NGUYEN VĂN DŨNG CHUONG I: TONG QUAN VE DONG LUC HOC MAY Tông quan Động lực học máy là môn học được biên soạn đụng cho các lớp chuyên ngành Cơ điện tử của Trường đại học giao thông vận
Trang 1LOP : CƠ ĐIỆN TỬ K59
TP HO CHI MINH — 2023
Trang 2
GVHD: Ths NGUYEN VAN DUNG
SVTH : NGUYEN THANH PHUNG
MSV_ : 5951040066 LỚP : CƠ ĐIỆN TỬ K59
TP HO CHI MINH — 2022
Trang 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÀI TẬP LỚN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỀ SỐ 01: Mã đề IV Họ tên SV: Nguyễn Thanh Phùng Lớp: Cơ điện tử K59
Bán kính rị m 0,035 Bán kính ra m 0,015
Khối lượng mi kg 110
Khối lượng m; kg 160
Khối lượng m kg 110
Độ cứng lò xo Š¡ kN/m 20500 D6 crime 16 xo Sp kN/m 17500
M6 men quan tinh 62 kG.m^2 300 M6 men quan tinh @, kG.m^2 250
NHIỆM VỤ - _ Xây dựng phương trình vi phân
- _ Xác định các thông số động lực học đề thị của chuyển VỊ gồm gia tốc vận tốc
- Tinh duoc tan số đao động riêng
Trang 4NHẬN XÉT CỦA GVHD
Trang 5LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liên với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt
đầu học tập ở giảng đường Đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp
đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý
thầy cô ở “Khoa Cơ Khí” Trường Đại học Giao Thông Vận Tải phân hiệu tại TP Hà Chí Minh với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt, trong học kì này, khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên Khoa Cơ Điện Tử
cũng như tất ca các sinh viên thuộc các chuyên ngành Khoa Cơ Khí khác
Đó là môn học “Động lực học máy” Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn
Dũng đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói
chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học Nếu không có những buổi
nói chuyện hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài thu hoạch của này của em rất khó
có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần 2 tuần Bước đầu đi vào thực tế, tìm biếu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý
kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong
lĩnh vực này được hoàn thiện hơn
Lời cảm tạ thầy Nguyễn Văn Dũng Sau cùng, em xin kính chúc thầy cô trong Khoa
Cơ Khí và toàn bộ thầy cô của trường Đại học Giao Thông Vận Tải phân hiệu tại TP HCM Thật đồi đào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau
TP.HCM, ngày ., tháng, năm 2023
Sinh viên thực hiện
(Kỷ và ghi rõ họ tên)
Trang 6MỤC LỤC
CHUONG I: TONG QUAN VE DONG LUC HOC MÁ Y 55s ccsccses 1
TONG QUAM ooo eccecesccsscsscsssessessesvessesseseessessessessessessesecssesetsavsressessesseseesiesesensenssnsssensentaneeeees 1
CHUONG II: GIỚI THIỆU PHẢN MÈM MÔ PHỎNG -5 c5 csscee 2
2.I MathWorks 0Q TT TH TH TT TT k ng 1kg 1k1 1k ng kk TK k xxx 2 2.2 Matlab oo ceeccccccscccesnsccvesssccesssceseseseceaseeesssseesssseecsascecensscenssseeesssessesess 3
3.1 Xây dung phurong trinh vi phan ccc ccc ces ce cee seceseesseceeseeeessessssseees 10 3.2 Tién hanh xuat so d6 trén matlap cc.ccccccccscsscsscessessessessessessessessessesseesvssvsseesesseees II
3.2.1 Kết quả thu được - tt E HEE111211121 212121 HH nh nh nh nh re ll
3.2.2 Tan 86 dao dOng ri6ng c.ceccccccccsscesceseeseessessessessessessesseesessessesevssessessessessessvsees 14
