matlab曲柄滑块机构的运动学仿真Word文档下载推荐.docx

matlab曲柄滑块机构的运动学仿真Word文档下载推荐.docx

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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。

２、运动分析

建立封闭矢量方程：

r2+r3=r1 

（9）

将（9）式分解到x与y轴坐标上，得到：

r2cosθ2+r3cosθ3=r1

r2sinθ2+r3sinθ3=0 

（10） 

可得：

r1=r2cosθ2+r3cosθ3

θ3=-arcsin（r2/r3） 

（11） 

对（10）式对时间求导得：

-r2ω2sinθ2+r3ω3sinθ3=v1

r2ω2cosθ2+r3ω3cosθ3=0（12） 

将上式用矩阵形式表示，令：

A=[r3sinθ31

-r3cosθ30]

X=[ω3

v1]

B=[-r2ω2sinθ2

r2ω2cosθ2]

则（12）可表示为：

AX=B。

（13）

从而可解出ω3与v1。

三、MATLAB程序编写

源代码如下：

functionvarargout=z1（varargin）

%Z1MATLABcodeforz1.fig

%Z1,byitself,createsanewZ1orraisestheexisting

%singleton*.

%

%H=Z1returnsthehandletoanewZ1orthehandleto

%theexistingsingleton*.

%Z1（'

CALLBACK'

hObject,eventData,handles,...）callsthelocal

%functionnamedCALLBACKinZ1.Mwiththegiveninputarguments.

Property'

'

Value'

...）createsanewZ1orraisesthe

%existingsingleton*.Startingfromtheleft,propertyvaluepairsare

%appliedtotheGUIbeforez1_OpeningFcngetscalled.An

%unrecognizedpropertynameorinvalidvaluemakespropertyapplication

%stop.Allinputsarepassedtoz1_OpeningFcnviavarargin.

%*SeeGUIOptionsonGUIDE'

sToolsmenu.Choose"

GUIallowsonlyone

%instancetorun（singleton）"

.

%Seealso:

GUIDE,GUIDATA,GUIHANDLES

%Edittheabovetexttomodifytheresponsetohelpz1

%LastModifiedbyGUIDEv2.529-Dec-201622:

57:

13

%Begininitializationcode-DONOTEDIT

gui_Singleton=1;

gui_State=struct（'

gui_Name'

mfilename,...

'

gui_Singleton'

gui_Singleton,...

gui_OpeningFcn'

z1_OpeningFcn,...

gui_OutputFcn'

z1_OutputFcn,...

gui_LayoutFcn'

[],...

gui_Callback'

[]）;

ifnargin&

&

ischar（varargin{1}）

gui_State.gui_Callback=str2func（varargin{1}）;

end

ifnargout

[varargout{1:

nargout}]=gui_mainfcn（gui_State,varargin{:

}）;

else

gui_mainfcn（gui_State,varargin{:

%Endinitializationcode-DONOTEDIT

%---Executesjustbeforez1ismadevisible.

functionz1_OpeningFcn（hObject,eventdata,handles,varargin）

%Thisfunctionhasnooutputargs,seeOutputFcn.

%hObjecthandletofigure

%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB

%handlesstructurewithhandlesanduserdata（seeGUIDATA）

%varargincommandlineargumentstoz1（seeVARARGIN）

%Choosedefaultcommandlineoutputforz1

handles.output=hObject;

%Updatehandlesstructure

guidata（hObject,handles）;

axes（handles.axes3）

map1=imread（'

1.bmp'

）;

imshow（map1）

%UIWAITmakesz1waitforuserresponse（seeUIRESUME）

%uiwait（handles.figure1）;

%---Outputsfromthisfunctionarereturnedtothecommandline.

functionvarargout=z1_OutputFcn（hObject,eventdata,handles）

%varargoutcellarrayforreturningoutputargs（seeVARARGOUT）;

%Getdefaultcommandlineoutputfromhandlesstructure

varargout{1}=handles.output;

%---ExecutesonbuttonpressinpushbuttonRun.

functionpushbuttonRun_Callback（hObject,eventdata,handles）

%主要计算程序

r2=0.1;

%单位m

r3=0.4;

omiga2=str2double（get（handles.edit1,'

String'

））;

;

%单位rad/s

x11=1:

500%单位ms

fori=1:

500

theta2（i）=i*omiga2/1000;

theta3（i）=asin（-r2/r3*sin（theta2（i）））;

B=[-r2*omiga2*sin（theta2（i））;

r2*omiga2*cos（theta2（i））];

A=[r3*sin（theta3（i））1;

-r3*cos（theta3（i））0];

X=inv（A）*B;

omiga3（i）=X（1,1）;

v3（i）=X（2,1）;

end

axes（handles.axes1）%制表1

plot（x11/1000,omiga3）;

xlabel（'

时间（t/s）'

）

ylabel（'

连杆角速度ω3（rad/s）'

axes（handles.axes2）%制表2

plot（x11/1000,v3）;

滑块速度v1（m/s）'

）

%hObjecthandletopushbuttonRun（seeGCBO）

functionedit1_Callback（hObject,eventdata,handles）

%hObjecthandletoedit1（seeGCBO）

%Hints:

get（hObject,'

）returnscontentsofedit1astext

%str2double（get（hObject,'

））returnscontentsofedit1asadouble

%---Executesduringobjectcreation,aftersettingallproperties.

functionedit1_CreateFcn（hObject,eventdata,handles）

%handlesempty-handlesnotcreateduntilafterallCreateFcnscalled

%Hint:

editcontrolsusuallyhaveawhitebackgroundonWindows.

%SeeISPCandCOMPUTER.

ifispc&

isequal（get（hObject,'

BackgroundColor'

）,get（0,'

defaultUicontrolBackgroundColor'

））

set（hObject,'

white'

%---ExecutesonbuttonpressinpushbuttonExit.

functionpushbuttonExit_Callback（hObject,eventdata,handles）

ss=questdlg（'

确认退出？

'

退出信息窗口！

继续仿真！

退出仿真！

switchss

case'

delete（handles.figure1）;

%hObjecthandletopushbuttonExit（seeGCBO）

四、使用指南和实例仿真

进入MATLAB软件，打开并运行程序。

初始界面：

对ω2的值进行修改，修改为实例中的50*2*pi=314.16，点击开始仿真按钮，得到仿真结果：

点击退出仿真按钮，进入退出界面：

点击继续仿真按钮，则回到程序界面；

点击退出仿真按钮，则退出程序。

五、结语

由四，通过MATLAB仿真得到的结果与实际情况符合。

通过该次作业，我了解并初步掌握了MATLAB的语言编写和guide界面的使用，巩固并加深了对课上知识的理解，受益良多。