Simulink機(jī)械振動(dòng)仿真

Simulink下的機(jī)械振動(dòng)仿真主要內(nèi)容如下：1Simulink基本操作2基本模塊3系統(tǒng)仿真4Simulink仿真舉例Simulink

中的“Simu”一詞表示可用于計(jì)算機(jī)仿真，而“Link”一詞表示它能進(jìn)行系統(tǒng)連接，即把一系列模塊連接起來(lái)，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)模型。作為MATLAB的一個(gè)重要組成部分，Simulink由于它所具有的上述的兩大功能和特色，以及所提供的可視化仿真環(huán)境、快捷簡(jiǎn)便的操作方法，而使其成為目前最受歡迎的仿真軟件。介紹Simulink的基本功能和基本操作方法，并通過(guò)舉例介紹如何利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)建模和仿真。1Simulink基本操作利用Simulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟是：?jiǎn)?dòng)Simulink，打開(kāi)Simulink模塊庫(kù)打開(kāi)空白模型窗口；建立Smulink仿真模型；設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行仿真；輸出仿真結(jié)果。1Simulink基本操作1.1啟動(dòng)Simulink啟動(dòng)Simulink。單擊MATLABCommand窗口工具條上的Simulink圖標(biāo)，或者在MATLAB命令窗口輸入simulink，即彈出圖示的模塊庫(kù)窗口界面(SimulinkLibraryBrowser)。該界面右邊的窗口給出Simulink所有的子模塊庫(kù)。常用的子模塊庫(kù)有Sources(信號(hào)源)，Sink(顯示輸出),Continuous(線性連續(xù)系統(tǒng))，Discrete（線性離散系統(tǒng))，F(xiàn)unction&Table（函數(shù)與表格)，Math(數(shù)學(xué)運(yùn)算)，Discontinuities

(非線性)，Demo（演示）等。

啟動(dòng)Simulink每個(gè)子模塊庫(kù)中包含同類型的標(biāo)準(zhǔn)模型，這些模塊可直接用于建立系統(tǒng)的Simulink框圖模型?？砂匆韵路椒ù蜷_(kāi)子模塊庫(kù):用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊某子模塊庫(kù)(如【Continuous】)，Simulink瀏覽器右邊的窗口即顯示該子模塊庫(kù)包含的全部標(biāo)準(zhǔn)模塊。啟動(dòng)Simulink用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊Simulink菜單項(xiàng)，則彈出一菜單條，點(diǎn)擊該菜單條即彈出該子庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)模塊窗口.如單擊左圖中的【Sinks】,出現(xiàn)“Openthe‘Sinks’Library”菜單條，單擊該菜單條，則彈出右圖所示的該子庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)模塊窗口。1Simulink基本操作1.1啟動(dòng)Simulink打開(kāi)空白模型窗口模型窗口用來(lái)建立系統(tǒng)的仿真模型。只有先創(chuàng)建一個(gè)空白的模型窗口，才能將模塊庫(kù)的相應(yīng)模塊復(fù)制到該窗口，通過(guò)必要的連接，建立起Simulink仿真模型。也將這種窗口稱為Simulink仿真模型窗口。以下方法可用于打開(kāi)一個(gè)空白模型窗口：在MATLAB主界面中選擇【File:NewModel】菜單項(xiàng)；單擊模塊庫(kù)瀏覽器的新建圖標(biāo)；選中模塊庫(kù)瀏覽器的【File:NewModel】菜單項(xiàng)。所打開(kāi)的空白模型窗口如圖所示。1.2建立Simulink仿真模型打開(kāi)Simulink模型窗口(Untitled)選取模塊或模塊組在Simulink模型或模塊庫(kù)窗口內(nèi)，用鼠標(biāo)左鍵單擊所需模塊圖標(biāo)，圖標(biāo)四角出現(xiàn)黑色小方點(diǎn)，表明該模塊已經(jīng)選中。模塊拷貝及刪除在模塊庫(kù)中選中模塊后，按住鼠標(biāo)左鍵不放并移動(dòng)鼠標(biāo)至目標(biāo)模型窗口指定位置，釋放鼠標(biāo)即完成模塊拷貝。模塊的刪除只需選定刪除的模塊，按Del鍵即可。1Simulink基本操作1.2建立Simulink仿真模型模塊調(diào)整改變模塊位置、大??；改變模塊方向使模塊輸入輸出端口的方向改變。選中模塊后，選取菜單Format→RotateBlock，可使模塊旋轉(zhuǎn)900。按快捷鍵Ctrl+R結(jié)果相同。1.2建立Simulink仿真模型模塊參數(shù)設(shè)置用鼠標(biāo)雙擊指定模塊圖標(biāo)，打開(kāi)模塊對(duì)話框，根據(jù)對(duì)話框欄目中提供的信息進(jìn)行參數(shù)設(shè)置或修改。例如雙擊模型窗口的傳遞函數(shù)模塊，彈出圖示對(duì)話框，在對(duì)話框中分別輸入分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)，點(diǎn)擊OK鍵，完成該模型的設(shè)置，如右下圖所示：1.2建立Simulink仿真模型模塊的連接模塊之間的連接是用連接線將一個(gè)模塊的輸出端與另一模塊的輸入端連接起來(lái)；也可用分支線把一個(gè)模塊的輸出端與幾個(gè)模塊的輸入端連接起來(lái)。連接線生成是將鼠標(biāo)置于某模塊的輸出端口(顯一個(gè)十字光標(biāo))，按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)鼠標(biāo)置另一模塊的輸入端口即可。分支線則是將鼠標(biāo)置于分支點(diǎn)，按下鼠標(biāo)右鍵，其余同上。連接線(左鍵)分支線(右鍵)1.2建立Simulink仿真模型模塊文件的取名和保存選擇模型窗口菜單FileSaveas后彈出一個(gè)“Saveas”對(duì)話框，填入模型文件名，按保存(s)即可。[說(shuō)明]模塊的修改、調(diào)整、連接通常只能在仿真模型窗口中進(jìn)行，不要直接對(duì)模塊庫(kù)中的模塊進(jìn)行修改或調(diào)整。1Simulink基本操作1.3系統(tǒng)仿真運(yùn)行

