客车转向传动机构的运动与受力仿真计算

基于MATLAB的汽车运动控制系统设计仿真

课程设计 题目汽车运动控制系统仿真设计学院计算机科学与信息工程学院班级2010级自动化班 姜木北：2010133*** 小组成员 指导教师吴

2013 年12 月13 日 汽车运动控制系统仿真设计 10级自动化2班姜鹏 2010133234 目录 摘要 (3) 一、课设目的 (4) 二、控制对象分析 (4) 2.1、控制设计对象结构示意图 (4) 2.2、机构特征 (4) 三、课设设计要求 (4) 四、控制器设计过程和控制方案 (5) 4.1、系统建模 (5) 4.2、系统的开环阶跃响应 (5) 4.3、PID控制器的设计 (6) 4.3.1比例（P）控制器的设计 (7) 4.3.2比例积分（PI）控制器设计 (9) 4.3.3比例积分微分(PID)控制器设计 (10) 五、Simulink控制系统仿真设计及其PID参数整定 (11) 5.1利用Simulink对于传递函数的系统仿真 (11) 5.1.1 输入为600N时，KP=600、KI=100、KD=100 (12) 5.1.2输入为600N时，KP=700、KI=100、KD=100 (12) 5.2 PID参数整定的设计过程 (13) 5.2.1未加校正装置的系统阶跃响应： (13) 5.2.2 PID校正装置设计 (14) 六、收获和体会 (14) 参考文献 (15)

摘要 本课题以汽车运动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言对其进行设计与仿真.首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标稳态误差和动态指标搬调量和上升时间，最终应用MATLAB环境下的.m 文件来实现汽车运动控制系统的设计。其中.m文件用step函数语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行P、PI、PID校正；同时对其控制系统建立Simulink进行仿真且进行PID参数整定。仿真结果表明，参数PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值，是汽车运动控制系统设计的优秀手段之一。 关键词：运动控制系统 PID仿真稳态误差最大超调量

多轴专用汽车转向传动机构的设计

多轴专用汽车转向传动机构的设计 1 前言 大型专用汽车的转向轴多在二轴以上，有的甚至多达五轴，其转向性能 的好坏直接影响车辆行驶的灵活性、操纵稳定性、经济性和轮胎的使用寿命，而且车轴越多，转向对车辆行驶影响越大。作为转向系统的转向梯形机构，文献运用参数方程对转向梯形机构进行了建模和分析、研究，但对转向传动机构分析和计算的几何法就十分不便，特别是结构复杂的独立悬架的传动机构计算更为不便。本文运用参数方程法，对转向传动机构的各点用坐标参数来表示，建立参数方程求解、分析，提出了一种可运用于多轴转向的传动机构优化设计的计算方法，达到各轴转向协调的目的，提高车辆行驶的灵活性、操纵稳定性和经济性。 2 转向时各转向桥的理想转角关系 图1为某前双桥转向底盘转向时各转向轴内外转向轮的理想转角关系，由于不研究转向梯形机构，只讨论转向传递关系，所以只分析内侧的车轮的转角关系。 3 一桥传动机构传动模型 多轴转向汽车一般通过连杆机构来保证同一侧车轮在转向时绕同一瞬心作圆周运动。下面以常用的连杆机构中第一轴摇臂的摆角与车轮转向臂转角的对应为例，说明连杆机构的运动关系（如图2）。

图2中：A1为车轮转向节臂初始位置；Al′为车轮转动角a1转向节臂位置；B1为一桥传动摇臂初始位置；B1′为车轮转动a1′角一桥传动摇臂位置。 4 一桥梯形机构传动模型 根据文献的梯形机构的建模方式，将梯形机构简化为平面机构，则一桥梯形机构得一桥外轮转角a1′与一桥内轮转角a1之间关系（如图3）。

图3中：A1为内轮转向节臂初始位置；A1′为内轮转动a1角转向节臂位置；El为外轮转向节臂初始位置；E1′为外轮转动a1′角一桥传动摇臂位置。 一桥至二桥之间的传动模型

运动和力练习题含答案

运动和力练习题含答案 一、运动和力 1．各物体的受力情况如图所示，属于二力平衡的是（） A．B． C．D． 【答案】D 【解析】 【详解】 由图可知，两个力不是作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故选项A错误；由图可知，两个力不是作用在同一条直线上，所以不是一对平衡力，故选项B错误；由图可知，两个力的大小不相等，所以不是一对平衡力，故选项C错误；由图可知，两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，所以是一对平衡力，故选项D正确；故应选D． 2．小阳利用小车、多个相同砝码等器材探究二力平衡的条件，如图所示．下列说法中正确的是 A．图甲中可将小车换成等大的木块 B．图甲中通过观察小车的运动状态来判断二力是否平衡 C．图甲中的左盘内再放一个砝码，小车将向左匀速运动 D．图乙中，桌面倾斜不影响该实验探究 【答案】B 【解析】 【详解】 A．小车与木块相比，与桌面的摩擦力会更小，可以减小摩擦对实验的影响，故A错误；B．静止的物体或匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用，所以，实验中通过小车是否静止来判断二力是否平衡，故B正确；

