الرئيسية » هندسة التحكم » التحكم التقليدى » السيارة والمطب فى عيون التحكم الكلاسيكى (نموذج دالة التحويل – مثال 6)

السيارة والمطب فى عيون التحكم الكلاسيكى (نموذج دالة التحويل – مثال 6)

السيارة والمطب فى عيون التحكم الكلاسيك (المثال السادس – نمذجة نظم التحكم)

تصمم السيارة بنظام امتصاص للصدمات الناشئة من  عن عدم استواء الطريق ومطباته ، فبين  الكاوتش وجسم السيارة  مساعدين (ماص صدمات ) [Shock Absorber]  بمعامل (B)   وسوست زنبركية بمعامل (K)  ش(1) ، والإزدواجية فى نظام استيعاب صدمة المطب ضرورية فبينما قوة مقاومة السوستة للمطب تتناسب مع ارتفاع المطب وهذا لا يكفى خاصة مع ارتفاع سرعة السيارة على المطب فكان من الضرورى حاكم يتناسب مع معدل تغير ارتفاع السيارة عن الأرض المستوية قبل المطب ويحقق ماص الصدمات هذا الغرض وهو عبارة عن اسطوانة مليئة بالزيت غير القابل للإنضغاط ومكبس به ثقوب دقيقة لتسريب الزيت فى حالة الانضغاط أى فى لحظة ركوب المطب لنحصل على كابح للصدمة  يعمل تفاضليا فقوته   تتناسب مع dx/dt ولدينا عامل آخر فى امتصاص الصدمة وهو ثقل ووزن الركاب يمثلان قوة تفاضلية أخرى ولكنها تفاضل  لتفاضل السرعة فوق المطب أى تتناسب مع معدل تغير السرعة ليتحقق نموذج تحكمى آمن للركاب وواقى للسيارة .ش(2)

القوى التى تتعرض لها السيارة لحظة ارتقاء المطب بارتفاع (X) والتى ينجم عنها ارتفاعها عاليا بمقدار (Y) ش(3)

  • قوة انضغاط السوستة Fs وتعمل فى اتجاة مضاد لإنضغاطها أى إلى أعلى والإنضغاط مقدارة (Y-X)
  • قوة انضغاط مكبس ماص الصدمات Fb ويعمل هو الآخر فى اتجاة إلى أعلى ومقدار الانضغاط (y-X)
  • قوة وزن السيارة وركابها (M) وتعمل فى الاتجاة إلى أسفل Fw

بفرض أن معامل السوستة (K)  (نيوتن/متر) ، ومعامل ماص الصدمات (B) (نيوتن .ثانية/متر)

ومن قوانين الحركة لنيوتن ومن ش(3)

Fw +Fd +Fs =o

 Fw = Ma = M d2y(t)/dt2

[Fd = B [d(y-x )/dt

(Fs = K (y-x

M[ d2y(t)/dt2] + B[(dy(t)/dt –dX/dt]+ K(Y-X) =0

 (1)    M d2y(t)/dt2+ B [(dy(t)/dt – B dX/dt   + K Y-KX=0

 

 

 

المعادلة (1) معادلة تفاضلية من الدرجة الثانية وحالة متغيراتها عند الزمن صفر تساوى صفر فهى تمثل معادلة خطية لنظام ديناميكى فى المجال الزمنى ((y–  – =d2y(t)/dt2   – Y = dy(t)/dt

بتحويل المعادة من المجال الزمنى للمجال التردد بقواعد لابلاس  (dY(t)/dt = S Y(S)  ،     d2y(t)/dt2= S2 Y(S

 

(M  S2Y(S) + B S Y(S) + KY(S) = BS X(S) + K X(S

 

(M S2  + B S   + K)Y(S) = (BS   + K )X(S

(Y(S)/X(S) = G(S) = (BS   + K ) / (M S2  + B S   + K)     (2

الدالة G(S) نسبة الخرج وهو  دالة فى المتغير (S) إلى الدخل وهو دالة فى المتغير (S) أى فى المجال الترددى وهى دالة التحويل للنظام ش(4) ومنها نستطيع معرفة اندفاع السيارة وركابها إلى اعلى (Y) مع كل ارتفاع للمطب ، وباختيار قيم معينة للمعاملات K ، B أخذا فى الاعتبار وزن السيارة وأقصى حمولة لها من اركاب نحصل على  أمان للركاب من الارتطام بسقف السارة عند المطب بتقليل الاندفاع إلى أعلى أى بتقليل ال Over Shoot وعدد الذبذبات حتى تستقر السيارة فى زمن قصير بعد تجاوز المطب . المسافة الحمراء ب ش(5) تمثل قمة الاندفاع والتى تتلاشى شيئا فشيئا حتى الاستقرار عند المستوى الجديد بارتفاع    (X)

 

 

اترك رد