IPEN2, IPEN3 – N-ramenné inverzní kyvadlo na vozíku

IPEN2, IPEN3 – N-ramenné inverzní kyvadlo na vozíku - Fyzikální parametry

Symboly blokůPotřebná licence: MODEL

Popis funkce
Bloky IPEN2 a IPEN3 simulují dynamiku dvojitého a trojitého inverzního kyvadla na vozíku. Tyto modely umožňují uživatelům provádět experimenty s různými řídícími strategiemi, čímž jsou vhodné jak pro vzdělávací účely, tak pro vědecký výzkum.

Hlavním vstupem do modelů je analogový signál u, jehož interpretace závisí na nastavení parametru IACC:

pro IACC=on je vstup u považován za sílu působící na vozík [N],
pro IACC=off modely předpokládají, že vstup představuje rychlost [m/s].

Signál R1 slouží k resetování každého modelu do jeho počáteční konfigurace.

Oba modely lze detailně konfigurovat pomocí série parametrů, které odpovídají fyzikálním charakteristikám systému. Tyto parametry zahrnují relativní polohu těžiště kyvadel a, moment setrvačnosti J, délku l a hmotnost kyvadel m, koeficienty tlumení b a počáteční stav systému (polohy d_0, rychlosti dd_0). Schematické znázornění systému s parametry je na obrázku níže. Většina parametrů má jasnou definici, relativní poloha těžiště i-tého kyvadla $a_{i}$ je dána vztahem

|A_{i - 1} T_{i}| = a_{i} l_{i},

kde $A_{i - 1}$ je pozice předchozího kloubu, $T_{i}$ je pozice těžiště kyvadla a $l_{i}$ je délka kyvadla.

Výpočet modelů je v souladu s matematickým modelem a fyzikálními parametry, které jsou podrobně popsány v literatuře [8]. Bloky IPEN2pu a IPEN3pu jsou využívány pro simulaci modelů inverzních kyvadel s dynamickými parametry.

Tento blok nepropaguje kvalitu signálu. Více informací je uvedeno v sekci 1.4.

Vstup

u	Analogový vstupní signál	Double (F64)
R1	Reset bloku	Bool

Parametr

a1	Relativní poloha těžiště $⊙$ 1.0	Double (F64)
a2	Relativní poloha těžiště $⊙$ 1.0	Double (F64)
a3	Relativní poloha těžiště $⊙$ 1.0	Double (F64)
J1	Moment setrvačnosti kyvadla [kg.m^2] $⊙$ 1.0	Double (F64)
J2	Moment setrvačnosti kyvadla [kg.m^2] $⊙$ 1.0	Double (F64)
J3	Moment setrvačnosti kyvadla [kg.m^2] $⊙$ 1.0	Double (F64)
l1	Délka kyvadla [m] $⊙$ 1.0	Double (F64)
l2	Délka kyvadla [m] $⊙$ 1.0	Double (F64)
l3	Délka kyvadla [m] $⊙$ 1.0	Double (F64)
m1	Hmotnost kyvadla [kg] $⊙$ 1.0	Double (F64)
m2	Hmotnost kyvadla [kg] $⊙$ 1.0	Double (F64)
m3	Hmotnost kyvadla [kg] $⊙$ 1.0	Double (F64)
m0	Hmotnost vozíku [kg] $⊙$ 1.0	Double (F64)
b1	Koeficient tlumení kyvadla $⊙$ 1.0	Double (F64)
b2	Koeficient tlumení kyvadla $⊙$ 1.0	Double (F64)
b3	Koeficient tlumení kyvadla $⊙$ 1.0	Double (F64)
b0	Koeficient tlumení vozíku $⊙$ 1.0	Double (F64)
d1_0	Počáteční poloha kyvadla [rad] $⊙$ 1.0	Double (F64)
d2_0	Počáteční poloha kyvadla [rad] $⊙$ 1.0	Double (F64)
d3_0	Počáteční poloha kyvadla [rad] $⊙$ 1.0	Double (F64)
x_0	Počáteční poloha vozíku [m] $⊙$ 1.0	Double (F64)
dd1_0	Počáteční úhlová rychlost kyvadla [rad/s] $⊙$ 1.0	Double (F64)
dd2_0	Počáteční úhlová rychlost kyvadla [rad/s] $⊙$ 1.0	Double (F64)
dd3_0	Počáteční úhlová rychlost kyvadla [rad/s] $⊙$ 1.0	Double (F64)
dx_0	Počáteční rychlost vozíku [m/s] $⊙$ 1.0	Double (F64)
IACC	on=Vstup u je síla, off=Vstup u je rychlost	Bool

Výstup

d1	Poloha kyvadla [rad]	Double (F64)
d2	Poloha kyvadla [rad]	Double (F64)
d3	Poloha kyvadla [rad]	Double (F64)
x	Poloha vozíku [m]	Double (F64)
dd1	Úhlová rychlost kyvadla [rad/s]	Double (F64)
dd2	Úhlová rychlost kyvadla [rad/s]	Double (F64)
dd3	Úhlová rychlost kyvadla [rad/s]	Double (F64)
dx	Rychlost vozíku [m/s]	Double (F64)
E	Příznak chyby	Bool

[Předchozí] [Na začátek] [Výše] [Další]