设计实例31系统在任意方波激励下的响应谱分析基本知识在工程.DOCVIP

设计实例 31 系统在任意方波激励下的响应谱分析 基本知识：在工程实际问题中，动态系统的激励形式有各种各样的激励形式，因此，对不同激励形式的仿真有一定的实际应用价值 仿真原理：在该模型中，使用了时钟模块和逻辑模块，通过逻辑模块来切断激励形式，从而达到了不同激励形式。 注意：可以通过两个阶跃信号来组合任意脉冲激励。 设计实例 32 具有反馈控制的动力消振器的响应分析 基本知识：在动力消振器中，通过反馈控制，以增加控制频带，并取得更好的效果 仿真原理：按下图建立仿真模型（采用了子系统技术）在本仿真框图中，子系统1和子系统2是偶合的两自由度系统，右下角是一个反馈系统，该反馈系统是根据第一子系统的输出信号通过比例和积分后再加给第一和第二子系统的输入断。 计实例 33 一维弹性系统振动的的仿真 基本知识 弹性体具有连续质量分布与连续刚度分布的模型，具有无穷多自由度问题，因此它也有无穷多阶模态，如果已知系统的固有模态和频率的情况下，可以方便的建立弹性系统的仿真框图。 仿真原理：根据梁的动力学方程： 其中，是作用在上的分布载荷。在给定边界条件下，设系统的正则归一化模态函数为： ，取坐标变换为： 其中，是主坐标：并写成矩阵形式 代入动力学方程并利用模态函数的正交性，有： 写成有限矩阵形式： 其中： ， 设已知简支梁的长度固有模态和频率为 频率为： 在中点作用一集中力，作用时间为2秒，试求梁的响应 设计实例 34 信号的FFT变换 基本知识:快速傅立叶变换(FFT)在动态系统中经常采用，它是将时间域信号经过FFT变换到频率域，分析信号的频率成分提供了工具。 仿真原理：本仿真采用脚本文件仿真。 %% FFT变换变换点 f1=20;f2=40;f3=60; %% 设置信号频率 f=1/f3/2.56 %% 设置采样频率（最底满足的采样频率） t=0:f:1; %%设置采样点序列 t1=0:0.0001:1 %%设置较小的步长可得到较光滑的时间历程曲线 h=t/f;%%频率分辨率 x1=2*sin(2*pi*f1*t1) +5*cos(2*pi*f2*t1)+20*sin(2*pi*f3*t1);%%时间历程 x=fft(x1);%%快速傅立叶变换 subplot(3,1,1),plot(t1,x1);%%绘图时间历程 title(时间历程)%%标题 subplot(3,1,2),plot(h(1:length(h)/2),abs(x(1:length(h)/2)));%%傅立叶变换幅值 title(幅值) subplot(3,1,3),plot(h(1:length(h)/2),angle(x(1:length(h)/2)));%%傅立叶辨率相位 title(相位) 设计实例 35 基于传递函数模型下任意激励下系统的响应 基本知识 仿真原理 %% 任意激励下系统的响应 t=0:0.01:5; num1=[100 1000]; num2=[1000]; den=[1 10 100 600]; sys1=tf(num1,den) sys2=tf(num2,den) y1=step(sys1,t); y2=step(sys2,t); %%%%%% y3=impulse(sys1,t); u=3-t y4=lsim(sys2,u,t); plot(t,y); plot(t,u); plot(t,y1,t,y2,t,y3,t,y4); grid title(Unit-step respontse,fontsize,20) xlabel(t(scend),fontsize,20) ylabel(out potput y,fontsize,20) text(0.07,2.8,x(t)) text(0.7,2.35,y(t)) 设计实例 36 临界阻尼下质点能否越过平衡位置的仿真 基本知识：根据振动理论可知，在临界阻尼状态下，不论怎么样给定初始条件，质点最多只有一次越过平衡位置。 仿真原理：在下图中，改变两个积分器的初始值（相当于给定初试速度和初试位移），观察示波器的输出信号 设计实例 37 高级积分器的应用（1）--------弹性球的动力学问题 基本知识：关于高级积分器（integrator）积分器除了使用默认情况外还有其他类型， 1 定义外部初始条件（external） 在积分器的 Initial condition sources 有两种选择（internal external ） ，如果选择internal ,则直接可以在 initial condition 参数中设置初始值，但有时候在动态仿真过程中需要改变初始条件，这样就出现了外部