1、僅供個人參考科學分析工具MATLAB?驗實驗報告（18學時系列課程實驗）指導教師：學生：班級：學號：哈爾濱工業(yè)大學機電工程學院機械制造及自動化系2012年4月實驗一最小二乘法數據處理實驗一、實驗目的通過Matlab上機編程，掌握利用Matlab軟件進行數據擬合分析及數據可視化方法二、實驗內容1 .有一組風機葉片的耐磨實驗數據，如下表所示，其中X為使用時間，單位為小時h,Y為磨失質量，單位為克go要求：(1) Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse(3)編寫一個M文件，對該數據進行合理的最小二乘法數據擬合；(4)繪出原始數

2、據點和擬合的數據曲線。表1風機葉片耐磨實驗X10000110001200013000140001500016000Y24.026.529.832.434.737.741.1X17000180001900020000210002200023000Y42.844.647.365.887.5137.8174.22.對ln(1+x)在0,1內的采樣數據進行多項式擬合；3.對指數函數1-'X在0,1內的采樣數據進行多項式擬合、實驗報告內容1)編寫出M文件，對該數據進行合理的最小二乘法數據擬合；2)繪出原始數據點和擬合的數據曲線。1)1.clcclearxlabel('h')yla

3、bel('g')x=10000:1000:23000;y=24.026.529.832.434.737.741.142.844.647.365.387.5137.8174.2;p=polyfit(x,y,4)y1=polyval(p,x);plot(x,y,'+',x,y1,'-r')2clcclearx=0:0.05:1;y=log10(1+x);p=poly攸x,y,3)y1=polyval(p,x);plot(x,y,'+',x,y1,'-r')不得用于商業(yè)用途僅供個人參考3clcclearx=0.05:0.

4、05:1;y=1-sqrt(x);p=poly攸x,y,3)y1=polyval(p,x);plot(x,y,'+',x,y1,'-r')實驗二Matlab程序設計實驗一、實驗目的通過Matlab上機編程，掌握利用Matlab軟件進行多項式運算、方程求解的方法,掌握命令型M文件和函數型文件的操作方法及這兩種M文件的區(qū)別與聯(lián)系。二、實驗內容一元二次方程的求解問題。對于一元二次方程ax2+bx+c=0,針對用戶卒&入的不同a、b、c的值，求出方程的解情況。要求不用roots命令和solve命令，編程完成一元二次2方程ax+bx+c=0的求解，給出設計的程序源

5、代碼，并針對a、b、c的不同取值情況，給出程序的運行結果。三、實驗報告內容要求編寫函數型M文件，輸入三個系數，運用判別式法判定根的情形，并輸出各種類型的根。不得用于商業(yè)用途僅供個人參考clccleara=input('pleaseinputa=');b=input('pleaseinputb=');c=input('pleaseinputc=');q=bA2-4*a*c;p=sqrt(bA2-4*a*c);ifq>0disp('兩個實根')x1=(-b-p)/(2*a)x2=(-b+p)/(2*a)elseifq=0disp

6、('一個實根')x=(-b-p)/(2*a)elsedisp('無實根')x1=(-b-p)/(2*a)x2=(-b+p)/(2*a)end實驗三生產計劃調度優(yōu)化實驗一、實驗目的通過Matlab上機編程，掌握利用Matlab軟件進行求解優(yōu)化問題的方法和常用函數、有約束優(yōu)化問題。二、實驗內容某車間有甲、乙、丙三臺車床，可用于加工3種工件。這3臺機床的可用臺時數分別為720h、850h和650h，3種工件的數量分別為340個、550個和420個，已知三種不同機床加工單位數量的不同工件所需的臺時數和加工費用如下表所示，問怎樣分配機床的加工任務，才能既滿足加工工件的要求

7、，又使加工費用最低？表2機床加工情況表機床色單位工件加工臺時數單位工件加工費用可用臺時數工件1工件2工件3工件1工件2工件3甲0.51.11.013910720乙0.51.21.314128850丙0.61.30.814137650、實驗報告內容1)建立線性規(guī)劃問題；2)建立約束條件；3)編寫m文件；4)給出運行結果。1)f=13x甲i+9x甲2+10x甲3+14x乙i+12x乙2+8x乙3+14x丙i+13x丙2+7x丙3其中x甲1代表在甲機床上加工1號工件，其余類推。2)0.5*x甲1+1.1*x乙1+1.0*x丙1<=7200.5*x乙1+1.2*x乙2+1.3*x乙3<=8

