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

44 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

23373. Конструирование меню и работа со стандартными окнами диалога Windows 322.4 KB
  Контекстное меню Рабочая область редактора Панель инструментов Меню Рис. Создание главного меню приложения Для создания главного меню приложения необходимо: поместить на форму компонент MainMenu Главное меню со станицы Standard Палиры Компонентов. Двойным щелчком по данному невизуальному компоненту вызвать редактор меню: Перемещаясь по обозначенным пунктам меню задаем в свойстве Caption каждого пункта.
23374. Отображение графической информации в Delphi 112.5 KB
  Объект Canvas Delphi имеет в своём распоряжении специальный объект который оформлен в виде свойства Canvas. Слово Canvas можно перевести на русский язык как холст для рисования или канва. Если у объекта есть свойство Canvas на его поверхности можно рисовать. Кроме компонентов перечисленных выше свойством Canvas обладают также: Image SpLitter ControlBox а так же объект TPrinter который благодаря этому свойству позволяет распечатывать графические изображения на принтере.
23375. Определение момента инерции с помощью маятника Обербека 349 KB
  Китаева Определение момента инерции с помощью маятника Обербека Методические указания к выполнению лабораторной работы № 6 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Маятник Обербека предназначен для изучения прямолинейного равнопеременного и вращательного движения в частности для определения ускорения момента инерции тел. Векторное уравнение 1 эквивалентно трём скалярным уравнения 2 каждое из которых из которых представляет собой основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси или :...
23376. Определение отношения молярных теплоёмкостей газа при постоянном давлении и объёме по методу Клемана и Дезорма 687.5 KB
  Целью настоящей работы является определение отношения молярных теплоёмкостей воздуха при постоянном давлении и объёме по методу Клемана и Дезорма. Тогда 5 Так для воздуха имеем: . Первая 1 широкая для лучшего адиабатического расширения воздуха находящегося в сосуде соединена с сосудом и запирается краном ; вторая 2 соединена с насосом и снабжена краном ; третья 3 соединена с Uобразным жидкостным водяным манометром 4....
23377. Определение момента инерции методом крутильных колебаний 633.5 KB
  Орлова Определение момента инерции методом крутильных колебаний Методические указания к выполнению лабораторной работы № 8 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Это уравнение математически тождественно дифференциальному уравнению свободных незатухающих колебаний: 2 где смещение колеблющегося тела относительно положения равновесия; циклическая частота колебаний причём ...
23378. Определение скорости звука в воздухе 333 KB
  При распространении волны частицы среды колеблются около своих положений равновесия. Упругие волны бывают продольными и поперечными. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны. В поперечных волнах частицы среды колеблются в направлениях перпендикулярных направлению распространения волны.
23379. Определение скорости полёта пули с помощью баллистического крутильного маятника 1.24 MB
  Мясников Определение скорости полёта пули с помощью баллистического крутильного маятника Методические указания к выполнению лабораторной работы № 10 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Цель работы: ознакомиться с принципом действия баллистического крутильного маятника и с его помощью определить скорость полета пули. При определении скорости полета пули в данной работе используется закон сохранения момента импульса : если момент внешних сил относительно оси вращения равен нулю то где момент инерции системы маятник...
23380. Определение коэффициента трения качения методом наклонного маятника 2.35 MB
  Орлова Определение коэффициента трения качения методом наклонного маятника Методические указания к выполнению лабораторной работы № 12 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Цель работы: экспериментальное изучение основных закономерностей возникающих при трении качения и определение коэффициента трения качения методом наклонного маятника. Сплошь и рядом силы трения являются вредными. Таковы например силы трения возникающие между осью и втулкой а также между другими деталями машины.
23381. Определение коэффициента внутреннего трения жидкости касторового масла по методу Стокса 381 KB
  Нехаенко Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса Методические указания к выполнению лабораторной работы № 13 по курсу механики молекулярной физики и термодинамики. Внутреннее трение вязкость это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. При перемещении одних слоев реальной жидкости относительно других возникают силы внутреннего трения направленные по касательной к поверхности слоев. и зависит от того насколько быстро меняется скорость...