计算机仿真程序设计,计算机仿真技术-MATLAB-综合实验-（8页）-原创力文档

机电工程学院

计算机仿真技术实验报告

专业班级

姓 名

学 号

实验二 MATLAB 综合实验

一、实验目的及要求

培养学生利用 Matlab 解决专业问题的能力。

二、实验设备(环境)及要求

1． 计算机

2． Matlab 软件编程实验平台

三、实验内容

1． 采用脚本文件调用函数文件的方式，绘制 ∗sin⁡()和 *cos(t)曲线。要求自变量 t 的

值在脚本文件中设定，函数值在函数文件中计算，可分别或同时绘制两条曲线；字符 a 单独

绘制 ∗sin⁡()曲线(蓝色)，字符 b 单独绘制 *cos(t) (红色),字符 c 同时两条曲线。

2．编制质量弹簧阻尼系统仿真程序，研究在正弦载荷作用下系统弹性系数与阻尼系数对系统

运动参数的影响。假定 M=200kg，正弦载荷幅值 500N，角频率为 1rad/s，初相位为 0。实

现方式：MATLAB 编程与 SIMULINK。要求：区分绘出解析解和数值解曲线。

四、设计思想

(1)当输入字符 a 单独绘制 ∗sin⁡()曲线(蓝色)，字符 b 单独绘制 *cos(t) (红色),

字符 c 同时两条曲线，所以考虑可以利用if...else...end语句，函数文件由function语句

引导，其基本结构是：function 输出形参表=函数名(输入形参表)，这里我可以定义了一

个函数y，然后即可编写函数文件，绘图时输入y,然后输入a,b,c即可进行相应绘图，

y(t)

(2) c

F(t) M

k

单自由度质量-弹簧-阻尼系统，如上图所示。由一个质量为M的滑块、一个刚度系数为k的弹

簧和一个阻尼系数为c的阻尼器组成。系统输入：作用在滑块上的力f(t)。系统输出：滑块的

̇

位移x (t)。建立力学平衡方程：M+c+ky=f(t),f (t)=500sint,M=200kg, =0,y =0。为解̈ ̇

(0) (0)

决该问题我们可以采用如下方法：

① 利用ode45函数对其进行仿真，为此我们不妨假设c=1,k=5,然后即可进行编程求其数值

解。

② 利用dsolve函数求其符号解，这里也假设c=1,k=5,然后亦可进行编程求其符号解。

③利用四阶尤格-库塔法对其进行仿真实验

200+ c +ky=500sin(t)̈ ̇

⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ̇ =x

1 2

⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ̇ = - x - x +2.5sin(t)

2 1 2

y=x1