《科学分析工具MATLAB实验》实验指导书实验报告哈工大完整绝对很完整

1、科学分析工具matlab实验实验指导书实验报告哈工大完整绝对很完整 -1- 科学分析工具 matlab 验 实验报告 （18 学时系列课程实验 ） 指导教师： 学 生： 班 级: 学 号: 哈尔滨工业大学机电工程学院 机械制造及自动化系 -1- xx 年 4 月 -1- 实验一最小二乘法数据处理实验 一、 实验目的 通过 matlab 上机编程，掌握利用 matlab 软件进行数据拟合分析及数据可视化方法 二、 实验内容 1. 有一组风机叶片的耐磨实验数据，如下表所示，其中 x 为使用时间，单位为小时 h , 丫 为磨失质量，单位为克 g 。要求： (1) 编写一个 m 文件，对该数据进行合理

2、的最小二乘法数据拟合； 绘出原始数据点和拟合的数据曲线。 三、实验报告内容 1 ) 1 . clc clear xlabel("h") ylabel("g") x=10000:1000:23000; y=24.0 26.5 29.8 32.4 34.7 37.7 41.1 42.8 44.6 47.3 65.3 87.5 137.8 174.2; p=polyfit(x,y,4) y1=polyval(p,x); plot(x,y,"+",x,y1,"-r") -2 - 180 160 140 2 clc clea

3、r x=0:0.05:1; y=log10(1+x); p=polyfit(x,y,3) y1=polyval(p,x); plot(x,y,"+",x,y1,"-r") -3 - 0.35 3 clc clear x=0.05:0.05:1; y=1-sqrt(x); p=polyfit(x,y,3) y1=polyval(p,x); plot(x,y,"+",x,y1,"-r") -4 - i i i i i i i i 0 0 1 0.2 0.3 0 4 0.5 0.6 0.7 0.8 09 1 实验二 ma

4、tlab 程序设计实验 一、实验目的 通过 matlab 上机编程，掌握利用 matlab 软件进行多项式运算、方程求解的方法, 掌握命令型m 文件和函数型文件的操作方法及这两种 m 文件的区别与联系。 、实验内容 一元二次方程的求解问题。对于一元二次方程 ax2+bx+c=0 ，针对用户输入的不同 a 、 b 、 c 的值，求出方程的解情况。要求不用 roots 命令和 solve 命令，编程完成一元二次 2 方程 ax bx c 0 的求解，给出设计的程序源代码，并针对 a 、 b 、 c 的不同取值情况， 给出程序的运行结果。 、实验报告内容 要求编写函数型 m 文件，输入三个系数，运用

5、判别式法判定根的情形，并输出各种类 型的根。d.8 0.7 - d.6 ? 0.5 - 0.4 - 0.3 - 0.2 - 0.1 - - 5 - clc clear a=input("please input a="); b=input("please input b="); c=input("please input c="); q=b a 2-4*a*c; p=sqrt(b a 2-4*a*c); if q>0 disp( " 两个实根 ") x1=(-b-p)/(2*a) x2=(-b+p)/(2*a

6、) else if q=0 disp( " 一个实根 ") x=(-b-p)/(2*a) else disp(" 无实根 ") x1=(-b-p)/(2*a) x2=(-b+p)/(2*a) end 实验三 生产方案调度优化实验 一、 实验目的 通过 matlab 上机编程，掌握利用 matlab 软件进行求解优化问题的方法和常用函数、 有约束优化问题。 二、 实验内容 某车间有甲、乙、丙三台车床，可用于加工 3 种工件。这 3 台机床的可用台时数分别 为 720h 、 850h和 650h, 3 种工件的数量分别为 340 个、 550 个和 420

7、个，三种不同 机床加工单位数量的不同工件所需的台时数和加工费用如下表所示， 问怎样分配机床的加 工任务，才能既满足加工工件的要求，又使加工费用最低？ 表 2 机床加工情况表 -6 - 机床 类型 单位工件加工台时数 单位工件加工费用 可用台 时数 工件 1 工件 2 工件 3 工件 1 工件 2 工件 3 甲 0.5 1.1 1.0 13 9 10 720 乙 0.5 1.2 1.3 14 12 8 850 丙 0.6 1.3 0.8 14 13 7 650 、实验报告内容 1) 建立线性规划问题； 2) 建立约束条件； 3) 编写 m 文件； 4) 给出运行结果。 1 ) f= 13x 甲什

8、 9x 甲 2 +10x 甲 3 +14 x 乙 i +12x 乙 2 +8x 乙 3 +14x 丙 i +13x 丙 2 +7x 丙 3 其中 x 甲 1 代表在甲机床上加工 1 号工件，其余类推。 2 ) 0.5*x 甲 1 + 1.1*x 乙 1 +1.0* x 丙 1 <=720 0.5*x 乙 1 + 1.2*x 乙 2 +1.3* x 乙 3 <=850 0.6*x 丙 1 + 1.3x 丙 2 + 0.8*x 丙 3 <=650 x 甲 1 + x 乙 1 + x 丙 1 =340 x 乙 1 + x 乙 2 + x 乙 3 =550 x 丙 1 + x 丙 2