3.3 Kt anne cccceccessessecsesssessesevessessesssessesstessrsssessessnssressusssessesssessessiesstsaneesesenen 15
3.3.1 Nhiing két qua CO GUO cccccccccccsccsessessessessessessvsseseeseesersensensetsetseesseseeseeesveess 15
3.3.2 Dinh hung phat triển trong tuong Lai ccccccccesesseseeseestessessessesseseeeeeseeeees 15
PHỤ LỤC 16
MUC LUC HINH ANH
Hinh 2.1: Tap đoàn Mathworks - C2 2111 1121101151101 511111112112 11 211211211 11 81 tre 3
Hình 2.2: Phần mềm tính toán và lập trình Matlab 2-52 51212 1E E£EEeEEeErrxerrrres 4
Hình 2.3: Giao diện matlab - - G H110 12 2111911011 ng ng kg 1n ky 5 Hình 3.1: Sơ đồ chuyên vị của vật thay đổi theo thời ĐIATN Q2 s2 se He, 12
Hình 3.2: Sơ đồ vận tốc của vật thay đôi theo thời gian 5 se eerrre 12
Trang 7Hình 3.3: Sơ đồ gia tốc của vật thay đôi theo thời gian 5s Sscckcretterererrrret 13
Hình 3.4: Quỹ đạo pha của vật Ì 2 2 11221222112 1121112112 T2 r1 Hee 13 Hình 3.5: Quỹ đạo pha vật 2 L0 1 2n 120112115118 21 11 H1 ae 14 Hình 3.6: Quỹ đạo pha vật 3 L0 1 2 12011212 H1 H1 tre e 14 Hình 3.5: Quỹ đạo pha vật 2 L0 1 2n 120112115118 21 11 H1 ae 14
Trang 8ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GVHD: Th.S NGUYEN VĂN DŨNG
CHUONG I: TONG QUAN VE DONG LUC HOC MAY
Tông quan Động lực học máy là môn học được biên soạn đụng cho các lớp chuyên ngành Cơ điện tử của Trường đại học giao thông vận tải Nội dung của nó bao gồm các kiến thức về cân bằng
máy, cách giải bài toán động lực học cho cơ cấu có một bậc tự do và hai bậc tự do, bài toán
động lực học cho Robot Ngoài ra tài liệu này cũng giới thiệu phương pháp giải bài toán động
lực học cho cơ cấu cam, bài toán dao động cho hệ thống truyền động chịu xoắn Qua môn học này người học sẽ được trang bị một số kiến thức nâng cao trong lĩnh vực
động lực học máy, nắm được cách đặt và giải các bài toán về các van dé liên quan đến lĩnh vực dao động cơ học Ngoài ra, cũng qua môn học này, kĩ năng về tính toán, lập chương trình máy tính để giải các bài toán phức tạp của người học sẽ được nâng cao
SVTH: NGUYEN THANH PHUNG 1
Trang 9ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GVHD: Th.S NGUYEN VĂN DŨNG
Sản phâm chủ chốt của công ty, MATLAB, được tạo ra vào những năm 1970 bởi
Cleve Moler , luc do là chủ tịch khoa khoa học máy tinh tai Dai hoc New Mexico Do
là một công cụ miễn phí dành cho giới học thuật Jack Little , người cuối cùng sẽ thành lập công ty, đã tìm thấy công cụ này khi đang là sinh viên tốt nghiệp ngành kỹ thuật
điện tại Đại học Stanford
Little va Steve Bangert da viét lại mã cho MATLAB bằng C khi họ là đồng
nghiệp tại một công ty kỹ thuật Họ thành lập MathWorks cùng với Moler vào năm 1984, với Liftle vận hành nó ra khỏi nhà của mình ở Portola Valley, Califorma Ít sẽ gửi đĩa trong baggies (túi bảo quản thực phẩm) cho những khách hàng đầu tiên Công ty bán đơn đặt hàng đầu tiên, 10 bản MATLAB, với giá 500 đô la cho Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) vao thang 2 nam 1985 Vài năm sau, Litfle và công ty chuyên đến Massachusetts, và Little đã thuê Jeanne O'Keefe, một giám đốc điều hành máy
tính có kinh nghiệm, đề giúp chính thức hóa công việc kinh doanh Đến năm 1997,
MathWorks có lãi, đạt doanh thu khoảng 50 triệu đô la và có khoảng 380 nhân viên
