MATLAB在结构地震动力分析中的应用

本文介绍了MATLAB在结构地震动力分析中的应用，利用这些方法可以方便地求解多自由度结构的自振频率、振型和动力方程以及结构的地震响应，比C和FORTRAN更快更简单。     

基于MATLAB的电路分析程序的设计与实现

对于包含众多元件和结构复杂的线性电路,采用一种系统化的方法加以处理,可以使列方程和求解方程的工作都由计算机完成.采用节点列表法,用MATLAB的脚本语言设计具有通用性的电路仿真程序,对含有电阻、电感、电容、互感、独立电源以及受控源等元件的稳态电路进行了一般性的求解和分析.     

两端任意约束的弹性支撑梁在移动荷载下的动力响应

为研究任意边界条件连续梁的动力响应问题,建立了两端任意约束中间弹性支撑梁的力学模型,给出了求解其振动频率的方法,并采用振型叠加法推导了其在移动荷载作用下的动力响应的理论解.通过编写相应的MATLAB计算程序进行求解,结合算例用所提出的理论方法得到的结果与有限元方法进行对比,验证了方法的正确性与精度以及适用范围.分析了边...     

热传导方程几种差分格式的MATLAB数值解法比较

对求解热传导方程的几种差分格式进行分析,并讨论使用MATLAB编程求解偏微分方程的方法.编制几种差分格式的MATLAB程序,使用算例进行数值实验,在不同网格比情况下,比较几种算法的优劣.     

伞形膜结构在冰雹荷载作用下的非线性动力响应

对伞形张拉膜结构在自然灾害等外荷载冲击下的振动反应进行研究,为实际工程膜结构建筑受灾破坏分析提供依据。基于冯·卡门大挠度理论和薄板振动理论,建立伞形张拉膜结构在冰雹荷载作用下的非线性动力响应控制方程。采用贝塞尔函数及欧拉方程求得其振型函数,再运用KBM摄动法和迦辽金法对控制方程求解,得到其动力响应的近似解析解。利用Mathmatics软件对方程进行求解并对求解后的数据进行整理,通过Origin绘图软件画出膜面受迫振动后的时程位移图。采用ANSYS软件建立伞形张拉膜结构的有限元模型;再通过LS-DYNA显示动力学模块对冰雹冲击膜面的动力过程进行模拟,得到膜面动力响应的结果。同理,画出数值模拟结果的位移图,将整理后的理论与数值分析数据结果进行对比分析,结果表明,理论解析和数值分析结果吻合。     

潜体水动力导数的CFD计算方法研究

操纵性是现代潜艇最重要的总体性能之一.研究潜艇的操纵性,需要对潜艇的操纵运动进行预报,因此求得所有的水动力导数值成为操纵性理论分析的前提.利用CFD技术和动网格技术数值模拟小振幅平面运动机构试验,求解了椭球体的水动力导数,并将加速度系数与理论值相比较.流场的求解基于RANS方程和RNGkEpsilon湍流模型,动网格的处理采用Hrvoje Jasak和Zeljko Tukovic的方法,压力和速度的耦合采用PIMPLE方法解耦.流场的控制方程采用有限体积法离散且分离式求解,网格运动的控制方程采用有限元方法离散,网格的分裂采用体和面同时分裂法.结果表明该方法是可行的,从而为潜艇操纵性的理论预报做出一些有益的探讨.     

常微分方程的MATLAB解法

对一些不能求解解析解的常微分方程和偏微分方程进行精确求解是非常困难的,探讨了用MATLAB方法对此类方程进行求解.结合实例介绍了MATLAB数值计算的方法,先将物体的运动微分方程转变为一阶微分方程,再通过编程来进行常微分方程的求解.结果表明用此方法可以快速精确地计算出具体数值解.     

两自由度体系地震碰撞影响因素及防撞研究

地震作用下连续梁桥结构会遭受很大的破坏,碰撞的发生极大地改变了桥梁的动力响应,对桥梁结构整体或局部都产生极大危害.本文基于连续梁桥两个自由度体系的简化力学模型,建立了体系的运动方程,通过方程的标准化处理,确定影响桥梁碰撞响应的主要因素,如质量比,桥梁相邻联周期比(刚度比),地震动特征周期比和体系延性系数比.采用四阶Runge-Kutta法,通过MATLAB来实现整个求解过程.研究了各个因素对两自由度体系碰撞响应的影响,得出其碰撞影响区域.最后,选取粘滞阻尼器对该体系进行了防撞研究,防撞效果明显.     

基于Floquet理论的储液罐动力稳定性分析

为确定储液罐动力不稳定现象与激励参数间的关系,采用附加质量矩阵考虑流固耦合效应,以周期变化的几何刚度矩阵考虑壳体应力变化,由位移-压力格式的流固耦合方程建立储液罐在简谐地面加速度下的动力稳定性方程.利用模态截断法降阶上述方程,并基于Floquet理论求解,从而递归搜寻由激励参数描述的动力不稳定边界.利用上述Floquet方法分析Chiba试验模型,并基于B-R准则复核该结果.结果表明,Floquet方法求得的动力不稳定边界与Chiba试验较一致,并与B-R法结果吻合良好.Floquet方法可显著提高动力不稳定边界的求解效率,并消除壳体振型半波假定的影响.     

