Modelowanie systemów empirycznych - analiza modelu amortyzacji samochodu o dwóch stopniach swobody

Podobne dokumenty
Amortyzator. Model: Dodatkowe zmienne: Należy uwzględnić zmienność tłumienia. oraz możliwość oderwania się koła od powierzchni drogi.

Modelowanie wybranych zjawisk fizycznych

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Mateusz Saków

DRGANIA MECHANICZNE. Poniższe materiały tylko dla studentów uczęszczających na zajęcia. Zakaz rozpowszechniania i powielania bez zgody autora.

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 5

Rozwiązywanie równań różniczkowych z niezerowymi warunkami początkowymi

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 4

METODY OBLICZENIOWE. Projekt nr 3.4. Dariusz Ostrowski, Wojciech Muła 2FD/L03

WYKAZ TEMATÓW Z LABORATORIUM DRGAŃ MECHANICZNYCH dla studentów semestru IV WM

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Mateusz Saków

Rys 1 Schemat modelu masa- sprężyna- tłumik

Dwa w jednym teście. Badane parametry

Ćwiczenie 2 Numeryczna symulacja swobodnego spadku ciała w ośrodku lepkim (Instrukcja obsługi interfejsu użytkownika)

Laboratorium Mechaniki Technicznej

MECHANIKA 2. Drgania punktu materialnego. Wykład Nr 8. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

DRGANIA ELEMENTÓW KONSTRUKCJI

Laboratorium 1. Rozwiązywanie równań różniczkowych z niezerowymi warunkami początkowymi

MECHANIKA II. Drgania wymuszone

Modelowanie matematyczne a eksperyment

I. DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO

Drgania układu o wielu stopniach swobody

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

3.DRGANIA SWOBODNE MODELU O JEDNYM STOPNIU SWOBODY(JSS)

Ćwiczenie nr X ANALIZA DRGAŃ SAMOWZBUDNYCH TYPU TARCIOWEGO

Znów trochę teorii...

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Definicje i przykłady

Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych ( )

Ćwiczenie: "Kinematyka"

Równania różniczkowe opisujące ruch fotela z pilotem:

Spis rysunków Widok okien głównych Matlaba i Scilaba Edytory skryptów w Matlabie i Scilabie... 7

NIEPEWNOŚĆ W OKREŚLENIU PRĘDKOŚCI EES ZDERZENIA SAMOCHODÓW WYZNACZANEJ METODĄ EKSPERYMENTALNO-ANALITYCZNĄ

Analiza kinematyczna i dynamiczna mechanizmów za pomocą MSC.visualNastran

3 Podstawy teorii drgań układów o skupionych masach

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych metodą elementów skończonych - wprowadzenie

Zastosowanie Excela w obliczeniach inżynierskich.

GENERACJA PRZEBIEGU SINUSOIDALNEGO.

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

PODSTAWY AUTOMATYKI. MATLAB - instrukcje i funkcje zewnętrzne. Grafika w Matlabie. Wprowadzenie do biblioteki Control System Toolbox.

Numeryczne modelowanie procesów przepł ywowych

Diagnozowanie układu zawieszenia pojazdu samochodowego (cz. 4)

4. ELEMENTY PŁASKIEGO STANU NAPRĘŻEŃ I ODKSZTAŁCEŃ

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

Ćwiczenie 6 IZOLACJA DRGAŃ MASZYNY. 1. Cel ćwiczenia

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium. Mechaniki Technicznej

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

Laboratorium Dynamiki Maszyn

Rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych za pomocą komputera

Matlab (5) Matlab równania różniczkowe, aproksymacja

Teoria maszyn mechanizmów

Ć W I C Z E N I E N R M-2

WYKŁAD 3. Rozdział 2: Drgania układu liniowego o jednym stopniu swobody. Część 2 Drgania z wymuszeniem harmonicznym

Autor: mgr inż. Robert Cypryjański METODY KOMPUTEROWE

Metody Optymalizacji Laboratorium nr 4 Metoda najmniejszych kwadratów

Podstawy inżynierii sterowania Ćwiczenia laboratoryjne

Blok 2: Zależność funkcyjna wielkości fizycznych. Rzuty

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego

TEORIA DRGAŃ Program wykładu 2016

(R) przy obciążaniu (etap I) Wyznaczanie przemieszczenia kątowego V 2

WSPOmAgANiE PROCESU PROjEkTOWANiA ORAz badań STRUkTURY NOWOPROjEkTOWANEj konstrukcji śmigłowca NA POdSTAWiE LEkkiEgO śmigłowca bezpilotowego

