Математическое моделирование движения сочлененных транспортных систем
Математическое описание процесса движения сочлененной транспортной системы, обладающей бесконечному числу степеней свободы. Характеристика обособленного перемещения отдельно каждой секции системы, связанной силовым взаимодействием в сцепном устройстве.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.11.2018 |
| Размер файла | 151,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 629.113.001 (075.8)
Уральский государственный лесотехнический университет
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ СОЧЛЕНЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Баженов Е.Е.
Сочлененная транспортная система имеет бесконечное число степеней свободы. Для математического описания процесса движения такой системы необходимо рассматривать обособленное движение первой и второй секций, заменив узел сочленения (УС) между ними силой взаимодействия. При этом проекции реакций связи одного и того же УС для разных секций будут равны по модулю и противоположны по направлению. В общем случае взаимодействие между секциями заменяется равнодействующей силой и равнодействующим моментом, спроектированными на соответствующие оси координат. Составим модель криволинейного движения сочлененного транспортного средства, представленного на рис. 1. Усилие на цапфах орудия учитывать не будем, поэтому силу Pц принимаем равной нулю.
Рассмотрим движение каждой секции как свободное движение твердого тела (рис.1). Перемещение рассматривается относительно неподвижной системы координат (НСК) О1X1Y1Z1, связанной с землей. В ней моделируются внешние условия движения СТС, а точка О1 является точкой начала отсчета траектории движения. В качестве полюса выберем точку О, которая является центром масс (ЦМ) тела и проведем через нее оси двух прямоугольных систем координат - OXYZ и OXYZ. Подвижная система координат (ПСК) OXYZ жестко связана с твердым телом. Оси X, Y, Z проходят через ЦМ, совпадают с осями симметрии и являются главными осями. транспортный перемещение силовой сцепной
Рисунок 1 - Расчетная схема звена сочлененного транспортного средства
Оси OXYZ при движении тела будут перемещаться вместе с полюсом поступательно. Тогда положение тела в системе отсчета О1X1Y1Z1 будет известно, если будут известны координаты полюса, т.е. ЦМ и положение тела по отношению к осям OXYZ, определяемое углами Крылова , , (рис. 2).
Рисунок 2 - Углы Крылова
Следовательно, уравнения движения свободного твердого тела, позволяющие найти его положение по отношению к системе отсчета О1X1Y1Z1 в любой момент времени, имеют вид:
Для описания движения полюса воспользуемся теоремой об изменении количества движения системы.
Запишем теорему в проекциях на ПСК.
,
где i, j, k - единичные орт - векторы ПСК;
vO - скорость полюса O (ЦМ).
Продифференцируем уравнение (3).
,
,
Тогда уравнение (4) примет вид
.
Поскольку , то движение полюса, в качестве которого взят ЦМ будет описываться следующими уравнениями:
Составим дифференциальные уравнения движения тела во вращательном движении вокруг центра масс, используя теорему об изменении кинетического момента системы. Поскольку оси ПСК являются главными, то уравнения принимают вид динамических уравнений Эйлера.
Для нахождения закона вращательного движения тела, т.е. для нахождения углов Крылова , , как функций времени необходимо присоединить к системе кинематические уравнения Эйлера (9).
Тогда система дифференциальных уравнений в проекции на ПСК, описывающая движение секции будет иметь вид:
где:
- Pfij - сила сопротивления движению i-го колеса j-й секции;
- Pmij - сила взаимодействия между опорной поверхностью и i-м колесом j-й секции;
- Nij - нормальная реакция опорной поверхности под i-м колесом j-й секции;
- R - равнодействующая сил в узле сочленения;
Для того чтобы найти уравнения движения свободного твердого тела, позволяющие найти его положение по отношению к неподвижной системе координат О1X1Y1Z1 в любой момент времени, необходимо ввести уравнения перехода из ПСК (ОXYZ) в НСК (О1X1Y1Z1). Этими уравнениями являются элементы матрицы направляющих косинусов, которая получена путем последовательного поворота ПСК относительно НСК на углы , , соответственно.
где:
- - координаты вектора в НСК;
- - координаты вектора в ПСК;
- - матрица направляющих косинусов.
Уравнения направляющих косинусов имеют вид
Переход из НСК в ПСК осуществляется следующим образом:
Аналогично составляется система уравнений для второй и последующих секций сочлененной транспортной системы. Полученная система уравнений является неопределенной. Для раскрытия неопределенности в систему необходимо ввести уравнения состояния, в качестве которых могут выступать уравнения, описывающие буксование колес относительно опорной поверхности и уравнения увода колес.
Список литературы
1. Баженов Е.Е. Сочленённые транспортные и технологические системы/Е.Е. Баженов. - Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2009. - 174 с.
2. Баженов Е.Е. Основы теории сочленённых транспортных систем/Е.Е. Баженов, С.К. Буйначев, И.Н. Кручинин - Екатеринбург. УрФУ, 2010. - 257 с.
Аннотация
Статья посвящена математическому описанию процесса движения сочленённой транспортной системы, обладающей бесконечному числу степеней свободы. Движение рассматривается как обособленное перемещение отдельно каждой секции системы, связанных силовым взаимодействием в сцепном устройстве.
Ключевые слова: сочленённая транспортная система; теория движения колёсных машин; углы Крылова-Эйлера; математическая модель
The article is devoted to the mathematical description of the process of movement co-cleenol transport system with infinite number of degree-penalties freedom. The movement is considered as a separate move separately of each section of the system of power interactions in the coupling device.
