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EDA365电子论坛网»电子社区 › 研发技术版块 › MATLAB论坛 › 使用ODE45求解齿轮系统动力学方程后结果发散
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使用ODE45求解齿轮系统动力学方程后结果发散

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发表于 2021-3-5 11:07 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
1.1参数定义及动力学方程降阶
9 M& P+ y: |9 m& i2 h* B- gfunction [dx,ff1,ff2]=myfun(t,x)
( @# G9 O3 [2 P8 z: F, ?t6 [' E3 k! Q0 }& \  C9 @0 \
beita=26;
& P3 ]' c' q. R3 W( tmn=0.004;; V) h3 a- `5 K& D
z1=46;                       # v3 Z- z" B+ z( ]5 {
z2=43;                       ! X5 o$ P' |) q* c2 ~! a8 F: ~1 K0 H
z3=122;                     , K- V" p5 M( Q6 j4 @
T_in=200;) X( Q2 Z9 \% }: F# J$ z
T_out=80;5 h* _- @; v% d# f
roug1=7.8E3;            6 C0 G  o6 k" R( u8 j) w8 t
roug2=7.8E3;            & r$ l3 o. e; W3 X6 B8 x
roug3=7.8E3;            6 N9 a# _1 Y' x3 T1 [# X
alphan=20;                                                   
! D0 J6 y9 r2 \& Y7 F& ^alphat=atand(tand(alphan)/cosd(beita));      9 Z, l3 @" e) D% W: S) ]; y$ n' K
d1=z1*mn/cosd(beita)/1000;                  
3 ~. Z8 t) b" n6 Vdb1=d1*cosd(alphat)/1000;                    
& e/ x: i6 P' G8 Xd2=z2*mn/cosd(beita)/1000;                  . r! B" x4 x# F: t4 O) l4 ~% Q
db2=d2*cosd(alphat)/1000;                    
5 m; G1 T" x/ Z# ]9 x6 t9 }  m5 h( @6 Dd3=z3*mn/cosd(beita)/1000;                  # x. r5 X0 j7 Y1 F" u
db3=d3*cosd(alphat)/1000;                                 
! L/ |# M: \# C6 J: v; L( ibp1=116/1000;                                       
+ F6 P/ g/ t" `; T+ Abp2=116/1000;                                        1 d: _& ~. E" E4 b( m& R5 E
bp3=116/1000;                                        3 W/ y3 y3 u* |7 f, ~
bp=116/1000;! M. r$ a5 w% d) x3 `
I1=((roug1*pi*(d1/2)^2*bp1)*(d1/2)^2)/2;  
6 N8 ~+ s8 f1 XI2=((roug2*pi*(d2/2)^2*bp2)*(d2/2)^2)/2;  6 k" X& m: V3 [' a
I3=((roug3*pi*(d3/2)^2*bp3)*(d1/2)^2)/2;  & v# K3 y7 y; k& V) h! h
m1=roug1*pi*(d1/2)^2*bp1;                                $ Z! d& H9 a3 K3 k7 m
m2=roug2*pi*(d2/2)^2*bp2;                               0 s/ l& D- B1 Z  C
m3=roug3*pi*((d3)-(d1+d2))^2*bp3;                  
" u1 w. q) A7 ^" S2 O1 @r1=d1*cosd(alphat)/2;                                          6 h/ A( a8 |, s
r2=d2*cosd(alphat)/2;                                          6 |5 N8 W  V: S; V" m4 ^! `
r3=d3*cosd(alphat)/2;                                          
( }/ {! C6 k6 H% ifai_sp1x=90;
0 F) L  P5 L- x8 z% `fai_sp1y=0;. O* M3 D" G' s. F1 R* x0 h: @
fai_p1rx=-130;3 S* ^2 _, b+ k+ V
fai_p1ry=-220;7 @1 K& W0 l1 ]% k& A
kesaiz=0.05;& J) w0 c! w2 B9 F( d% m
kesain=0.07;1 B" ^# R5 D7 d, j
kp1x=1e8;
. q9 T% T% u; s( T5 w: ?kp1y=kp1x;) r( j) A  ^* r* k/ |0 K
cp1x=2*kesaiz*((kp1x*m2)^0.5);
% n/ K% I3 G0 Y5 X  Xcp1y=2*kesaiz*((kp1y*m2)^0.5);% y5 f' w1 b7 o' C+ Q
ksx=1e8;
, J! E$ f/ l. `; Iksy=1e8;                                   
- S' y  ~$ ]: W" j; lcsx=2*kesaiz*((ksx*m1)^0.5);
