Từ hệ PTVP với các phương trình (3.51a); (3.51b); (3.51c) ta có:
1 12 2 0 12 1 1 1 Pr cos .cos Z c Z c c Z m L (3.52a) 2 12 1 3 12 2 2 3 2 1 n n n Z c Z c Z c c Z k Z Z m (3.52b) 3 3 2 3 2 3 1 ( ) n n Z c Z Z k Z Z m (3.52c) Từ các phương trình (3.52a); (3.52b); (3.52c) bằng phần mềm Matlab_Simulink ta thiết lập, khai báo các khối để giải và mô phỏng các chuyển vị, vận tốc và gia tốc của hệ khi nhấc tải trong trường hợp đầu cần TTL
và ngoạm gỗ được nối cứng, tức là cn có giá trị rất lớn (c ) và kn= 0. Các số
liệu tính toán được liệt kê ở bảng 3. Các sơ đồ khối được thiết lập như sau:
Trên hình 3.11 là sơ đồ khối chung được thiết lập để mô phỏng cho hệ PTVP dao động của LHM. Các PTVP trong hệ PTVP (3.52a,b,c) được thiết lập thành các khối chi tiết như sau:
Hình 3.12: Sơ đồ khối mô phỏng PTVP (3.52a)
Hình 3.12 trình bày sơ đồ mô phỏng PTVP (3.52a), các khối và chức năng của nó được mô tả ở bảng 3 như sau:
Bảng 3: Mô tả các khối và chức năng trong PTVP (3.52a)
Khối Chức năng
Biểu thị giá trị dịch chuyển của m2 là đầu vào để tính dịch
chuyển của m1.
Khuếch đại tín hiệu đầu vào bằng biểu thức khai báo tại ô Gain, đặt cổng vào mang dấu dương.
Khuếch đại tín hiệu đầu vào là độ cứng của TTL (c12), đặt cổng vào mang dấu âm.
Khối này tạo nên một hằng số thực hoặc phức, ở sơ đồ này nó được thể hiện là lực suy rộng.
Đầu ra của khối Sum là tổng các tín hiệu đầu vào, khối này có chức năng như các phép toán cộng (trừ).
Khối này dùng để thực hiện các phép toán tích phân gia tốc
để được vận tốc và dịch chuyển m1.
Biểu thị giá trị đầu ra của dịch chuyển của m1.
Khối scope để hiển thị các tín hiệu của quá trình mô phỏng Z1 so với thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị dịch chuyển của m1 theo thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị vận tốc của dịch chuyển theo thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị gia tốc của dịch chuyển m1 theo thời
gian.
Sơ đồ khối mô phỏng PTVP (3.52b) được thể hiện như sau (Hình 3.13):
Khai báo các khối chức năng như sau (Bảng 4):
Bảng 4: Mô tả các khối và chức năng trong PTVP (3.52b)
Khối Chức năng
Biểu thị giá trị dịch chuyển của m3 là đầu vào để tính dịch chuyển
của m2.
Biểu thị giá trị dịch chuyển của m1 là đầu vào để tính dịch chuyển
của m2.
Đạo hàm của dịch chuyển m3là đầu vào để tính Z2
Biểu thị giá trị đầu ra là dịch chuyển của m2.
Khuếch đại tín hiệu đầu vào là hệ số cản giảm chấn bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn, đặt cổng vào mang dấu dương.
Khuếch đại tín hiệu đầu vào bằng biểu thức khai báo tại ô Gain, đặt cổng vào mang dấu dương
Khuếch đại tín hiệu đầu vào là độ cứng của TTL (c12), đặt cổng
vào mang dấu âm.
Khuếch đại tín hiệu đầu vào là bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn
(cn), đặt cổng vào mang dấu âm.
Khối này tạo nên một hằng số thực hoặc phức, ở sơ đồ này nó được thể hiện là lực suy rộng.
Đầu ra của khối Sum là tổng các tín hiệu đầu vào, khối này có chức năng như các phép toán cộng (trừ).
Khối này dùng để thực hiện các phép toán tích phân gia tốc để
được vận tốc và dịch chuyển m2.
Khối scope để hiển thị các tín hiệu của quá trình mô phỏng Z2 so
Khối này để vẽ đồ thị dịch chuyển của m2theo thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị vận tốc của dịch chuyển m2theo thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị gia tốc của dịch chuyển m2theo thời gian.
Sơ đồ khối mô phỏng phương trình 3.52c được thể hiện như sau:
Hình 3.14: Sơ đồ khối mô phỏng PTVP (3.52c)
Khai báo các khối chức năng như sau (Bảng 5):
Bảng 5: Mô tả các khối và chức năng trong PTVP (3.52c)
Khối Chức năng
Biểu thị giá trị dịch chuyển của m2 là đầu vào để tính dịch
chuyển của m3.
Biểu thị giá trị đầu ra dịch chuyển của m3.
Đạo hàm của dịch chuyển m2là đầu vào để tính Z3
Khuếch đại tín hiệu đầu vào là hệ số cản giảm chấn bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn, đặt cổng vào mang dấu dương.
Khuếch đại tín hiệu đầu vào là bộ phận nối đàn hồi có giảm
chấn (cn), đặt cổng vào mang dấu dương.
