matlab曲柄滑块机构的运动学仿真

《系统仿真与matlab》综合试题

题目：曲柄滑块机构的运动学仿真

编号：______________ 21 _____________

难度系数：___________________________

姓名______________________

班级_________________

学号__________________

联系方式______________

成绩________________________________

《系统仿真与matlab 》综合试题 (1)

一、引言........................................................ 3.

二、运动学分析 (3)

1、实例题目 (3)

2、运动分析 (3)

三、M ATLAB程序编写 (5)

四、使用指南和实例仿真 (8)

五、结语

10

亠、引言

曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的主机构中，把往复移动转换为不整周或整周的回转运动；压缩机、冲床以曲柄为主动件，把整周转动转换为往复移动。这里使用运动学知识，对其运动进行解析，并用MATL AE为其设计仿真模块。

1、运动学分析

1、实例题目

对图示单缸四冲程发动机中常见的曲柄滑块机构进行运动学仿真。已知连杆长度：D 0.1m , r3 0.4m，连杆的转速：2 2 , 3 3 , 设曲柄r2以匀速旋转，2 50r/s。初始条件：2 3 0。仿真以2为

输入，计算3和A，仿真时间0.5 s。

2、运动分析

建立封闭矢量方程:

r2+r3=r1 (9)

将(9)式分解到x与y轴坐标上，得到：

r2cos 0 2+r3cos 0 3=r1

r2sin 0 2+r3sin 0 3=0 (10)

可得：

r1=r2cos 0 2+r3cos 0 3

.0 3-arcsin(r2r3) (11) 对(10)式对时间求导得：

-r2 w2sin 0 2+3 w 3sin 0 3=v1

r2 w2cos0 2+3w3cos0 3=0 (12) 将上式用矩阵形式表示，令：

A=[ r3sin 0 3 1

-r3cos0 3 0]

X=[ w3

v1]

B=[-r2 w2sin 0 2

r2 w2cos 0 2]

则(12)可表示为：

AX二B (13)

从而可解出w3与v1

、 MATLAB 程序编写

源代码如下：

function varargout = z1(varargin)

% Z1 MATLAB code for z1.fig

% Z1, by itself, creates a new Z1 or raises the existing

% singleton*.

%

% H = Z1 returns the handle to a new Z1 or the handle to

% the existing singleton*.

%

% Z1('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local

% function named CALLBACK in Z1.M with the given input arguments.

%

% Z1('Property','Value',...) creates a new Z1 or raises the

% existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are

% applied to the GUI before z1_OpeningFcn gets called. An

% unrecognized property name or invalid value makes property application

% stop. All inputs are passed to z1_OpeningFcn via varargin.

%

% *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one

% instance to run (singleton)".

%

% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES

% Edit the above text to modify the response to help z1

% Last Modified by GUIDE v2.5 29-Dec-2016 22:57:13

% Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1;

gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn',

z1_OpeningFcn, ...

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end

% End initialization code - DO NOT EDIT 'gui_OutputFcn', 'gui_LayoutFcn', 'gui_Callback', z1_OutputFcn, ...

[] , ...

[]); if nargin && ischar(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout