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

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

Modelowanie wybranych zjawisk fizycznych

Rys 1 Schemat modelu masa- sprężyna- tłumik

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

WYKAZ TEMATÓW Z LABORATORIUM DRGAŃ MECHANICZNYCH dla studentów semestru IV WM

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Mateusz Saków

Dwa w jednym teście. Badane parametry

I. DYNAMIKA PUNKTU MATERIALNEGO

Ćwiczenie: "Kinematyka"

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Znów trochę teorii...

Rozwiązywanie równań różniczkowych z niezerowymi warunkami początkowymi

Ćwiczenie nr X ANALIZA DRGAŃ SAMOWZBUDNYCH TYPU TARCIOWEGO

Drgania układu o wielu stopniach swobody

Obiekt 3 Amortyzator samochodowy bez ogumienia ZałoŜenia : układ liniowy, czasowo-inwariantny.

przy warunkach początkowych: 0 = 0, 0 = 0

Sposoby modelowania układów dynamicznych. Pytania

3 Podstawy teorii drgań układów o skupionych masach

Równania różniczkowe opisujące ruch fotela z pilotem:

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

Podstawy inżynierii sterowania Ćwiczenia laboratoryjne

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Mateusz Saków

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

Sprawozdanie z zad. nr 4 Wahadło Matematyczne z Fizyki Komputerowej. Szymon Wawrzyniak / Artur Angiel / Gr. 5 / Poniedziałek 12:15

BADANIA SYMULACYJNE UKŁADU ZAWIESZENIA POJAZDU SAMOCHODOWEGO W ŚRODOWISKU ADAMS/CAR SIMULATION RESEARCH OF CAR SUSPENSION SYSTEM IN ADAMS/CAR SOFTWARE

Autor: mgr inż. Robert Cypryjański METODY KOMPUTEROWE

Modelowanie i symulacja układów drgających z wykorzystaniem programu Vensim

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

Diagnozowanie zawieszenia pojazdu samochodowego

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Temat: Ruchy prostoliniowe. Obliczenia

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

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

METODA SIŁ KRATOWNICA

PRZYKŁADOWE ZADANIA. ZADANIE 1 (ocena dostateczna)

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy MATLABA, cz2.

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM Fizyka Poziom rozszerzony. Listopad Poprawna odpowiedź i zasady przyznawania punktów

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 4

Badanie zależności położenia cząstki od czasu w ruchu wzdłuż osi Ox

Rozciąganie i ściskanie prętów naprężenia normalne, przemieszczenia 2

Diagnozowanie układu zawieszenia pojazdu samochodowego (cz. 4)

Modelowanie układu hamującego lądujący samolot na lotniskowcu

Blok 2: Zależność funkcyjna wielkości fizycznych. Rzuty

Nowoczesna diagnostyka podwozia. Badanie zawieszenia. Siła poprzeczna. KAMM okręg tarcia. Siła styczna all Copyrights by SAXON Prüftechnik GmbH

Obsługa programu Soldis

Laboratorium Dynamiki Maszyn

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

DRGANIA ELEMENTÓW KONSTRUKCJI

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

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

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

Ćwiczenie 3. Iteracja, proste metody obliczeniowe

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM Fizyka Poziom rozszerzony. Listopad Poprawna odpowiedź i zasady przyznawania punktów

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 5

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy SIMULINKA

Modelowanie matematyczne a eksperyment

O amortyzatorach inaczej

OBLICZANIE RAM METODĄ PRZEMIESZCZEŃ WERSJA KOMPUTEROWA

Ćwiczenie 4 część 3. Badanie stanów nieustalonych w transformatorze jednofazowym, stan obciążenia i zwarcia

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ W ARKUSZU I. Informacje dla oceniających

SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ W ARKUSZU I. Informacje dla oceniających

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

TEORIA DRGAŃ Program wykładu 2016

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

Metody Optymalizacji Laboratorium nr 4 Metoda najmniejszych kwadratów

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

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów województwa lubuskiego. Schemat punktowania zadań

ANALIZA ROZPRASZANIA ENERGII DRGAŃ W AKTYWNYCH ZAWIESZENIACH POJAZDU DLA WYBRANYCH ALGORYTMÓW STEROWANIA

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY INFORMACJE DLA OCENIAJACYCH

BADANIA I MODELOWANIE DRGAŃ UKŁADU WYPOSAŻONEGO W STEROWANY TŁUMIK MAGNETOREOLOGICZNY

Zestaw zadań na I etap konkursu fizycznego. Zad. 1 Kamień spadał swobodnie z wysokości h=20m. Średnia prędkość kamienia wynosiła :

Z przedstawionych poniżej stwierdzeń dotyczących wartości pędów wybierz poprawne. Otocz kółkiem jedną z odpowiedzi (A, B, C, D lub E).

PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ PROSZĘ O BARDZO DOKŁADNE

ROBOTYKA. Odwrotne zadanie kinematyki - projekt.

Podstawy MATLABA, cd.

Ćwiczenie: "Symulacja zderzeń sprężystych i niesprężystych"

Doświadczalne badanie drugiej zasady dynamiki Newtona

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

DYNAMIKA RAM WERSJA KOMPUTEROWA

Zastosowanie Excela w obliczeniach inżynierskich.

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW. Ćwiczenie N 2 RÓWNOWAGA WZGLĘDNA W NACZYNIU WIRUJĄCYM WOKÓŁ OSI PIONOWEJ

Analiza fundamentu na mikropalach

MODEL DYNAMICZNY STRUKTURY ŚMIGŁOWCA Z UWZGLĘDNIENIEM WARUNKÓW KONTAKTOWYCH PODWOZIE - PODŁOŻE

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Ćwiczenie nr 1 Odpowiedzi czasowe układów dynamicznych

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

Kultywator rolniczy - dobór parametrów sprężyny do zadanych warunków pracy

ZASADY DYNAMIKI NEWTONA

Program BEST_RE. Pakiet zawiera następujące skoroszyty: BEST_RE.xls główny skoroszyt symulacji RES_VIEW.xls skoroszyt wizualizacji wyników obliczeń

Praca i energia Mechanika: praca i energia, zasada zachowania energii; GLX plik: work energy

Podstawy fizyki sezon 1

Dokąd on zmierza? Przemieszczenie i prędkość jako wektory

Rodzaje zadań w nauczaniu fizyki

OCENA MOŻLIWOŚCI ODZYSKIWANIA ENERGII Z UKŁADU ZAWIESZENIA PRZY WYKORZYSTANIU AMORTYZATORA PNEUMATYCZNEGO

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

Modelowanie, sterowanie i symulacja manipulatora o odkształcalnych ramionach. Krzysztof Żurek Gdańsk,

Transkrypt:

Amortyzator Na rys 1. pokazano schemat układu amortyzacji samochodu, którego wszystkie koła jednocześnie najeżdżają na przeszkodę. Zamodelowano ćwiartkę samochodu przy następujących danych: masa kola = 20 kg masa ćwiartki samochodu = 200 kg sztywność opony = 110000 kg/s 2 sztywność sprężyny w amortyzatorze = 20000 kg/s 2 tłumienie (c) w trakcie ściskania = 10 kg/s tłumienie (c) w trakcie rozciągania = 2000 kg/s Model: Dodatkowe zmienne: Należy uwzględnić zmienność tłumienia oraz możliwość oderwania się koła od powierzchni drogi. Należy zasymulować zachowanie się układu w krótkim okresie (np. 2 s) od chwili, gdy samochód zaczął najeżdżać na krawężnik o wysokości wys_kr = 0.05 m, jeżeli czas najazdu trwał t_kr = 0.05 s. Warunki początkowe: Przyjęto, że w chwili t = 0 przemieszczenia koła i karoserii (y 1, y 2 ) spowodowane ciężarem koła m 1 i karoserii m 2 były równe odpowiednio -0.02 i -0.012 m, natomiast prędkości koła i karoserii (y 3, y 4 ) były równe 0 m/s.

Wymuszenie y 0 opisano następująco (t czas): jeżeli t < t_kr to y 0 = t, w przeciwnym razie y 0 = wys_kr. Model zapisano w postaci układu równań stanu: Przykład modelu symulacyjnego w Matlabie: 1. Równania prawych stron modelu zakodowano w pliku amortyzator_kr.m function dydt = amortyzator_kr(t,y,m1,m2,k1,k2,p1,p2,wys_kr,t_kr) g = 9.81; if t < t_kr y_0 = t*wys_kr/t_kr; y_0 = wys_kr; delta = y_0-y(1); if delta < 0 delta = 0; if y(3)-y(4) >= 0 c = p1; c = p2; a = [-c/m1*(y(3)-y(4))+k1/m1*delta-k2/m1*(y(1)-y(2))-g; c/m2*(y(3)-y(4))+k2/m2*(y(1)-y(2))-g]; dydt = [y(3); y(4); a(1); a(2);]; 2. Moduł obliczający przyspieszenia koła i karoserii zapisano w pliku Symulacja_amortyzator_kr_przyspieszenie.m