9、 + x 丙 3 =420 3 ) clc; clear; f = 13;9;10;14;12;8;14;13;7; a = 0.5 1.1 1.0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0.5 1.2 1.3 0 0 0;0 0 0 0 0 0 0.6 1.2 0.8; b = 720;850;650; aeq=1 0 0 1 0 0 1 0 0;0 1 0 0 1 0 0 1 0;0 0 1 0 0 1 0 0 1; beq=340;550;420; lb = zeros(9,1); x,fval = lin prog(f,a,b,aeq,beq,lb) 4) x = 230.0000 55

10、0.0000 0.0000 54.1355 0.0000 0.0000 55.8645 -7 - 0.0000 420.0000 fval = 1.2420e+004 所以 1 号工件在甲机床上加工 230 件，在乙机床加工 54 件，丙机床加工 56 件。 2 号工件在甲机床上加工 550 件。 3 号工件在丙机床上加工 420 件。总费用为 12420 。 实验四运动学分析实验 一、 实验目的 通过 matlab 上机编程，掌握 matlab 语言变量、函数、 matlab 常用程序结构和流程控制语 句、交互控制语句、程序调试运行等。 二、 实验内容 凸轮是把一种运动转化为另一种运动的装置

11、， 通常凸轮做旋转运动，并转化为从动件 的振动、直线运动或者二者的结合。对基圆为 r b 的凸轮， r b 为最小圆周半径，与凸轮外表 相切，并和凸轮的转轴同心。贝以动件的运动方程为： l( ) r b s() 对于旋转运动，假定有： s( ) h *sin( 2 ) 0 s( ) h h - *sin 2 ( ) 2 s( ) 0 2 2 其中， h 为从动件的最大位移， 为凸轮转角， 为从动件摆角，并且 0 2 。如果 凸轮的角速度 d dt 为常量，试求出当 =60 °时从动件的位移 s 、速度 v 、加速度 a 、 瞬时加速度 j 的变化曲线。 三、 实验报告内容 1) 建立

12、 m 文件，求解从动件的位移、速度、加速度及瞬时加速度； 2) 绘制 =60 °时从动件的位移 s 、速度 v 、加速度 a 、瞬时加速度 j 的变化曲线。 clc; clear; b=pi/3; - 8 - x=linspace(0,2*pi) for k=1:1:100 if x(k)>=0 & x(k)<=b s(k)=x(k)/b-sin(2*pi*x(k)/b)/(2*pi) v(k)=(1-cos(2*pi*x(k)/b)/b a(k)=2*pi*sin(2*pi*x(k)/b)/(b*b) j(k)=4*pi*pi/ba3*cos(2*pi*x(k)

13、/b) elseif x(k)>pi/3 & x(k)<2*pi/3 s(k)=2-x(k)/b+sin(2*pi*(x(k)-b)/b)/(2*pi) v(k)=-(1-cos(2*pi*(x(k)-b)/b)/b a(k)=2*pi*sin(2*pi*(x(k)-b)/b)/(b*b) j(k)=4*pi*pi/b a 3*cos(2*pi*(x(k)-b)/b) else s(k)=0 v(k)=0 a(k)=0 j(k)=0 end end subplot(2,2,1) plot(x,s) subplot(2,2,2) plot(x,v) subplot(2,2,3

14、) plot(x,a) subplot(2,2,4) plot(x,j) -9 - 实验五机电系统仿真实验 一、 实验目的 通过 matlab 上机编程，掌握利用 simulink 进行机电控制系统仿真，包括仿真的基 本概念、机电系统建模根底、利用 simulink 进行机电控制系统仿真的案例分析。 二、 实验内容 如下列图所示为一标有连接件编号和位置角度的曲柄滑块机构示意图， 连杆的长度 r 2 =15 mm 、r 3 =55 mm ,滑块初始位置 门 =70 mm ，曲柄初始角度 0 2 (0)= $ (0)=0o, 曲柄输 入角速度 血 =150 rad/s,试建立系统的运动学模型，并利

15、用 simulink 进行系统仿真，要 求根据输入转速求出滑块的速度和位移曲线。 -10 - (5) 三、实验报告内容 1） 建立系统的数学模型； 2） 给出利用 simulink 进行系统仿真的结果。 1 ） 如图是个只有一个自由度的曲柄滑块机构，其输入为 错误 ! 未找到引用源。 别为一-阮、：、瀚.皿 i 、设每一连杆（包括固定杆件）均由一位移矢量表示, 给出了该机构各个杆件之间的矢量关系，那么机构的运动学方程可如下导出： 曲柄滑块机构的闭环位移矢量方程 闭环矢量方程的分解 t 2 cos + r 3 cosb g = r ± l r 3 sin0 2 + r 3 = 0 曲柄

16、滑块机构的运动学方程 对上面的位置方程求时间的导数，即得机构的运动学方程 k cosi + icosfli = o fl 丿 k sini 4 2 sin = 0 ( 2) 式( 1).(2) 对时间求导，并注意到 和勇= 叫得: -彳 3| -加上 siii9 ； =（ co 斟+ 2> co sp 2 = 0 写成如下矩阵的形式得： g sin0 2 1 3； -s 11111 -a co 0 -t l co s*l | - 2 ) function out=speedequation(theta2,omega1,theta1) -10 -输出分 下列图 41 -11 - 11=15; 12=55; 10=70; b=-l1*omega1*si n(theta1);l1*omega1*cos(