C．如图甲中的左盘内再放一个砝码，则平衡破坏，小车将向左会加速运动，故C错误；D．图乙中，桌面倾斜将导致小车有运动趋势或相对运动，会影响该实验探究，故D错误． 3．下列情况中，属于相互作用力的是 A．静止在斜面上的木块对斜面的压力和木块受到的重力 B．苹果下落时所受的重力和苹果对地球的吸引力 C．沿竖直方向匀速下落的跳伞运动员与伞的总重力和空气阻力 D．在平直公路上匀速行驶的汽车的牵引力和阻力 【答案】B 【解析】 【详解】 A．静止在斜面上的木块对斜面的压力和木块受到的重力大小不相等、方向不相反、没有作用在同一直线上。且重力不是斜面对木块施加的。故这两个力不相互作用力；木块对斜面的压力和斜面对木块的支持力才是一对相互作用力。故A错误。 B．苹果下落时所受的重力是地球给苹果的，苹果对地球的吸引力是苹果给地球的，这两个力分别作用在对方物体上，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对相互作用力。故B正确。 C．沿竖直方向匀速下落的跳伞运动员与伞的总重力和空气阻力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且都作用在同一物体上，是一对平衡力，不是相互作用力。故C错误。D．在平直公路上匀速行驶的汽车的牵引力和阻力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且都作用在同一物体上，是一对平衡力，不是相互作用力。故D错误。 4．班级大扫除时，小天发现许多现象与摩擦有关，其中减小摩擦的措施是（） A．擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦 B．书柜下装有滚轮便于移动位置 C．黑板刷的刷面选用更粗糙的材料制成 D．水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹 【答案】B 【解析】 【详解】 A．擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦，增大压力将增大摩擦力，A错误； B．书柜下装有滚轮便于移动位置，是变滑动为滚动，减小摩擦，B正确； CD．均为增大接触面的粗糙程度将增大摩擦，CD错误；故选B. 5．关于惯性，下列四个现象中对应的说明错误的是 A．拍打刚晒过的被子，灰尘脱落，说明灰尘有惯性 B．汽车紧急刹车，车上的人会向前倾，说明车有惯性 C．箭离开弓弦后，仍能向前飞行，说明箭有惯性

专题运动和力专项练习含答案

专题一 运动和力 一、选择题(本题包括10小题．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选 项正确，全部选对的得4分．选不全的得3分，有选错的或不答的得0分，共40分) 1． 如图1—19所示，位于斜面上的物块m 在沿斜面向上的力F 的作用 下而处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力 A.方向可能沿斜面向上 B 方向可能沿斜面向下 C 大小不可能为0 D.大小可能为F 2． 一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不汁的定滑轮，绳一端系一质量 为M=10kg 的重物，重物静止于地面上。有一质量m=5 kg 的猴子， 从绳的另一端沿绳上爬．如图1-20所示，不计滑轮摩擦，在重物不离 开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g=l0 m/s 。) A ．25 m/s B ．5 m/s C ．10 m ／s D ．0.5m/s 3． 物体B 放在物体A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行，如图1—2l 所 示，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动 时 A ． A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上 B. A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下 C ． A 、B 之间的摩擦力为零 D ． A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质 4． 如图1—22所示，物块先后两次从光滑轨道的A 处，由静止开始下滑， 然后从B 处进入水平传送皮带到达C 处，先后两次进入皮带的速度相 等，第一次皮带不动，第二次皮带逆时针转动，则两次通过皮带所用 的时间t 1、t 2的关系是 A ．t l > t 2 B. t l < t 2 C ．t 1 = t 2 D ．无法确定 5． 地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不 动，两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是 A ．一人在南极．一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等 B ．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C ．两人都在赤道上．两卫星到地球中心的距离一定相等 D ．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等．但应成整数倍 6． 土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线 速度与该层到土星中心的距离R 之间的关系来判断 A ．若R v ∝，则该层是土星的一部分 B. 若R v ∝2，则该层是土星的卫星群 C ．若R v 1∝，则该层是土星的一部分 D ．若R v 1 2∝，则该层是土星的卫星群 7． 一个质量为2 kg 的物体，在5个共点刀的作用下处于匀速直线运动状态．现同时撤去大小分别 为15 N 和10 N 的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体运动的说法正确的是

