Modelování a simulace dynamických systémů
B3B35MSDPříklady k předvedení na "přednášce"
1. Plovoucí kladka (Karnopp, obrázek 4.20)
Uvažujte mechanický systém sestávající z hmoty pohybující se ve vertikálním směru a svázané se zemí pružinou a tlumičem. Pohyb té hmoty je vynucen skrze pružné lano, na jehož jednom konci je vynucována nějaká konkrétní rychlost a ten levý (v obrázku nižší) disk se může pohybovat nejen rotačně okolo své osy, nýbrž i ta osa samotná může měnit svou výšku.
[Řešení]
2. "Heave-pitch" (také "pitch-bounce") dynamika auta (Karnopp, obrázek 4.18)
V tomto příkladu budeme tvořit matematický model podélné dynamiky auta, tedy budeme zkoumat translační pohyb jeho těžiště nahoru a dolů (anglicky heave) a rotační pohyb okolo vodorovné osy kolmé na podélnou osu vozidla (angl. pitch). V modelu budeme zahrnovat jak hmotu samotného automobilu, tak pružnosti i tření v odpružení a tlumičích, ale i v pneumatikách. Vstupem do modelu budou nerovnosti na vozovce.
3. Spřažené pohony TEQ CE108
Vytvořte matematický model ve formě vazebního grafu pro laboratorní experiment TEQ CE108 (na obrázku níže), který se nachází v naší laboratoři K26. Vstupy: napětí na dvou motorech, výstupy: rychlosti otáčení všech tří disků, na kterých je navlečen pružný řemen, a vertikální vychýlení horního disku zavěšeného v pružném závěsu.
Vazební graf nechť je nakonec zjednodušený jak nejvíce to jde s využitím odpovídajících pravidel pro redukci vazebních grafů. Samotný model ale nezjednodušujte zanedbáváním jednotlivých jevů, ponechte ho v plnosti a pouze diskutujte, které z jevů bude v závislosti na konkrétních okolnostech vhodné případně zanedbat.
4. Řešený příklad 9.5 z Browna
Modelujte obvod na schématu níže pomocí výkonových vazebních grafů.
5. Laboratorní přečerpávací vodní elektrárna
Uvažujte na obrázku popsaný hydraulický systém. Tento donedávna sloužil (a snad ještě zase bude) coby laboratorní "přípravek" v laboratoři S-109 (Strojovna). Jeho stránka obsahuje detailní popis včetně odkazů na projektovou dokumentaci i na datasheety jednotlivých prvků jako je čerpadlo či ventily.
Popište ho pomocí výkonového vazebního grafu.