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机械转动系统的基本元件JθMM转动换量θ1Mθ2阻尼f转动惯量、弹簧和阻尼器。图中θ(t)代表转角,J代表转动惯量,f代表粘滞阻尼系数,K代表弹簧刚度。θ1Mθ2弹簧k2.2.2机械转动系统
JθMM转动换量θ1Mθ2弹簧kθ1Mθ2阻尼f
例:扭摆的系统模型J表示摆锤的转动惯量;f表示摆锤与空气的粘性阻尼系数;K表示扭簧弹性刚度。则加在摆锤上的力矩M(t)与摆锤转角θ(t)之间的运动方程为:
拉普拉斯变换后系统传递换数为:M(s)θ(s)-fsK-+形式上与前述简单隔震装置相同例:扭摆的系统模型
例:打印机步进电机——同步齿形带驱动系统K、f分别表示同步齿形带的弹性与阻尼;M(t)为步进电机的力矩;Jm和JL分别为步进电机轴和负载的转动惯量;θi(t)与θo(t)分别为输入轴与输出轴的转角。
例:打印机步进电机——同步齿形带驱动系统针对输入轴和输出轴可以分别写出力矩平衡方程
例:打印机步进电机——同步齿形带驱动系统拉普拉斯变换后整理后θo(s)fs+Kθi(s)-M(s)+-Jms2θo(s)-M(s)+-θo(s)-M(s)+Jms2
例:打印机步进电机——同步齿形带驱动系统θo(s)-M(s)+Jms2传递函数为
小结:1.对系统进行动力学分析;2.列写系统动力学方程组(微分方程组);3.通过拉普拉斯变换,将微分方程组转换为等价的代数方程组,也可根据代数方程组画出系统结构图;4.消去代数方程组的中间变量,或通过结构图化简方式,求系统的传递函数。本节主要学习了机械系统数学模型的建立方法:
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