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-51зКалашников
Проверил: доц. Долгин. В.П.
Севастополь
2010
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*p^2);
a0 = c:a1:=L:a2:=m:b0:=c:
Yu = x*limit(W,p=0);
ПАРАМЕТРЫ ПОДВЕСКИ
Ma
– 10185 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 MAPLEwith(
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 MAPLEwith(
inttrans
)
имеет вид
Px:=invlaplace(Lx*W,p,t); (Px
=X
(t
), W
=W
(p
)).
Таблица – Переходные характеристики
РЕШЕНИЕ
1. Исследование во временной области
> # Блок 1
restart;
with(stats):
with(inttrans):
№:=051355; # НОМЕР ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ
randomize(№); # ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ
N:=10:
t1:=time():
№=051355
051355
> # Блок 2
# Передаточная функция
W:= b0/(a0+a1*p+a2*p^2);
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="Переходнаяхарактеристика");
# 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*xi^2)/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-xi^2)*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=`ЛАЧХиЛФЧХ`);
Рисунок 1.
3
-
ГрафикиЛАЧХ и ЛФЧХ
# Блок 11
# ГРАФИКИ ЛВЧХ [R(w)] и ЛМЧХ [M(w)]
plots[display]({G1,G2},title=`ЛВЧХиЛМЧХ`);
Kz:=Kz;
L:=L;
c:=c;
Wr:=Wr;
Рисунок 1.
4
–
ГрафикиЛВЧХ 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 1986г. 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 10185 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 10185 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.
|
|
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.
|