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

57743. Арифметичні дії з многочленами. Розв’язування вправ 1.23 MB
  Мета уроку: актуалізувати знання учнів необхідні для сприйняття нового матеріалу підвести поняття алгоритму додавання і віднімання многочленів множення одночлена на многочлен та многочленна на многочлен...
57745. Многогранники навколо нас 598 KB
  Діапазон застосувань геометрії у різних сферах діяльності людини дуже широкий тому на даному занятті студенти розглядають многогранники з математичної точки зору означення властивості моделі п’яти правильних многогранників...
57746. Застосування різних способів розкладання многочленів на множники 163 KB
  Систематизувати і узагальнити знання і вміння про різні способи розкладання многочленів на множники; сформулювати загальний алгоритм виконання дій під час розкладання многочленів на множники декількома способами...
57747. Інтегрований урок з математики та біології. Математичні моделі в біології. Відсоткові розрахунки 313.5 KB
  Мета: Систематизувати знання учнів про види задач на відсоткові розрахунки і доповнити їх алгоритмом цих задач за допомогою пропорцій, вчити бачити красу природи в поєднанні з красою математики...
57748. Разнообразие моллюсков 56.5 KB
  Цели урока: сегодня на уроке мы с вами: установим взаимосвязь особенностей строения и способа жизни моллюсков; выясним в чем проявляется приспособленность разных классов моллюсков к условиям обитания; сравним организацию разных классов моллюсков...
57749. Загальна характеристика молюсків. Клас Черевоногі молюски 59 KB
  Мета: почати формувати знання учнів про тип Молюски; дати загальну характеристику представникам; розкрити особливості зовнішньої і внутрішньої будови тіла молюсків на прикладі Черевоногих...
57750. Якими є моральні норми українського народу? 54 KB
  Основні поняття: моральні норми Батьківщина патріот рідна мова працелюбність. Найважливіші моральні цінності українського народу. Найважливіші моральні цінності українського народу.
57751. Як виникають і зберігаються моральні цінності суспільства 66 KB
  Очікувані результати: Після уроку учні зможуть: Витлумачувати поняття «загальнолюдські цінності»; Пояснювати як виникла мораль; Характеризувати поняття «любов», «милосердя», «добро», «правда» тощо як загальнолюдські цінності...