计算机仿真总述(MATLAB应用举例)ppt课件.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《计算机仿真总述(MATLAB应用举例)ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机仿真总述(MATLAB应用举例)ppt课件.ppt(129页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、l早期研究和设计一个动态系统时,往往凭借设计者的知识和经验,用真实的元器件构成一个真实的系统。在此系统上进行大量的实验研究,分析系统结构参数对系统动态性能的影响,结构尺寸的改变,实物也需更换。通过反复实验,不断修改,确定应用于生产实际的系统 称为实物实验研究法l随着科学技术的发展,自动控制理论的不断完善,人们开始利用这些理论,在建立真实系统之前,先建立描述系统动态过程的数学模型,在此模型的基础上分析所设定控制方案的可行性、结构参数的合理性,并将分析结果作为系统设计的依据理论分析法l与实物分析法相比:大大降低成本节省大量时间l缺点:由于理论的局限性,理论分析结果与实际相差较大有时需根据相似理论建
2、立实验模型进行中间实验,以便提供可靠的依据l由于科学技术的迅速发展和经济建设的需要,对系统的动态性能要求越来越高,出现了许多新的控制理论,如复合控制、最优控制、鲁棒控制、模糊控制、自适应控制等新的控制方法,这些新的控制方法使系统变得更复杂,如若仍采用人工进行分析和建立数学模型,就更加困难,需花费大量的精力和巨大的代价,甚至不可能实现。l随着计算机技术的发展,利用计算机作为研究的工具,进行实际物理系统的动态研究、研究实际系统的各种工作状态、确定最佳控制方案、选择理想的系统参数等研究方法逐渐成熟称为计算机分析法,通常称为“仿真”l利用计算机作为研究工具,将实际系统转化成“模型”,在计算机上运转的过
3、程称为仿真(Simulation)l用于对系统进行仿真的一整套软硬件称为仿真系统l研究可在计算机上运行的“模型”建立和实验方法称为仿真技术按对象分:l已建实际元件或系统的仿真l新研制元件或系统的仿真按所用模型的类型(物理模型,数学模型,物理数学模型)分类:l物理仿真l计算机仿真(或称数字仿真)l半实物仿真 按对象的性质分:l宇宙飞船仿真l化工系统仿真l制造系统仿真l社会/经济系统仿真l武器控制系统仿真l按系统模型分:l连续系统仿真:系统模型中的状态变量的连续变化的,一般可表示为微分方程的形式l离散系统仿真:系统模型中的状态变量只在模型某些离散时刻由于某种事件而发生变化变化,一般不能表示为方程式
4、的形式,而只能用一组逻辑条件或流程图来表示按仿真时所用计算机种类的不同:模拟仿真数字仿真混合仿真系统仿真是一项应用技术,在科学研究和工程设计中应用领域不同,有各自的特殊问题,但也有许多共性:如何将一个待解决的问题变成一个系统仿真问题如何根据人们对实际系统的了解来建立系统的仿真模型如何验证模型的有效性如何根据研究的需要来设计仿真实验如何将仿真模型变成计算机上可执行的程序如何确认程序的正确性如何利用计算机进行规定的仿真实验(包括采用什么算法,实验结果是否可信等)如何对仿真实验结果进行分析如何根据结果分析来修改模型l机械零件设计l动力学与振动:轨迹、单自由度系统、 多自由度系统、细梁的振动l控制系统
5、:传递函数、系统响应l流体力学:流体静力学、内部粘性流动、 外部流动l热传导:导热、对流传热、辐射传热l流体传动:液压系统、液力系统、气压系统l 1. 对已有的液压元件或液压系统在数学模型建立的基础上,进行仿真研究,目的是将仿真结果与实验结果进行比较,验证理论的准确程度,并不断通过修改数学模型和改变仿真参数,使仿真更接近于实物实验结果,得到的数学模型作为今后改进和设计类似元件或系统的理论依据2. 对于已经设计好的系统,通过仿真实验,确定调整参数,仿真结果作为系统调试的理论依据,从而缩短调试周期和避免损坏设备3. 对于新设计的元件,可通过仿真研究元件各部分参数对其动态特性的影响,从而确定满足性能
6、要求的结构参数,为设计该元件提供所需的数据4.对于新设计的系统,通过仿真验证系统控制方案的可行性,研究系统结构参数对动态性能的影响,由此获得最佳的控制方案和最优的系统结构参数l向量、受力和刚体平衡l梁、压杆、轴的应力和偏差l齿轮的应力l四连杆机构l凸轮轮廓l滑动轴承l应力场分析l(一)机械零件设计向量、受力和刚体平衡梁、压杆、轴的应力和偏差齿轮的应力四连杆机构凸轮轮廓滑动轴承应力场分析(二)动力学与振动:轨迹单自由度系统多自由度系统细梁的振动(三)机械优化l线性优化l非线性优化l单目标约束优化l多目标优化l(四)控制系统 传递函数 系统响应(五)流体力学 流体静力学 内部粘性流动 外部流动(六
