Simulink. Deel1. Figuur 1 Model van het zonnepaneel in Simulink.

Vergelijkbare documenten
Case Simulink EE4- Building a SSV - Team PM1 21 maart 2014

Meting zonnepaneel. Voorbeeld berekening diodefactor: ( ) Als voorbeeld wordt deze formule uitgewerkt bij een spanning van 7 V en 0,76 A:

Case Simulink. Team PM 12: Joris Brankaer Arne Vanderlinden Jens Noë Carl Uydens Tom Vranckx Ben Eisenberg. 2e bac groep 11

Verslag: Case 1 Team: Hyperion

Case Simulink. Team name: SolarMatic. Group:AM13

Case 1 en Simulink. 1. Diodefactor bepalen. I = I sc - I s (e!

Groep 13 CASE SSV DEEL 2 EE4. Bas Jan Renders Mathijs Tielens Jitse Meulenijzer Alexander Blockhuys Casper Antonio Jan Van Hemelen

De bisectie methode uitgelegd met een makkelijk voorbeeld

=0.327W Dit verlies komt overeen met een verlies van ongeveer 6.8%. =0.688W Dit verlies komt overeen met een verlies van ongeveer 14.33%.

B = 3. Eenparig vertraagde beweging B = 4. Stilstand C = 3. Eenparig vertraagde beweging

Team name:solarmatic. Group:AM13. Team members: Thomas Deliens Michaël Op de Beeck Renaud Peeters Tom Salens Jens Sneyers Karel Winderickx.

jaar: 1990 nummer: 06

Case SSV 1. Team name: SolarMatic. Group: AM13

Case 1 en Case simulink

Engineering Experience 4: SSV. Jan Fransen Soroush Qanawizian Stijn Vrancken Vince Vloeberghs Yannick De Waelheyns

toelatingsexamen-geneeskunde.be

We hebben 3 verschillende soorten van wrijving, geef bij elk een voorbeeld: - Rollende wrijving: - Glijdende wrijving: - Luchtweerstand:

[EE4: CASE SSV]

Decremer Wim Smits Floris Van der Zee Alexander Vandenbrande Jasper Veulemans Jens

Toelatingstoets havoniveau natuurkunde max. 42 p, vold 24 p

Fysica. Indien dezelfde kracht werkt op een voorwerp met massa m 1 + m 2, is de versnelling van dat voorwerp gelijk aan: <A> 18,0 m/s 2.

Case SSV Deel 2: PM3

Eindrapport Case I + Case Simulink

jaar: 1989 nummer: 17

Leerstof: Hoofdstukken 1, 2, 4, 9 en 10. Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, binas 6 de druk. Let op dat je alle vragen beantwoordt.

Design SSV. EE4- Building a SSV - Team PM1. 9 mei 2014

Vuistregels voor energie-efficiënte robotprogrammatie

Plan van aanpak. Small Solar Vehicle (SSV) Adriaenssens Ben Billiet Alexander Crabbé Joris Rogiers Matthias Timmerman Willem Van Coillie Karst

Havo 4 - Practicumwedstrijd Versnelling van een karretje

Materialen in de elektronica Verslag Practicum 1

Jeroen Berwaers Steven Boeckx Laurens De Meyere Maarten Derveaux Tristan Geeraert Iris Minten. 2 e bac groep PM2

Kracht en beweging (Mechanics Baseline Test)

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Eindexamen natuurkunde / scheikunde 1 compex vmbo gl/tl I


Eenparige cirkelvormige beweging

Plan Van Aanpak: a Small Solar Vehicle (SSV)

Vermogen snelheid van de NXT

Arbeid, vermogen en rendement

[ENGINEERING EXPERIENCE 4: CASE SSV] Bachelor in de Industriële Wetenschappen 2de fase

natuur- en scheikunde 1 CSE GL en TL COMPEX

Opgave 1 Afdaling. Opgave 2 Fietser

Testen en metingen op windenergie.

