Автоматическое управление системами автомобиля
Долгин В. П. Автоматическое управление техническими и технологическими системами и объектами. Методы анализа систем и объектов / В. П. Долгин.- Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2003. — 404 с. Выводы: Для указанных параметров системы переходный процесс имеет колебательный характер. Время окончания переходного процесса на уровне 5% — менее 3,4с. Частотные характеристики (исследование подвески… Читать ещё >
Автоматическое управление системами автомобиля (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Министерство образования и науки Украины
Севастопольский национальный технический университет
Кафедра Автомобильного транспорта
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМАМИ АВТОМОБИЛЯ
специальности 07.09.0258
«Автомобили и автомобильное хозяйство»
Выполнил: ст. гр. АВ-51з Калашников
Проверил: доц. Долгин. В.П.
Севастополь
ЗАДАНИЕ
Для подвески автомобиля указанной модели (выбрать в соответствии с вариантом)
1. построить переходную h(t) (исследование подвески во временной области) и
2. частотные характеристики (исследование подвески в частотной области) A(w), F(w), Jm(w), Re(w), Jm(Re(w)) в диапазоне частот от Wmin=Wr/10 рад/с до Wmax=Wr*10 рад/с.
ЧАСТОТНЫЕ И ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ МОДЕЛИ
Ст. гр. АВ-51з Калашников
Рисунок 1.1 — Кинематические схемы подвески автомобиля
Обозначения:
W — передаточная функция,
R (w) — вещественная частотная характеристика,
M (w) — мнимая частотная характеристика,
A (w) — амплитудная частотная характеристика,
F (w) — фазовая частотная характеристика,
ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ
W = b0/(a0+a1*p+a2*p2);
a0 = c: a1:=L:a2:=m:b0:=c:
Yu = x*limit (W, p=0);
ПАРАМЕТРЫ ПОДВЕСКИ
Ma— 10 185 Масса автомобиля
Mg-5000Грузоподъемность
Kz— 0 Коэффициент загрузки
Dh— 0.1 Осадка под нагрузкой
xi— 0,5 Коэффициент демпфирования (комфортности, xi=0,3.0,8)
m = (Ma+Mg*Kz)/4;
c = evalf (Mg*9.81/Dh)/4;
L = 2*xi*c*sqrt (m/c);
ПЕРЕХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЗВЕНЬЕВ
При вычислениях переходной характеристики звена операторным методом необходимо выполнить следующие действия.
Получить изображение X(p) по Лапласу входного сигнала X(t) в соответствии с определением
X(p) => L{ X(t) },
что в терминах математического пакета MAPLE with(inttrans) имеет вид
Lx:=laplace (X, t, p); (Lx = X(p), X = X(t)).
Найти изображение выходного сигнала Y(p) => X(p)* W(p).
Перейти от изображения по Лапласу выходного сигнала Y(p) к оригиналу Y(t) в соответствии с определением
Y(t) => L-1{ Y(p) },
что в терминах математического пакета MAPLE with(inttrans) имеет вид
Px:=invlaplace (Lx*W, p, t); (Px = X(t), W = W(p)).
Таблица — Переходные характеристики
Аналитическое решение | |||
Тип звена | Передаточная функция | Переходная характеристика [1, с.92],[2, c. 296] | |
Коебательное о < 1 | . | ||
Апериодическое, о ? 1 | ;; ;;; . | ||
РЕШЕНИЕ
1. Исследование во временной области
> # Блок 1
restart;
with(stats):
with(inttrans):
№:=051 355; # НОМЕР ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ
randomize(№); # ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ
N:=10:
t1:=time ():
№=51 355
> # Блок 2
# Передаточная функция
W:= b0/(a0+a1*p+a2*p2);
a0:= c:a1:=L:a2:=m:b0:=c:
Yu:=x*limit (W, p=0);
> # Блок 3
# ПАРАМЕТРЫ ПОДВЕСКИ
Ma:=6135: # Масса автомобиля
Mg:=5000: # Грузоподъемность
Kz:=0; # Коэффициент загрузки
Dh:=0.10: # Осадка под нагрузкой
xi:=0.5: # Коэффициент демпфирования (xi=0,3.0,8)
m := evalf ((Ma+Mg*Kz)/4);
c := evalf (Mg*9.81/Dh)/4;
#c:=c/2;
xi:=xi/1.5:
L := 2*xi*sqrt (m*c);
T:=sqrt (m/c);
> # Блок 4
# Переходная характеристика
x:=1: # Скачок
Lx:=laplace (x, t, p); # Изображение сигнала
Px:=invlaplace (Lx*W, p, t); # Обратное преобразование Лапласа
> # Блк 5
# Графики переходной характеристики
t0:=15*T: # Время переходного процесса
tr:=1.35: # Время регулирования
G1:=plot ([tr, J, J=0.subs (t=tr, Px)], linestyle=2):
G2:=plot (Px, t=0.t0,linestyle=4,thickness=4):
G3:=plot (Yu*1.05,t=0.t0,linestyle=4):
G4:=plot (Yu*0.95,t=0.t0,linestyle=4):
G5:=plot (Yu, t=0.t0,linestyle=4):
plots[display]({G1,G2,G3,G4,G5}, title="Переходная характеристика");