Simulink模型窗口下仿真步驟打開(kāi)Simulink仿真模型窗口，或打開(kāi)指定的.mdl文件;設(shè)置仿真參數(shù)：在模型窗口選取菜單【Simulation:Parameters】,彈出“SimulationParameters”對(duì)話框，設(shè)置仿真參數(shù)，然后按【OK】即可；[說(shuō)明]若不設(shè)置仿真參數(shù),則采用Simulink缺省設(shè)置.1Simulink基本操作1.3系統(tǒng)仿真運(yùn)行

Simulink模型窗口下仿真步驟仿真運(yùn)行和終止：在模型窗口選取菜單【Simulation:Start】，仿真開(kāi)始，至設(shè)置的仿真終止時(shí)間，仿真結(jié)束。若在仿真過(guò)程中要中止仿真，可選擇【Simulation:Stop】菜單。也可直接點(diǎn)擊模型窗口中的（或）啟動(dòng)（或停止）仿真。1Simulink基本操作1.3系統(tǒng)仿真運(yùn)行

MATLAB命令窗口下的仿真運(yùn)行在Matlab命令窗口下可直接運(yùn)行一個(gè)已存在的Simulink模型：[t,x,y]=sim(‘model’,timespan,option,ut)其中，t為返回的仿真時(shí)間向量；

