Xác Định Hàm Truyền H(s) Giữa Lực r(t) và Vận Tốc Khối Lượng m_1

hệ thống điều khiển Điều khiển tốc độ và hướng đi của ô tô

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách xác định hàm truyền H(s) giữa lực tác động r(t) và vận tốc của khối lượng m_1 trong một hệ cơ học.

xác Định hàm truyền hs giữa lực rt và vận tốc khối lượng m1

Quá trình thực hiện bao gồm việc thiết lập phương trình vi phân mô tả vận tốc của khối lượng, áp dụng phép biến đổi Laplace, và cuối cùng là tính toán hàm truyền.


1. Các Bước Thực Hiện

Để tìm hàm truyền H(s), chúng ta thực hiện các bước sau:

  1. Thiết lập phương trình vi phân mô tả vận tốc của mỗi khối lượng.
  2. Áp dụng biến đổi Laplace để chuyển phương trình từ miền thời gian sang miền tần số.
  3. Tính toán hàm truyền H(s) = \frac{V_1(s)}{R(s)}, trong đó V_1(s) là vận tốc của khối lượng m_1.

2. Thiết Lập Phương Trình Vi Phân

Phương trình cân bằng động lực học cho khối lượng m_1 có dạng: - b_1 (v_1 - v_2) - b_2 v_1 + r(t) = m_1 \dot{v}_1

Sau khi áp dụng biến đổi Laplace, ta có: - b_1 V_1(s) + b_1 V_2(s) - b_2 V_1(s) + R(s) = m_1 s V_1(s)

Sắp xếp lại: V_1(s) [m_1 s + b_1 + b_2] - b_1 V_2(s) = R(s)

Đối với khối lượng m_2, ta có phương trình: b_1 (v_1 - v_2) - K \int v_2 dt = m_2 \dot{v}_2

Áp dụng biến đổi Laplace: b_1 V_1(s) - b_1 V_2(s) - \frac{K}{s} V_2(s) = m_2 s V_2(s)

Sắp xếp lại: V_2(s) [m_2 s + b_1 + K/s] = b_1 V_1(s)


3. Tính Hàm Truyền H(s)H(s)

Từ hai phương trình trên, giải V_2(s) theo V_1(s): V_2(s) = \frac{b_1 V_1(s)}{m_2 s + b_1 + K/s}

Thay vào phương trình đầu: V_1(s) [m_1 s + b_1 + b_2] - \frac{b_1^2}{m_2 s + b_1 + K/s} V_1(s) = R(s)

Sắp xếp lại để tìm H(s) = \frac{V_1(s)}{R(s)}:

H(s) = \frac{m_2 s^2 + b_1 s + K}{(m_1 s + b_1 + b_2)(m_2 s^2 + b_1 s + K) - b_1^2 s}


4. Kết Luận

Hàm truyền H(s) giúp xác định mối quan hệ giữa lực tác động R(s) và vận tốc của khối lượng m_1. Đây là một phương pháp quan trọng trong phân tích hệ thống cơ học và điều khiển, giúp chúng ta mô hình hóa và dự đoán đáp ứng của hệ thống trước các tác động ngoại lực.

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Hotline: 039.2266.928
Khóa học Toefl
Phone now