modelowanie i symulacja numeryczna ruchomych obiektów

P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I WA R S Z AW S K I E J
z. 237
Mechanika
2010
Edyta Ładyżyńska-Kozdraś
Instytut Mikromechaniki i Fotoniki
MODELOWANIE I SYMULACJA NUMERYCZNA
RUCHOMYCH OBIEKTÓW MECHANICZNYCH
SKRĘPOWANYCH WIĘZAMI
NIEHOLONOMICZNYMI W POSTACI PRAW
STEROWANIA
Rękopis dostarczono 9.11.2010 r.
W pracy przedstawiono proces modelowania i badania właściwości dynamicznych obiektów
ruchomych. Opracowano uogólniony model matematyczny zawierający sprzężenie dynamiki sterowanych automatycznie, ruchomych obiektów mechanicznych z nałożonymi więzami nieholonomicznymi, traktowanymi jako prawa sterowania.
Obiekty ruchome – lotnicze, morskie, pojazdy sterowane automatycznie, roboty przemysłowe –
mają ograniczenie stopni swobody poprzez sterowanie. Nałożone więzy ograniczające ruch swobodny,
będące więzami nieholonomicznymi, potraktowano jako prawa sterowania. Prawa te zostały wprowadzone w ten sposób, że stanowią geometryczne i kinematyczne związki uchybów między parametrami
zadanymi i realizowanymi w czasie ruchu obiektu. Do opisu dynamiki układów zastosowano równania Boltzmanna-Hamela we względnych układach odniesienia związanych z poruszającym się obiektem lub równania Maggiego dla obiektów opisanych w układzie inercyjnym. W ten sposób, przez sterowanie, uzyskano ścisły związek dynamicznych równań ruchu z prawami sterowania.
Opracowany uogólniony model matematyczny stanowi uniwersalne narzędzie, mające zastosowanie w technicznych zagadnieniach związanych ze sterowanymi obiektami wojskowymi i przemysłowymi oraz w komunikacji lądowej, morskiej i powietrznej.
Słowa kluczowe: dynamika układów mechanicznych, sterowanie automatyczne, więzy nieholonomiczne
WYKAZ OZNACZEŃ
aH
– prędkość dźwięku
Ca
– średnia cięciwa aerodynamiczna płata (wymiar charakterystyczny)
Cxa, Cya, Cza – współczynniki sił aerodynamicznych w układzie aerodynamicznym laboratoryjnym dla siły: oporu, bocznej i nośnej