x為返回的狀態(tài)矩陣；

y為返回的輸出矩陣；

model為系統(tǒng)Simulink模型文件名；

timespan為仿真時(shí)間；option為仿真參數(shù)選擇項(xiàng)，由simset設(shè)置；ut為選擇外部產(chǎn)生輸入,ut=[T,u1,u2,…,un]。[說(shuō)明]上述參數(shù)中，若省略timespan,option,ut則由框圖模型的對(duì)話框SimulationParameters設(shè)置仿真參數(shù)。back2模塊庫(kù)和系統(tǒng)仿真2.1Simulink模塊庫(kù)Sources庫(kù)也可稱為信號(hào)源庫(kù)，該庫(kù)包含了可向仿真模型提供信號(hào)的模塊。它沒(méi)有輸入口，但至少有一個(gè)輸出口。雙擊圖標(biāo)即彈出該庫(kù)的模塊圖：在該圖中的每一個(gè)圖標(biāo)都是一個(gè)信號(hào)模塊，這些模塊均可拷貝到用戶的模型窗里。用戶可以在模型窗里根據(jù)自己的需要對(duì)模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置（但不可在模塊庫(kù)里進(jìn)行模塊的參數(shù)設(shè)置).Sources庫(kù)SineWave：產(chǎn)生幅值、頻率可設(shè)置的正弦波信號(hào)。雙擊圖標(biāo)(認(rèn)定該模塊已拷貝到用戶模型窗，以下均如此),彈出正弦波的參數(shù)設(shè)置框圖。圖中參數(shù)為Simulink默認(rèn)值，用戶可根據(jù)需要對(duì)這些參數(shù)重新設(shè)置。幅值、頻率為2，基準(zhǔn)為0.5，其波形如下圖所示：Sources庫(kù)Step：產(chǎn)生幅值、階躍時(shí)間可設(shè)置的階躍信號(hào)。雙擊圖標(biāo),彈出階躍信號(hào)的參數(shù)設(shè)置框圖。圖中參數(shù)為Simulink默認(rèn)值。當(dāng)設(shè)置幅值為0.8,階躍時(shí)間為1秒時(shí)，階躍波形如下圖所示：

Sinks庫(kù)

該庫(kù)包含了顯示和寫(xiě)模塊輸出的模塊。雙擊即彈出該庫(kù)的模塊圖：：數(shù)字表，顯示指定模塊的輸出數(shù)值。

：X-Y繪圖儀用同一圖形窗口，顯示X-Y坐標(biāo)的圖形(需先在參數(shù)對(duì)話框中設(shè)置每個(gè)坐標(biāo)的變化范圍)，當(dāng)X、Y分別為正、余弦信號(hào)時(shí)，其顯示圖形如下：

示波器。顯示在仿真過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)波形。雙擊該圖標(biāo),彈出示波器窗如右圖所示：分別管理X-Y、X和Y軸向變焦取當(dāng)前窗中信號(hào)最大、最小值為縱坐標(biāo)的上下限把當(dāng)前軸的設(shè)置保存為該示波器的缺省設(shè)置打開(kāi)示波器屬性對(duì)話框設(shè)置為浮動(dòng)示波器Sinks庫(kù)示波器屬性對(duì)話框設(shè)置Y軸個(gè)數(shù)設(shè)置顯示的時(shí)間范圍選擇軸的標(biāo)注方法確定顯示頻度(每隔n-1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示一次)確定顯示點(diǎn)的時(shí)間間隔(缺省為0表示連續(xù)顯示)示波器屬性對(duì)話框General頁(yè)Sinks庫(kù)示波器屬性對(duì)話框示波器屬性對(duì)話框Datahistory頁(yè)設(shè)定緩沖區(qū)接受數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度,勾選為缺省狀態(tài),其值為5000確定示波器數(shù)據(jù)是否保存到MATLAB工作空間。若勾選則為保存，且需確定變量名和保存格式(缺省時(shí),不被勾選)【例1】示波器應(yīng)用示例。Simulink仿真模型如左圖所示，示波器輸入為3（Y軸個(gè)數(shù)為3）。右圖為該示波器顯示的三路輸入信號(hào)的波形.Continuous庫(kù)該庫(kù)包含描述線性函數(shù)的模塊。雙擊即彈出下圖：：微分環(huán)節(jié)。其輸出為其輸入信號(hào)的微分。如下圖為輸入斜坡信號(hào)時(shí)微分環(huán)節(jié)的輸出：