2 R/ N( d; |! Y" s0 [) e  Mcsy=2*kesaiz*((ksy*m1)^0.5);
& D# O+ l# K9 c4 Fkrx=1e8;
4 Y% d5 l* M. b- c$ d2 Rkry=krx;" Y7 D. a6 M' \$ _
crx=2*kesaiz*((krx*m3)^0.5);   
; {; H; H5 y$ t0 ^" Y( M- dcry=crx;
5 z; Y6 T+ D" N1 ^Tmesh=2*pi/z1;+ S' s$ C+ H8 V( H1 H5 i" ]% b
kp1r =1e6;
- a) N& w9 B4 ]/ _) Dcsp1=2*0.07*((ksp1/(1/m1+1/m2))^0.5);
9 t* Z, }' z) `cp1r=2*0.07*((ksp1/(1/m2+1/m3))^0.5);                   A8 ?; J+ H. P8 @9 O
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%以上为参数定义，可忽略不看，谢谢！
5 h0 _! B6 N! R! d" \1 f; F6 Jesp1=1e-6;
* x, O6 w( A8 ]7 oep1r=1e-6;
1 a, J. m  A& J# G7 D9 x# Edelta_sp1=((x(1)-x(7))*cosd(fai_sp1x)+(x(3)-x(9))*cosd(fai_sp1y)+r1*x(5)+r2*x(11))*cosd(beita)+esp1;
' D1 W( h1 f# I" Z5 j+ }delta_sp11=((x(2)-x(8))*cosd(fai_sp1x)+(x(4)-x(10))*cosd(fai_sp1y)+r1*x(6)+r2*x(12))*cosd(beita)+esp1;8 [+ t2 Y' T2 I2 I1 F5 S2 i1 r
delta_p1r=((x(7)-x(13))*cosd(fai_p1rx)+(x(9)-x(15))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(17)-r2*x(11))*sind(beita)-ep1r;
9 s- ]+ Y1 X: Tdelta_p11r=((x(8)-x(14))*cosd(fai_p1rx)+(x(10)-x(16))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(18)-r2*x(12))*sind(beita)-ep1r;8 l4 T- E; Q% b1 V3 K
%%%%%%%%%%动力学方程
# M- Y; A& A+ m  i9 Kdx=zeros(18,1);
/ c- M6 t; b' }" X# Hdx(1)=x(2);* i& ?6 u+ ?2 \
dx(2)=(1500*cosd(fai_sp1x)-(csx*x(2))-ksx*x(1)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1x))/m1;
' h! A8 ]* y- V6 }dx(3)=x(4);0 \5 _8 F! C7 e% o6 z8 \: c* `; A
dx(4)=(1500*cosd(fai_sp1y)-(csx*x(4))-ksy*x(2)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1y))/m1;2 ^6 c1 u% x8 C7 M
dx(5)=x(6);
4 ]* P! G6 P$ f+ Hdx(6)=(400-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*r1+T_in)/I1;
' c: I4 Z' b: h% E( Odx(7)=x(8);
& i& Q  z3 b* |+ X  gdx(8)=((-300*cosd(fai_sp1x)+200*cosd(fai_p1rx)-(cp1x*x(8))-kp1x*x(7)+(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1x)-(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1rx))/m2;                %第一个行星齿轮x方向
6 S4 V' w* v6 ]- ddx(9)=x(10);
9 D2 ?5 \. m0 _  d: jdx(10)=((-300*cosd(fai_sp1y)+200*cosd(fai_p1ry)-(cp1y*x(10))-kp1y*x(9)+(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1y)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1ry))/m2;                 %第一个行星齿轮y方向* u$ d+ s6 P* b; U
dx(11)=x(12);; o$ v1 m% n8 X5 h! V* i' m
dx(12)=(120-((csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*r2)/I2;
' \1 H* @# o) vdx(13)=x(14);: z/ f5 w4 @! p5 {* C# Z6 s8 j
dx(14)=((-200*cosd(fai_p1rx)-(crx*x(14))-krx*x(13)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1rx))/m3;
7 l& x7 l6 ^$ |% udx(15)=x(16);; m. R9 j( r+ w* Z& Q- e6 z4 _
dx(16)=((-200*cosd(fai_p1ry)-(crx*x(16))-krx*x(15)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1ry))/m3;
3 U4 v. Z: J, J9 Vdx(17)=x(18);+ |1 e. L4 L: I; G5 _; w/ z
dx(18)=(80-(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r)*cosd(beita)*r3-T_out)/I3;
$ X  K5 n1 j+ x9 J* o2 g0 F5 t* S
6 V2 b0 `. Q4 Z: }: F$ |; G/ ]2 U. R6 F0 Y