7、)热传导 导热对流传热辐射传热(七)流体传动液压系统液力系统气压系统(八)工程统计l概率分布l置信区间l线性回归l实验设计lla=1 2 3 4 5;l 2 3 4 5 6;l 3 4 5 6 7;l 4 5 6 7 8;l 5 6 7 8 9 lb=1 1 1 1 1;l 2 2 2 2 2;l 3 3 3 3 3;l 4 4 4 4 4;l 5 5 5 5 5lc=a*bld=a.*ble=b.2lf=a./blc =l 55 55 55 55 55l 70 70 70 70 70l 85 85 85 85 85l 100 100 100 100 100l 115 115 115 115
8、115ld =l 1 2 3 4 5l 4 6 8 10 12l 9 12 15 18 21l 16 20 24 28 32l 25 30 35 40 45le =l 1 1 1 1 1l 4 4 4 4 4l 9 9 9 9 9l 16 16 16 16 16l 25 25 25 25 25lf =l 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000l 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000l 1.0000 1.3333 1.6667 2.0000 2.3333l 1.0000 1.2500 1.5000 1.7500 2.0000l 1.0
9、000 1.2000 1.4000 1.6000 1.8000pACQAdA2 样条曲线在工程实践与科学应用中有着广泛的,如试验、统计数据如何用曲线表示,设计、分析、优化的结果如何用曲线表示等。几乎各个领域都要用到样条曲线来对数据进行处理。(样条工具箱)X0123456789Y01.24.35.29.812.416.821.225.528.4l% = Program aaa3.m =l% - Curve fitting -ldisp(Input Data-x; Output Data-y:)lx=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9ly=0,1.2,4.3,5.2,9.8,12.4,16.8
10、,21.2,25.5,28.4lpauselplot(x,y,or)lhold onlgridlpauselpf1=polyfit(x,y,1)lpx1=polyval(pf1,x)lplot(x,px1,g)lpauselpf2=polyfit(x,y,2)lpx2=polyval(pf2,x)lplot(x,px2,b)X012345678Y00.91.61.00.1-0.3-0.7-0.9-0.2l%=数表插值aaa4.m=ly=0 0.9 1.6 1 0.1 -0.3 -0.7 -0.9 -0.2 lx=0:length(y)-1; % x等距lx1=0:0.1:length(y)-1
11、; % 每两相邻点间插入9点ly1=interp1(x,y,x1,spline);lplot(x,y,+r,x1,y1,b)l程序l%四连杆FourBarPosition.m wzsdjsd.m 液压节流调速系统动态特性仿真液压节流调速系统动态特性仿真l初始值x0=-5 5l%程序myfun88.mlfunction f=myfun88(x)lf=2*x(1)-x(2)-exp(x(1);l-x(1)+2*x(2)-exp(-x(2);l%程序fxxfc.mlx0=-5;-5;lx,F=fsolve(myfun88,x0) x=0:0.1:10plot(x , x.2)012345678910
12、0102030405060708090100 xx2x2 l程序:只需一条语句area=quad(x.2,4,7) l结果:larea = 93l验算:例:解经典范得波(Van der Pol)微分方程令:=2 lt,y=ode23(myfun5,0 30,1;0,3);ly0=1;0ly1=y(:,1);ly2=y(:,2);lplot(t,y1,:b,t,y2,-r)llegend(速度,位移)lfunction yp=myfun5(t,y);l yp=y(2) 2*(1-y(1)2)*y(2)-y(1);l偏微分方程数值解法工具箱可应用于弹性力学、静电学、电磁学、热传导和发散等许多领域。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机仿真 MATLAB 应用 举例 ppt 课件
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内