运动控制系统双闭环直流调速系统仿真

运动控制系统双闭环直流调速系统仿真 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-

本科生课程论文课程名称运动控制系统 学院机自学院 专业电气工程及其自动化学号 1212XXXX 学生姓名翟自协 指导教师杨影 分数

题目： 双闭环直流调速系统仿真 对例题设计的双闭环系统进行设计和仿真分析，仿真时间10s 。具体要求如下： 在一个由三相零式晶闸管供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为： P P =60kW ， P P =220V ， P P =308 A ， P P =1000 r/min ， 电动势系数 P P = V ·min/r ，主回路总电阻 R =Ω，变换器的放大倍数 P P =35。电磁时间常数 P P =，机电时间常数 P P =，电流反馈滤波时间常数 P PP =，转速反馈滤波时间常数 P PP =。额定转速时的给定电压(P P ?)P =10V ，调节器ASR ，ACR 饱和输出电压P PP ?= 8V ， P PP =。 系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量 ≤5% ，空载起动到额定转速时的转速超调量 ≤10%。试求： （1）确定电流反馈系数β(假设起动电流限制在 以内)和转速反馈系数α。 （2）试设计电流调节器ACR.和转速调节器ASR 。 （3）在matlab/simulink 仿真平台下搭建系统仿真模型。给出空载起动到额定转速过程中转速调节器积分部分不限幅与限幅时的仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输出、转速调节器积分部分输出），指出空载起动时转速波形的区别，并分析原因。 （4）计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量σn 。并与仿真结果进行对比分析。

高一运动和力的关系单元练习(Word版 含答案)

一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难） 1．沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，其上、下台面水平，如图为俯视示意图。在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向，同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ，到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d （取水平地面为零势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）。则有（ ） A ．a b c d T T T T ===，a b d c E E E E >=> B ．a b c d T T T T ===，a b d c E E E E ==> C ．a b d d T T T T <=<，a b d c E E E E >=> D ．a b d d T T T T <=<，a b d c E E E E === 【答案】A 【解析】 【分析】 由题意可知，根据相对运动规律可以确定小球的运动状态，根据功的计算式，通过判断力和位移的夹角可判断弹力做功的情况，从而确定落地时的动能。 【详解】 根据“沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台”，因为棱台的运动是匀速运动，可以选棱台作为参考系，则a 、b 、c 、d 的加速度大小相等，故有 a b c d T T T T === 判断a 、b 、c 、d 的机械能的变化，只需比较弹力做功的情况即可，根据弹力方向与位移方向的夹角可知，由于b 、d 弹力不做功，机械能不变；a 弹力做正功，机械能增加；c 弹力做负功，机械能减小。故有 a b d c E E E E >=> 结合上面二个关系式，故A 正确。 故选A 。 【点睛】 本题要注意正确选择参考平面，机械能的变化看除重力之外的其它力做功的情况即可。其它力做正功，机械能增加；其它力做负功，机械能减小，其它力不做功，机械能守恒。

汽车运动控制方案

南京工程学院 课程设计说明书 题目汽车运动控制系统的 / 设计与仿真 课程名称MATLAB 的控制系统 院（系、部、中心） 专业） 班级 学生姓名 学号 设计时间 ? 设计地点基础实验楼B114 指导教师 \

2012年1月南京 目录 一、课设目的 (3) ^ 二、控制对象分析 (3) 、控制设计对象结构示意图 (3) 、机构特征 (3) 三、课设设计要求 (4) 四、控制器设计过程和控制方案 (4) 、系统建模 (4) 、PID控制器的设计 (4) 五、控制系统仿真结构图 (5) — 六、仿真结果及指标 (6) 对于二阶传递函数的系统仿真 (6) 输入为500N时，K P=700、K I=100、K D=100。 (6) 输入为50N时，K P=700、K I=100、K D=100 (7) PID校正的设计过程 (7) 未加校正装置的系统阶跃响应： (7) PID校正装置设计 (8)

七、收获和体会 (9) >

Matlab 与控制系统仿真设计 一、课设目的 针对具体的设计对象进行数学建模，然后运用经典控制理论知 识 设计控制器，并应用Matlab 进行仿真分析。通过本次课程设计，建立理论知识与实体对象之间的联系，加深和巩固所学的控制理论知识，增加工程实践能力。 二、控制对象分析 、控制设计对象结构示意图 ： 图1. 汽车运动示意图 、机构特征 汽车运动控制系统如图1所示。忽略车轮的转动惯量，且假定汽 车受到的摩擦阻力大小与运动速度成正比，方向与汽车运动方向相反。 根据牛顿运动定律，该系统的模型表示为： ?? ?==+v y u bv v m （1） 其中，u 为汽车驱动力（系统输入），m 为汽车质量，b 为摩擦阻 力与运动速度之间的比例系数，v 为汽车速度（系统输出），v 为汽车加速度。 假定kg m 1000=，m s N b /50?=，N u 500=。

