- •Студентові
- •1. Цикл "Нелінійні властивості фізичного маятника" Мета циклу
- •Склад циклу
- •Загальна теоретична частина
- •Опис програмних засобів
- •1.1.2. Сценарій роботи
- •Xlabel('Час (в періодах малих власних коливань)','FontSize',12);
- •Xlabel('Кут у градусах','FontSize',12); ylabel('Швидкість','FontSize',12);
- •1.1. Залежність частоти власних коливань маятника від їх амплітуди
- •1.1.1. Мета роботи
- •1.1.3. Теоретична частина. Неізохронність власних коливань. Скелетні криві
- •Xlabel('Відносна частота власних коливань')
- •Xlabel('Відносна частота власних коливань')
- •1.1.4. Контрольні запитання
- •1.2. Амплітудно-частотні характеристики маятника
- •1.2.1. Мета роботи
- •1.2.2. Сценарій роботи
- •1.2.3. Теоретична частина. Амплітудно-частотні характеристики маятника
- •Xlabel('Відносна частота збудження'), ylabel('Амплітуда (градуси)')
- •1.2.4. Завдання
- •1.2.5. Методичні вказівки до виконання
- •1.2.6. Контрольні запитання
- •1.3. Випрямний ефект маятника при вібрації точки його підвісу
- •1.3.1. Мета роботи
- •1.3.2. Сценарій роботи
- •1.3.3. Теоретична частина. Випрямний ефект
- •1.3.4. Завдання
- •1.3.5. Контрольні запитання
- •1.4. Параметричні коливання маятника при вертикальній вібрації точки його підвісу
- •1.4.1. Мета роботи
- •1.4.2. Сценарій роботи
- •1.4.3. Теоретична частина. Параметричні коливання маятника
- •1.4.4. Завдання
- •1.4.5. Методичні вказівки до виконання
- •1.4.6. Контрольні запитання
- •2. Цикл "Динаміка гіроскопів" Вступ
- •2.1. Поводження симетричного зрівноваженого гіроскопа
- •2.1.1. Мета роботи
- •2.1.2. Сценарій роботи
- •2.1.3. Теоретична частина
- •2.1.3.1. Вільний рух сзг
- •2.1.3.2. Рух сзг під дією сталого моменту сил
- •2.1.3.3. Вплив тертя на рух сзг
- •2.1.4. Опис програмних засобів
- •2.1.5. Завдання
- •2.1.6. Методичні вказівки до виконання
- •2.1.7. Контрольні запитання
- •2.2. Поводження гіромаятника
- •2.2.1. Мета роботи
- •2.2.2. Сценарій роботи
- •2.2.3. Теоретична частина
- •2.2.3.1. Вільний рух гіромаятника
- •2.2.3.2. Вплив тертя на поводження гіромаятника
- •2.2.4. Опис програмних засобів
- •Xlabel('Час (с)','Fontsize',12)
- •2.2.5. Завдання
- •2.2.6. Методичні вказівки до виконання
- •2.2.7. Контрольні запитання
- •2.3. Поводження гіроскопа у кардановому підвісі
- •2.3.1. Мета роботи
- •2.3.2. Сценарій роботи
- •2.3.3. Теоретична частина
- •2.3.3.1. Вільний рух гкп
- •2.3.3.2. Вплив тертя на вільний рух гкп
- •2.3.3.3. Рух гкп під дією сталих моментів сил
- •2.3.3.4. Вплив тертя на рух гкп під дією сталих моментів сил
- •2.3.3.5. Рух гкп під дією гармонічно змінюваних моментів сил
- •2.3.4. Опис програмних засобів
- •If isempty(sname)
- •2.3.5. Завдання
- •2.3.6. Методичні вказівки до виконання
- •2.3.7. Контрольні запитання
- •3. Цикл "Динаміка приладів орієнтації на рухомій основі" Вступ
- •3.1. Поводження двоступеневого гірокомпаса на рухомій основі
- •3.1.1 Мета роботи
- •3.1.2. Теоретична частина
- •3.1.2.1. Вільний рух дгк
- •3.1.2.2. Рух дгк при кутовій вібрації
- •3.1.3. Опис програмного забезпечення
- •3.1.4. Завдання
- •3.1.5. Методичні вказівки до виконання
- •3.1.6. Контрольні запитання