Key words: articulated vehicle system; theory of motion of wheeled vehicles; Krylov's -Euler's; mathematical model
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Управляемый полет летательного аппарата. Математическое описание продольного движения. Линеаризация движений продольного движения летательного аппарата. Имитационная модель для линеаризованной системы дифференциальных уравнений продольного движения.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.04.2015Анализ влияния ТЭП на результаты работы автомобилей и транспортных систем методом цепных подстановок. Расчет выработки автомобиля в микросистеме, в особо малой системе, в малой системе. Механизм происходящих изменений для каждой транспортной системы.
курсовая работа [518,0 K], добавлен 03.04.2014Задачи транспортной логистики. Виды транспортных систем. Пути движения материального потока от первичного источника сырья до конечного потребления. Планирование транспортного процесса. Основные принципы товароснабжения. Расчет месячного грузооборота.
курсовая работа [410,7 K], добавлен 21.10.2011Интеллектуальные системы для транспортной инфраструктуры и транспортных средств в России. "Авто-Интеллект" от компании ITV. Модули распознавания автомобильных номеров, контроля характеристик транспортных потоков. Расчет коэффициентов аварийности.
курсовая работа [406,4 K], добавлен 18.01.2013Дорожные знаки и дорожная разметка, регулирование дорожного движения при помощи светофоров. Проезд перекрёстков, порядок движения, остановки и стоянки. Проезд пешеходных переходов, остановок маршрутных транспортных средств, железнодорожных переездов.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 20.09.2012Изучение программного обеспечения по планированию транспортных, пешеходных потоков, грузоперевозок и организация дорожного движения. Описания системы для хранения, обработки, анализа и управления данными замеров интенсивностей движения и пассажиропотоков.
презентация [1,5 M], добавлен 25.09.2013Понятие и значение транспортной инфраструктуры. Исторические аспекты развития транспортной системы России. Основные проблемы развития транспортной системы в РФ. Направления развития транспортной инфраструктуры. Доходы от экспорта транспортных услуг.
курсовая работа [37,7 K], добавлен 09.01.2012Анализ региона и транспортно-дорожных условий организации движения в Краснодарском крае, характеристика дорожных объектов. Расчёт часовой интенсивности движения, скоростного режима транспортных потоков, уровня удобства движения и уровня безопасности.
курсовая работа [55,7 K], добавлен 18.02.2010Обеспечение безопасности движения судов. Описании бокового движения, полусвязанная и связанная системы координат. Синтез системы робастной стабилизации путевого угла судов на воздушной подушке. Система имитационного моделирования бокового движения.
реферат [1,2 M], добавлен 22.02.2012Анализ аварийности на улично-дорожной сети Первомайского района г. Минска. Исследование условий движения, параметров транспортных и пешеходных потоков. Оценка существующей организации дорожного движения на участке и поиск путей ее совершенствования.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 17.06.2016Транспортная сеть города Архангельска. Анализ по составу и интенсивности движения по проспекту Ленинградскому, транспортных потоков на контрольных участках. Пример расчета пропускной способности автодороги непрерывного движения с тремя полосами движения.
дипломная работа [821,5 K], добавлен 25.06.2009Характеристика пешеходных и транспортных потоков на перекрестке. Анализ конфликтных ситуаций. Расчет пропускной способности дороги, коэффициента загрузки движения, средней задержки транспортных средств и пешеходов, циклов светофорного регулирования.
курсовая работа [757,4 K], добавлен 08.01.2016Проблема движения в городах. Организация дорожного движения как самостоятельная отрасль техники. Анализ и организация дорожного движения на пересечениях. Разделение транспортных потоков во времени, в пространстве и по составу в основе регулирования.
курсовая работа [893,3 K], добавлен 20.09.2012Управление транспортными потоками в мегаполисе. Характеристика дорожного движения по автомобильным дорогам. Интенсивность движения транспортных потоков по направлениям. Светофорное регулирование. Обеспечение безопасности человека в городской среде.
дипломная работа [135,2 K], добавлен 23.05.2015Специфика управления транспортной системой. Понятие производственного процесса на морском транспорте. Главные составные части подготовки судостроения и судоремонта. Общая характеристика ролкерной системы доставки грузов. Форма организации движения судов.
контрольная работа [947,6 K], добавлен 14.10.2010Расчет скорости движения одиночных автомобилей. Оценка безопасности движения на пересечениях в одном уровне. Проектирование движения транспортных средств и пешеходов по перекрестку. Модернизация грузоподъемного устройства автомобиля технической помощи.
дипломная работа [404,7 K], добавлен 03.07.2015Мероприятия по обеспечению устойчивого и бесперебойного функционирования транспортной системы города Томска. Основные принципы системы видеоаналитики. Риски внедрения системы. Польза для города. Методы регулирования движения. Светофор по требованию.
презентация [2,3 M], добавлен 13.05.2015Обоснование расчетов показателей пассажирского движения и технологические особенности организации движения пассажирских поездов по действующей методике. Суточный план-график и расписание движения поездов пассажирской системы станции "Ч" в новых условиях.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 29.01.2013Организация кругового и двустороннего движения на перегоне исследуемого участка улично-дорожной сети. Рассмотрение мероприятий, по решению транспортных проблем. Методика проектирования канализированного пересечения. Организация пешеходного движения.
курсовая работа [7,0 M], добавлен 20.09.2012Организация дорожного движения в городах. Использование систем спутникового позиционирования для сбора данных о транспортных системах. Расчет длительности циклов светофорного регулирования и его элементов. Составная часть улиц и дорог и их параметры.
дипломная работа [599,8 K], добавлен 06.07.2015