初三物理运动和力练习题及答案

运动和力测试题 知识与技能（共72分） （1～14题每题2分，15～20题每空1分，共42分） 1．骑自行车的人看到路旁的树木向后退，他选的参照物是 （ ） A ．地面 B ．自行车 C ．树木 D ．房屋 2．关于参照物，下面说法中正确的是 （ ） A ．参照物必须是静止的物体 B ．参照物必须是运动快慢不变的物体 C ．参照物可以是静止的物体，也可以是运动的物体 D ．同一物体，选不同的参照物，其运动情况是相同的 3．关于速度，下列说法中正确的是 （ ） A ．物体运动的时间越短，它的运动速度越大 B ．物体通过的路程越长，它的运动速度越大 C ．在相同的时间内，通过的路程越长速度越大 D ．通过相等的路程，所用时间越长速度越大 4．第一次世界大战期间，一位法国飞行员在飞行时用手抓住了一颗德国子弹，这个飞行员能很容易地抓住子弹的原因是 （ ） A ．飞行员飞行的速度不大 B ．子弹飞行的速度不大 C ．子弹相对于飞行员的速度不大 D ．以上都有可能 5．一辆汽车正在做匀速直线运动，则 （ ） A ．通过路程越长，速度就越大 B ．通过路程越短，速度就越大 C ．运动的时间越短，速度就越大 D ．速度与通过路程的长短和运动时间无关 6．甲、乙、丙三个人的运动速度分别是v 甲＝10.8km/h 、v 乙＝0.2km/min 、v 丙＝2.8m/s ，这三个人运动速度数值之间的关系是 （ ） A ．v 甲＞v 乙＞v 丙 B ．v 乙＞v 甲＞v 丙 C ．v 丙＞v 甲＞v 乙 D ．v 甲＞v 丙＞v 乙 7．子弹从枪口射出后，还能在空中继续向前飞行，是因为 （ ） A ．子弹受到火药燃气的推力

汽车运动控制系统仿真

一、摘要 2 二、课程设计任务 3 1．问题描述 3 2．设计要求 3 三、课程设计内容 4 1、系统的模型表示 4 2、利用Matlab进行仿真设计 4 3、利用Simulink进行仿真设计 9 总结与体会 10 参考文献 10

本课题以汽车运动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言对其进行设计与仿真.首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标稳态误差和动态指标搬调量和上升时间，最终应用MATLAB环境下的.m文件来实现汽车运动控制系统的设计。其中.m文件用step函数语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行P、PI、PID校正；同时对其控制系统建立Simulink进行仿真且进行PID参数整定。仿真结果表明，参数PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值，是汽车运动控制系统设计的优秀手段之一。 关键词：运动控制系统 PID仿真稳态误差最大超调量

一、课程设计任务 1. 问题描述 如下图所示的汽车运动控制系统，设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计，并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比，摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反，这样，该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。 根据牛顿运动定律，质量阻尼系统的动态数学模型可表示为： ???==+v y u bv v m 系统的参数设定为：汽车质量m =1000kg ， 比例系数b =50 N ·s/m ， 汽车的驱动力u =500 N 。 根据控制系统的设计要求，当汽车的驱动力为500N 时，汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。由于该系统为简单的运动控制系统，因此将系统设计成10％的最大超调量和2％的稳态误差。这样，该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为： 上升时间：t r <5s ； 最大超调量：σ％<10％； 稳态误差：e ssp <2％。 2.设计要求 1．写出控制系统的数学模型。 2．求系统的开环阶跃响应。 3．PID 控制器的设计 （1）比例（P ）控制器的设计 （2）比例积分（PI ）控制器的设计 （3）比例积分微分（PID ）控制器的设计 利用Simulink 进行仿真设计。 二、课程设计内容 1.系统的模型表示

实验七-对汽车控制系统的设计与仿真

实验七 对汽车控制系统的设计与仿真 一、实验目的： 通过实验对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真，掌握控制系统性能的分析和仿真处理过程，熟悉用Matlab 和Simulink 进行系统仿真的基本方法。 二、实验学时：4 个人计算机，Matlab 软件。 三、实验原理： 本实验是对一个汽车运动控制系统进行实际设计与仿真，其方法是先对汽车运动控制系统进行建摸，然后对其进行PID 控制器的设计，建立了汽车运动控制系统的模型后，可采用Matlab 和Simulink 对控制系统进行仿真设计。 注意：设计系统的控制器之前要观察该系统的开环阶跃响应，采用阶跃响应函数step( )来实现，如果系统不能满足所要求达到的设计性能指标，需要加上合适的控制器。然后再按照仿真结果进行PID 控制器参数的调整，使控制器能够满足系统设计所要求达到的性能指标。 1. 问题的描述 如下图所示的汽车运动控制系统，设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计，并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比，摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反，这样，该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。 根据牛顿运动定律，质量阻尼系统的动态数学模型可表示为： ? ??==+v y u bv v m & 系统的参数设定为：汽车质量m =1000kg ， 比例系数b =50 N ·s/m ， 汽车的驱动力u =500 N 。 根据控制系统的设计要求，当汽车的驱动力为500N 时，汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。由于该系统为简单的运动控制系统，因此将系统设计成10％的最大超调量和2％的稳态误差。这样，该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为： 上升时间：t r <5s ； 最大超调量：σ％<10％； 稳态误差：e ssp <2％。 2、系统的模型表示

