форма 51 дз (Курсовая работа по моделированию систем)
Описание файла
Файл "форма 51 дз" внутри архива находится в папке "Курсовая работа по моделированию систем". Документ из архива "Курсовая работа по моделированию систем", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "моделирование систем" из 9 семестр (1 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "моделирование систем" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "форма 51 дз"
Текст из документа "форма 51 дз"
Форма № 5.1.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра 22.04.01 «Информационное обеспечение робототехнических и мехатронных систем»
Экз.№__
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой___
_________ (_____________)
«___»_________200__г.
Только для студентов по
специальностям подготовки 22.04.01
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Индивидуальное домашнее задание
Обсуждены на заседании кафедры
(предметно-методической секции)
«__»___________200__г.
Протокол № __
МГУПИ – 2007г.
Рассмотрим выполнение индивидуальной домашней работы на примере варианта 20.
Содержание:
Описание задачи 1. 3
Задание на моделирование задачи 1. 4
Моделирование задачи 1. 5
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q1. 5
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q2. 9
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q3. 12
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q4. 15
Моделирование системы под действием комбинации возмущающих сил Q1 и Q2. 18
Моделирование системы под действием комбинации возмущающих сил Q3 и Q4. 22
Описание задачи 2. 26
Задание на моделирование задачи 2. 28
Моделирование задачи 2. 29
Моделирование движения системы по экспоненциальному участку дороги. 29
Моделирование движения системы по косинусоидальному участку дороги. 32
Моделирование движения системы по синусоидальному участку дороги. 34
Моделирование движения системы 1 по всей протяженности дороги. 36
Моделирование движения двух систем «подрессорный груз – колесо». 40
Список используемой литературы. 46
Описание задачи 1.
Переменная сила Q, изменяющаяся по гармоническому закону (П 1.1) или (П 1.2), передается на фундамент машиной с неуравновешенным ротором (рис. 1).
Рис. 1. Машина с неуравновешенным ротором
где 
и 
- амплитуда возмущающей силы; 
и 
- частота возмущающей силы.
Пусть 
, 
, 
, 
. Гармонические законы сменяют друг друга с периодом в 50 с. Время моделирования ограничим 100 секундами. Выберем k = 0.4 с
- это собственная частота рассматриваемой системы. Если она не совпадает с частотой возмущающей силы, в данный момент передаваемой на фундамент (то есть 
или 
), то значение координаты q, по оси которой будут происходить колебания, определяется следующими уравнениями для гармонического закона (П 1.1) –
; (П 1.3)
для гармонического закона (П 1.2) –
, (П 1.4) где: а = 1 с - инерционный коэффициент. Начальные условия примем нулевые:
(П 1.5)
(П 1.6)
Задание на моделирование задачи 1.
Построить модель данной системы и модель для двух таких машин, работающих одновременно и независимо друг от друга. Вторая машина обладает аналогичным поведением, за исключением того, что переменная сила 
для нее задается теми же законами, но с иными параметрами:
где: 
и 
- амплитуда возмущающей силы; 
и 
- частота возмущающей силы.
В соответствии с номером по списку журнала выбираем данные для моделирования из таблицы 1 (вариант 20).
| Номер по журналу | 20 |
| H3, см | 3,4 |
| H4, см | 4,5 |
| ω3, с-1 | 0,44 |
| ω4, с-1 | 0,7 |
Моделирование задачи 1.
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q1.
Создадим в среде Matlab m – файл для задания начальных условий моделирования. Его вид приведен на рисунке 1.1. В нем заданы параметры моделирования для всей задачи.
Рисунок 1.1. Вид m – файла, задающего начальные условия моделирования задачи
В соответствии с математической моделью системы разработаем модель ее движения, под действием одной возмущающей силы, в среде Simulink. Схема моделирования приведена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2. Схема моделирования системы, описанной в задаче1, под действием возмущающей силы Q1
Параметры возмущающего воздействия, заданные в блоке синусоидального воздействия, приведены на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3. Параметры возмущающего воздействия
Интегрирование дифференциального уравнения движения системы оформлено в блоке подпрограммы. Его схема приведена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4. Схема блока подпрограммы интегрирования дифференциального уравнения колебаний системы
Начальные условия интегрирования заданы в блоках интеграторов. Вид их приведен на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5. Начальные параметры интегрирования дифференциального уравнения колебаний системы
В результате моделирования получены следующие графики колебаний системы.