J De centrale draait (met de gegevens) gedurende één jaar. Het gemiddelde vermogen van de centrale kan dan berekend worden:

Examen HAVO. natuurkunde 1

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2002-I

Groep 13 CASE SSV DEEL 1 EE4. Bas Jan Renders Mathijs Tielens Jitse Meulenijzer Alexander Blockhuys Casper Antonio Jan Van Hemelen

Antwoorden Natuurkunde Hoofdstuk 2

E E 4 B u i l d i n g a s s v

EE 4: Samenwerkingscontract

2.1 Onderzoek naar bewegingen

Juli blauw Fysica Vraag 1

Auteur(s): Harry Oonk Titel: In de afdaling Jaargang: 10 Jaartal: 1992 Nummer: 2 Oorspronkelijke paginanummers: 67-76

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2005-I

NATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE. Tweede ronde - theorie toets. 21 juni beschikbare tijd : 2 x 2 uur

Vraag 1 Vraag 2 Vraag 3 Vraag 4 Vraag 5

De snelheid van de auto neemt eerst toe en wordt na zekere tijd constant. Bereken de snelheid die de auto dan heeft.

TENTAMEN NATUURKUNDE

Analyse van de Futaba S3003 dc motor

Theorie: Snelheid (Herhaling klas 2)

Uitwerkingen opgaven hoofdstuk 4

****** Deel theorie. Opgave 1

Bergtrein. Figuur 2 staat ook op de uitwerkbijlage. a. Bepaal de afstand die de trein op t = 20 s heeft afgelegd.

natuurkunde havo 2019-II

Onderzoek werking T-verter.

Deel 4: Krachten. 4.1 De grootheid kracht Soorten krachten

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2001-I

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2014 TOETS APRIL uur

Rekenmachine met grafische display voor functies

In autotijdschriften staan vaak testrapporten van nieuwe auto s. In de figuur op de bijlage is zo n overzicht afgedrukt.

Essential University Physics Richard Wolfson 2 nd Edition

CRUESLI. Een pak Cruesli heeft een massa van 375 gram. De bodem van het pak is 4,5 cm breed en 14 cm lang. 1. Bereken de oppervlakte van de bodem.

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

CRUESLI. Een pak Cruesli heeft een massa van 375 gram. De bodem van het pak is 4,5 cm breed en 14 cm lang. 1. Bereken de oppervlakte van de bodem.

SportsArt 1080 gebruiksaanwijzing computergedeelte

Construeren III: opdracht B Groep B Docent: Bert Broeren

Een model voor een lift

De bepaling van de positie van een. onderwatervoertuig (inleiding)

Opdracht 3: Baanintegratie: Planeet in een dubbelstersysteem

RBEID 16/5/2011. Een rond voorwerp met een massa van 3,5 kg hangt stil aan twee touwtjes (zie bijlage figuur 2).

2.0 Beweging 2.2 Snelheid (Coach 5) 2.4 Stoppen (simulatie)

VAK: natuurkunde KLAS: Havo 4 DATUM: 20 juni TIJD: uur TOETS: T1 STOF: Hfd 1 t/m 4. Opmerkingen voor surveillant XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

BIOFYSICA: Toets I.4. Dynamica: Oplossing

Plan Van Aanpak. Aanleiding. Goedkeuring en bijstelling. Projectbeschrijving

natuur- en scheikunde 1 CSE GL en TL

Je geeft de antwoorden op deze vragen op papier, tenzij anders is aangegeven.

4. Maak een tekening:

Space Experience Curaçao

SEMESTER 1, BLOK B SIMULATIE

Inhoud. Inleiding 2. Materiaal & Methode 3. Resultaten 5. Theoretisch Kader 6. Discussie 7. Bronnen 9. Appendix Onderzoeksvraag 2

Examen VWO Compex deel 2. Natuurkunde

Proef Natuurkunde Vallen en zwaartekracht

ATWOOD Blok A en blok B zijn verbonden door een koord dat over een katrol hangt. Er is geen wrijving in de katrol. Het stelsel gaat bewegen.

Elektro-magnetisme Q B Q A

Naam: examennummer:.

