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 - 5.1

5. ROTATION

Topics:

Basic laws of motion

Inertia, springs, dampers, levers, gears and belts

Design cases

Objectives:

To be able to develop and analyze differential equations for rotational systems.

5.1INTRODUCTION

The equations of motion for a rotating mass are shown in Figure 5.1. Given the angular position, the angular velocity can be found by differentiating once, the angular acceleration can be found by differentiating again. The angular acceleration can be integrated to find the angular velocity, the angular velocity can be integrated to find the angular position. The angular acceleration is proportional to an applied torque, but inversely proportional to the mass moment of inertia.

 

 

 

 

 

equations of motion

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ

ω

=

d

θ

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

----

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

2

 

 

 

 

d

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

α

=

 

 

 

 

ω

=

----

 

θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ ( t)

 

dt

 

 

dt

 

∫∫

α ( t) dtdt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OR

=

 

ω

( t) dt =

 

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

( t)

=

α ( t) dt

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

 

α ( t)

=

T( t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5)

 

 

 

 

 

---------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

where,

JM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ ,ω α,

 

 

 

=

 

position, velocity and acceleration

 

 

 

 

 

 

JM = second mass moment of inertia of the body

 

 

 

 

 

 

T =

torque applied to body

 

Figure 5.1 Basic properties of rotation

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]