Реферат: Автоматическое управление системами автомобиля

Министерствообразования и науки Украины

Севастопольскийнациональный технический университет

КафедраАвтомобильного транспорта

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

АВТОМАТИЧЕСКОЕУПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМАМИ АВТОМОБИЛЯ

специальности 07.09.0258«Автомобили и автомобильноехозяйство»

Выполнил: ст. гр. АВ-51з Калашников

Проверил: доц. Долгин.В.П.

Севастополь2010

ЗАДАНИЕ

 

Дляподвески автомобиля указанной модели (выбрать в соответствии с вариантом)

1.построить переходную h(t) (исследование подвески во временнойобласти) 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 — передаточнаяфункция,

R(w)- вещественная частотнаяхарактеристика,

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);

 

ПЕРЕХОДНЫЕХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЗВЕНЬЕВ

При вычисленияхпереходной характеристики звена операторным методом необходимо выполнитьследующие действия.

Получить изображение X(p) по Лапласу входного сигнала X(t) в соответствии с определением

 

X(p) => L{X(t) },

что в терминахматематического пакета MAPLE with(inttrans) имеетвид

Lx:=laplace(X,t,p); (Lx =X(p), X =X(t)).

Найтиизображение выходного сигнала Y(p) => X(p)*W(p).

Перейти от изображения поЛапласу выходного сигнала Y(p) к оригиналу Y(t) в соответствии с определением

 

Y(t) => L-1{Y(p)},

что в терминахматематического пакета MAPLE with(inttrans) имеетвид

Px:=invlaplace(Lx*W,p,t); (Px =X(t), W =W(p)).

Таблица – Переходныехарактеристики

Аналитическое решение

Тип звена

Передаточная функция

Переходная характеристика [1, с.92],[2,c. 296]

Коебательное

ξ < 1

/>

/>

/>/>/>/>.

Апериодическое,

ξ ≥ 1

/>/>

/>; />; />; />; />; />.

РЕШЕНИЕ

1. Исследование вовременной области

> # Блок 1

restart;

with(stats):

with(inttrans):

№:=051355; # НОМЕРЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ

randomize(№); # ВАРИАНТЗАДАНИЯ

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: # Осадкапод 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); # Изображениесигнала

 Px:=invlaplace(Lx*W,p,t); # Обратноепреобразование Лапласа

/>

/>

> # Блк 5

#Графики переходной характеристики

t0:=15*T: # Времяпереходного процесса

tr:=1.35: # Времярегулирования

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. Частотныехарактеристики

> # 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=`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 имеетколебательный характер. Время окончания переходного процесса на уровне 5% — менее 3,4с.

Перерегулированиесоставляет 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.

<p/>
Библиографический список

Долгин В.П. Автоматическоеуправление техническими и технологическими системами и объектами. Методыанализа систем и объектов / В.П. Долгин.– Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2003. –404 с.