Buses
Páginas: 15 (3719 palabras)
Publicado: 13 de julio de 2010
MODELADO DE UN AUTOBÚS CON EL SISTEMA DE SUSPENSIÓN Y SU FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA
CONFIGURACIÓN FÍSICA:
Diseñar un sistema de suspensión automática de un autobús resulta ser un problema de control interesante. Cuando el sistema de suspensión se ha diseñado, un modelo de 1 / 4 de autobús (una de las cuatro ruedas) se utiliza para simplificar el problema a un sistema unidimensional de muelle yamortiguador. Un diagrama de este sistema se muestra a continuación:
[pic]
Dónde:
* Masa corporal (m1) = 2500 kg,
* Masa de suspensión (m2) = 320 kg,
* Constante de elasticidad del sistema de suspensión (k1) = 80 000 N / m,
* Constante de resorte de la rueda y el neumático (k2) = 500,000 N / m,
* Constante de amortiguación del sistema de suspensión (b1) = 350 Ns / m.
* Constante deamortiguación de la rueda y el neumático (b2) = 15,020 Ns / m.
* Fuerza de control (u) = fuerza del responsable del tratamiento que se va a diseñar.
REQUISITOS DE DISEÑO:
Un sistema de suspensión del autobús bueno debe tener la capacidad de explotación satisfactoria por carretera, sin dejar de ofrecer confort al conducir sobre los baches y agujeros en la carretera. Cuando el autobús estáexperimentando cualquier perturbación por carretera (es decir, agujeros de olla, grietas y pavimento irregular), la carrocería del autobús no debería tener grandes oscilaciones, y las oscilaciones se disipará rápidamente. Desde la distancia X1-W es muy difícil de medir, y la deformación del neumático (X2-W) es despreciable, vamos a utilizar la distancia X1-X2 X1 en lugar de W que la salida en nuestroproblema. Tenga en cuenta que se trata de una estimación.
El trastorno por carretera (W) en este problema será simulado por una entrada escalonada. Este paso podría representar el autobús que sale de un bache. Queremos diseñar un controlador realimentado de modo que la salida (X1-X2) tiene un sobrepico menor que 5% y un tiempo de establecimiento menor que 5 segundos. Por ejemplo, cuando el autobússe ejecuta en un escalón de 10 cm de alto, el cuerpo de autobús oscilará en un rango de + / - 5 mm y volver a una marcha suave en 5 segundos.
ECUACIONES DEL MOVIMIENTO:
De la imagen de arriba y la ley de Newton, podemos obtener las ecuaciones dinámicas como las siguientes:
[pic]
[pic]
LA ECUACIÓN DE TRANSFERENCIA DE FUNCIONES:
Suponga que todas las condiciones iniciales sonceros, por lo que estas ecuaciones representan la situación si la rueda del autobús sube a un golpe. Las ecuaciones de la dinámica de arriba pueden expresarse en una forma de funciones de transferencia mediante la adopción de Transformada de Laplace de las ecuaciones anteriores. La derivación de las ecuaciones de arriba de las funciones de transferencia de G1 (s) y G2 (s) de la producción, X1-X2, y dosentradas, U y W, son las siguientes.
[pic]
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Encuentre la inversa de una matriz y luego con entradas múltiples U (s) y W () en el lado derecho como las siguientes:
[pic]
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Cuando queremos considerar de entrada U (s) solamente, nos pusimos W (s) = 0. Así obtenemos la función de transferencia G1 (s) de la siguiente manera:
[pic]Cuando queremos considerar de entrada W (s) solamente, nos pusimos U (s) = 0. Así se obtiene la función de transferencia G2 (s) de la siguiente manera:
[pic]
También podemos expresar y derivar las ecuaciones anteriores en forma de espacio de estado. A pesar de que este enfoque se expresan las dos primeras ecuaciones anteriores en el formulario normalizado de la matriz, va a simplificar lafunción de transferencia sin tener que pasar a través de cualquier álgebra, porque podemos utilizar un ss2tf función de transformar de forma espacio de estado para transferir forma de función para los dos insumos
INTRODUCCIÓN DE ECUACIONES EN MATLAB
Podemos poner lo de arriba en ecuaciones de transferencia con funciones en Matlab definiendo el numerador y el denominador de funciones de...
