O sistema de suspensão mostrado abaixo tem o nível da superfície da estrada como entrada e a posição absoluta como saída.
A função de transferência do sistema é:
Dependendo do uso, a massa do carro pode dobrar. Gere em um mesmo gráfico o diagrama de Bode para . Assuma que , , e .
Passo 1
Neste exercício, plotaremos o diagrama de Bode de para valores diferentes de , sendo que os diagramas deverão estar em um mesmo gráfico, para facilitar a comparação. Para fazermos isso, a função para criar e o comando para plotar o diagrama ficarão dentro de um laço , que atualizará e o diagrama para cada valor de .
Passo 2
O primeiro passo é entrar com os dados de massa, rigidez e amortecimento do enunciado. Em um script novo, entre com os valores de , , e :
Abaixo dos dados que você acabou de digitar, inicie um laço , com variável de controle , representando a massa do carro. Essa variável de controle deve ir de a , pois o enunciado pede para vermos o diagrama de Bode de para :
O passo da faixa de valores de você pode escolher o que quiser. Eu escolhi , de forma que em assumirá três valores distintos: , e . Isto fará que o meu gráfico com os diagramas de Bode no final tenha três curvas, uma para cada valor de .
Passo 3
Vamos entrar com dentro do laço , escrevendo dentro dele o comando , que tem como sintaxe:
A função tem como entrada dois vetores, o primeiro contendo os coeficientes do polinômio do numerador da função de transferência (representado por ) e outro contendo os coeficientes do polinômio do denominador (representado por ). retorna um objeto representando a função de transferência, que será armazenada em .
Vamos criar dois vetores, dentro do laço , contendo os coeficientes dos polinômios do numerador e do denominador de . O polinômio do numerador é e seus coeficientes serão armazenados em um vetor chamado . Já o polinômio do denominador é:
Seus coeficientes serão armazenados em um vetor chamado . Desta forma, o laço tem essa cara por enquanto:
Logo abaixo dos vetores, já podemos incluir o comando , para criar a variável , que contém .
Com o laço de repetição , os vetores e serão atualizados a cada iteração, com um valor de diferente, gerando, portanto, uma função de transferência diferente.
Passo 4
Para gerar o diagrama de Bode para cada função de transferência diferente, utilize dentro do laço o comando , que tem a sintaxe:
Ele tem como entrada uma função de transferência (representada pela variável ), criada usando o comando , e ele gera um gráfico com o diagrama de Bode para .
Logo, acrescente o comando dentro do laço :
Abaixo de , inclua o comando . Este comando serve para que o gráfico com o diagrama de Bode seja atualizado a cada iteração, mas sem que as curvas da iteração anterior desapareçam.
Pra finalizar, coloque logo abaixo do laço o comando:
Ele fará com que o gráfico com os diagramas de Bode tenham uma legenda, indicando qual curva representa o resultado para determinada massa. As legendas dentro de devem estar na ordem com que os diagramas foram criados.
Resposta
As curvas azuis são o diagrama de Bode para
As curvas vermelhas são o diagrama de Bode para
As curvas amarelas são o diagrama de Bode para