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1977 MAVO4 NATUUR- EN SCHEIKUNDE I. Zie ommezijde. Vrijdag 19 augustus,

natuurkunde havo 2018-II

XXX INTERNATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE LEICESTER, GROOT BRITANNIË PRACTICUM-TOETS

V: Snelheidsregeling van DC-motor

Juli blauw Vraag 1. Fysica

Transcriptie:

Simulink Deel1 In dit deel van het ontwerp simuleren we het gedrag van onze zonnepanneel bij weerstanden tussen 10 Ohm en 100 Ohm. Een beeld van hoe het model in Simulink is opgesteld is in figuur 1 opgenomen. Figuur 1 Model van het zonnepaneel in Simulink. Wanneer we met behulp van het script in bijlage voor dit zonnepaneel de simulatie afspelen, bekomen we volgende grafieken voor de stroom (figuur 2) en het vermogen (figuur 3) in functie van de spanning. Figuur 2 Stroom in functie van de spanning. 33

Figuur 3 Vermogen in functie van de spanning. Aan de hand van de gegevens van het zonnepanneel kunnen we met deze simulatie dus mooi de stroom- en vermogenkarakteristiek opstellen. We bekomen tevens hetgeen we experimenteel zijn uitgekomen, in de proef die in een eerder hoofdstuk teruggevonden kan worden. 34

Deel2 In dit volgende deel simuleren we het gedrag van ons wagentje zonder zonnepaneel, wanneer het over een afstand van 2m van een hoogte van 0.25m de helling afrijdt totdat het weer stopt. Hiervoor hebben we een model in Simulink opgesteld met als resultaat het model in figuur 4. Figuur 4 Model van de SSV die een helling afrijdt. In het model in figuur 4 is de motor met de massa verbonden via overbrenging en een as met wielen. Tussen de overbrenging en de motor hangen we enkele sensoren om het toerental en het koppel in een grafiek te kunnen weergeven. Op de massa werken ook verschillende krachten die veranderen in functie van snelheid of de positie. Dus tussen de as met wielen en de massa brengen we ook weer een sensor aan om de snelheid en positie bij te kunnen houden in functie van de tijd. De output van die snelheid en positie linken we aan een sub-model en uit dit sub-model brengen we de verschillende krachten uit, tellen ze bij mekaar op en trekken het geheel weer af van het geleverde krachten van de motor. Een beeld van het sub-model kan u in figuur 5 terugvinden. In dit sub-model komen zoals eerder vermeld de positie en de snelheid toe. En de krachten die in functie van deze parameters veranderen zijn de luchtweerstand, rolweerstand en de helling. De luchtweerstand is functie van het kwadraat van de snelheid met een constante factor. Dit is in het model zoals u in het bovenste gedeelte van figuur 5 kan zien opgenomen. De 35

rolweerstand werkt constant op het wagentje, maar niet de zwaartekracht. Deze laatste werkt mee wanneer het wagentje van de helling afrijdt. De invloed van de helling op het wagentje hebben we voorgesteld met een switch (zie figuur 5). Wanneer het wagentje op de helling boven start, staat deze onder een hoek. Deze hoek wordt dan doorgegeven en is constant voor een afstand van 2m. Van deze constante hoek nemen we de sinus om de meewerkende zwaartekracht in beschouwing te brengen. Wanneer het wagentje op een positie gelijk aan 2m zit verandert de switch de hoek naar 0. Als hiervan de sinus wordt genomen valt de invloed van de meewerkende zwaartekracht weg. Figuur 5 Sub-model met de belasting die werkt op de SSV Wanneer we deze simulatie afspelen voor de beste overbrengingsverhouding van 8 zoals we die eerder met de energiefuncties berekend hebben, krijgen we onderstaande grafieken. Op grafiek 1 zien we de snelheid in meter per seconde afgebeeld in functie van de tijd in seconde. Uit deze simulatie blijkt dat de snelheid van 0m/s zal toenemen tot net onder 2m/s en daarna deze snelheid zal afnemen. Heet wagentje zal voor dit model na 9 seconden weer tot stilstand komen. Om te weten hoe ver het wagentje nog zal uitbollen is grafiek 2 opgenomen, waarop de positie in meter staat afgebeeld in functie van de tijd in seconde. Hierop zien we dat de verste positie op een tijdstip van 9s overeenkomt met de positie 8.3 meter. 36

