male實(shí)驗(yàn)報(bào)告調(diào)研報(bào)告WORD版

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯male實(shí)驗(yàn)報(bào)告調(diào)研報(bào)告WORD版 e male 試驗(yàn)報(bào)告調(diào)研報(bào)告精編 D WORD 版 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真 姓名 ： 陳俊英 學(xué)號(hào) ： SY1317315 指導(dǎo)老師 ：李慶波 儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院 4 2021 年 年 6 6 月 月 2 22 日 Maple- - 滑塊擺 試驗(yàn) . 1. 試驗(yàn)要求 滑塊擺由一置于光滑桿上的質(zhì)量為 m 的滑塊 A、一質(zhì)量為 M 的小球 B 和長(zhǎng)度為 L ，質(zhì)量不計(jì)的剛性桿鉸接而成，不計(jì)各處摩擦，以過 A 點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面，通過Lagrange 方程建立系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，利用 Maple 軟件畫出： 1） 滑塊 A 的位

2、移 x 隨時(shí)間 t 的變化曲線 2） 角度 隨時(shí)間 t 的變化曲線 3） 滑塊擺的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫 圖 1 滑塊擺示意圖 . 2. 試驗(yàn)說明 設(shè)定初始條件為：m=1Kg，M=1Kg，g=9.8，L=2m (0) = 0rad， x(0) = 0m， (0) = -1.3rad/s,，x(0) = 1m/s 如下定義的拉格朗日方程： 其中:q：x(t)和 (t)的自由度 D：由于摩擦而消耗的能量 F q ：由自由度 q 產(chǎn)生的力 E c 和 E p ：系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能 系統(tǒng)有兩個(gè)自由度，以 x 和 j 為廣義坐標(biāo)，以過 A 點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面，系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能分別為 系統(tǒng)的 Lagrange 方程為：

3、 計(jì)算出諸導(dǎo)數(shù)： 帶入 Lagrange 方程，得到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程： . 3. 試驗(yàn)步驟 步驟 1：安裝 Maple 軟件； 步驟 2：依據(jù)單擺試驗(yàn)的試驗(yàn)說明和程序例程學(xué)習(xí) maple 的編程語(yǔ)言； 步驟 3：依據(jù)滑塊擺的試驗(yàn)說明，根據(jù)試驗(yàn)要求編寫 maple 仿真程序； 步驟 4：得到試驗(yàn)結(jié)果。 4. 試驗(yàn)結(jié)果 1）滑塊 A 的位移 x 隨時(shí)間 t 的變化曲線 圖 2 滑塊的位移隨時(shí)間的變化曲線 2）角度 隨時(shí)間 t 的變化曲線 圖 3 角度隨時(shí)間的變化曲線 3）滑塊擺的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫 圖 4 滑塊擺運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫 附錄程序： restart; with (DEtools): # # 調(diào)用微分方程工

4、具包 with (plots): # # 調(diào)用圖形包 with (plottools): # # 調(diào)用圖形工具包 g:=9.8;L:=2;M:=1;m:=1; equ1:=diff(x(t),t$2)*(m+M)+M*L*diff(theta(t),t$2)*cos(theta(t)- -M*L*diff(theta(t),t)2*sin(theta(t)=0; equ2 2 := L*diff(theta(t),t$2)+diff(x(t),t$2)*cos(theta(t)+g*sin(theta(t)=0; val:=array(1.100); for i to 100 do vali:

5、=i/10 end do; S:=dsolve(equ1,equ2,theta(0)=0,D(theta)(0)=- -1.3,x(0)=0,D(x)(0)=1,x(t),theta( (t t) ) ,method=rkf45,type=numeric,output=val); eval(s); # # 繪制位移隨時(shí)間變化曲線圖 DEplot(equ1,equ2,x(t),theta(t),t=0.10,theta(0)=0,D(theta)(0)=- -1.3,x(0)=0,D(x)(0)=1,stepsize=0.1,linecol or=t/2); # # 繪制相位隨時(shí)間變化曲線圖 D

6、Eplot(equ1,equ2,theta(t),x(t),t=0.10,theta(0)=0,D(theta)(0)=- -1.3,x(0)=0,D(x)(0)=1,stepsize=0.1,linecolor=t/2); # # 繪制滑塊擺運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫 for t to 100 do x1(t):=S2, 1t, 4:x(t):=x1(t)+L*sin(S2, 1t, 2):y(t):=- - L*cos(S2, 1t, 2): end do: for t to 100 do: wall:=curve(- - 4.0,0,0.5,0,color=black, linestyle=solid, thickness=2): fixp:=rectangle(x1(t)- - 0.1,0.1, x1(t)+0.1,- - 0.1,color=turquoise): pendulum:=disk(x(t),y(t),0.10,color=turquoise): lineW_P:=curve(x1(t),0,x(t),y(t ),color=red): G1t:=display(pendulum,lineW_P,wall,fixp): end do: d