- •3.2. Поводження гіроскопа напрямку на рухомій основі
- •3.2.1 Мета роботи
- •3.2.2 Теоретична частина
- •3.2.2.1. Гкп на обертовій основі під впливом моментів сил тертя
- •3.2.2.2. Дрейфи гкп при хитавиці основи
- •3.2.2.3. Віражна похибка гіроскопу напрямку
- •3.2.2.4. Похибка гн за хитавиці
- •3.2.3. Опис програмного забезпечення
- •Gn_po_precession
- •3.2.4. Завдання
- •3.2.5. Методичні вказівки до виконання
- •3.2.6. Контрольні запитання
- •3.3. Поводження гіромаятника на рухомій основі
- •3.3.1. Мета роботи
- •3.3.2 Теоретична частина
- •3.3.2.1. Вільний рух гіромаятника
- •3.3.2.2. Балістична похибка гм
- •3.3.3. Опис програмного забезпечення
- •3.3.4. Завдання
- •3.3.5. Методичні вказівки до виконання
- •3.3.6. Контрольні запитання
- •3.4. Поводження маятникового гірокомпаса на рухомій основі
- •3.4.1. Мета роботи
- •3.4.2 Теоретична частина
- •3.4.2.1. Вільний рух маятникового гірокомпаса
- •3.4.2.2. Балістична похибка. Умова незбурності
- •3.4.3. Опис програмного забезпечення
- •Xlabel('Час, хвилини','Fontsize',12), legend('швидкісна',' балістична',0)
- •3.4.4. Завдання
- •3.4.5. Методичні вказівки до виконання
- •3.4.6. Контрольні запитання
- •Додаток. Зразок звіту з лабораторної роботи
- •1. Мета лабораторної роботи
- •2. Лабораторна установка
- •3. Теоретичні відомості
- •4. Завдання 1
- •4.1. Результати експериментального дослідження
- •4 .2. Аналіз і висновки
- •Xlabel('Період t_0, хвилини')
- •5. Завдання 2
- •5.1. Результати експериментального дослідження
- •5.2. Аналіз і висновки
- •Загальні висновки
- •3. Цикл "Динаміка приладів орієнтації на рухомій основі" 84
- •3.1. Поводження двоступеневого гірокомпаса на рухомій основі 85
- •3.2. Поводження гіроскопа напрямку на рухомій основі 96
- •3.3. Поводження гіромаятника на рухомій основі 116
- •3.4. Поводження маятникового гірокомпаса на рухомій основі 128
Xlabel('Час (с)','Fontsize',12)
legend('\delta_1 (радіан)','\delta_2 (радіан)','\omega_y (рад/c)','\omega_z(рад/c) ',0)
subplot(2,2,3)
TE=[pi/2,acos(cos(D1).*cos(D2))]; PS=[0,atan2(tan(D2),sin(D1))];
polar(PS,sin(TE),'-')
set(gca,'Fontname','MS Sans Serif')
title('Вид згори на сферу','Fontsize',12,'FontWeight','bold')
% Текстове оформлення графічного вікна
subplot(2,2,2), axis off
h=text(-0.2,1.17,' Рух ГІРОМАЯТНИКА в кутах осциляції',...
'Fontsize',14,'FontWeight','bold','Fontname','MS Sans Serif');
h=text(0.2,1.05,'Параметри Гіромаятника:','Fontsize',12,'Fontname','MS Sans Serif');
h=text(-0.2,0.95,sprintf('H_0 = %g;',H),'Fontsize',12);
h=text(0.2,0.95,sprintf('J_e = %g;',Je),'Fontsize',12);
h=text(0.5,0.95,sprintf('J = %g;',J),'Fontsize',12);
h=text(0.8,0.95,sprintf('mgl = %g;',mgl),'Fontsize',12);
h=text(0.2,0.85,'Початкові умови:','Fontsize',12,'Fontname','MS Sans Serif');
h=text(0.,0.75,sprintf('\\delta_1(0) = %g;',dlt10*180/pi),'Fontsize',12);
h=text(0.5,0.75,sprintf('\\delta_2(0) = %g;',dlt20*180/pi),'Fontsize',12);
h=text(0.,0.65,sprintf('\\delta_1\\prime(0) = %g;',dlt1T0),'Fontsize',12);
h=text(0.5,0.65,sprintf('\\delta_2\\prime(0) = %g;',dlt2T0),'Fontsize',12);
h=text(-0.2,0.55,[sprintf('Коеф-ти в''язкого тертя: fx = %g;',fx),...