：積分環(huán)節(jié)。其輸出為其輸入信號(hào)的積分。雙擊該模塊,彈出積分器的參數(shù)對(duì)話框,可設(shè)置積分器的復(fù)位、積分上限和下限等。當(dāng)設(shè)置為信號(hào)下跳過(guò)零復(fù)位、積分器限幅為5時(shí)，積分器對(duì)諧波輸入的輸出如圖所示：：分子分母為多項(xiàng)式形式的傳遞函數(shù)。雙擊該模塊，彈出傳遞函數(shù)的參數(shù)對(duì)話框，設(shè)置框圖中的參數(shù)后，該傳遞函數(shù)顯示如下：：零極點(diǎn)增益形式的傳遞函數(shù)。雙擊該模塊，彈出傳遞函數(shù)的參數(shù)對(duì)話框，設(shè)置框圖中的參數(shù)后，該傳遞函數(shù)顯示如下：Math庫(kù)

該庫(kù)包含描述一般數(shù)學(xué)函數(shù)的模塊。雙擊即彈出右圖。該庫(kù)中模塊的功能就是將輸入信號(hào)按照模塊所描述的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)計(jì)算，并把運(yùn)算結(jié)果作為輸出信號(hào)輸出。Math庫(kù)

：加法器。該模塊為求和裝置。求和器形狀，輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和符號(hào)可設(shè)置，如右邊框圖。若設(shè)置如框圖。則模塊顯示為：Math庫(kù)

：符號(hào)函數(shù)。

該模塊的輸出為輸入信號(hào)的符號(hào)。下圖為對(duì)正弦信號(hào)經(jīng)符號(hào)運(yùn)算后的波形。Math庫(kù)

：實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)。

右圖為該函數(shù)的參數(shù)設(shè)置框。點(diǎn)擊函數(shù)設(shè)置的下拉窗口，可選擇所需要的函數(shù)。選定函數(shù)后，該模塊圖標(biāo)將顯示所選函數(shù)。如選擇“Square”，則模塊圖標(biāo)變?yōu)椋篠ignals&Systems庫(kù)

：信號(hào)分路器

。

將混路器輸出的信號(hào)依照原來(lái)的構(gòu)成方法分解成多路信號(hào)。：信號(hào)匯總器

將多路信號(hào)依照向量的形式混合成一路信號(hào)。

(a)(b)2.2Simulink環(huán)境下的仿真運(yùn)行

仿真參數(shù)對(duì)話框

點(diǎn)擊Simullink模型窗simulation菜單下的Parameters命令，彈出仿真參數(shù)對(duì)話框如右圖所示。它共有5頁(yè)，用得較多的主要是Solver頁(yè)和WorkspaceI/O頁(yè)。Solver頁(yè)Simulationtime（仿真時(shí)間）:設(shè)置Starttime（仿真開(kāi)始時(shí)間）和Stoptime（仿真終止時(shí)間）可通過(guò)頁(yè)內(nèi)編輯框內(nèi)輸入相應(yīng)數(shù)值，單位“秒”。另外，用戶還可以利用Sinks庫(kù)中的Stop模塊來(lái)強(qiáng)行中止仿真。Solver頁(yè)Solveroptions（仿真算法選擇）:分為定步長(zhǎng)算法和變步長(zhǎng)算法兩類。定步長(zhǎng)支持的算法可在Fixedstepsize編輯框中指定步長(zhǎng)或選擇auto，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)確定步長(zhǎng)，離散系統(tǒng)一般默認(rèn)地選擇定步長(zhǎng)算法，在實(shí)時(shí)控制中則必須選用定步長(zhǎng)算法；變步長(zhǎng)支持的算法如圖6-16所示，對(duì)于連續(xù)系統(tǒng)仿真一般選擇ode45，步長(zhǎng)范圍使用auto項(xiàng)。

圖6-15定步長(zhǎng)算法圖6-16變步長(zhǎng)算法Solver頁(yè)ErrorTolerance（誤差限度）：算法的誤差是指當(dāng)前狀態(tài)值與當(dāng)前狀態(tài)估計(jì)值的差值，分為Relativetolerance（相對(duì)限度）和Absolutetolerance（絕對(duì)限度），通?？蛇xauto。