Năm 1999, MathWorks chuyên đến khu phức hợp văn phòng Apple HiII ở Natick, Massachusetts, mua thêm các tòa nhà trong khu phức hợp vào năm 2008 và 2009, cuối cùng chiếm toàn bộ khuôn viên trường MathWorks đã mở rộng thêm vào năm 2013
bằng cách mua khu6n vién tru sd ct cua Boston Scientific, gan trụ sở chính của
MathWorks ở Natick Đến năm 2018, công ty có khoảng 3.000 nhân viên tại Natick và
cho biết họ có doanh thu khoảng 900 triệu đô la
SVTH: NGUYEN THANH PHUNG 2
Trang 10ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GVHD: Th.S NGUYEN VĂN DŨNG
MATTLAB cho phép các thao tác ma trận , vẽ các chức năng và dữ liệu, thực hiện
các thuật toán , tạo giao diện người dùng và giao tiếp với các chương trình được viết bằng ngôn ngữ khác
Mặc dù MATLAB được thiết kế chủ yếu cho tính toán số, một hộp công cụ tùy chọn sử dụng công cụ biêu tượng MuPAD cho phép truy cập vào các khả năng tính toán tượng trưng Một gói bố sung, Simulink , bố sung mô phỏng đa miền đồ họa và thiết kế dựa trên mô hình cho các hệ thống động và nhúng
Tính đến năm 2020, MATLAB có hơn 4 triệu người dùng trên toàn thế giới Họ đến từ nhiều nền tảng khác nhau về kỹ thuật , khoa học và kinh tế
MATLAB duoc phat minh bởi nhà toán học và lập trình máy tinh Cleve Moler Y tưởng cho MATLAB dựa trên luận án Tiến sĩ năm 1960 của ông Moler trở thành giáo sư toán học tại Đại học New Mexico va bắt đầu phát triển MATLAB cho các sinh
viên của mình như một sở thích Ông đã phát triển chương trình đại số tuyến tính ban đầu của MATLAB vào năm 1967 với cô vấn luận án một thời của mình, George Forsythe Tiép theo là mã Fortran cho các phương trình tuyến tính vào năm 1971
Ban đầu (trước phiên bản 1.0) MATLAB "không phải là một ngôn ngữ lập trình; nó là một máy tính ma trận tương tác đơn giản Không có chương trình, không có hộp
công cụ, không có đồ họa Và không có ODE hoặc FFT.”
SVTH: NGUYEN THANH PHUNG 3
Trang 11ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GVHD: Th.S NGUYEN VĂN DŨNG
Shorteuts (7) How to Add (2) What's New
Current Directary - C:\Backup_ data Work\T ex
=~ eam W 5
acre tà- OseBS k AAMS9 £ ñ8 sử mBä—szn»›x
Fe Tyee M- fue a M-file
M file M file M file Me
1 M file >
Workspace) Currect Owectory
yemnond History x xbeach ˆ
edit beach
P (2h savv„ sriagiune', *#zh.nw >> imAgezc1#.Fx(1:41,1:41)); #igure(gcf|
z.h / #.dx >> contour (s.Fx(i:41,1:41), plagtiase', 's.F 1!:41,1:4 Lagtec(3.FX(1:141,1:41)); #igure (ợc >> #eurf(#ø.fx(1:41,1:41)); figurte(gcf
conteur (s.Fx(1:41,1 bi3p1ayN& >> surf(z.Fx([1:41,1:411); Ýigure(gef) surf(e.fx(1:41,1:41)): #igurelgcf] Ị (>> x <l is > ‹Ỉ >
Hinh 2.2: Phan mém tinh toan va lap trinh Matlab
Phiên bản ban đầu đầu tiên của MATLAB được hoàn thành vao cudéi những năm 1970 Phần mềm được tiết lộ cho công chúng lần đầu tiên vào thang 2 nam 1979 tai
Truong Sau dai hoc Hai quan 6 California Cac phién ban dau tién cha MATLAB la máy tính ma trận đơn giản với 71 chức năng được xây dựng trước Vào thời điểm đó,
MATLAB da duoc phan phat mién phi cho các trường đại học Moler sẽ để lại các bản
sao tại các trường đại học mà ông đã đến thăm va phần mềm đã phát triển mạnh mẽ
trong các khoa toán của các trường đại học