Matlab汽车运动控制系统设计

1绪论 1.1选题背景与意义 汽车已经成为人们日常生活不可缺少的代步交通工具，在汽车发达国家，旅客运输的60％以上，货物运输的50％以上由汽车来完成，汽车工业水平和家庭平均拥有汽车数量已经成为衡量一个国家工业发达程度的标志。进行汽车运动性能研究时．一般从操纵性、稳定性和乘坐舒适性等待性着手。但近年来．随着交通系统的日趋复杂，考虑了道路环境在内的汽车运动性能开始受到关注。因此，汽车运动控制系统的研究也显得尤为重要，在文中，首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统简化模型，确定期望的静态指针(稳态误差)和动态指针(超调量和上升时间)。然后对汽车运动控制系统进行设计分析。从而确定系统的最佳静态和动态指针。 2 论文基本原理分析 2.1.1汽车运动横向控制 （1）绝对位置的获得方法 汽车横向方向的控制使用GPS(全球定位系统)的绝对位置信息。GPS信息的精度与采样周期、时间滞后等有关。为提高GPS的数据精度和平滑数据．采用卡尔曼滤波对采样数据进行修正。GPS的采样周期为200ms相对应控制的周期采用50ms。另外考虑通信等的滞后、也需要进行补偿，采用航位推测法(dead reckoning)解决此问题。通过卡尔曼滤波和航位推测法推算出的值作为汽车的绝对位置使用来控制车速、横摆角速度等车辆的状态量。GPS 的数据通过卡尔曼滤波减少偏差、通过航位推测法进行误差和迟滞补偿．提高了位置数据推算的精度。 （2）前轮转角变化量的算出方法 这里对前轮目标转角变化量(?δ)的算出方法作简要说明，横方向控制采用预见控制，可以从现在汽车的状态预测经过时间t p秒后的汽车位置，由t p秒后的预测位置和目标路径

汽车设计转向系统

第一节概述 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。 对转向系提出的要求有： 1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 6)操纵轻便。 7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2．5倍。通常用转向时驾驶员作用·在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50—100N；有动力转向时，此力在20—50N。当货车从直线行驶状态，以10km ／h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N；有动力转向器时，不得超过120N。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2．0圈，货车则要求不超过3．0圈。·近年来，电动、电控动力转向器已得到较快发展，不久的将来可以转入商品装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。

