文档介绍:蹦极跳系统的动态仿真
蹦极跳时一种挑战身体极限的运动,蹦极者, 质量m系处的桥梁(或山崖等)向下跳(假设此高 度为80M)。如果人体系在一个弹性常数为k的弹 性绳索上,在下落的过程中,在绳索长度以内,出 于失重状态,仅受空气阻力和重力蹦极跳系统的动态仿真
蹦极跳时一种挑战身体极限的运动,蹦极者, 质量m系处的桥梁(或山崖等)向下跳(假设此高 度为80M)。如果人体系在一个弹性常数为k的弹 性绳索上,在下落的过程中,在绳索长度以内,出 于失重状态,仅受空气阻力和重力加速度,a1,a2 为空气的阻尼系数。在绳索长度之后,开始受绳的 拉力。
为了简化建模,我们定义绳索下端开始受力的 位置为基准面,以向下为正方向。则其对落体位置 的影响为:基准面以上,x<=0,b不受绳索拉力,基 准面以下,受力。因此整个蹦极系统是一个典型的 具有连续状态的非线性系统。的数学模型为:
mx = mg + b{x) — axx — a2 x x
I。,
x > 0
^<0
初始条件:蹦极者起始速度为0其余的参数:k=20,a2 = a1 = 1; m=70 kg,
g=,h=30m。
则可以建立其simulink模型如下
Cons tantl
Cons tant
Add2
Scopel
This program is a bungee demo ,it output the dis
tance to the ground of jumper
为了输出方便读者阅读,在最后加了一个参照系坐标转化,最后输出为蹦
极者的高度。这里只是一个简单的模型,没有考虑到蹦极者落地后与实体地面接 触后的速度变化,仅认为地面是个空气平面。
用户可以输入绳索长度h、弹性常数k和体重m,来测试你给定的参数是 否会让蹦极者产生危险(即蹦极者位置在地面以下)。
试一试吧!比如按照刚才的设置初始值,结果图形如下:
结果分析:对于体重为70 kg的蹦极者,此系统是不安全的,因为蹦极者与 地面之间的距离出现了负值