Grafiek 1 Snelheid (m/s) in functie van de tijd (s) Grafiek 2 Positie (m) in functie van de tijd (s) 37

Deel 3 In dit derde deel koppelen we het model van het vorige deel met het zonnepaneel uit deel 1 en simuleren we de racebaan zoals deze op de dag van de race is. Dit zal namelijk zo zijn dat we eerst een rechte baan van 10m afleggen en daarna een helling van 4m oprijden tot op een hoogte van 0,5m. Aan de hand van een script stellen we een grafiek op voor verschillende overbrengingsverhouding en kijken we hoe lang het duurt om de racebaan af te leggen voor de verschillende overbrengingsverhouding. Van de beste race-tijd meten we ook het snelheid en het koppel op elke positie. Een prent van onze gekozen criteria zoals ze opgenomen zijn in het script van de simulatie vind u in bijlage. Een afbeelding van het model kan u zien in figuur 6. Figuur 6 Model SSV gekoppeld aan zonnepaneel met het effectieve raceparcours Aan het model is zonder het zonnepaneel, en het parcours (deze zit in het sub-model beschreven) niet veel veranderd zoals u op figuur 6 kunt zien. Het sub-model is in figuur 7 opgenomen. De in- en outputs van eht submodel zijn exact dezelfde als in deel 2. In dit model wordt met behulp van de switch wel aangeduid dat de helling aanvankelijk 0 is, waardoor het invloed van de component van de zwaartekracht gecreëerd door helling wegvalt. Bij een afstand van 10m zal de switch een de hoek van 7.1 doorgeven en wordt de invloed van de helling ook mee in rekening gebracht. 38

Figuur 7 Sub-model SSV met het effectieve parcours Wanneer we de simulatie voor dit model dan afspelen krijgen we enkele grafieken die hieronder zijn opgenomen. Grafiek 3 Race-tijd (s) in functie van de overbrengingsverhouding 39

Grafiek 3 geeft de race-tijden in seconden weer voor verschillende overbrengingsverhoudingen. Voor de bepaalde parameters van ons ontwerp bekomen we dan een beste race-tijd van 6.7 seconden bij een overbrengingsverhouding van 8,5. Op grafiek 4 is de positie weergegeven in functie van de tijd. Hierop kunnen we aflezen dat we positie 14 bereiken op 6,7 seconden. We zien ook dat het 5 seconden duurt om het rechte stuk af te leggen en 1,7 seconden om de helling op te klimmen. Grafiek 4 Positie in functie van de tijd De snelheden voor alle posities van het parcours zijn weergegeven in grafiek 5. We zien dat we een snelheid van 3 m/s bereiken net voor de helling en de snelheid op de helling dan daalt. Tenslotte krijgen we ook het verloop van het koppel weer in grafiek 6. Het koppel zal ten voordele van de snelheid dalen, totdat we op de helling komen op positie 10. Dan zal het koppel moeten stijgen om de SSV de helling op te krijgen. Dit gaat dan ten koste snelheid zoals we bij grafiek 5 konden zien van positie 10 tot 14m. 40

Grafiek 5 Snelheid in functie van de positie. Grafiek 6 Koppel in functie van positie. 41

Besluit Voor enkele specifieke ontwerpcriteria bekomen we een ideale overbrengingsverhouding van 8,5 die overeenkomt met een race-tijd van 6,7s. Dit is exact wat we eerder al zijn uitgekomen bij het oplossen van de energiefuncties. Doordat we geen tandwielen teer beschikking hebben om een overbrengingsverhouding van 8,5 te bouwen kiezen we een overbrengingsverhouding van 8. Het simuleren van de race m.b.v. Simulink blijkt veel gemakkelijker en overzichtelijker te zijn dan het telkens oplossen van de energiefunctie met een bepaalde waarde voor de overbrengingsverhouding of via de bissectie-methode. Het model in Simulink is ook heel handig als je onderdelen wilt toevoegen of wijzigen, tegenover de andere methodes, waar al het werk moet herbegonnen worden. 42