CONFIGURACIÓN FÍSICA:
Diseñar un sistema de suspensión automática de un autobús resulta ser un problema de control interesante. Cuando el sistema de suspensión se ha diseñado, un modelo de 1 / 4 de autobús (una de las cuatro ruedas) se utiliza para simplificar el problema a un sistema unidimensional de muelle yamortiguador. Un diagrama de este sistema se muestra a continuación:
[pic]
Dónde:
* Masa corporal (m1) = 2500 kg,
* Masa de suspensión (m2) = 320 kg,
* Constante de elasticidad del sistema de suspensión (k1) = 80 000 N / m,
* Constante de resorte de la rueda y el neumático (k2) = 500,000 N / m,
* Constante de amortiguación del sistema de suspensión (b1) = 350 Ns / m.
* Constante deamortiguación de la rueda y el neumático (b2) = 15,020 Ns / m.
* Fuerza de control (u) = fuerza del responsable del tratamiento que se va a diseñar.
REQUISITOS DE DISEÑO:
Un sistema de suspensión del autobús bueno debe tener la capacidad de explotación satisfactoria por carretera, sin dejar de ofrecer confort al conducir sobre los baches y agujeros en la carretera. Cuando el autobús estáexperimentando cualquier perturbación por carretera (es decir, agujeros de olla, grietas y pavimento irregular), la carrocería del autobús no debería tener grandes oscilaciones, y las oscilaciones se disipará rápidamente. Desde la distancia X1-W es muy difícil de medir, y la deformación del neumático (X2-W) es despreciable, vamos a utilizar la distancia X1-X2 X1 en lugar de W que la salida en nuestroproblema. Tenga en cuenta que se trata de una estimación.
El trastorno por carretera (W) en este problema será simulado por una entrada escalonada. Este paso podría representar el autobús que sale de un bache. Queremos diseñar un controlador realimentado de modo que la salida (X1-X2) tiene un sobrepico menor que 5% y un tiempo de establecimiento menor que 5 segundos. Por ejemplo, cuando el autobússe ejecuta en un escalón de 10 cm de alto, el cuerpo de autobús oscilará en un rango de + / - 5 mm y volver a una marcha suave en 5 segundos.
ECUACIONES DEL MOVIMIENTO:
De la imagen de arriba y la ley de Newton, podemos obtener las ecuaciones dinámicas como las siguientes:
[pic]
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LA ECUACIÓN DE TRANSFERENCIA DE FUNCIONES:
Suponga que todas las condiciones iniciales sonceros, por lo que estas ecuaciones representan la situación si la rueda del autobús sube a un golpe. Las ecuaciones de la dinámica de arriba pueden expresarse en una forma de funciones de transferencia mediante la adopción de Transformada de Laplace de las ecuaciones anteriores. La derivación de las ecuaciones de arriba de las funciones de transferencia de G1 (s) y G2 (s) de la producción, X1-X2, y dosentradas, U y W, son las siguientes.
[pic]
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Encuentre la inversa de una matriz y luego con entradas múltiples U (s) y W () en el lado derecho como las siguientes:
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Cuando queremos considerar de entrada U (s) solamente, nos pusimos W (s) = 0. Así obtenemos la función de transferencia G1 (s) de la siguiente manera:
[pic]Cuando queremos considerar de entrada W (s) solamente, nos pusimos U (s) = 0. Así se obtiene la función de transferencia G2 (s) de la siguiente manera:
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También podemos expresar y derivar las ecuaciones anteriores en forma de espacio de estado. A pesar de que este enfoque se expresan las dos primeras ecuaciones anteriores en el formulario normalizado de la matriz, va a simplificar lafunción de transferencia sin tener que pasar a través de cualquier álgebra, porque podemos utilizar un ss2tf función de transformar de forma espacio de estado para transferir forma de función para los dos insumos
INTRODUCCIÓN DE ECUACIONES EN MATLAB
Podemos poner lo de arriba en ecuaciones de transferencia con funciones en Matlab definiendo el numerador y el denominador de funciones de...
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