Лянденбурская, А.В. Совершенствование оборудования для диагностирования в процессе подготовки студентов по дисциплине техническая эксплуатация автомобилей / А.В. Лянденбурская, А.И. Морозов,

И.Е. Ильина, В.В. Лянденбурский // Materials of the X International scientific and practical conference, «Scientific horizons», - 2017. Volume 10. Technical sciences. Sheffield. Science and education s.r.o – 3-5 stran.