8、500.6*x丙1+1.3x丙2+0.8*x丙3<=650x甲1+x乙1+x丙1=340x乙1+x乙2+x乙3=550x丙1+x丙2+x丙3=4203)clc;clear;f=13;9;10;14;12;8;14;13;7;A=0.51.11.0000000;0000.51.21.3000;0000000.61.20.8;b=720;850;650;Aeq=100100100;010010010;001001001;beq=340;550;420;lb=zeros(9,1);x,fval=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)4) x=230.0000550.00000.00

9、0054.13550.00000.000055.86450.0000420.0000fval=1.2420e+004所以1號工件在甲機床上加工230件，在乙機床加工54件，內機床加工56件。2號工件在甲機床上加工550件。3號工件在內機床上加工420件。總費用為124200實驗四運動學分析實驗一、實驗目的通過Matlab上機編程，掌握Matlab語言變量、函數、Matlab常用程序結構和流程控制語句、交互控制語句、程序調試運行等。二、實驗內容凸輪是把一種運動轉化為另一種運動的裝置，通常凸輪做旋轉運動，并轉化為從動件的振動、直線運動或者二者的結合。對基圓為rb的凸輪，rb為最小圓周半徑，與凸輪表

10、面相切，并和凸輪的轉軸同心。則從動件的運動方程為:L()=rbs(;:)對于旋轉運動，假定有:s（i一W）s（w）=h-h,-，sin3t（<p-'%h2<<p<2ps（）U02-2二其中，h為從動件的最大位移，邛為凸輪轉角，P為從動件擺角，并且0M中£2兀。如果凸輪的角速度6=d%為常量，試求出當P=60°時從動件的位移s、速度v、加速度a、瞬時加速度j的變化曲線。、實驗報告內容1)建立M文件，求解從動件的位移、速度、加速度及瞬時加速度；2)繪制P=60°時從動件的位移s、速度v、加速度a、瞬時加速度j的變化曲線clc;clear

11、;b=pi/3;不得用于商業(yè)用途僅供個人參考x=linspace(0,2*pi)fork=1:1:100ifx(k)>=0&x(k)<=bs(k)=x(k)/b-sin(2*pi*x(k)/b)/(2*pi)v(k)=(1-cos(2*pi*x(k)/b)/ba(k)=2*pi*sin(2*pi*x(k)/b)/(b*b)j(k)=4*pi*pi/bA3*cos(2*pi*x(k)/b)elseifx(k)>pi/3&x(k)<2*pi/3s(k)=2-x(k)/b+sin(2*pi*(x(k)-b)/b)/(2*pi)v(k)=-(1-cos(2*pi

12、*(x(k)-b)/b)/ba(k)=2*pi*sin(2*pi*(x(k)-b)/b)/(b*b)j(k)=4*pi*pi/bA3*cos(2*pi*(x(k)-b)/b)elses(k)=0v(k)=0a(k)=0j(k)=0endendsubplot(2,2,1)plot(x,s)subplot(2,2,2)plot(x,v)subplot(2,2,3)plot(x,a)subplot(2,2,4)plot(x,j)不得用于商業(yè)用途僅供個人參考不得用于商業(yè)用途實驗五機電系統(tǒng)仿真實驗一、實驗目的通過Matlab上機編程，掌握利用SIMULINK進行機電控制系統(tǒng)仿真，包括仿真的基本概念、機電

13、系統(tǒng)建模基礎、利用SIMULINK進行機電控制系統(tǒng)仿真的案例分析。二、實驗內容如下圖所示為一標有連接件編號和位置角度的曲柄滑塊機構示意圖，已知連桿的長度r2=15mm、r3=55mm,滑塊初始位置門=70mm,曲柄初始角度傷(0)=也(0)=0o,曲柄輸入角速度處=150rad/s,試建立系統(tǒng)的運動學模型，并利用SIMULINK進行系統(tǒng)仿真，要求根據輸入轉速求出滑塊的速度和位移曲線。三、實驗報告內容1）建立系統(tǒng)的數學模型；2）給出利用SIMULINK進行系統(tǒng)仿真的結果。1）如圖是個只有一個自由度的曲柄滑塊機構，其輸入為'叱=與，輸出分別為=%、*、為=門、門。設每一連桿（包括固定桿件）均由一位移矢量表示，下圖給出了該機構各個桿件之間的矢量關系，則機構的運動學方程可如下導出:曲柄滑塊機構的閉環(huán)位移矢量方程Ri+Rs=Ri閉環(huán)矢量方程的分解,r2c口*%4-rK。5取=rirjsin02+r3sin%=。曲柄滑塊機構的運動學方程對上面的位置方程求時間的導數，即得機構的運動學方程僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukommerzie