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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
1 o9 ^% H$ J5 G/ I2 Wfunction [dx,ff1,ff2]=myfun(t,x)+ z9 \% B7 q0 e$ A
t
  {& ?. N9 r. qbeita=26; ! F9 A. v% K1 F: o
mn=0.004;& O# X' G, T& }+ c/ a/ G& ^
z1=46;                       % Y- Y& t$ d' L; n
z2=43;                       / l- b0 ]* I6 y  ?7 D2 {3 w" S: d
z3=122;                     ( D8 b' i* _, ]5 P& N
T_in=200;
' x* t% A/ _, x% W) v6 {T_out=80;
; m7 K# E. u: g0 n, U- o: Mroug1=7.8E3;            
! `0 c2 B, J; Z/ xroug2=7.8E3;            , \% H! X5 C# {  L
roug3=7.8E3;            
* m5 n3 C0 l# Talphan=20;                                                   3 r; o1 z  Z7 e0 f
alphat=atand(tand(alphan)/cosd(beita));      
9 z( E* d% K, Y1 k- T/ d3 k) {$ Td1=z1*mn/cosd(beita)/1000;                  
' V5 g  {5 K6 O5 {# j, E( N- ydb1=d1*cosd(alphat)/1000;                    ! F& D! f8 t- |" H( r
d2=z2*mn/cosd(beita)/1000;                  & d- S6 v; L+ H4 P6 p" R
db2=d2*cosd(alphat)/1000;                    
' j/ F2 Q5 g# {$ `- C' }+ P3 ed3=z3*mn/cosd(beita)/1000;                  
4 Z* V- z) s- ^0 s  Mdb3=d3*cosd(alphat)/1000;                                 
! r* @$ [0 Z4 H# C/ Z4 R+ vbp1=116/1000;                                       
* B/ ~8 ]6 |# Xbp2=116/1000;                                       
. r  Y" M+ n5 \% t. wbp3=116/1000;                                        1 Q2 H9 q) l% t% B
bp=116/1000;0 v! a0 Y6 ?' ~! D: S: n4 W6 J% d6 a
I1=((roug1*pi*(d1/2)^2*bp1)*(d1/2)^2)/2;  ' P/ L4 D8 T" u% w0 b
I2=((roug2*pi*(d2/2)^2*bp2)*(d2/2)^2)/2;  
  O7 o& A- K5 y- u2 GI3=((roug3*pi*(d3/2)^2*bp3)*(d1/2)^2)/2;  & y" m& ^! m/ X: ~# t; a# k& T
m1=roug1*pi*(d1/2)^2*bp1;                                
  r% X% ]. e( ]4 {m2=roug2*pi*(d2/2)^2*bp2;                               3 w9 U/ c- @: H
m3=roug3*pi*((d3)-(d1+d2))^2*bp3;                  
% J' Y/ T- {% V3 c0 u/ Hr1=d1*cosd(alphat)/2;                                          . ]7 C, [  o0 Q
r2=d2*cosd(alphat)/2;                                          6 H. m5 E7 `2 b  k% B, j
r3=d3*cosd(alphat)/2;                                          # W# A7 o0 e0 ]) K9 @1 Q7 H
fai_sp1x=90;3 _! b# R! A8 B- z0 c, p1 R
fai_sp1y=0;  |1 X+ N8 l0 ]. ^6 C3 [8 U
fai_p1rx=-130;1 K  v$ O6 i8 I$ @
fai_p1ry=-220;; v# r) i! e/ N6 K$ E6 U
kesaiz=0.05;
8 M' q7 r& n& d# ~: Skesain=0.07;1 r  E) C( z4 S! P% }
kp1x=1e8;6 S; ^+ I+ r8 q6 F$ Z6 B
kp1y=kp1x;
# I; B3 J3 `5 kcp1x=2*kesaiz*((kp1x*m2)^0.5);0 v, H( m- t& h8 C
cp1y=2*kesaiz*((kp1y*m2)^0.5);
6 Q7 Y1 x7 s2 d& T  cksx=1e8;
7 t1 |+ k7 [8 B# m1 \) s  F; Iksy=1e8;                                   
' p. {$ N" d3 ncsx=2*kesaiz*((ksx*m1)^0.5);
0 N+ I% H* [2 i' v( }8 H: Mcsy=2*kesaiz*((ksy*m1)^0.5);* v7 H; v8 z3 Z' B
krx=1e8;
2 t: C" h' J$ wkry=krx;9 i; C( C* A, v5 i, M( ^; [
crx=2*kesaiz*((krx*m3)^0.5);   ! i: ^  `# q' B" N8 K8 B# N! a
cry=crx;9 G- X) R! P" j  G$ m% L1 |
Tmesh=2*pi/z1;
% w% M  a- a* `7 [0 H/ H& e( O8 ]/ rkp1r =1e6;. S( r% K, v3 i) b2 r* y
csp1=2*0.07*((ksp1/(1/m1+1/m2))^0.5);
( o! Q5 A; a. [1 Tcp1r=2*0.07*((ksp1/(1/m2+1/m3))^0.5);                 , b) s  h* r- j. g- k7 u7 r/ q
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%以上为参数定义，可忽略不看，谢谢！7 L8 s2 E/ q7 m, n- D# q
esp1=1e-6;
. C/ G$ X( D3 X2 }9 Yep1r=1e-6;; g6 ?4 }( q7 \9 L+ _
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;& ^" k, d. m$ y+ _6 S
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;' n6 q3 z4 D4 L' x+ Q; x
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;
" N" Y; ]0 A. ~4 l, [/ Q* kdelta_p11r=((x(8)-x(14))*cosd(fai_p1rx)+(x(10)-x(16))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(18)-r2*x(12))*sind(beita)-ep1r;
: ^6 n# Y; c2 M/ C( ?! k1 C+ ~7 J%%%%%%%%%%动力学方程
, q9 i# e3 b  }; Ddx=zeros(18,1);  v6 [/ Q) j& o/ \; S* u2 W& \
dx(1)=x(2);
5 y+ z9 V, h% L! i' F3 wdx(2)=(1500*cosd(fai_sp1x)-(csx*x(2))-ksx*x(1)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1x))/m1;! x; @) u9 L( N$ D/ s, h
dx(3)=x(4);
& v: p* E7 v* F3 B" gdx(4)=(1500*cosd(fai_sp1y)-(csx*x(4))-ksy*x(2)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1y))/m1;
  T6 `3 b% s' U, w* b' Tdx(5)=x(6);
2 x) U9 `" W5 m; D1 Udx(6)=(400-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*r1+T_in)/I1;& _: Q& \$ @$ ?3 Y' i) X; a
dx(7)=x(8);# H8 V. `: V$ G( t* 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
. `& ?2 D+ w/ C( c& `* Wdx(9)=x(10);: ]% }- t: E8 f/ f" k  Q
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
9 M5 ^, L3 b' ^+ ~$ A+ t+ p8 s! cdx(11)=x(12);
9 N) k, \1 N, q. u, W- ?9 Qdx(12)=(120-((csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*r2)/I2;+ s5 {- U; v2 [- [1 R
dx(13)=x(14);
$ m# b& L' c( F) Jdx(14)=((-200*cosd(fai_p1rx)-(crx*x(14))-krx*x(13)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1rx))/m3;
& }; v" L5 R1 w# f3 I# j# ^0 o% s7 bdx(15)=x(16);! I- z! [0 _. l' i
dx(16)=((-200*cosd(fai_p1ry)-(crx*x(16))-krx*x(15)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1ry))/m3;6 _- p' }7 Z; S2 ], o
dx(17)=x(18);* c1 D9 B; }) F2 q1 ^3 _- |
dx(18)=(80-(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r)*cosd(beita)*r3-T_out)/I3;
' K. M6 G& `  j0 M
7 p8 E! x" f9 x% u' j5 r' ~+ _0 q! q$ a4 ~, Y0 s3 z5 R

# |8 l2 k% j& @0 e6 W0 |. t1.2 ode程序
  y6 a/ a: t" r: eclc;
5 H3 g; ]7 i3 |* `/ Qclear all
$ p1 z3 I1 _! x6 Gx0=zeros(18 ,1)5 D' _$ J* h* o, M7 ]# s& v$ {
[t,x] = ode45('myfun',[0:0.0001:10],x0);% [5 }; ~2 B# ]5 R
figure9 [6 @/ ]/ W+ f7 r/ ^2 O& v
plot(t,x(:,1))! _* ^$ a% H, J: [6 z/ d3 I% \

4 r3 P, D: u4 j( ?0 k& o# _0 B8 z( }6 f6 Z- I1 n' N9 Q1 O
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
1 u: |( M* b) {! o) w$ {1 o
8 H: R- b1 w* t! J4 d 3 C% `# a* a" u- B7 q; ^( A: N
0 r) l$ L; h+ i
5 v  l  `0 t3 K. q
; l# o9 K, v8 a6 J

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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)* u% ?+ h- E" E* K9 j+ w
t
9 {) `: p! l( a$ K; G1 N) Hbeita=26;, V9 G* D" u4 ~$ V0 f) s1 g- g
mn=0.004;
% U5 M8 |' L6 gz1=46;) ]0 p3 K4 h5 ^7 H
z2=43;
# W  m  `4 s( i: x2 K" l, dz3=122;; h3 J0 r/ ?  Y: O8 l" y- f
T_in=200;7 W' h, \+ L2 W: T# }) P0 N; i
T_out=80;
" I( C+ w! Y; k: croug1=7.8E3;  F1 ~# f' d; b. F) J
roug2=7.8E3;
8 V* d+ v: K# ?1 M3 l# Mroug3=7.8E3;, }4 k1 y* V! S& G; g9 G* D5 u2 h
alphan=20;
& U" l( U4 m* z# L" Z. Kalphat=atand(tand(alphan)/cosd(beita));3 n. P# E! H' f
d1=z1*mn/cosd(beita)/1000;& w5 {! \1 m% p3 L- M
db1=d1*cosd(alphat)/1000;" h/ b. u' \" x
d2=z2*mn/cosd(beita)/1000;
5 `( E" O- b" ]) q' |( ~db2=d2*cosd(alphat)/1000;# N- N) r9 |5 m# A
d3=z3*mn/cosd(beita)/1000;
% O4 m% P9 z0 e( U5 @) j; k& |9 \db3=d3*cosd(alphat)/1000;5 W, I& I7 N- l3 f# m  p+ u2 Z
bp1=116/1000;; K2 O. G0 W( U9 v/ }) Z$ O
bp2=116/1000;
* k8 d6 c, F. n/ J0 o% q/ jbp3=116/1000;
7 \# a4 u  T+ I$ T/ X0 Obp=116/1000;2 W: S8 ~- h. [& b- l# i3 c/ w5 u" T
I1=((roug1*pi*(d1/2)^2*bp1)*(d1/2)^2)/2;
. u- o/ u8 u" L0 P) j  B& B* @I2=((roug2*pi*(d2/2)^2*bp2)*(d2/2)^2)/2;4 b/ ]. a/ v$ M* }
I3=((roug3*pi*(d3/2)^2*bp3)*(d1/2)^2)/2;8 f. v  Q- y2 Y" ~3 R
m1=roug1*pi*(d1/2)^2*bp1;  E& M% a: d. j4 A# J
m2=roug2*pi*(d2/2)^2*bp2;
. @( ~! [7 A; m+ x/ w) |5 Em3=roug3*pi*((d3)-(d1+d2))^2*bp3;/ {, o- ^5 a; g3 z
r1=d1*cosd(alphat)/2;
  j. j4 x5 ^3 i# d+ E/ w+ Br2=d2*cosd(alphat)/2;
6 K+ c7 m7 U/ |- {7 ]. }+ Kr3=d3*cosd(alphat)/2;
- e; V7 F; K3 K4 h5 v. e5 dfai_sp1x=90;6 o+ B. N7 s% V2 U
fai_sp1y=0;# a! x! z& R( K' s' P0 O
fai_p1rx=-130;
, p; P0 G* S7 sfai_p1ry=-220;
. Q4 O# c, m. A: ~3 m+ W" ckesaiz=0.05;+ o$ Q9 {) G2 Q9 I* l
kesain=0.07;  ~8 ~+ ^: T$ {
ksp1 =1e6;6 I) A2 L; E" i# T* n
kp1r =1e6;
- u5 v, }2 g1 i, Tkp1x=1e8;
& V) {0 j3 c0 ^kp1y=kp1x;
# ?; z1 }1 M2 A; Q9 F( Ccp1x=2*kesaiz*((kp1x*m2)^0.5);* }3 e2 B: X3 J, s. a
cp1y=2*kesaiz*((kp1y*m2)^0.5);3 H9 E' v/ Z) R  L3 E
ksx=1e8;5 U/ e- z4 \. N' r/ ]
ksy=1e8;4 A4 s/ A! f) Y: q
csx=2*kesaiz*((ksx*m1)^0.5);' d& f+ c% U, f
csy=2*kesaiz*((ksy*m1)^0.5);2 c/ c8 J+ H6 n2 J, f7 [
krx=1e8;
. H, k2 C1 s. z& b' qkry=krx;# E9 u- u2 _6 O6 H4 z, Q" r; \. s
crx=2*kesaiz*((krx*m3)^0.5);
( H# w) n# C, Y& s- _cry=crx;
: C$ r+ e6 n, s3 Z: c7 `Tmesh=2*pi/z1;
0 ^2 L( F5 P% O& G) x- tkp1r =1e6;9 V+ A1 O5 j0 y
csp1=2*0.07*((ksp1/(1/m1+1/m2))^0.5);
2 U* H4 l" {, u/ h0 T: v+ \# xcp1r=2*0.07*((ksp1/(1/m2+1/m3))^0.5);
( h! J% a# D+ X2 }  K( M# R4 c1 V- A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%以上为参数定义，可忽略不看，谢谢！' g& U6 x+ h+ {5 Y
esp1=1e-6;$ M7 K5 U+ T2 a/ f+ d
ep1r=1e-6;( b$ c% G: Y8 O
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;
" {8 T# |- x4 X% N4 R. ydelta_sp11=((x(2)-x(8))*cosd(fai_sp1x)+(x(4)-x(10))*cosd(fai_sp1y)+r1*x(6)+r2*x(12))*cosd(beita)+esp1;
, t0 E) R, A& e9 Y4 d' I! G7 k/ @* N* xdelta_p1r=((x(7)-x(13))*cosd(fai_p1rx)+(x(9)-x(15))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(17)-r2*x(11))*sind(beita)-ep1r;4 }3 _6 ^/ f. ]$ j4 p0 f. R# |
delta_p11r=((x(8)-x(14))*cosd(fai_p1rx)+(x(10)-x(16))*cosd(fai_p1ry)+r3*x(18)-r2*x(12))*sind(beita)-ep1r;' f, ^% S' l& }- J; F$ S
%%%%%%%%%%动力学方程3 F8 P( ]5 s  [% L
dx=zeros(18,1);" p! ~5 i, Q* a8 c, |' l: w5 L
dx(1)=x(2);' {0 V9 P. b/ p- S+ g1 A) C9 g
dx(2)=(1500*cosd(fai_sp1x)-(csx*x(2))-ksx*x(1)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1x))/m1;' j$ o' D: f  C6 Y- ~; G+ [
dx(3)=x(4);7 X. i0 _: [( N( p' a" k+ [
dx(4)=(1500*cosd(fai_sp1y)-(csx*x(4))-ksy*x(2)-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*cosd(fai_sp1y))/m1;. a- L3 i5 q6 z
dx(5)=x(6);
& r, k2 b7 T  M2 L4 i1 M! ^+ qdx(6)=(400-(csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)*cosd(beita)*r1+T_in)/I1;6 m# ~" p- t0 d. b
dx(7)=x(8);- y) U' d6 u0 s# c9 H
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
" D9 v, D2 [7 w$ i7 e' L( B  f) fdx(9)=x(10);
! b% C, U- U" O% G4 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( B# j4 V# O7 ]2 q
dx(11)=x(12);
. J) b, x% u3 m/ ^dx(12)=(120-((csp1*delta_sp11+ksp1*delta_sp1)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*r2)/I2;
" F! {" c3 B! h* e& w6 Xdx(13)=x(14);
. {; l8 ]: w) x2 p; E3 Y* z2 kdx(14)=((-200*cosd(fai_p1rx)-(crx*x(14))-krx*x(13)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1rx))/m3;
, {- [3 R: G' F2 E( w( L# F* idx(15)=x(16);
6 f# E7 d. N, G; ]+ h* c5 v- u8 Pdx(16)=((-200*cosd(fai_p1ry)-(crx*x(16))-krx*x(15)+(cp1r*delta_p11r+kp1r*delta_p1r))*cosd(beita)*cosd(fai_p1ry))/m3;3 U! k+ ~8 P5 y- {
dx(17)=x(18);' p  C3 p* W- @5 R3 D7 O  w& ?
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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