Μη Γραμμική Δυναμική Ανάλυση Οχήματος 14 Βαθμών Ελευθερίας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη και ανάλυση δύο μαθηματικών μοντέλων προσομοίωσης της δυναμικής συμπεριφοράς τετράτροχου οχήματος, αποτελούμενου από 14 διακριτούς βαθμούς ελευθερίας. Τα μοντέλα δημιουργήθηκαν στο προγραμματιστικό περιβάλλον της Matlab, με χρήση του εργαλείου προσομοίωσης συστημάτων Simulink. Η πρώτη και βασική μοντελοποίηση κάνει χρήση των δυναμικών εξισώσεων κίνησης στην μη γραμμική τους μορφή. Η δεύτερη μοντελοποίηση επιχειρεί την γραμμικοποίηση των άνωθεν εξισώσεων και τη δημιουργία μιας διαδικασίας προσομοίωσης, βασικό χαρακτηριστικό της οποίας είναι η μεταβολή των σημείων γραμμικοποίησης με πλήρως αυτοματοποιημένο τρόπο. Προτού δοθεί η διαδικασία εύρεσης των εξισώσεων και γίνει η κατάστρωση αυτών, περιγράφονται λεπτομερώς τα χαρακτηριστικά του χρησιμοποιούμενου οχήματος καθώς και των συνιστωσών του. Στα τελευταία κεφάλαια της εργασίας πραγματοποιείται και σχολιάζεται ενδεικτική εφαρμογή και σύγκριση των δύο μοντέλων, με χρήση οχήματος τυπικών αριθμητικών προδιαγραφών.

This diploma thesis deals with the development and analysis of two mathematical models simulating the dynamic behavior of a four wheeled vehicle, which consists of 14 discreet degrees of freedom. The models where developed on the programming environment of Matlab, using its built in system simulation tool, Simulink. The first and primary modeling utilizes the equations of motion in their full, non linear form. The second modeling attempts the linearization of the aforementioned equations and the development of a simulation procedure, a fundamental feature of which is the variation of the linearization points in a completely autonomous manner. Before the derivation of the equations of motion is presented, a detailed description of the vehicle and its components is made. In the closing chapters an indicative implementation and comparison of the two models takes place and is commented on, making use of a vehicle of typical specifications.