& D3 p! w6 t9 f2 r. ~% u" G1.2 ode程序
: p+ q* h3 P' |4 }3 K; X, b6 fclc;9 H6 g2 J7 W0 E
clear all+ J" R7 Y* O$ T
x0=zeros(18 ,1)
/ S' B1 W( U, V" o5 h- r- f/ p[t,x] = ode45('myfun',[0:0.0001:10],x0);4 _5 I* l5 {3 Q
figure
* V& e2 g: s0 Uplot(t,x(:,1))  U" \/ h* ]1 e7 Y9 {( c; l/ [0 u
7 d  I' i+ b0 d" q5 z
8 C7 D$ j5 N: F0 k' b
3.绘图结果如下，为什么画出来是一条直线，而且图中结果没有计算到规定的时间0 b8 c& X; g9 v: {! {

9 u, J9 `7 F4 ]7 W# D , N( T/ H; U7 d0 U

2 M6 H8 n! ~* s. |6 x4 s1 @0 ^, i. w) A( ]
/ \5 K' ?/ k+ w* a; k* D0 H- L

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Uifhjvv

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2#
发表于 2021-3-5 11:19 | 只看该作者
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IBB-EUT

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3#
发表于 2021-3-5 13:25 | 只看该作者
你这个自定义函数不完整吧，找不到对 ksp1 这个变量的有效赋值，csp1等等需要调用ksp1的赋值也没法做

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shuddkk

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4#
发表于 2021-3-5 13:37 | 只看该作者
function [dx,ff1,ff2]=myfun(t,x)
( @- J% k# o  p( ft# C2 n1 X: u2 V( u0 _
beita=26;) c$ x/ c6 Q( g; i9 G" k2 u& D; [
mn=0.004;
$ ]2 E4 x& C; X4 F* }$ oz1=46;
8 B/ w8 [! e* F% l7 jz2=43;  V1 ^: s, G2 g; ~
z3=122;
$ `" n- u, a- ^T_in=200;
; b3 Y8 s' G9 @0 x) hT_out=80;) [7 q4 _: F1 C) `/ K* k
roug1=7.8E3;$ q$ y( }/ K. Z5 s
roug2=7.8E3;
4 K& v  c  k+ a/ t* X* Mroug3=7.8E3;
7 X2 F/ X7 _+ P$ N( r0 ~alphan=20;
4 \5 I0 [4 t0 G: ]3 M8 ealphat=atand(tand(alphan)/cosd(beita));4 y$ a' Z# F' u
d1=z1*mn/cosd(beita)/1000;8 E6 R3 w* ~4 d% ~
db1=d1*cosd(alphat)/1000;% O4 }$ j& X' w* ^' T$ V8 o% [
d2=z2*mn/cosd(beita)/1000;
: n' W0 T) J4 U1 L% W6 s% h. Hdb2=d2*cosd(alphat)/1000;- C- l' _5 J, J1 }$ Y' t
d3=z3*mn/cosd(beita)/1000;
! B  B2 @; y, y6 W! C. u+ qdb3=d3*cosd(alphat)/1000;# L' c5 K: W7 p9 W1 o  S) l
bp1=116/1000;: f8 q7 [8 r. S3 s( x- Q
bp2=116/1000;
1 m; @; \% {/ A9 H- H7 t; v, Xbp3=116/1000;
4 q9 h0 v# N: {bp=116/1000;
2 B" U, w6 b' H8 L: GI1=((roug1*pi*(d1/2)^2*bp1)*(d1/2)^2)/2;
, B$ J/ }! Q2 n4 J% QI2=((roug2*pi*(d2/2)^2*bp2)*(d2/2)^2)/2;
! p' E% A* h0 _7 LI3=((roug3*pi*(d3/2)^2*bp3)*(d1/2)^2)/2;4 K3 p7 h7 d4 F- F! Q5 h* M, |
m1=roug1*pi*(d1/2)^2*bp1;3 K+ B: B0 u( ?2 p- Y7 u
m2=roug2*pi*(d2/2)^2*bp2;
5 X; G/ s) \2 V$ N5 O- j0 rm3=roug3*pi*((d3)-(d1+d2))^2*bp3;( t6 A- X% \) L
r1=d1*cosd(alphat)/2;
  o$ a1 J5 M2 L0 i, xr2=d2*cosd(alphat)/2;
3 z2 {  a2 L; n& U. I! xr3=d3*cosd(alphat)/2;- x* v1 J: H* v
fai_sp1x=90;3 w+ n7 |# y9 e& S* O
fai_sp1y=0;5 t5 W( r+ V# d( g6 j( c7 K' G
fai_p1rx=-130;
# d$ _0 A% i& o1 T" D4 M# y0 ffai_p1ry=-220;' E8 }  L! k. _1 h' D  C$ F( t
kesaiz=0.05;
. J8 h' ~: k3 m: Ykesain=0.07;
" _! F* q- c" H6 e# o  X7 K" o4 uksp1 =1e6;& v* K3 A, f" U* x+ c4 ?
kp1r =1e6;& \. ?  [4 D0 |( J7 A' ~
kp1x=1e8;
! T  x4 B7 @9 S5 [5 Xkp1y=kp1x;
( p: r6 A2 N  g7 qcp1x=2*kesaiz*((kp1x*m2)^0.5);) g5 W/ u% V# c  L0 m: ?5 n
cp1y=2*kesaiz*((kp1y*m2)^0.5);" T1 x$ S; Q/ w# t0 E8 z
ksx=1e8;
. s6 x' w9 t7 Vksy=1e8;! _3 \* Z$ |4 H7 p
csx=2*kesaiz*((ksx*m1)^0.5);
7 R1 \3 Y' |# F/ gcsy=2*kesaiz*((ksy*m1)^0.5);& X) m& Y( N/ {. @& W/ R
krx=1e8;& L  E" r8 V  G, V. f( u7 g
kry=krx;
5 I* K; i4 o3 ~3 L; W# j5 [crx=2*kesaiz*((krx*m3)^0.5);. `3 V; q7 S) w% u7 m9 @
cry=crx;6 O: N1 l+ F8 B& b5 }
Tmesh=2*pi/z1;0 R3 I9 S  {0 }2 V9 a8 a
kp1r =1e6;) t2 W* L8 |' {# w$ e8 g
csp1=2*0.07*((ksp1/(1/m1+1/m2))^0.5);+ M; S& l/ N% N; y
cp1r=2*0.07*((ksp1/(1/m2+1/m3))^0.5);* E/ U$ b2 H7 r$ \$ S