Outputoptions(輸出選擇項(xiàng))：有Refineoutput(細(xì)化輸出）、Produceadditionaloutput（產(chǎn)生附加輸出）、Producespecifiedoutputonly（只產(chǎn)生指定輸出）。

WorkspaceI/O頁(yè)

這個(gè)頁(yè)面的作用是定義將仿真結(jié)果輸出到工作空間，以及從工作空間得到輸入和初始狀態(tài)。Loadfromworkspace：勾選相應(yīng)方框表明從工作空間獲得輸入或初始狀態(tài)。若勾選Input，則工作空間提供輸入，且為矩陣形式。輸入矩陣的第一列必須是升序的時(shí)間向量，其余列分別對(duì)應(yīng)不同的輸入信號(hào)。t=(0:0.1:10)';u=[cos(t),sin(t)];如在指令窗中輸入：且在模型窗中的模型為：WorkspaceI/O頁(yè)

這個(gè)頁(yè)面的作用是定義將仿真結(jié)果輸出到工作空間，以及從工作空間得到輸入和初始狀態(tài)。Savetoworkspace：勾選相應(yīng)方框表明保存輸出到MATLAB工作空間。

time和output為缺省選中的。即一般運(yùn)行一個(gè)仿真模型后，在MATLAB工作空間都會(huì)增加兩個(gè)變量tout、yout。變量名可以設(shè)置。Saveoptions（存儲(chǔ)選項(xiàng)）：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到工作空間的格式，可選數(shù)組、構(gòu)架數(shù)組、包含時(shí)間數(shù)據(jù)的構(gòu)架數(shù)組。應(yīng)用實(shí)例

系統(tǒng)描述：

其中為系統(tǒng)輸入，為系統(tǒng)輸出。下面將建立此簡(jiǎn)單系統(tǒng)的模型并進(jìn)行仿真分析。1）系統(tǒng)模型的建立圖6-32簡(jiǎn)單系統(tǒng)模型2）系統(tǒng)模塊參數(shù)設(shè)置（1）SineWave模塊：采用simulink默認(rèn)參數(shù)設(shè)置，即單位幅值、單位頻率的正弦信號(hào)。（2）RelationalOperator模塊：其參數(shù)設(shè)置為“>”，如圖6-33所示。圖6-33RelationalOperator模塊參數(shù)設(shè)置（3）Clock模塊：采用默認(rèn)參數(shù)設(shè)置如圖6-34所示。圖6-34Clock模塊參數(shù)設(shè)置（4）Switch模塊：設(shè)定Switch模塊的Threshold值為0.5從而實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的輸出隨仿真時(shí)間進(jìn)行正確的切換。如圖6-35所示。圖6-35Switch模塊參數(shù)設(shè)置（5）Gain模塊：其參數(shù)設(shè)置如圖6-32系統(tǒng)模型中所示。3）系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置及仿真分析系統(tǒng)模塊參數(shù)與系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置完畢之后，用戶便可開(kāi)始系統(tǒng)仿真了。運(yùn)行仿真的方法有下列幾種：（1）選擇菜單Simulation中的StartSimulation。（2）使用系統(tǒng)組合熱鍵【Ctrl+T】。（3）使用模型編輯器工具欄中的Play按鈕（黑三角）。圖6-36系統(tǒng)仿真時(shí)間設(shè)置仿真結(jié)束后，雙擊系統(tǒng)模型中的Scope模塊，顯示的系統(tǒng)仿真結(jié)果，如圖所示。圖系統(tǒng)仿真結(jié)果輸出曲線4）步長(zhǎng)設(shè)置仿真參數(shù)的選擇對(duì)仿真結(jié)果有很大的影響。在使用simulink對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)，影響仿真結(jié)果輸出的因素有仿真起時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和仿真步長(zhǎng)。對(duì)于本例可以采取下列設(shè)置，如圖所示。其輸出結(jié)果如圖所示。圖系統(tǒng)最大仿真步長(zhǎng)設(shè)置圖系統(tǒng)最大仿真步長(zhǎng)為0.1下的仿真輸出結(jié)果Simulink振動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)如圖所示的單自由度無(wú)阻尼振動(dòng)的模型，即為彈簧振子。在零時(shí)刻給一個(gè)向右的位移信號(hào)，求小球的振動(dòng)曲線。1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)單自由度系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如右圖所示：根據(jù)牛頓定律列出運(yùn)動(dòng)微分方程1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)建立微分方程要點(diǎn)：描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系原點(diǎn)取為靜平衡位置時(shí)質(zhì)量所在位置在質(zhì)量沿坐標(biāo)正向有一位移的情況下考察質(zhì)量的受力情況1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)微分方程變形為據(jù)此在Simulink中畫(huà)出框圖dan_wuzu_11.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)參數(shù)設(shè)置：

