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正文摘录:

王文娟：机械振动坌堑塑坐璺!!璺堡垒翌!!!生煎真丛宣机械振动分析的Matlab／Simulink仿真研究王文娟(西安工业大学陕西西安710032)摘要：振动在工程实际中普遍存在。为了研究和掌握振动规律，利用功能强大的仿真软件Matlab／simulink对一个三自由度系统进行仿真，介绍Matlab／Simulink在机械振动分析中的3种建模方法，并针对第3种建模方法编写了相应的s函数和程序，可快速而有效地进行不同物理常数时的模态分析。该方法简单易行、准确可靠。关键词：Matlab／sImulink；机械振动；建模；模态分析中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1004—373X(2006)24一046一03Matlab／SimulinkSimulationResearchonAnalysisofMechanicalVibrationwANGWenjuan(Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an，710032，China)Abstract：Vibrationisubiquitousinengineeringpractice.Toresearchandmasterlawsofvibration’Matlab／Simulink，asimulat；softwarewithpowerfulfunction，isadoptedtosimulateathreedegreesoffreedomsystem·ThreewaysofmodelingareintroducedinMatlab／Simulinkforanalysisofmechanicalvibration.ThereleventS--funtionandprogram±ormodeanalYs’saremadeinallusiontothethirdwaysofmodeling.Thiscancalculatemodedatafastandefficientlyforsystemofdifferentphysicalconstants.Themethodisinbriefandeasyfeasible，accurateandreliable·Keywords：Matlab／Simulink；mechanicalvibration；modeling；modeanalysis1引言振动在日常生活和工程实际中普遍存在。为了认识振动现象，有必要研究和掌握振动规律，掌握他的益处来为生产和生活服务，同时在生产和日常生活中有效地避免振动造成的危害。随着计算机技术的不断发展，人们研究事物的手段也在发生着变化，一批卓越的现代化工程应用分析软件纷纷占领市场，给人们在解决工程实际问题时带来了极大的优越性，机械振动分析领域也不例外。在众多的软件中以Matlab／Simulink仿真软件最为亮眼。利用Matlab／Simulink分析机械振动系统，可以非常快速、准确、直观地得到系统的振动情况，适时快速地对系统进行检测和修改。本文以三自由度机械振动系统为例，阐述如何应用Matlab／Simulink建模，进行三自由度系统的仿真。2Matlab／Simulink特点Matlab是MathWorks公司于1982年推出的一套数学软件，经过多年不懈的拓展，已经成为适合多学科多工作平台的大型科技应用软件，他自带了许多专用工具箱，可满足不同专业用户的需求，如科学计算、动态仿真、系统收稿日期：2006—08—0846控制、图形处理、信号处理、数据统计等。动态系统仿真工具Simulink是其主要工具箱之一，其主要功能是对动态系统做适当分析，从而在可以做出实际系统之前，预先对系统进行仿真和分析，并可适当实时修正，提高系统的性能，减少系统设计和修改的时间，实现高效开发维护系统的目的。Simulink将系统的数学模型通过框图形式即系统的Simulink模型表示出来，可以与Matlab实现无缝结合，能够调用Matlab的函数库。Simulink模型不仅能让用户知道具体环节的功能和作用，而且能让用户清楚地了解各种模块间的信息交换。模拟示波器将仿真结果动态显示出来，因而仿真结果过程十分直观。Simulink最大的一个特点是允许用户根据自己的需要开发自己的功能模块，并通过封装扩充现有的模型库。3机械振动系统的Matlab／Simulink仿真研究机械振动系统以图1所示的三自由度系统为例，为了简化计算，设质量m一1，阻尼系数c，一Q—c。一3，弹簧刚度k一2，外部激励z(￡)为F1一h。sin“，F2一hzsin“，F3一h3sin“。该系统的动力学方程如下：赫。+c(2主1一二-2)+尼(2z。一z。)一F1rn2b2+c(一主，+2主2一主3)+是(一-z1+2x2一X。)一F2赫。+c(一主：+主。)+是(一39。+z。)一F，