sprintf(' fy = %g;',fy),sprintf(' fz = %g;',fz)],'Fontsize',12,'Fontname','MS Sans Serif');
h=text(0.1,0.4,'-------------------------------------------------');
h=text(-0.2,0.45,sprintf('Крок інтегрування = %g c;',hi),'Fontsize',12,
'Fontname','MS Sans Serif');
h=text(0.2,0.35,'Розрахункові дані','Fontsize',12,'Fontname','MS Sans Serif');
h=text(-0.1,0.27,sprintf('\\omega_0_1 = %g;',PS1),'Fontsize',12);
h=text(0.5,0.27,sprintf('\\omega_0_2 = %g;',PS2),'Fontsize',12);
h=text(0.07,0.2,'4mgl*J_e','Fontsize',12);
h=text(0.,0.15,sprintf('\\mu = -------------- = %g;',muGM),'Fontsize',12);
h=text(0.1,0.08,'H_0^2','Fontsize',12);
h=text(-0.3,0,'==================================================');
h1=text(-0.3,-0.05,'Програма GM-М2.m;','Fontname','MS Sans Serif');
h1=text(0.35,-0.05,'Автор - ЛAЗАРЄВ Ю.Ф.','Fontname','MS Sans Serif');
h1=text(-0.3,-0.15,['Виконав ',sname],'Fontname','MS Sans Serif');
tm=fix(clock); Tv=tm(4:5);
h1=text(0.5,-0.15,[sprintf(' %g:',Tv),' ',date]);
h=text(-0.3,-0.2,'==================================================');
в якій замість попередньої процедури правих частин GM_kut_Euler використана файл-функція GM_kut_occilation наступного змісту
===========================================
function z=GM_kut_occilation(t,y)
% Процедура обчислювання правих частин лиференційних рівнянь
% руху ГІРОМАЯТНИКА (дзиги) у кутах осциляції
% z1 = y4/сos(y2); z2 = y5; z3 = -fiX*y3
% z4 = -fiY*y4 + mu*sin(y1)-y5*[y3 - y4*tg(y2)]
% z5 = -fiZ*y5 + mu*sin(y2)*cos(y2)+ y4*[y3 - y4*tg(y2)]
% Вхідні параметри:
% t - поточний час; y - масив з пяти змінних стану
% y1 = dlt1 - перший кут осциляції; y2 = dlt2 - другий кут осциляції
% y3 = H/Je - кінетичний момент (приведений)
% y4 = omY - складова кутової швидкості по осі Y;
% y5 = omZ - складова кутової швидкості по осі Z
% Лазарєв Ю. Ф. 6-03-2008
global mu fiX fiY fiZ
sd2=sin(y(2)); cd2=cos(y(2));
z(1)=y(4)/cd2; z(2)= y(5); z(3)=-fiX*y(3);
H=y(3)-y(4)*sd2/cd2;
z(4)=-fiY*y(4)+mu*sin(y(1))-y(5)*H; z(5)=-fiZ*y(5)+mu*cd2*sd2+y(4)*H;
Перевагою застосування моделі саме у кутах осциляції полягає у тому, що її можливо і раціонально використовувати для опису руху осі гіромаятника поблизу вертикалі, включаючи проходження через вертикаль (що неможливо зробити у кутах Ейлера, бо рівняння Ейлера при проходженні осі гіромаятника через вертикаль вироджуються).
Якщо рух осі фігури гіромаятника є таким, що кути відхилення від вертикалі можуть змінюватися у вельми великих межах, але при цьому вісь маятника не проходитиме через вертикаль – доцільно використовувати модель у кутах Ейлера, особливо коли можливий перехід осі фігури через горизонтальну площину.
Якщо ж при досліджуваному русі вісь фігури не проходитиме через горизонтальну площину, особливо якщо можливе проходження її через вертикальне положення, - слід використовувати модель у кутах осциляції.
