《系统仿真与matlab》综合试题

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1、《系统仿真与matlab》综合试题题目：曲柄滑块机构的运动学仿真编号：（9）难度系数：姓名龚捷班级自动化1006学号U201013763联系方式13367241656成绩35目录目录2第一章、建模与仿真意义2第二章、建模3第三章、难点及关键点例析：4第四章、程序相关5第五章、仿真运行指南9第六章、设计感想11第七章、程序源代码1235第一章、建模与仿真意义系统建模与仿真技术在各个领域具有十分突出的作用，利用先进的系统建模与仿真技术，研究人员可先期对设计、工造等环节进行较为准确的模拟和论证，节约开发成本，缩短开发周期等。如，在军事领域，研究员利用仿真技术，可用很小的代价评估论证武器装备、开展虚拟

2、军事训练和分析先进概念等；在工业领域，系统建模与仿真技术引发的虚拟制造模式，大大缩短了研发周期降低研发成本。研究曲轴运动的物理规律，可通过物理和几何手段进行理论计算，实现数学解析，但缺乏直观性；通过建模和仿真，其运动规律可以实时动画展现，各项数据实时输出，大大增加了直观性。第二章、建模一、试题重现对图示单缸四冲程发动机中常见的曲柄滑块机构进行运动学仿真。已知连杆长度：，，连杆的转速：，，设曲柄r2以匀速旋转，。初始条件：。仿真以为输入，计算和，仿真时间0.5s。35一、试题分析进行数学抽象：已知条件：曲轴长度r2、r3，曲轴r2角速度w2；求：曲轴r3的角速度w3、两曲轴投影长r1，和滑块的速

3、度v。根据几何知识和物理知识，应用正弦定理，可以建立角速度与时间的关系，从而求解角速度w3以及曲轴投影r1。二、试题建模根据正弦定理知：，可得曲轴投影r1：将r1对时间求导，即得滑块运动速度v：至此，即建立起了曲轴运动的数学模型，将仿真时间t固定间隔向后推进，利用上述式子即可获得曲轴运动状态，计算相关参数即可实时显示仿真结果。第三章、难点及关键点例析：一、物理运动过程35仿真动画及各项仿真数据展现曲轴运动的物理规律，正确建立仿真模型是实现的关键。具体建模过程参见前述章节。一、仿真动画相关1、各点参数为实现仿真动画效果和获取各项仿真数据，须曲轴的可动点坐标。具体细节参见建模过程。2、动画实现采用

4、局部重画和擦除的方式实现动画。各个局部重画与擦除顺序有所考究才能形成逼真的效果。4、暂停的实现仿真与暂停按钮分属两个控件，通过修改相关标志变量记录仿真运行状态，各函数程序需要共享数据，通过全局变量实现。每按一次暂停按钮，暂停标志翻转一次；仿真循环体中判断暂停标志以决定动作，当仿真途中检测到暂停按下，则退出仿真，同时记录当前仿真时间、坐标等参数，呈现出暂停效果；当再次按下仿真按钮时，暂停标志翻转，仿真从当前记录状态开始，呈现出继续仿真效果。5、仿真时间与实际运行时间的比例缩放仿真时间要求为固定值，随着输入参数w2的增加，曲轴实际运行速度增加，不利于观察仿真结果；将仿真速度按比例缩小，即创造一个时

5、间比例尺度来协调。6、输入框只接受数字的实现由于角速度是为数字型，而输入框可接受各种字符输入，故35加入限定只允许输入纯数字的功能。第四章、程序相关一、程序流程打开matlab，运行begin.m文件欢迎界面初始化数据和界面仿真？否是含非法字符读取输入参数w2不含非法字符仿真循环体暂停？是否35二、GUI界面仿真界面采用GUI程序界面，具有很好的人机交互性。——欢迎界面——仿真系统主界面35——各种对话框35——关于作者界面一、函数及功能介绍1、begin.m仿真系统欢迎界面，增加系统的美观性。2、jairkong.m仿真程序主体，由GUI生成，包含程序处理、控件管理等。3、StartSimu

6、lation.m仿真函数，其内调用各个子函数，计算各项参数、绘制仿真动画、判定暂停状态、输出仿真数据等。4、Initialize.m初始化系统数据。5、GetCoord35根据仿真时间和曲轴r2角速度w2计算各项仿真参数，供其他数据处理函数调用。1、Wipe.m擦除之前动画帧，实现动画效果。2、Draw系列m函数动画绘制函数，在仿真函数的协调下共同生成仿真动画。3、Animation.m画某时刻对应的整体动画帧，实现实时更新动画界面。4、myself.m画关于作者界面，并收集作者学习系统建模以及matlab软件仿真时间操作感想。5、Output.m输出仿真结果数据。第五章、仿真运行指南一、系统

7、信息本仿真系统采用MATLAB7.12.0.635开发，可在装有MATLAB仿真软件的PC平台上运行。具体系统配置要求如下：操作系统：winXPwin7VistaLinux等35处理器：要求不高，但越高级越好内存：至少512M显卡：要求不高，越牛逼就越牛逼。特别注意：本仿真系统版权归作者jairkong所有，代码和使用权公开，但不得作为商业用途，作者保留法律追究权利。一、仿真界面介绍：仿真界