令k=100，m=10，初始狀態(tài)：

初始速度為0，位移為1在框圖中：

修改乘法器的值為-10

修改Integrator1的Initialcondation為1（雙擊修改）1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)運(yùn)行仿真，查看示波器顯示的結(jié)果曲線不光滑？1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)打開(kāi)仿真參數(shù)對(duì)話框Ctrl+E修改最大步長(zhǎng)為0.011.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)再次運(yùn)行，曲線明顯光滑了許多1.單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)用到的模塊：積分模塊，將輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)值積分，在輸出端輸出相應(yīng)結(jié)果。增益模塊，在輸入信號(hào)基礎(chǔ)上乘以一個(gè)特定數(shù)據(jù)，然后輸出。示波器模塊，將輸入信號(hào)輸入到示波器顯示出來(lái)。2.簡(jiǎn)諧波形的利薩如圖形分析利薩如原理：在示波器的x軸和y軸上分別加上簡(jiǎn)諧振動(dòng)信號(hào)，只要兩信號(hào)頻率之比ωx:ωy是正有理數(shù)，示波器上便可顯示出一個(gè)穩(wěn)定的合成運(yùn)動(dòng)軌跡圖形；并且，若圖形與y軸的交點(diǎn)數(shù)為m，與x軸的交點(diǎn)數(shù)為n，則其頻率比為

ωx

:ωy=m:n

2.簡(jiǎn)諧波形的利薩如圖形分析同頻簡(jiǎn)諧信號(hào)的利薩如圖橢圓方程——與兩信號(hào)間的相位差有關(guān)，特別當(dāng)φ=90°，圖像是正橢圓。2.簡(jiǎn)諧波形的利薩如圖形分析利用示波器上的利薩如圖進(jìn)行頻率分析：X軸=已知簡(jiǎn)諧信號(hào)（可由信號(hào)發(fā)生器提供）

Y軸=待分析簡(jiǎn)諧信號(hào)改變X軸信號(hào)頻率→利薩如圖形成為穩(wěn)定橢圓→信號(hào)發(fā)生器輸出頻率=待測(cè)信號(hào)頻率2.簡(jiǎn)諧波形的利薩如圖形分析參數(shù)設(shè)置：k=100N/m,m=1kg→n=10rad/ssinwave參數(shù)：Amplitude1;Frequency8,10,12初始狀態(tài)：①x0=1,v0=0→=90；②x0=0,v0=1→=0；③x0=1,v0=10→=45；④x0=1,v0=?10→=135；⑤x0=0,v0=?1→=180XYGraph參數(shù)x-min-2;x-max2;y-min-2;y-max22.簡(jiǎn)諧波形的利薩如圖形分析仿真結(jié)果示例3.單自由度有阻尼自由振動(dòng)單自由度有阻尼系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如右圖所示：根據(jù)牛頓定律列出運(yùn)動(dòng)微分方程3.單自由度有阻尼自由振動(dòng)微分方程變形為據(jù)此在Simulink中畫(huà)出框圖dan_zu_23.單自由度有阻尼自由振動(dòng)參數(shù)設(shè)置：

