Материал: 2158
С |
|
|
а |
|
б |
|
бА |
|
Р с. 31. Модель двухзвенного физического маятника (а) для исследования |
||
|
законов движения его звеньев (б) |
|
киДатч могут регистрировать и угловые колебания, и линей- |
||
ные, пр чем как перемещение, так и скорость, и ускорение. Выход с |
||
датчика обычно выводят на лок осциллографа Scope (рис. 31). |
||
|
Порядок моделирования |
|
1. |
Собрать в пакете SimMechanics модель двухзвенного физиче- |
|
|
|
Д |
ского маятника и проведите ее анализ. |
||
2. |
Задать начальное положение маятника 12 deg. |
|
3. |
Настроить параметры звеньев (рис. 32, 33). |
|
4. |
В меню Simulation выбрать пункт Mechanical Environment. |
|
Здесь можно задать параметры механического моделирования (значе- |
||
ния ускорения свободного падения, точность расчетов, способ ото- |
||
бражения работы механизма и пр.). Внести изменения только во |
||
вкладку Visualisation (рис. 34). |
|
|
5. |
Запустить модель, при этом наблюдая за колебаниями маят- |
|
ника. |
|
|
6. |
Запустить модель с различными начальными условиями. |
|
|
|
И |
31
Си бАР с. 32. Настройки первого звена
Д
Рис. 33. Настройки второго звенаИ
32
С |
|
|
|
и |
|
||
|
б |
|
|
|
Р с. 34. Задание параметров визуализации механизма |
||
|
|
А |
|
|
|
Содержание отчета |
|
1. |
Название ла ораторной ра оты и ее цель. |
||
2. |
Краткая теоретическая справка о моделировании механиче- |
||
ских систем. |
Д |
||
3. |
|
||
Модель двухзвенного маятника. |
|
||
4. |
Графики движения звеньев или сопряжений для различных |
||
параметров модели. |
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы |
|
1. |
|
|
И |
Какие основные блоки содержатся в библиотеке |
|||
SimMechanics? |
|
|
|
2. |
Особенности имитационного моделирования кинематических |
||
механизмов в Simulink. |
|
||
3. |
Какие системы координат вы знаете? |
|
|
4. |
Что такое абсолютно твердое тело? Сколько степеней свободы |
||
имеет твердое тело? Сколько независимых скалярных уравнений требуется для описания движения твердого тела?
33
Лабораторная работа №6
Моделирование кривошипно-шатунного механизма при помощи пакета SimMechanics
В лабораторной работе необходимо создать кинематическую модель кривошипно-шатунного механизма (рис. 35) и исследовать закон движения поршня. Массоинерционные параметры механизма
|
приведены в табл. 1. |
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 35. Расчетная схема кривошипно-шатунного механизма |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Массоинерционные параметры кривошипно-шатунного механизма |
|||||||
|
бА |
|
|
|
||||
|
|
Кривошип |
|
Шатун |
|
|||
|
Масса, кг |
|
1 |
|
|
1,5 |
|
|
|
Тензор инерции,г/см² |
50 |
Д0 0 80 0 0 |
|
||||
|
|
0 |
50 |
0 |
0 |
80 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
300 |
0 |
0 |
500 |
|
|
|
|
|
|
И |
|
||
Порядок выполнения работы
1.Создать новую Simulink-модель.
2.Проектирование механизма начинается с неподвижного звена
– земли. Для этого необходимо воспользоваться пакетом расширения SimMechanics, во вкладке Bodies выбрать блок Ground. В параметрах блока указать координаты [0; 0; 0], это означает, что координаты блока совпадают с началом инерциальной системы координат.
3.Кривошип может совершать только вращение вокруг оси OZ, поэтому в качестве шарнира нужно использовать блок Revolute из
34
вкладки Joints. В параметрах блока указать [0; 0; 1], таким образом задается возможность вращения вокруг оси OZ.
4.Добавить кривошипное звено в модель механизма, для этого необходимо воспользоваться блоком Body. Настроить параметры
блока (рис. 36). |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
бА |
|
||||
|
Для |
|
|||
Рис. 36. Параметры блока Body, моделирующего кривошип |
|
||||
5.К спроектированной части механизма добавить привод. Доба- |
|||||
вить вращение к шарниру Revolute. |
этого в параметрах блока |
||||
|
|
|
|
И |
|
Revolute необходимо указать вход/выход для привода/датчика. К это- |
|||||
му входу подсоединить блок Joint Actuator из вкладки Sensors and Ac- |
|||||
tuators. |
|
|
|
|
|
6.Для задания закона движения, формируемого в звене Joint |
|||||
Actuator, необходимо задать три параметра – вектора φ(t), ω(t), ε(t). |
|||||
Поэтому к входу блока Joint Actuator необходимо подать необходи- |
|||||
мые векторы. Величины φ0, ω0, ε – известны, можно определить зави- |
|||||
симости φ(t), ω(t), ε(t): |
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
(t ) |
|
t |
|
; |
(17) |
|
2 |
||||
|
0 |
0 |
|
|
|
35