Đầu ra của khối Sum là tổng các tín hiệu đầu vào, khối này có chức năng như các phép toán cộng (trừ).
Khối này dùng để thực hiện các phép toán tích phân gia tốc để
được vận tốc và dịch chuyển m3.
Khối scope để hiển thị các tín hiệu của quá trình mô phỏng Z3
so với thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị dịch chuyển của m3 theo thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị vận tốc của dịch chuyển m3 theo thời gian.
Khối này để vẽ đồ thị gia tốc của dịch chuyển m3 theo thời gian.
Các thông số đầu vào dùng để giải và mô phỏng được liệt kê như sau (Bảng 6)
Bảng 6: Các thông số dùng để giải và mô phỏng trong trường hợp TTL và ngoạm gỗ được nối cứng
TT Thông số Giá trị Đơn vị TT Thông số Giá trị Đơn vị
1 Q0 1.400 kg 9 Pxl 52.024 N 2 g 9,81 m/s2 10 r 0,35 m 3 l2 2,26 m 11 L 3,80 m 4 ht 0,58 m 12 arcosLx/r0 độ 5 ln 1,30 m 13 Lx 2,10 m 6 h1 2,00 m 14 r0 2,60 m 7 c0 300.000 N/m 15 kn 0 Ns/m 8 c12 200.000 N/m 16 cn 300.000 N/m
Sau khi khai báo các khối xong ta chạy chương trình, phần mềm Matlab_Simulink sẽ giải và cho phép vẽ đồ thị mô phỏng chuyển vị, vận tốc và gia tốc các khối lượng m1; m2; m3 như sau:
Hình 3.15: Kết quả mô phỏng dịch chuyển của máy kéo theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.16: Kết quả mô phỏng vận tốc
Hình 3.17: Kết quả mô phỏng gia tốc
của dịch chuyển máy kéo theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.18: Kết quả mô phỏng dịch chuyển của TTL theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.19: Kết quả mô phỏng vận tốc
của dịch chuyển TTL theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.20: Kết quả mô phỏng gia tốc của dịch chuyển TTL theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.21: Kết quả mô phỏng dịch chuyển của bó gỗ và ngoạm gỗ theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.22: Kết quả mô phỏng vận tốc của dịch chuyển bó gỗ và ngoạm gỗ theo thời gian khi nối cứng
Hình 3.23: Kết quả mô phỏng gia tốc của dịch chuyển bó gỗ và ngoạm gỗ theo thời gian khi nối cứng
Từ các đồ thị biểu diễn dịch chuyển, gia tốc và vận tốc của các khối lượng được mô tả ở các hình 3.15 đến hình 3.23 chúng ta thấy: Khi TTL nhấc tải trong trường hợp đầu cần TTL và ngoạm gỗ được nối cứng thì biên độ của các dao động lớn và có quy luật dạng hình sin, thời gian dập tắt các dao động lâu do đó dẫn đến hiện tượng máy kéo bị dung dật gây mất ổn định.
Cũng từ các phương trình (3.51a); (3.51b); (3.51c) bằng phần mềm Matlab_Simulink ta thiết lập và khai báo các khối để giải và mô phỏng các chuyển vị, vận tốc và gia tốc của hệ khi nâng tải trong trường hợp đầu cần TTL và ngoạm gỗ được nối bằng bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn, các giá trị
cn và kn được lựa chọn theo kinh nghiệm thực tiễn sau đó tiến hành khảo sát .
Bảng 7: Các thông số dùng để giải và mô phỏng trong trường hợp TTL và ngoạm gỗ được nối bằng bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn
TT Thông số Giá trị Đơn vị TT Thông số Giá trị Đơn vị
1 Q0 1.400 kg 9 Pxl 52.024 kg 2 g 9,81 m/s2 10 r 0,35 m 3 l2 2,26 m 11 L 3,80 m 4 ht 0,58 m 12 arcosLx/r0 độ 5 ln 1,30 m 13 Lx 2,10 m 6 h1 2,00 m 14 r0 2,60 m 7 c0 300.000 N/m 15 kn 2000 Ns/m 8 c12 200.000 N/m 16 cn 30.000 N/m
Sau khi khai báo các khối và nhập các thông số đầu vào ta tiến hành chạy chương trình. Simulink đã mô phỏng dịch chuyển, vận tốc, gia tốc theo thời gian trong trường hợp đầu cần TTL và ngoạm gỗ được nối bằng bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn, kết quả được thể hiện như sau:
Hình 3.25: Kết quả mô phỏng vận tốc của dịch chuyển máy kéo theo thời gian
Hình 3.27: Kết quả mô phỏng dịch chuyển của TTL theo thời gian
Hình 3.29: Kết quả mô phỏng gia tốc của dịch chuyển TTL theo thời gian
Hình 3.30: Kết quả mô phỏng dịch chuyển của bó gỗ và ngoạm gỗ theo thời gian
Hình 3.31: Kết quả mô phỏng vận tốc của dịch chuyển bó gỗ và ngoạm gỗ theo thời gian
Hình 3.32: Kết quả mô phỏng gia tốc của dịch chuyển bó gỗ và ngoạm gỗ theo thời gian