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%以上为参数定义，可忽略不看，谢谢！
0 f1 d  T1 A$ Nesp1=1e-6;
- }( S' E0 o7 g2 S% nep1r=1e-6;1 ?- p; @4 o; P) r  V+ f. K; n
delta_sp1=((x(1)-x(7))*cosd(fai_sp1x)+(x(3)-x(9))*cosd(fai_sp1y)+r1*x(5)+r2*x(11))*cosd(beita)+esp1;
. w  H$ l6 J9 w4 E4 Sdelta_sp11=((x(2)-x(8))*cosd(fai_sp1x)+(x(4)-x(10))*cosd(fai_sp1y)+r1*x(6)+r2*x(12))*cosd(beita)+esp1;$ p: M" \2 R+ l6 w$ U) p
delta_p1r=((x(7)-x(13))*cosd(fai_p1rx)+(x(9)-x(15))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(17)-r2*x(11))*sind(beita)-ep1r;
' o7 {8 N$ w- o0 Y# c7 udelta_p11r=((x(8)-x(14))*cosd(fai_p1rx)+(x(10)-x(16))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(18)-r2*x(12))*sind(beita)-ep1r;0 [) G. V1 Z& c
%%%%%%%%%%动力学方程: a' x5 l' j" |- K5 a, u$ C
dx=zeros(18,1);
5 s1 v, |- @* L& n& m5 v  ?1 g- F% edx(1)=x(2);
" [. \3 g) }+ Idx(2)=(1500*cosd(fai_sp1x)-(csx*x(2))-ksx*x(1)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1x))/m1;
, E* e; U# N. J/ F) Ydx(3)=x(4);, \9 K9 R1 p) U+ B
dx(4)=(1500*cosd(fai_sp1y)-(csx*x(4))-ksy*x(2)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1y))/m1;
8 T# Z4 F( H: y# Q0 ndx(5)=x(6);: [; [; M. D) b9 _
dx(6)=(400-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*r1+T_in)/I1;
; n( ~# ^4 N: c1 A2 N1 vdx(7)=x(8);- G% @4 O( d( z" e5 ?5 u
dx(8)=((-300*cosd(fai_sp1x)+200*cosd(fai_p1rx)-(cp1x*x(8))-kp1x*x(7)+(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1x)-(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1rx))/m2;                %第一个行星齿轮x方向! G- C0 n  p& D: f6 {" Y
dx(9)=x(10);" g( w3 Z" a; W1 [$ t
dx(10)=((-300*cosd(fai_sp1y)+200*cosd(fai_p1ry)-(cp1y*x(10))-kp1y*x(9)+(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1y)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1ry))/m2;                 %第一个行星齿轮y方向
; K0 E8 f( b- S1 M6 l0 fdx(11)=x(12);  e) |2 x9 Y% s  i- R7 Z  n. n' T
dx(12)=(120-((csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*r2)/I2;
: J0 E7 U+ }4 Z; {dx(13)=x(14);3 m0 u  T7 R  o
dx(14)=((-200*cosd(fai_p1rx)-(crx*x(14))-krx*x(13)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1rx))/m3;0 D5 K5 |* o& G* [! W
dx(15)=x(16);- H/ _& U8 y- g
dx(16)=((-200*cosd(fai_p1ry)-(crx*x(16))-krx*x(15)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1ry))/m3;
3 W, e! D! S, ^, l" qdx(17)=x(18);4 c$ P/ V$ M5 S+ M9 R4 G8 J6 B, ^4 B
dx(18)=(80-(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r)*cosd(beita)*r3-T_out)/I3;

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发表于 2021-3-9 20:18 | 只看该作者
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