




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、系統(tǒng)建模可以分為兩種:實驗建模和機理建模。實驗建模就是通過在研究對象上加上一系列的研究者事先確定的輸入信號,激勵研究對象并通過傳感器檢測其可觀測的輸出,應(yīng)用數(shù)學(xué)手段建立起系統(tǒng)的輸入 輸出關(guān)系;機理建模就是在了解研究對象的運動規(guī)律基礎(chǔ)上,通過物理、化學(xué)的知識和數(shù)學(xué)手段建立起系統(tǒng)內(nèi)部的輸入 狀態(tài)關(guān)系。 對于倒立擺系統(tǒng),由于其本身是自不穩(wěn)定的系統(tǒng),實驗建模存在一定的困難。但經(jīng)過小心的假設(shè)忽略掉一些次要的因素后,倒立擺系統(tǒng)就是一個典型的運動的剛體系統(tǒng),可以在慣性坐標(biāo)系內(nèi)應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論建立系統(tǒng)的動力學(xué)方程。 在忽略了空氣阻力,各種摩擦之后,可將直線一級倒立擺系統(tǒng)抽象成小車和勻質(zhì)桿組成的系統(tǒng),如圖所示。
2、X Xm mI I圖圖1 1 直直線線一一級級倒倒立立擺擺系系統(tǒng)統(tǒng)b bF FM Ml 我們不妨做以下假設(shè):M小車質(zhì)量m擺桿質(zhì)量b小車摩擦系數(shù)l擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度I擺桿慣量F加在小車上的力x小車位置a擺桿與垂直向上方向的夾角X Xm mI I圖圖1 1 直直線線一一級級倒倒立立擺擺系系統(tǒng)統(tǒng)b bF FM Ml 下面是系統(tǒng)中小車和擺桿的受力分析圖。其中,N和P為小車和擺桿相互作用力的水平和垂直的分量。注意:圖示方向為矢量正方向。注意:圖示方向為矢量正方向。F FM MP PN NX XXb圖圖2 2 小小車車隔隔離離受受力力圖圖圖圖3 3 擺擺桿桿隔隔離離受受力力圖圖N Nm mg gP
3、 Pl I 分析小車水平方向所受的合力,可以得到以下方程:F FM MP PN NX XXb圖圖2 2 小小車車隔隔離離受受力力圖圖NxbFxM 分析小車水平方向所受的合力,可以得到以下方程:NxbFxM )sin(22lxdtdmN圖圖3 3 擺擺桿桿隔隔離離受受力力圖圖N Nm mg gP Pl Isincos2 mlmlxmN) 1 . 1 (sincos)(2FmlmlxbxmM 擺桿水平方向的受力進行分析,可以得到下面等式: 即:代入上式中,得到系統(tǒng)的第一個運動方程: 分析擺桿垂直方向所受的合力,可以得到以下方程:)cos(22ldtdmmgPcossin2 mlmlmgP INlP
4、lcossin)2 . 1 (cossin)(2xmlmglmlI 圖圖3 3 擺擺桿桿隔隔離離受受力力圖圖N Nm mg gP Pl I即:力矩平衡方程如下: 合并這兩個方程,約去P和N,得到系統(tǒng)的第二個運動方程: 假設(shè) 很小,即 ,則可以進行近似處理:0,sin, 1cos0用 來代表被控對象的輸入力 ,線性化后兩個運動方程如下:F) 3 . 1 ()()(2umlxbxmMxmlmglmlI 對方程組(1.3)進行拉普拉斯變換,得到)4 . 1 ()()()()()()()()()(22222sUssmlssbXssXmMssmlXsmglssmlI整理消去X(s)后得到傳遞函數(shù):(假設(shè)
5、初始條件為0)sqbmglsqmglmMsqmlIbssqmlsUs23242)()()()(其中:)()(22mlmlImMq系統(tǒng)狀態(tài)空間方程為:DuCXyBuAXXuMmlmMImlMmlmMImMmglxMmlmMImlbuMmlmMImlIMmlmMIglmxMmlmMIbmlIxxx2222222222)()()()()()()()()( 方程組(1.3)對 , 解代數(shù)方程,得到解如下: x 整理后得到系統(tǒng)狀態(tài)空間方程:uMmlmMImlMmlmMImlIxxMmlmMImMmglMmlmMImlbMmlmMIglmMmlmMIbmlIxx2222222222)(0)(00)()()(010000)()()(00010 uxxxy0001000001實際系統(tǒng)的模型參數(shù)如下:M小車質(zhì)量m擺桿質(zhì)量b小車
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 運動損傷防護考核試卷
- 醫(yī)保相關(guān)審批管理制度
- 公司榮譽勛章管理制度
- 計算機四級軟件測試分析工具試題及答案
- 醫(yī)藥研發(fā)中心管理制度
- 安防公司安全管理制度
- 農(nóng)業(yè)項目引進管理制度
- 培訓(xùn)機構(gòu)營運管理制度
- 園林苗木施工管理制度
- 遠程工作中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試題及答案
- 質(zhì)性研究信效度檢驗
- 2024年杭州良渚文化城集團有限公司招聘筆試沖刺題(帶答案解析)
- 2024年湖南吉利汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院單招職業(yè)適應(yīng)性測試題庫匯編
- 2024年廣州市自然資源測繪有限公司招聘筆試參考題庫附帶答案詳解
- 《畜禽生產(chǎn)技術(shù)》復(fù)習(xí)試題及答案
- 2024山西省文化旅游投資控股集團有限公司招聘筆試參考題庫附帶答案詳解
- (正式版)SHT 3075-2024 石油化工鋼制壓力容器材料選用規(guī)范
- MOOC 航空航天材料概論-南京航空航天大學(xué) 中國大學(xué)慕課答案
- 國家開放大學(xué)《客戶關(guān)系管理實務(wù)》形考任務(wù)1-4參考答案
- 放療過程科普知識講座
- 慕思廣告策略與實施報告完整版
評論
0/150
提交評論