# Блок 6
# Перерегулирование
Max:=maximize (Px, t=0.t0):
Kz:=Kz;
c :=c;
L:=L;
Per:=Max-x;
tr:=tr;
2. Частотные характеристики
> # Блок 6
# ОПИСАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
p:=I*w:
R (w):=evalc (Re (W));
M (w):=evalc (Im (W));
A (w):=abs (W);
F (w):=argument (W);
> # Блок 7
# ДИАПАЗОН ЧАСТОТ
T:=sqrt (a2/a0):
Wr:=evalf (sqrt (1−2*xi2)/T); # [1,стр.117]
Wmax:=Wr*10; Wmin:=Wr*.1;
> # Блок 8
# ГОДОГРАФ
G:=plot ([R (w), M (w), w=0.Wmax], color=red, style=line, thickness=3):
plots[display]({G}, title=`ГОДОГРАФ `);
> # Блок 9
# ОПИСАНИЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
G1:=plot ([log10(w), R (w), w=Wmin.Wmax],
color=red, linestyle=4,thickness=3,legend="R (w)"): # ВЧХ
G2:=plot ([log10(w), M (w), w=Wmin.Wmax],
color=blue, style=line, thickness=3,legend="M (w)"): # МЧХ
G3:=plot ([log10(w), A (w), w=Wmin.Wmax],
color=red, linestyle=4,thickness=3,legend="A (w)"): # АЧХ
G4:=plot ([log10(w), F (w), w=Wmin.Wmax],
color=black, style=line, thickness=3,legend="F (w)"): # ФЧХ
> # Блок 10
# ГРАФИКИ ЛАЧХ [A (w)] и ЛФЧХ [F (w)]
g:=1.01:
Am:=evalf (1/(xi*sqrt (1-xi2)*2)); # [1, с.117]
G5:=plot ([log10(w), Am, w=Wr/g.Wr*g], style=point,
symbol=circle, symbolsize=15,legend="Am"):
G6:=plot ([log10(Wr), J, J=0.Am], linestyle=2,legend="Wm"):
G7:=plot ([log10(w),-Pi, w=Wmin.Wmax], linestyle=4,legend="Pi"):
plots[display]({G3,G4,G5,G6,G7}, title=`ЛАЧХ и ЛФЧХ`);
Рисунок 1.3 - Графики ЛАЧХ и ЛФЧХ
# Блок 11
# ГРАФИКИ ЛВЧХ [R (w)] и ЛМЧХ [M (w)]
plots[display]({G1,G2}, title=`ЛВЧХ и ЛМЧХ`);
Kz:=Kz;
L:=L;
c:=c;
Wr:=Wr;
Рисунок 1.4 - Графики ЛВЧХ и ЛМЧХ
Выводы: Для указанных параметров системы переходный процесс имеет колебательный характер. Время окончания переходного процесса на уровне 5% - менее 3,4с.
Перерегулирование составляет величину менее 0,5
Приложение
Выпускается Московским автозаводом имени Лихачева с 1986 г. Кузов — деревянная платформа армейского типа с откидным задним бортом, в решетках боковых бортов вмонтированы откидные скамейки на 16 посадочных мест, имеется средняя съемная скамейка на 8 мест, предусмотрена установка дуг и тента. Кабина — трехместная, расположена за двигателем, сиденье водителя — регулируемое по длине, высоте, наклону подушки и спинки. Основной прицеп СМЗ-8325 (армейский). | ||
Модификация автомобиля: — ЗИЛ-131НА — автомобиль с неэкранированным и негерметизированным электрооборудованием; — ЗИЛ-131НС и ЗИЛ-131НАС — исполнение ХЛ для холодного климата (до минус 60°С). По заказу автомобили ЗИЛ-131Н могут выпускаться в виде шасси без платформы для монтажа различных кузовов и установок. С 1966 до 1986 гг. выпускался автомобиль ЗИЛ-131. Грузоподъемность:5000 по BCPNf видам дорог и местности 3750 кг. по дорогам с асфальтобетонным покрытием (без прицепа) 5000 кг. Снаряж. масса (без лебедки) 6135 кг. В том числе: на переднюю ось 2750 кг. на тележку 3385 кг. Полная масса 10 185 кг. В том числе: на переднюю ось 3060 кг. на тележку 7125 кг. Допустимая полная масса прицепа при массе груза автомобиля 3750 кг: по всем видам дорог и местности 4150 кг. по дорогам с асфальтобетонным покрытием 6500 кг. Приведенные ниже показатели даны для автомобиля полной массой 10 185 кг и автопоезда с прицепом полной массой 4150 кг. Макс, скорость автомобиля 85 км/ч. То же, автопоезда 75 км/ч. Время разгона автомобиля до 60 км/ч 50 с. То же, автопоезда 80 с. Выбег автомобиля с 50 км/ч 450 м. Макс.преодолеваемый подъем автомобилем 60% То же, автопоездом 36% Тормозной путь автомобиля с 50 км/ч 25 м. То же, автопоезда 25,5 м. Контрольный расход топлива, л/100 км, при скорости 60 км/ч: автомобиля 35,0 л. автопоезда 46,7 л. Глубина преодолеваемого брода с твердым дном при номинальном давлении воздуха в тинах: без подготовки 0,9 м. с предварительной подготовкой (автомобиля ЗИЛ-13 1Н) продолжительностью не более 20 мин 1,4 м. Радиус поворота: по внешнему колесу 10,2 м. габаритный 10,8 м. | ||
Библиографический список
Долгин В. П. Автоматическое управление техническими и технологическими системами и объектами. Методы анализа систем и объектов / В. П. Долгин.- Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2003. — 404 с.