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MATLAB程序设计毕业论文.doc

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MATLAB程序设计毕业论文.doc

应用MATLAB解决四杆机构角位移和角速度学院机械工程学院班级机械053姓名吴宝刚学号2005093341题干已知曲柄摇杆机构的四杆长度为L1304.8mm,L2101.6mm,L3254.0mm,L4177.8mm.曲柄角速度ω2250rad/s,试用M文件编写程序计算连杆3和摇杆4的角位移,3,4,角速度3,4,并绘制出运动曲线。机构如下图。θ4θ3θ2求解方法及公式对于四杆机构存在如下公式闭环矢量方程4132rrrr写成角位移方程的分量式coscoscoscos44113322rrrrsinsinsinsin44113322rrrr求解角位移方法利用牛顿辛普森公式将分量式写成如下形式0sinsinsinsin,44113322432rrrrf⑴0coscoscoscos,44113322431rrrrf从示意图可知杆1角位移恒为0,设曲柄2初始角位移为0。对于连杆3,和摇杆4的角位移表示为预计值与微小修正因子之和。表示如下333444将上式按泰勒级数展开,去掉高次项得到如下公式4434134331431,fff04434234332432,fff0将上式写成矩阵形式432,f43414331,ff33432,f43424332,ff44利用矩阵求出连杆3和摇杆4的微小修正因子,将修正因子与预计值相加求出角位移,将求出的角位移带入⑴中,看是否满足函数值足够小。若不满足将求出的角位移作为预计值再次计算,直至函数满足条件。此时便求出的角位移。角速度的求解方法将角位移方程的分量式求导得到如下公式444333222sinsinsinrrr444333222coscoscosrrr将上式写成矩阵形式,具体如下sin,sin4433rr3222sinrcos,cos4433rr4222cosr利用上式便可求出连杆3和摇杆4的角速度.编程思路以及程序设计思路杆1作为机架则角位移为0,为已知量,曲柄2的角位移为均匀变化的量,连杆3和摇杆4的角位移为未知量。曲柄2初始角位移从0开始做等步长变化,利用for循环求角位移,每次循环中再利用for循环进行迭代,其中用if语句判断求出的角位移是否满足条件,若满足条件则跳出迭代循环,并将求出的角位移存入定义的矩阵中。最后利用绘图函数绘出角位移曲线。求解角速度是依据求出的角位移进行计算,用for循环,每次循环将对应的角位移带如公式进行计算,得出的角速度存入角速度矩阵,同样利用绘图函数绘制角速度曲线。

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