运动与力 专题练习

第一章运动与力专题练习（一） 专题一：参照物及其选择 1、诗句”满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。“其中”看山恰似走来 迎“和”是船行“所选的参照物分别是和。 2、“月亮在白云中穿梭”和“月亮走我也走”这两觉歌词中额参照物分别是 和。 3、两列火车如图所示，西子号礼列车上的乘客看到和谐号正在向东行驶，如果以地面为参照物， 则下列说法正确的是（） A、若西子号向东行驶，则和谐号一定静止 B、若西子号向东行驶，则和谐号一定也向东行驶 C、若西子号静止，则和谐号可能向西行驶 D、若西子号都向西行驶，则西子号行驶得较慢 4、在新型飞机研制中，将飞机放在风洞中固定不动，让模拟 气流迎面吹来，便可以模拟空中的飞行情况，如图所示。此 时，机舱里的飞行员感觉飞机在飞行，则他所选的参照物是 （） A、飞机 B、气流 C、地面 C、风洞 5、一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小速度并列运动。如果这只蜜蜂眼睛盯着汽车车 轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是（） 专题二、速度图像问题 1、甲乙两物体运动时，路程与时间关系的s-t图像如图所示。其 中甲为曲线，乙为直线，在t=5s时两线相交。则由图像可知 （） A、两物体在t=5s时一定相遇 B、两物体在5s内通过的路程甲小于乙 C、甲物体做曲线运动，乙物体做直线运动 D、甲物体做变速运动，乙物体做匀速运动 2、某物体运动的速度图像如右图，根据图像可知（） A、0-2s内的速度为1m/s B、0-5s内的物体移动了10m C、第1秒末和第3秒末的速度方向相反 D、第1秒末和第5秒末的速度方向相同 3、两台完全相同的电动小车，在水平路面上由同一地点同时向东 作直线运动，他们的路程随时间变化的图像，如图所示。根据图像 作出下列的判断，其中不正确的是（） A、两车运动的速度大小相等 B、通过30m的路程，乙车所用的时间比甲车的长 C、第6s时，甲车的速度比乙车的速度大 D、若乙车为参照物，甲车是向西运动的 4、如图所示，沿同一条直线向东运动的物体A、B，其运动相对同 参考点O点距离s随时间t变化的图像，以下说法正确的是 （） A、两物体由同一位置O点开始运动，但物体A比B迟3s才开始运 动 B、t=0时刻，A在O点，B在距离O点5m处 C、从第3s开始，A速度大于B速度，5s末A、B相遇 D、5s内A、B的平均速度相等 5、如图所示是甲乙两物体做直线运动的s-t图像，分析图像， 下列说法正确的是（） A、甲乙两物体是从同一地点出发的 B、甲乙两物体是往同一方向运动的 C、甲乙两物体相遇时都通过了20m路程 D、甲乙两物体的运动速度大小相同，都是2m/s 专题三、速度计算 1、短跑运动员在某次百米赛跑中测得5秒末的速度为9.0m/s，10秒末到达终点的速度为10.2m/s， 则下列说法正确的是（） A、在前5秒内运动员的平均速度为4.5m/s B、在后5秒内运动员的平均速度为9.6m/s C、在本次百米赛跑中运动员的平均速度为10.0m/s D、在本次百米赛跑中运动员的平均速度为9.1m/s 2、晓燕在春季运动会百米赛跑中以16s的成绩获得冠军，测得她在50m处的速度是6m/s，到终

基于PLC的小车自动往返运动控制系统2

第一章概述 1完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。 如图1-1 小车运动路线示意图 第二章硬件设计 2.1 主电路图 如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。

图2-1小车循环控制的主电路原理 2.2 I/O地址分配 如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。 表2-1

2.3 I/O接线图 如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。 图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图 2.4 元件列表 如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。 表2-2

第三章软件设计 3.1 程序流程图 如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。 首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。

对汽车控制系统建模与仿真

对汽车控制系统建模与仿真 摘要：PID 控制是生产过程中广泛使用的一种最基本的控制方法，本文分别采用用简单的比例控制法和用PID控制来控制车速，并用MATLAB对系统进行了动态仿真，具有一定的通用性和实用性。 关键词：MATLAB 仿真；比例控制；PID 控制 1 MATLAB和PID概述 MATLAB是matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 2车辆行驶过程车速的数学模型 对行驶在斜坡上的汽车的车速进行动态研究，可以分析车辆的性能，指导车辆的设计。MATLAB软件下的SIMULILNK模块是功能强大的系统建模和动态仿真的软件，为车辆行驶过程车速控制分析提供了一种有效的手段。 汽车行驶如图7.4.1所示的斜坡上，通过受力分析可知在平行于斜面的方向上有三个力作用于汽车上：发动机的力、空气阻力和重力沿斜面的分量下滑力。

运动和力练习题及答案0801

第十二章运动和力测试题 知识与技能（共72分） （1～14题每题2分，15～20题每空1分，共42分） 1．骑自行车的人看到路旁的树木向后退，他选的参照物是 （）A．地面B．自行车C．树木D．房屋 2．关于参照物，下面说法中正确的是 （）A．参照物必须是静止的物体 B．参照物必须是运动快慢不变的物体 C．参照物可以是静止的物体，也可以是运动的物体 D．同一物体，选不同的参照物，其运动情况是相同的 3．关于速度，下列说法中正确的是 （）A．物体运动的时间越短，它的运动速度越大 B．物体通过的路程越长，它的运动速度越大 C．在相同的时间内，通过的路程越长速度越大 D．通过相等的路程，所用时间越长速度越大 4．第一次世界大战期间，一位法国飞行员在飞行时用手抓住了一颗德国子弹，这个飞行员能很容易地抓住子弹的原因是 （）A．飞行员飞行的速度不大 B．子弹飞行的速度不大 C．子弹相对于飞行员的速度不大 D．以上都有可能 5．一辆汽车正在做匀速直线运动，则 （）A．通过路程越长，速度就越大 B．通过路程越短，速度就越大 C．运动的时间越短，速度就越大 D．速度与通过路程的长短和运动时间无关 6．甲、乙、丙三个人的运动速度分别是v甲＝10.8km/h、v乙＝0.2km/min、v丙＝2.8m/s，这三个人运动速度数值之间的关系是 （）A．v甲＞v乙＞v丙B．v乙＞v甲＞v丙 C．v丙＞v甲＞v乙D．v甲＞v丙＞v乙 7．子弹从枪口射出后，还能在空中继续向前飞行，是因为 （）A．子弹受到火药燃气的推力 B．子弹受到了惯性的作用 C．子弹有惯性 D．子弹的惯性大于受到的阻力 8．设想一下，当你骑车在公路上行驶时，在不受任何力的作用（包括重力、阻力和其他物体的作用力）下，将会 （）

