MATLAB在机械工程专业试验教学中的应用.pdf

《MATLAB在机械工程专业试验教学中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第9期(总第242期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERINGNO．92011(Totally242)【现代制造技术1doi：10．3969乃．issn．1673—3142．2011．09．019MATLAB在机械工程专业试验教学中的应用张燕，张喜瑞，王高平(海南大学机电工程学院，海南儋州571737)摘要：机械工程中涉及到的有些知识比较抽象，计算复杂，绘图比较困难，教学、学习都比较吃力。通过实例，将MATLAB应用于机械工程的控制、优化、建模、仿真等领域

2、，将提高教学及学习的效率，从而使MATLAB在机械工程专业实验教学中得到广泛的应用。关键词：MAⅡAB；机械；教学；应用中图分类号：TP391．9文献标识码：B文章编号：1673—3142(2011)09—0064-03MATLABAppliedinExperimentalTeachinginMechanicalEngineeringZhangYan，ZhangXimi，WangGaoping(TheMechanicalandElectricalEngineeringConegeofHainanUniversity，Dan

3、zhou571737，China)Abstract：Mechanicalengineeringrelatedtoknowledgeisabstract，computationiscomplexity，anddrawing，teachingandlearning，ismoredifficult．Throughtheexample，MATLABisusedinmechanicalengineeringcontrol，optimization，modeling，simulationandotherareas．Itwillincr

4、easetheefficiencyofteachingandlearning，SOthatMATLABhasbeenwidelyusedintheteachingofmechanicalengineeringexperiment．Keywords：MATLAB；mechanical；teaching；applications前言随着科技发展．对于数据计算、分析，要求越来越高，而手工的计算越来越不能满足时代的需求。高效、精确的计算工具已经成为时代发展不可或缺的。MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级

5、语言，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经十多年的发展与竞争。现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。它具有强大的矩阵计算能力、数据分析和良好的图形可视化的软件．它在机械、航空、航天、电力、冶金、化工、电子等工程领域得到广泛应用，而且它在金融、生态环境、神经系统等非工程领域也得到运用。MATLAB不仅是计算，其系统建模、仿真和分析的强大功能也不容小觑。它能降低科研或产品开发成本，就经济性而言它的价值是不言收稿日期：201l—06

6、—22基金项目：海南大学211工程专项资金资助项目(yj90141)。作者简介：张燕(1978一)，女，湖北鄂州人，硕士，海南大学机电工程学院讲师。主要研究方向：机械电子工程、机械制造及设计。——64．—而喻的【i1。在欧美各高等院校．MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。本文将结合一些实例介绍MATLAB在机械工程领域中的应用。1MATLAB在机械控制工程中的应用1．1频率特性法分析系统的稳定性在

7、自动控制领域里．将会遇到很多计算和绘图。并且这些计算与绘图大多数不是手工能做出来的闭，这给教学带来很多的不便。但是，如果将MATLAB应用于课程教学中会大大地减少课程难度，以及节省绘图时间，提高了MATLAB在机械工程专业实验教学中的使用范围。下面将举例说明MATLAB在机械工程领域中的应用。例：已知闭环函数为张燕等：MATLAB在机械工程专业试验教学中的应用2011年9月㈤=剁一—45—90、-135喜一180-225—270l由运行结果和图形可知，幅值穿越频率为：峨=4．39rad／s；相角稳定裕量为：y=60．70；

8、相角穿越频率昨0．661rad／s；幅值稳定裕量K—0．12，即18．4dB。根据判据，伽，K却该闭环系统是稳定的。1．2系统误差分析由于系统存在干扰．其稳定性需要用稳态误差的大小来衡量。例：已知单位反馈控制系统的闭环函数：G。(s)=丽52+0(5s+1s2而)矿试求其静态位置、速度和加速度误差系统。