3033

Применение уравнений Лагранжа II рода к определению сил и моментов, обеспечивающих программное движение манипулятора

Курсовая

Физика

Вычислить значения управляющих сил и моментов в начале торможения звена 1. Считать, что торможение звена 1 начинается в тот момент, когда угловое ускорение звена обращается в ноль. Построить графики зависимости управляющих моментов и сил от времени....

Русский

2012-10-23

187 KB

41 чел.

Вычислить значения управляющих сил и моментов в начале торможения звена 1.

Считать, что торможение звена 1 начинается в тот момент, когда угловое ускорение звена обращается в ноль.

Построить графики зависимости управляющих моментов и сил от времени.

 

Решение:

    


Для решения задачи применим уравнения Лагранжа
II рода. Очевидно, что система имеет две степени свободы, поэтому примем за обобщенные координаты угол поворота звена 1 и смещение звена 2.

    Для рассматриваемой системы можно записать:

    Эти равенства играют роль уравнений связей.

    В соответствии с выбранными обобщенными координатами уравнения Лагранжа примут вид:

    Составим выражение для кинетической энергии системы Т как функцию обобщенных скоростей  и  и обобщенных  координат  и . Кинетическая энергия системы равна сумме кинетической энергии Т1 звена 1 и Т2 звена 2.

    Кинетическая энергия звена 1, совершающего плоское движение:

    Кинетическая энергия звена 2, совершающего поступательное движение:

    Продифференцируем выведенные ранее уравнения связи по времени:

    откуда      

    Таким образом:

    Найдем значения слагаемых уравнений Лагранжа:

    Определим обобщенные силы Qx и Qφ.

    Для определения Qx мысленно наложим на систему связь φ=const и сообщив системе возможную скорость , вычислим возможную мощность сил, действующих на неё:

    Аналогично, мысленно наложим на систему связь x=const и сообщив системе возможную скорость , получим выражение  возможной мощности Nφ:

    Подставим полученные выражения в составленную в начале систему уравнений Лагранжа:

    Так как захват D должен двигаться по прямой ON перпендикулярной оси x, на механизм накладывается дополнительная связь:     

следовательно,

    Подставляем полученные выражения в систему:

    Вычислим M и P в момент торможения звена 1.

    В этот момент угловое ускорение обращается в нуль. Производные  и  соответственно равны:

Отсюда

    Подставляем полученные выражения в систему:

    Графики рисуются по формулам:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3029. Трехфазная цепь переменного тока при соединении приемника звездой 62.5 KB
  Цель работы: изучение трехфазной цепи переменного тока и методики измерения фазных и линейных токов и напряжений, использование особенностей работы трёхфазной цепи для симметричной и несимметричной нагрузки и определение влияния нейтрального провода...
3030. Пластическая деформация и рекристаллизация металлов и сплавов 77 KB
  Пластическая деформация и рекристаллизация металлов и сплавов. Цель: определить влияние холодной пластической деформации и последующей термообработки на структуру и механические свойства металлов и сплавов. Приборы и материалы. Набор образцов с разн...
3031. Визначення основних геометричних параметрів евольвентних циліндричних прямозубих зубчастих коліс 55 KB
  Визначення основних геометричних параметрів евольвентних циліндричних прямозубих зубчастих коліс Мета роботи: ознайомитися з основними елементами і геометрією зубчастих коліс, навчитися визначати основні параметри циліндричного прямозубого стандартн...
3032. Изучение характеристик электростатического поля 253 KB
  Изучение характеристик электростатического поля. Цель работы Исследовать электростатическое поле, графически изобразить сечение эквипотенциальных поверхностей и силовые линии для некоторых конфигураций поля. Основные теоретические сведения. Любо...
3034. Альтернативные источники энергии: энергия волн 167 KB
  Энергия волн — энергия волн на поверхности океана, используемая для совершения полезной работы — генерации электроэнергии, опреснения воды и перекачки воды в резервуары. Энергия волн — возобновляемый источник энергии. Мощность волнени...
3035. Філософія Середніх віків 63.15 KB
  Середньовічна філософія являє собою той тривалий відрізок в історії європейської філософії, який безпосередньо пов'язаний з християнською релігією. Лише ті філософи, які розділяли релігійні та світські позиції християнства, могли розраховувати на популярність і визнання.
3036. Расчет гомогенизатора 138.29 KB
  Расчет гомогенизатора Цель работы: изучение теоретических основ процесса гомогенизации, знакомство с классификацией гомогенизаторов, изучение устройства и принципа действия плунжерного гомогенизатора и приобретение практических навыков по расчету пл...
3037. Исследование бессознательного человека 86 KB
  Безсознательное Существует масса примеров, на которых можно отобразить безсознательное, как модель. Присвоить ей определённые характеристики. Исследовать её. Например пробуждение человека от сна является ничем иным, как конфронтацией двух взаимно пр...