运动控制系统仿真---实验讲义

《运动控制系统仿真》实验讲义 谢仕宏 xiesh@https://www.wendangku.net/doc/965715280.html, 实验一、闭环控制系统及直流双闭环调速系统仿真 一、实验学时：6学时 二、实验内容： 1.已知控制系统框图如图所示：

图1-1单闭环系统框图 图中，被控对象G(S) 10e-150s，GC(S)为PID控制器，试整定PID控制器 300s + 1 参数，并建立控制系统Simulink仿真模型。再对PID控制子系统进行封装，要求可通过封装后子系统的参数设置页面对KP、Ti、Td进行设置。 2.已知直流电机双闭环调速系统框图如图1-2所示。试设计电流调节器ACR和转速调 节器ASR并进行SimUIink建模仿真。 图1-2直流双闭环调速系统框图 三、实验过程： 1、建模过程如下： (1)PID控制器参数整顿 根据PID参数的工程整定方法(Z-N法)，如下表所示，KP= 伯=0.24,Ti= 2 =300, Kτ Td= 0. 5 =75。 表1-1 Z-N法整定PID参数

PI 0.9T -K T3τ无0.4K c0.8TC无 PID 1.2T K I 2τ0?5τ0.6K C 0.5TC0.12TC (2) Simulink仿真模型建立 建立SimUIink仿真模型如下图1-3所示，并进行参数设置: 图1-3中，SteP模块"阶跃时间”改为 O, Transport Delay模块的"时间延迟”设置为 150,仿真时间改为1000s，如下图1-4所示： 图1-3 PID控制参数设置 运行仿真，得如下结果:

IP 回 Gaml Integrator du'dl S S □ VieW Simulation FOrmat ToOlS C? I ∣-CaΛtel 5 0.5 O 500 IPlD ≠ I ≡ ?希刊 3片令Uy 卜I IlOOo J?orΛal 三爭 E Φ I- F 過应? 图1-7 PID 子系统 Tim& offset. 0 (3) PID 子系统的创建 首先将参数 Gain 、Gain1、Gain 三个模块的参数进行设置，如下图所示: 再对PID 子系统进行圭寸装，选中"SUbSyStem ”后，单击鼠标右键，选择" MaSk SUbSyStem ”，弹 图1-5 PID 控制运行结果 Garn WO O ≡ a [^： P 刃盹逼圖0 ■垢 G I airl2 Deirivativ? W FUnCtlOn BlaCk PararrleterS- Gain 图1-6 PID 参数设置 然后建立PID 控制器子系统，如下图 1-7所示: TranSier FCn Transport Delay SietLal AttrLbU EiElIerrt-UriSe g ,aiιι (y =, Je-IaIi 吕 FUnCtiOn BIoCk Paranneters≡ Gain2 Signal Att ribut SaJliJJIe tine (-1 for i≡< P a,E ≥τ∣e i t 6r AttElbules Hlenent 5?jιple txι≡c (-1 fur Ieih Knlt ipLicat iαι∏LS EleMrtt -vise (K. *u) Sanple tune Ii-I for inketLtθd) i Elenent-Wije g 自丄n (y = .)LAU) _OE j??tn? ??LΠ Jy ± K ÷ α Or u^K}a V? FUnCtiOn Block Parameters ： GainI K?LΓi (T) IlU I ltiPIICatiOn5 EIenI l eT SUbSyStem 10 300s+1

运动和力专项练习题

《第八章运动和力》专题练习题 知识点回顾： 第一节牛顿第一定律 1、伽利略斜面实验： ⑴三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是：保证小车。 ⑵实验得出得结论：在同样条件下，平面越，小车前进地越。 ⑶伽利略的推论是：在理想情况下，如果表面绝对光滑，物体将以的 速度永远运动下去。 2、牛顿第一定律： ⑴内容：物体的作用的时候，总保持或状态。 ⑵注意事项： A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步而概括出来的，且经受住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围不受力的物体是不存在的，因此不可能用来直接证明牛顿第一定律。 B、内涵：物体不受力，原来静止的物体将保持状态,原来运动的物体,不管 原来做什么运动,物体都将做运动. C 、定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力，即力与运动状态无关，所以力不 是的原因，而是的原因。 3、惯性： ⑴定义：一切物体都有保持不变的性质叫惯性。 ⑵说明：惯性是物体的一种。一切物体在任何情况下都有，惯性大小只与 物体的有关，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。第二节二力平衡 1、力的平衡：如果物体在几个力的作用下，保持或运动，我们就说这几个力平衡了，物体处于状态。 2、二力平衡：物体在受到个力的作用时，如果能保持状态或运动状态称二力平衡。 3、平衡力：使物体处于状态的几个力，叫平衡力。 4、二力平衡条件：二力作用在物体上、相等、相反、两个力作用在。 5、平衡力与相互作用力比较： 相同点：①相等；②相反③作用在上。 不同点：平衡力作用在物体上；相互力作用在物体上。 第三节摩擦力 1、定义：两个互相的物体，当它们要发生或已发生相对运动时，就会在接触面上产生一种力就叫摩擦力。 2、分类： 静摩擦 摩擦力 动摩擦 3或相反。 4 5、在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦得多。