Linie wpływu w belce statycznie niewyznaczalnej

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU TOCZENIA I WSPÓŁCZYNNIKA OPORU POWIETRZA

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

Diagnozowanie zawieszenia pojazdu samochodowego

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

3. PŁASKI STAN NAPRĘŻENIA I ODKSZTAŁCENIA

przy warunkach początkowych: 0 = 0, 0 = 0

DYNAMIKA RAM WERSJA KOMPUTEROWA

gruparectan.pl 1. Metor Strona:1 Dla danego układu wyznaczyć MTN metodą przemieszczeń Rys. Schemat układu Współrzędne węzłów:

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D-3

Laboratorium z automatyki

7. Szybka transformata Fouriera fft

MODEL DYNAMICZNY STRUKTURY ŚMIGŁOWCA Z UWZGLĘDNIENIEM WARUNKÓW KONTAKTOWYCH PODWOZIE - PODŁOŻE

RUCH DRGAJĄCY RZESZOTA PRZESIEWACZA DWUCZĘSTOŚCIOWEGO**

CYFROWE PRZTWARZANIE SYGNAŁÓW (Zastosowanie transformacji Fouriera)

Równania różniczkowe zwyczajne

Modelowanie i symulacja układów drgających z wykorzystaniem programu Vensim

WYKORZYSTANIE OPROGRAMOWANIA ADAMS/CAR RIDE W BADANIACH KOMPONENTÓW ZAWIESZENIA POJAZDU SAMOCHODOWEGO

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

OCENA MOŻLIWOŚCI ODZYSKIWANIA ENERGII Z UKŁADU ZAWIESZENIA PRZY WYKORZYSTANIU AMORTYZATORA PNEUMATYCZNEGO

Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych.

Instytut Politechniczny Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa. Diagnostyka i niezawodność robotów

METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH.

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

Identyfikacja obiektów dynamicznych za pomocą sieci neuronowych

Wykład FIZYKA I. 10. Ruch drgający tłumiony i wymuszony. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Laboratorium nr 1. dsolve( rownanie1, rownanie2,, warunek 1, warunek 2 );

METODA SIŁ KRATOWNICA

Drgania wymuszone - wahadło Pohla

O amortyzatorach inaczej

Politechnika Poznańska

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Tomasz Skowron XIII LO w Szczecinie. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą spadku swobodnego

\"':" 2.1. Wprowadzenie teoretyczne BADANIE DRGAŃ GIĘTNYCH BELKI PRZY WYMUSZENIU BEZWŁADNOŚCIOWYM 17 ( 3 )

Rozdział 1. Prędkość i przyspieszenie... 5 Rozdział 2. Składanie ruchów Rozdział 3. Modelowanie zjawisk fizycznych...43 Numeryczne całkowanie,

Transkrypt:

Zadanie Modelowanie systemów empirycznych - analiza modelu amortyzacji samochodu o dwóch stopniach swobody Na rysunku przedstawiono model amortyzacji samochodu z dwoma stopniami swobody. m y c k m y k y0 Rys. Model amortyzacji samochodu - dwa stopienie swobody Równania różniczkowe opisujące przedstawiony model wyglądają następująco: d y m d y m k c y y c k y y 0 dy dy dy k y dy y m g m g () Przekształcić układ równań () do postaci umożliwiającej implementacje go do pakietu MATLAB. Zaimplementować otrzymaną postać do programu. Zastosować następujące modele wymuszenia drogi: najazd na krawężnik o wysokości 0,05 m, przebieg sinusoidalny opisany równaniem y Asin( ), (A - amplituda, w= π/okres;) W modelu uwzględnić: początkowe ugięcie sprężyny, możliwość oderwania sie koła od podłoża zmienność tłumienia amortyzatora 0 t Zbadać zachowanie sie układu amortyzacji samochodu przy przyjętych wymuszeniach drogi. Dobrać współczynniki sztywności (opony k i resoru sprężynowego k ) oraz współczynnik tłumienia amortyzatora c w taki sposób by układ ustabilizował w stosunkowo krótkim czasie. Wyniki (wykres przemieszczeń koła i nadwozia w czasie, prędkość nadwozia w funkcji