Vào những năm 1980, Cleve Moler gặp John N Little Ho quyết định lập trình lai MATLAB trong C va tiép thi no cho may tinh dé ban IBM dang thay thé may tinh lớn vào thời điểm đó John Little và lập trình viên Steve Bangert đã lập trình lại MATLAB trong C, tao ra ngôn ngữ lập trình MATLAB và phát triển các tính năng cho hộp công cụ
Chương trình Matlab có thê chạy liên kết với các chương trình ngôn ngữ cấp cao
như C, C++, Fortran, Việc cài đặt MATLAB thật dễ đàng và ta cần chú ý việc dùng
thêm vào các thư viện trợ giúp hay muôn liên kết phân mêm nảy với một vài ngôn ngữ
SVTH: NGUYEN THANH PHUNG 4
Trang 12ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GVHD: Th.S NGUYEN VĂN DŨNG
cap cao
Sau khi khởi động màn hình MATLAB có giao diện như trên Hình 3.3
Fe Edt Dato Destap wind Help ~l#Í x/
De) sme)? | ammo xi
" A) | Fle Edt View Crate: Uek¿c Desites Window Heb >
Prstat | Cich ere org to move Gomenl (de
Hinh 2.3: Giao dién matlab
Ctra s6 thu muc hién tai Current Directory Browser (1): gitip ngudi str dung co
thé nhanh chóng nhận biết, chuyên đôi thư mục hiện tại của môi trường công tác, mở file, tạo thư mục mới
Cửa sô Command Windows (2): Đây là cửa sô chính của Matlab Tại đây ta thực
hiện toàn bộ công việc nhập dữ liệu và xuất kết quả tính toán Dấu nhấp nháy
>> báo hiệu chương trình sẵn sàng hoạt động Cửa số Command history (3): Lưu trữ tất cả các lệnh đã thực hiện trong cửa số
Command Windows (2) có thê lặp lại lệnh cũ bằng cách nháy kép chuột vào lệnh đó
Cũng có thể cắt, sao hoặc xoá cả nhóm lệnh hoặc từng lệnh riêng Tế
Ctra s6 Workspace browser (4): Tat cả các biến, các hàm tồn tại trong môi trường
công tác đều được hiện tại cửa số này Cửa số Editor: soạn thảo chương trình
Ngoài ra còn có Cửa số trợ giúp Help rất phong phú giúp người sử dụng trong quá trình tính toán Bằng câu lệnh Help [command]
SVTH: NGUYEN THANH PHUNG 5
Trang 13ĐỘNG LỰC HỌC MÁY GVHD: Th.S NGUYEN VĂN DŨNG
Cac phím chức năng đặc biệt (chuyên dùng) và các lệnh dùng cho hệ thống:
Ctrl + P hoặc † Gọi lại lệnh vừa thực hiện trước đó từ cửa số lệnh của MATLAB Ctrl +n hoặc | Gọi lại lệnh đã đảnh vào trước đó
Ctrl + fhoac — Chuyến con trỏ sang phải một ký tự Cưi + b hoặc — Chuyên con trỏ sang trái một ký tự Ctrl + | hoac Ctrl + — Chuyên con trỏ sang phải một từ Ctrl + r hoặc Ctrl + — Chuyển con trỏ sang trái một từ Ctrl + a hoac HOME Chuyến con trỏ về đầu dòng Cưi + k Xóa đến dòng cuối cùng
Các lệnh hệ thống:
Các câu lệnh trên cũng như sau đây được việt từ cửa số lệnh của MATLAB: Casesen off Bo thuéc tinh phân biệt chữ hoa và chữ thường
Casesen on Bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa và chữ thường
Clc Xóa cửa sô dòng lệnh CIf Xóa cửa số đồ họa ExIt hoặc qutt Thoát ra khỏi chuong trinh MATLAB Ctrl + C Dừng chương trình khi nó rơi vào tinh trạng lặp không kết thúc Help Xem trợ giúp
Input Nhập đữ liệu từ bàn phim Load Tải các biến đã lưu trong một ñle đưa vào vùng làm việc Pause Ngừng tạm thời chương trình
Save Lưu giữ các biến vào file có tên là matlab.mat Demo Lệnh cho phép xem các chương trình mẫu (minh họa khả năng làm việc cua MATLAB)
Edit Lệnh đề vào cửa số soạn tháo (dùng dé viết một chương trình)
Các tệp trong Matlab: ;
Tệp * m: Tệp soạn thảo chương trình Scrippts, hàm funetion, lưu trữ số liệu;
Tệp *.mat: Tệp lưu trữ số liệu (ở cửa số Workspace ) >> save ; >> load * mat
Tép * fig: tệp lưu trữ các tệp dé hoa;
SVTH: NGUYEN THANH PHUNG 6