令k=100，m=10，c=10初始狀態(tài)：

初始速度為0，位移為1在框圖中：

分別修改對(duì)應(yīng)的常數(shù)值3.單自由度有阻尼自由振動(dòng)運(yùn)行仿真，查看示波器顯示的結(jié)果3.單自由度有阻尼自由振動(dòng)用到的模塊：叉除模塊，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘相除運(yùn)算，雙擊可添加、修改符號(hào)。相加模塊，對(duì)輸入進(jìn)行相加運(yùn)算，雙擊可添加、修改符號(hào)。常數(shù)模塊，產(chǎn)生不變常數(shù)，雙擊設(shè)置值的大小。4.衰減振蕩的阻尼比的估計(jì)參數(shù)：k=100，m=10,c=2初始條件：x0=1,v0=0初始振幅為1，約7個(gè)周期時(shí)衰減為0.25，對(duì)數(shù)減幅：

=(ln4)/70.099阻尼比/20.032理論值=0.5c(km)?0.5

0.0325.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)單自由度有阻尼系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如右圖所示：根據(jù)牛頓定律列出運(yùn)動(dòng)微分方程5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)微分方程變形為據(jù)此在Simulink中畫(huà)出框圖令激勵(lì)則方程變?yōu)?.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)參數(shù)設(shè)置：

令k=4，m=1，c=0.2初始狀態(tài)：

初始速度為0，位移為0.05在框圖中：

分別修改對(duì)應(yīng)模塊的數(shù)值5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)響應(yīng)趨于穩(wěn)態(tài)的過(guò)程5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)dan_zu_ji_3示波器輸出為質(zhì)量塊的位移信號(hào)5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)程序可以有很多種，只要最終滿足所列數(shù)學(xué)方程就行dan_zu_ji_45.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)程序可以有很多種，只要最終滿足所列數(shù)學(xué)方程就行dan_zu_ji_55.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)仿真結(jié)果都一樣5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)為了更好的對(duì)比輸入輸出信號(hào)，可以增加示波器通道數(shù)dan_zu_ji_65.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)Scope1輸出結(jié)果為5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)為了更好的對(duì)比輸入輸出信號(hào)，也可以用混路器dan_zu_ji_75.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)Scope1輸出結(jié)果為5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)dan_zu_ji_7添加速度曲線到示波器5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)Scope1輸出結(jié)果為5.單自由度有阻尼+正弦激勵(lì)用到的模塊：正弦波信號(hào)模塊，產(chǎn)生一個(gè)給定的正弦波信號(hào)。叉乘模塊，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘運(yùn)算?；炻菲?，將多路信號(hào)按照向量的形式混合成一路信號(hào)。6.利用速度共振的里沙茹圖進(jìn)行固

有頻率和阻尼系數(shù)分析速度共振時(shí)激勵(lì)力與速度響應(yīng)同相位X軸=簡(jiǎn)諧激勵(lì)力Y軸=速度響應(yīng)改變激勵(lì)頻率→利薩如圖形成為斜直線→速度共振阻尼系數(shù)c=速度共振時(shí)利薩如圖(直線)的斜率若用位移或加速度響應(yīng)信號(hào)配合激勵(lì)力信號(hào)判斷速度共振，則共振條件是利薩如圖形成為正橢圓。6.利用速度共振的利薩如圖進(jìn)行固

有頻率和阻尼系數(shù)分析系統(tǒng)構(gòu)成及參數(shù)6.利用速度共振的利薩如圖進(jìn)行固

有頻率和阻尼系數(shù)分析改變激勵(lì)頻率：=1.2；1.6；1.8；1.9；1.95；2；2.05；2.1；2.2等7.頻響特性分析系統(tǒng)構(gòu)成及實(shí)驗(yàn)原理：改變激勵(lì)頻率，并利用Scope記錄響應(yīng)的幅值和相位，描點(diǎn)法繪制Bode圖。7.頻響特性分析正弦階梯激勵(lì)實(shí)驗(yàn)（注意應(yīng)使固有頻率附近的數(shù)據(jù)點(diǎn)密集一些）0.10.50.91.31.61.81.91.952.02.10.2550.270.3050.380.4750.520.5250.520.50.4750/25/11/6/3.8/