Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Dynamic_System_Modeling_and_Control.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
5.61 Mб
Скачать

rotation - 5.44

5.8 ASSIGNMENT PROBLEMS

1.for the system pictured below a) write the differential equations (assume small angular deflections) and b) put the equations in state variable form.

R1

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

θ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N1

N2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J1

J2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

θ

 

 

 

 

1

 

T1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kd1

 

 

 

 

Ks1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1

x1

Two gears have levers attached. On one side is a mass, the other side a spring damper pair. A torque is applied to one gear. Assume the mass remains in contact with the lever.

2. Draw FBDs for the following mechanical system containing two gears.

Ks1

J1, R1 J2, R2

y

M

Ks2 Kd2

rotation - 5.45

3. Draw FBDs for the following mechanical system. Consider both friction cases.

Ks1 τ

 

 

 

J,R

Ks1

 

x

 

 

 

 

M

µ

s, µ

 

 

k

4. Draw FBDs for the following mechanical system.

J,R

Ks1

J,R

y

M

Ks2 Kd2

5. Develop a differential equation of motion for the system below assuming that the cable always

rotation - 5.46

remains tight.

J,R

Ks1

J,R

y

M

Ks2 Kd2

6. Analyze the system pictured below assuming the rope remains tight.

J,R

F

 

 

M1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1 = 1kg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ks1

y

 

 

 

 

 

 

 

M2 = 1kg

µ k=0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kd1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = 0.1m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ=45

 

 

 

 

M2

J = 10Kgm2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ks2

 

Kd2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = 10N

N Ks1 = 100---

m N Ks2 = 100---

m

Ns Kd1 = 50------

m

Ns Kd2 = 50-----

m

a)Draw FBDs and write the differential equations for the individual masses.

b)Combine the equations in input-output form with y as the output and F as the input.

d) Write the equations in state variable matrix form.

c) Use Runge-Kutta to find the system state after 1 second.

rotation - 5.47

7. Analyze the system pictured below assuming the rope remains tight.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J,R

 

 

 

 

 

 

 

J,R

F = 10N

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

= 1kg

K

 

= 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

s1

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

J,R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2 = 1kg

Ks2

= 100

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ns

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = 0.1m

K

d1

= 50------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J = 10Kgm2

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

Ns

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

= 50-----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

M1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d1

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ks1

 

 

K

 

 

 

 

 

 

s2 Kd2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)Draw FBDs and write the differential equations for the individual masses.

b)Combine the equations in input-output form with y as the output and F as the input.

c)Write the equations in state variable matrix form.

d)Use Runge-Kutta to find the system state after 1 second.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]