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文本内容:
质量-弹簧-阻尼系统实验教学指导书北京理工大学机械与车辆学院
2016.3实验一单自由度系统数学建模及仿真1实验目的
(1)熟悉单自由度质量-弹簧-阻尼系统并进行数学建模;
(2)了解MATLAB软件编程,学习编写系统的仿真代码;
(3)进行单自由度系统的仿真动态响应分析2实验原理单自由度质量-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ft系统输出滑块的位移xt建立力学平衡方程变化为二阶系统标准形式其中ω是固有频率,ζ是阻尼比
2.1欠阻尼ζ1情况下,输入ft和非零初始状态的响应
2.2欠阻尼ζ1情况下,输入ft=f0*cosω0*t和非零初始状态的的响应输出振幅和输入振幅的比值3动力学仿真根据数学模型,使用龙格库塔方法ODE45求解,任意输入下响应结果仿真代码见附件4实验
4.1固有频率和阻尼实验
(1)将实验台设置为单自由度质量-弹簧-阻尼系统
(2)关闭电控箱开关点击setup菜单,选择ControlAlgorithm,设置选择ContinuousTimeControl,Ts=
0.0042,然后OK
(3)点击Command菜单,选择Trajectory,选取step进入set-up选取OpenLoopStep设置0countsdwelltime=3000ms1rep然后OK此步是为了使控制器得到一段时间的数据,并不会驱动电机运动
(4)点击Data菜单,选择DataAcquisition设置选取Encoder#1,然后OK离开;从Utility菜单中选择ZeroPosition使编码器归零
(5)从Command菜单中选择Execute,用手将质量块1移动到
2.5cm左右的位置(注意不要使质量块碰触移动限位开关),点击Run大约1秒后,放开手使其自由震荡,在数据上传后点击OK
(6)点击Plotting菜单,选择SetupPlot,选取Encoder#1Position;然后点击Plotting菜单,选择PlotData,则将显示质量块1的自由振动响应曲线...。