% przyspieszenia n = size(t); n = n(1); % okreslenie rozmiaru wektora t g = 9.81; p = []; for i = 1:1:n(1) if t(i) < wys_kr y_0 = t(i); y_0 = wys_kr; delta = y_0-y(i,1); if delta < 0 delta = 0; if y(i,3)-y(i,4) >= 0 c = p1; c = p2; a = [-c/m1*(y(i,3)-y(i,4))+k1/m1*delta-k2/m1*(y(i,1)-y(i,2))-g c/m2*(y(i,3)-y(i,4))+k2/m2*(y(i,1)-y(i,2))-g]; p = [p;a]; % wykresy plot(t,p(:,1),'-',t,p(:,2),'--') title('amortyzator'); xlabel('czas (s)'); ylabel('przyspieszenia (m/s2)'); leg('kolo','nadwozie'); 3. Główny moduł programu, który zadaje dane wejściowe, wywołuje procedurę rozwiązania równań modelu, oblicza przyspieszenia oraz rysuje wykresy przemieszczeń, przyspieszeń a także portrety fazowe koła i karoserii, zapisano w pliku Symulacja_amortyzator_kr.m % wprowadzenie danych m1 = 20; % masa kola m2 = 200; % masa cwiartki samochodu k1 = 110000; % sztywnosc opony k2 = 20000; % sztywnosc sprezyny w amortyzatorze

p1 = 10; % stala tlumika p2 = 2000; % stala tlumika wys_kr = 0.05; % wysokosc kraweznika t_kr = 0.05; % czas najazdu na kraweznik tk = 2; % czas symulacji % symulacja options = odeset('reltol',1e-4,'abstol',[1e-4 1e-4 1e-5 1e-5]); [t,y] = ode45(@(t,y) amortyzator_kr(t,y,m1,m2,k1,k2,p1,p2,wys_kr,t_kr),[0 tk],[-0.02;-0.12;0;0],options); % wykresy subplot(2,2,1) t1 = [0 t_kr tk]; y1 = [0 wys_kr wys_kr]; plot(t1,y1,'-r') % schodek hold on plot(t,y(:,1)+0.02,'-',t,y(:,2)+0.12,'--') % przemieszczenia - przesuniecie wykresow do poczatku ukladu XY title('amortyzator'); xlabel('czas (s)'); ylabel('przemieszczenia (m)'); leg('kraweznik','kolo','nadwozie'); subplot(2,2,2) Symulacja_amortyzator_kr_przyspieszenie % pzyspieszenia subplot(2,2,3) plot(y(:,1)+0.02,y(:,3)) % wykres fazowy y1, y3 - przesuniecie wykresow do poczatku ukladu XY title('kolo'); xlabel('przemieszczenie kola'); ylabel('predkosc kola'); subplot(2,2,4) plot(y(:,2)+0.12,y(:,4)) % wykres fazowy y2, y4 - przesuniecie wykresow do poczatku ukladu XY title('nadwozie'); xlabel('przemieszczenie nadwozia'); ylabel('predkosc nadwozia'); Dla ww. danych wejściowych uzyskano wykresy:

Zadanie do wykonania na zaliczenie. Każdy student: 1. oblicza wartość A = kolejny numer studenta na liście dziekańskiej / 10 ( równe odpowiednio 0.1, 0.2, itd.). 2. oblicza mnożnik B = 1 + A. 3. w swoim zadaniu oblicza masy m 1 i m 2 wg wzorów: m 1 = B * 20 kg; m 2 = B * 200 kg. 4. przeprowadza symulację działania amortyzatora dla tak zmienionych mas. Polecenia: A. Należy tak dobrać parametry amortyzatora (k 1, k 2, c) aby: 1. układ stabilizował się w rozsądnym czasie (np. < 3 s) przy różnych, rozsądnych wysokościach krawężnika (np. 5 15 cm) oraz różnych rozsądnych czasach najazdu (np. 0.005-0.1 s). 2. przyspieszenia były małe. B. Należy odpowiedzieć na pytanie : Jak zmieni się rozwiązanie, jeśli samochód będzie jechał z różnymi prędkościami po nierównej drodze, której kształt mona opisać następującą sinusoidą a pozostałe dane (masy, sztywności, tłumienia, warunki początkowe) pozostaną bez zmian?: y 0 = Amp * sin(omega * t) przy czym Amp amplituda sinusoidy (np. 2 15 cm); Omega = 2π/Okres; Okres czas przejazdu przez jeden cykl sinusoidy (np. 0.005 2.0 s). C. Należy przedyskutować warianty ilustrując je wykresami. D. Zbadać:

Jak się zmienią uzyskane rozwiązania, jeżeli tłumienie c ma wartość zadaną w trakcie ściskania oraz 85% wartości zadanej w trakcie rozciągania. Dodatkowe polecenie na podwyższenie oceny: Należy wyprowadzić i analogicznie przedyskutować model, w którym dodatkowo uwzględniono masę fotela wraz kierowcą (m 3 ) oraz sprężystość i tłumienie zawieszenia fotela kierowcy (k 3, c 3 ). Przemieszczenie fotela kierowcy określa współrzędna. Pytanie na ocenę celującą : Jak można zmodyfikować modele, aby tłumiki zawsze hamowały amortyzowane masy i nigdy ich nie przyspieszały (tzw. sterowanie pół-aktywne)?