阀控缸液压振动系统动态性能分析

根据阀控缸系统的工作原理,建立系统的动力学方程.运用MATLAB软件,对活塞回程和冲程过程中的活塞速度、位移、氮气室压力变化规律进行分析,并且建立了活塞和阀芯运动的数学模型.利用MATLAB软件进行了模型求解与显示,得到活塞和阀芯的运动规律以及流体参数的变化规律.     

在MATLAB中实现IGBT动态仿真模型

对IGBT动态模型进行了详细的理论分析。由于IGBT中含有宽基极、低增益的晶体管,因此采用双极性传输方程来描述IGBT电流,以此作为模型的物理基础。用非准静分析法描述IGBT的动态电流、电压波形。并用MATLAB的模型语言－－S－Function实现动态仿真。     

MATLAB在磁场分析中的应用

HATLAB提供了一个图形用户界面的偏微分方程的数值求解工具。它包括了数值分析的前处理．计算和后处理等一套完整的程序。本文介绍了电磁场数值分析基本理论并通过实例介绍了使用MATLABPDE工具箱实现电磁场偏微分方程的有限元解法。仿真结果表明这一方法具有操作简单、快速、准确等优点。     

轿车九自由度平顺性动力学模型仿真

用分析力学法建立了九自由度轿车平顺性动力学模型,推导出动力学微分方程和加速度功率谱密度函数的计算公式.用MATLAB软件编写了仿真程序,并对某型号的轿车进行了仿真,分析了“人体-座椅”系统对轿车平顺性的影响.     

基于MATLAB的合作机器人(Cobot)动力学仿真

合作机器人(Cobot)是能直接与人合作的机器人.为了分析Cobot的动力学性能,应用牛顿-欧拉法,基于MATLAB对四自由度Cobot进行了动力学仿真.推导了Cobot的运动约束方程和动力学方程,构成了Cobot的约束矩阵方程.通过MATLAB函数来求解约束矩阵方程,建立了Cobot的动力学仿真模型,并对Cobot跟踪给定直线进行了仿真分析.仿真结果表明,该仿真模型具有Cobot机器人的特点,可以方便地获得Cobot的动力学参数,为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据.     

基于Simulink模型阀控非对称缸系统动态特性分析

分析了阀控非对称缸系统特性,建立滑阀的流量特性方程、液压缸的流量连续性方程、液压缸力平衡方程,推导出系统输出位移与输入阀芯位移之间的关系,建立Simulink仿真模型,在MATLAB环境中Simulink模块中仿真,从而分析对称阀控制非对称缸系统的动态特性。     

潜艇追踪问题研究

随着科学技术的发展和反潜作战能力的不断提高,如何做到迅速有效地进行潜艇追踪并将其击中是人们越来越关注的问题。本文针对潜艇追踪问题,首先,对其进行了深入分析并建立了微分方程模型;接着,提出了多种模型求解方法,重点介绍了解析法、欧拉方法和龙格-库塔公式法;然后,利用了MATLAB软件对各种求解方法进行了具体求解,并建立了优化模型来选择和确定最优的求解方法;最后,对潜艇追踪进行了动态模拟演示,使其更直观、生动地观察其运行状态。     

基于广义扩展线性化方法的单级倒立摆位移控制

针对单级倒立摆系统的位移控制问题,运用拉格朗日方程建立了单级倒立摆系统的动力学模型,并对该非线性的动力学模型进行了广义的扩展线性化处理.利用MATLAB符号语言,设计并给出基于非线性反馈的单级倒立摆系统位移控制器.仿真结果表明,控制器能够达到期望的控制效果,且具有一定的鲁棒性.     

VC＋＋与MATLAB混合编程的起重机动态特性仿真

为了提高起重机动态特性的求解精度和分析速度,采用Visual C＋＋编译器核心类集MFC绘制可视化窗口,通过C＋＋程序编写及MATLAB函数调用,精确求解门、桥式起重机动态系统模型,实现了VC＋＋与MATLAB的协同合作,实例验证了该方法的可行性。     

基于MATLAB旋转体的可视化

利用MATLAB软件,在平面直角坐标系下,分别讨论了直角坐标方程、参数方程和极坐标方程表示的连续曲线绕任一直线旋转一周时所产生的旋转体可视化的实现方法,给出实现旋转体可视化的MATLAB程序,并且通过实例说明可视化方法和程序的应用,以及三维图形的美化方法和程序.     

面向系统动态结构图的状态仿真

针对目前一般仿真软件根据系统动态结构图进行仿真时 ,只能仿真各环节的输出而不能仿真状态的问题 ,建立了面向状态的数学模型 ,以实现对系统各环节状态的仿真 ,并用MATLAB语言进行了实现 ,编制了通用的仿真软件 ,丰富了MATLAB语言的仿真功能。