汽车转向系练习及答案

汽车转向系统习题及答案 一、填空题： 1、转向系由转向传动机构、机械转向器和转向操纵机构构成。 2、转向器的功用是增大转向盘传到转向节的力并改变力的传递方向。 3、与非独立悬架配用的转向传动机构包括转向摇臂、转向节臂、转向梯形臂和转向横拉杆等。 4、整体式动力转向系将动力缸、滑阀和转向器集成为一体。 5、转向传动机构指位于转向器和转向臂之间的所有摆动轴和连接件系统。 6、转向传动机构将转向器输出轴的运动变为转向臂的运动使车轮偏转以操纵车辆。 7、齿轮齿条式转向机构的转向输入为与转向轴相连的主动小齿轮，转向齿条与横拉杆相连带动车轮偏转。 8、为了使汽车能顺利转向，保证转向时两前轮滚动而没有横向滑移，必须使汽车在转弯时各车轮绕同一中心转向。 9、在快速转动汽车方向盘时，转向沉重主要原因为油泵的安全阀和流量控制阀作用不良，油泵供出的油量过少或油中空气较多。 10、转向系主要性能参数有：转向器的效率和啮合间隙，转向系的角传动比和力传动比，以及转向系的刚度与转向盘的旋转圈数。 11、与常规动力转向系相比，电子控制齿轮齿条式转向系用电子控制单元和齿条同轴的电动机代替了油泵、油管和液流。 12、当前还使用的转向器有三种形式：循环球式、蜗杆滚轮式和齿轮齿条式。 13、动力转向油管的基本功用是将压力油液从油泵传递给转向器，并将油液最终回传给油罐。 14、发动机从怠速状态到车辆高速行驶状态转速变化很大，为保持转向能力的恒定，就必须有流量控制阀和减压阀。 15、常用的动力转向油泵有滚柱式、叶片式、径向滑块式和齿轮式四种类型。 16、转向系按转向能源的不同分为（机械转向系）和（动力转向系）两大类。 17、转向系的作用是（改变或恢复汽车的行驶方向）。 18、循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是（螺杆螺母）传动副，第二级是（齿条齿扇）传动副。 19、齿轮齿条式转向器传动副的主动件是（转向齿轮），从动件是（转向齿条）。 20、蜗杆曲柄指销式转向器传动副的主动件是（转向蜗杆），从动件是装在摇臂轴曲柄端部的（指销）。 21、液压式动力转向系中，转向加力装置有（转向油罐）、（转向油泵）（转向控制阀）和（转向动力缸） 22、液压动力转向装置按液流形式不同有（常压式）和（常流式）两种。 23、动力转向器由（机械转向器）、（转向动力缸）和（转向控制阀）等三部分组成。 24、从瞬时转向中心O点到转向外轮中心面的距离R，叫做汽车的(转弯半径)。 25、转向操纵机构包括(转向盘)、(转向轴) 、(转向传动副)等部分组成。 26、按啮合传动副的结构形式不同转向器可分为(循环球式)、(蜗杆曲柄指销式)、(齿轮齿条式)等几种。 27、按传能介质的不同，转向传力装置分为（气压式）和（液压式）两种。 28、在转向传动机构中，为了防止运动干涉，各个横纵拉杆均采用（球铰）进行连接。 二、判断题 1、可逆式转向器的自动回正能力稍逊于极限可逆式转向器。(×) 改正：“稍逊”改为“稍强” 2、循环球式转向器中的转向螺母既是第一级传动副的主动件，又是第二级传动副的从动件。(×) 改正：“主动件”与“从动件”互换。 3、循环球式转向器中的螺杆-螺母传动副的螺纹是直接接触的。(×) 改正：“是”改为“不是” 4、汽车转向时，内转向轮的偏转角应当小于外转向轮的偏转角。。(×) 改正：“小于”改为“大于” 5、汽车的转弯半径越小，则汽车的转向机动性能越好。(√)