przemieszczenia, prędkość koła w funkcji przemieszczenia oraz przemieszczenia koła i nadwozia w funkcji czasu ) przedstawić w postaci graficznej. Rozwiązanie:. Równania () zapisano w pliku funkcyjnym dwa_stopnie.m function [ dy ] = dwa_stopnie( t,y,m_,m_,k_,k_,wys_kr,t_kr,p_,p_) g=9.8; if t < t_kr y_0 = t*wys_kr/t_kr; y_0 = wys_kr; delta = y_0-y(); if delta < 0 %Uwzględniona możliwość oderwania sie koła od podłoża delta = 0; if y(3)-y(4) >= 0 %Uwzględniona zmienność tłumienia c_ = p_; c_ = p_; dy = [y(3); y(4); k_/m_*(delta)-k_/m_*(y()-y())-c_/m_*(y(3)-y(4))-g; c_/m_*(y(3)-y(4))+k_/m_*(y()-y())-g];. Przyspieszenia koła oraz nadwozia wyznaczane sa w pliku przyspieszenia.m g=9.8; n = size(t); n = n(); % okreslenie rozmiaru wektora t p = []; for i = ::n if t < t_kr y_0 = t*wys_kr/t_kr; y_0 = wys_kr;

delta = y_0-y(i,); if delta < 0 delta = 0; if y(i,3)-y(i,4) >= 0 c_ = p_; c_ = p_; a = [-c_/m_*(y(i,3)-y(i,4))+k_/m_*(delta)-k_/m_*(y(i,)- y(i,))-g c_/m_*(y(i,3)-y(i,4))+k_/m_*(y(i,)-y(i,))-g]; p = [p;a]; 3. Główny plik skryptowy którego zadaniem jest zadanie wielkości wejściowych, wywołani plików funkcyjnych (dwa_stopnie.m oraz przyspieszenia.m) oraz przedstawienie wyników symulacji w formie graficznej wygląda następująco: clear clc clf g=9.8; % przyspieszenie ziemskie [m/s^] m_ = 8; % masa kola [kg] m_ = 80; % masa cwiartki samochodu[kg] k_ = 0000; % sztywnosc opony [N/m] k_ = 4000; % sztywnosc sprezyny w amortyzatorze [N/m] p_ = 0; % współczynnik tłumienia dla amortyzatora ściskanego [Ns/m] p_ = 4000; % współczynnik tłumienia dla amortyzatora rozciąganego[ns/m] wys_kr = 0.05; % wysokosc kraweznika [m] t_k = 3; % czas symulacji [s] t_kr = 0.0; % czas najazdu na przeszkodę [s] y 0 = 0.05 % przemieszczenie początkowe koła [m] y 0 = 0.4 % przemieszczenie początkowe nadwozia [m] % symulacja options = odeset('reltol',e-6,'abstol',[e-4 e-4 e-5 e- 5]); [t,y] = ode45(@(t,y)dwa_stopnie(t,y,m_,m_,k_,k_,wys_kr,t_kr,p_,p_ ),[0 t_k],[-y 0;-y 0;0;0],options); % wykresy subplot(,,) t_ = [0 t_kr t_k];

y_ = [0 wys_kr wys_kr]; plot(t_,y_,'-r') % krawęznik hold on plot(t,y(:,)+y 0,'-',t,y(:,)+y 0,'--') % przemieszczenia - przesuniecie wykresow do poczatku ukladu XY title('przemieszczenia mas zredukwanych'); xlabel('czas [s]'); ylabel('przemieszczenia [m]'); leg('kraweznik','kolo','nadwozie'); subplot(,,) plot(y(:,)+y 0,y(:,3)) % wykres fazowy y, y3 - przesuniecie wykresow do poczatku ukladu XY title('kolo'); xlabel('przemieszczenie kola [m]'); ylabel('predkosc kola [m/s]'); subplot(,,3) plot(y(:,)+y 0,y(:,4)) % wykres fazowy y, y4 - przesuniecie wykresow do poczatku ukladu XY title('nadwozie'); xlabel('przemieszczenie nadwozia [m]'); ylabel('predkosc nadwozia [m/s]'); przyspieszenia subplot(,,4) plot(t,p(:,),'-',t,p(:,),'--'); title('amortyzator'); xlabel('czas [s]'); ylabel('przyspieszenia [m/s^]'); leg('kolo','nadwozie'); Dla danych zawartych w pliku wywołanie otrzymano następujące wyniki:

Instrukcja opracowana na podstawie: M. Błasik, L. Cedro, B. Chrząszcz, Rozwiązywanie wybranych zadań z mechaniki analitycznej z użyciem metod numerycznych, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 006 Celmerowki, Modelowanie i symulacja układów fizycznych Matlab, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 008 Materiały do przedmiotu Modelowanie systemów empirycznych opracowane przez prof. dr hab. inż. Marka Markowskiego