Рисунок 1.6. График колебаний системы под действием возмущающей силы Q1
Из графика видно, что тело совершает колебания сложной формы со следующими параметрами:
-
общий период повторения Т= 62, 82 сек;
-
колебание сложной формы включает 3 волны;
-
максимальная амплитуда колебания 0,488 м;
-
минимальная амплитуда колебания 0,217 м.
На рисунке 1.7 приведен график изменения скорости колебаний данной системы во времени.
Рисунок 1.7. График изменения скорости колебаний данной системы во времени
Данный график представляет собой производную от функции, приведенной на графике колебаний системы, и имеет общий с ней период изменения 62, 82 сек. 7 полуволн графика скорости колебаний системы получают свое начало в точках пересечения графика колебаний с нулевой осью.
Максимальная скорость колебаний системы 0,171 м/с.
Фазовый портрет колебаний системы представлен на рисунке 1.8.
Рисунок 1.8 Фазовый портрет колебаний системы под действием силы Q1
Он показывает, что система совершает вынужденные незатухающие колебания.
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q2.
Моделирование колебаний системы под действием возмущающей силы Q2 производится по той же схеме, что и под действием возмущающей силы Q1. Единственным отличием будет задание параметров возмущающего воздействия, приведенное на рисунке 1.9.
Все остальные параметры, а также схема моделирования, останутся теми же, что и при моделировании колебаний системы под действием возмущающего воздействия Q1.
Рисунок 1.9 Параметры возмущающего воздействия при моделировании колебаний системы под действием силы Q2
В результате моделирования получены следующие графики колебаний системы.
Рисунок 1.10. График колебаний системы под действием возмущающей силы Q2
Из графика видно, что тело совершает колебания сложной формы со следующими параметрами:
-
общий период повторения Т= 62, 82 сек;
-
колебание сложной формы включает 4 волны;
-
максимальная амплитуда колебания 0,738 м;
-
минимальная амплитуда колебания 0,256 м.
Рассмотрим график изменения скорости колебаний системы под действием возмущающей силы Q2, представленный на рисунке 1.11.
Рисунок 1.11 График изменения скорости колебаний системы под действием возмущающей силы Q2
Данный график представляет собой производную от функции, приведенной на графике колебаний системы, и имеет общий с ней период изменения 62, 82 сек. 9 полуволн графика скорости колебаний системы получают свое начало в точках пересечения графика колебаний с нулевой осью.
Максимальная скорость колебаний системы 0,333 м/с.
Фазовый портрет колебаний системы представлен на рисунке 1.12.
Рисунок 1.12 Фазовый портрет колебаний системы под действием возмущающей силы Q2
Фазовый портрет колебаний системы показывает, что колебания системы имеют вынужденный незатухающий характер, каждая фаза колебаний содержит 4 волны.
Моделирование системы под действием возмущающей силы Q3.
Моделирование колебаний системы под действием возмущающей силы Q3 производится по той же схеме, что и под действием возмущающей силы Q1. Единственным отличием будет задание параметров возмущающего воздействия, приведенное на рисунке 1.13.
Все остальные параметры, а также схема моделирования, останутся теми же, что и при моделировании колебаний системы под действием возмущающего воздействия Q1.
Рисунок 1.13 Параметры возмущающего воздействия при моделировании колебаний системы под действием силы Q3
В результате моделирования получены следующие графики колебаний системы.
Рисунок 1.14 График колебаний системы под действием возмущающей силы Q3
Из графика видно, что тело совершает колебания сложной формы со следующими параметрами:
-
общий период повторения Т= 157, 17 сек;
-
колебание сложной формы включает 10 волн;
-
максимальная амплитуда колебания 2,118 м;
-
минимальная амплитуда колебания 0,317 м.
Рассмотрим график изменения скорости колебаний системы под действием возмущающей силы Q3, представленный на рисунке 1.15.
Рисунок 1.15 График изменения скорости колебаний системы под действием возмущающей силы Q3
