1、云南農業大學本科生畢業設計開題報告工程技術 學院車輛工程專業( 工 科) 2008級設計題目：基于MATLAB的四連桿機構運動分析軟件設計 人機交互界面的設計 云南農業大學教務處 制2011年10月8日 云南農業大學畢業設計開題報告1本課題所涉及的問題在國內(外)的研究現狀綜述目前，MATLAB軟件是功能強大的科學計算軟件，被國內外高校和科研單位所使用。尤其是基于矩陣運算的數據處理，還可用符號運算計算解析解；還可以實現數值分析、圖像處理等若干個領域的計算和圖形顯示功能。在工程技術界，MATLAB也被用來解決一些實際課題和數學模型問題。典型的應用包括數值計算、算法預設計與驗證，以及一些特殊的矩陣

2、計算應用，如自動控制理論、統計、數字信號處理(時間序列分拆)等。平面連桿機構是一種應用十分廣泛的機構。對它的分析及設計一直是機構學研究的一個重要課題。但傳統方法對于常見的連桿機構的運動學、動力學分析仍然是非常繁瑣,以至于很難對它進行深入的研究,如果建立一個連桿機構的仿真系統,使設計人員在進行設計時,從復雜的機構分析和煩瑣的計算中擺脫出來,集中精力從事于創新工作,那將是很有意義的?；谶@樣一種考慮,本課題嘗試建立一個平面連桿機構的運動學仿真系統。應用Matlab/Simulink對機構領域中應用廣泛的基本機構雙曲柄機構、曲柄搖桿機構、曲柄滑塊機構等的連桿點軌跡作仿真,該方法編程工作量小、軌跡圖形

3、顯示便捷,所建模型只需作少量更改即可適應四桿機構的不同特征值,并可推廣至多桿機構情況。建立四桿機構的優化設計模型,用 MATLAB 優化工具箱實現四桿機構的優化設計及仿真,得到的優化結果有足夠的精度,能滿足設計需求,同時表明 MATLAB 優化工具箱在四桿機構優化設計及其相關問題中具有較好的應用前景。2本人對課題提出的任務要求及實現預期目標的可行性分析由于連桿機構的性能受機構上繁多的幾何參數的影響,呈復雜的非線性關系,無論從性能分析上還是性能綜合上都是一個比較困難的工作。常用的平面四桿機構設計方法有:解析法、作圖法和實驗法。但這些方法設計精度不高,都在解決一些約束條件時存在較大困難。 而用MA

4、TLAB進行編程求解、優化和動畫仿真,為復雜計算提供便利的方法. 建立了四連桿機構的數學模型,利用MATLAB的強大計算和圖解功能對其進行運動分析,得到其位置、速度、加速度的圖形化求解, 得到的結果有足夠的精度,能滿足設計需求，對實際設計具有一定的指導意義。MATLAB用更直觀的，符合人們思維習慣的代碼，給用戶帶來的是最直觀、最簡潔的程序開發環境。MATLAB語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數極其豐富。在MATLAB里，數據的可視化非常簡單，還具有較強的編輯圖形界面的能力。云南農業大學畢業設計開題報告3本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路本課題重點關鍵研究解決的問題是：借助MATLAB

5、下的simulink及其基本模塊庫組進行四連桿機構的運動虛擬仿真，通過系統的運算仿真得出各點的數據。 解決思路： （一）系統分析與參數確定：根據桿長條件初步確定四桿機構中各桿的長度，質量及其它因數。通過對四連桿機構的運動分析和受力分析確定某一特殊位置機構的位置方程式，求得機構的速度、加速度方程，解出所需位移速度和加速度和各位置受力情況。 （二）通過 simulink模塊庫選擇及其環境，固定剛體及運動副，分別從剛體和運動副庫中將需要的剛體和運動副拖拽至建模窗口中，定義剛體及運動副的相對位置及連接形式，在模型窗口中設置運動副與剛體的相對位置，并以合適的順序將其連接，用檢測器模塊得出仿真結果。 （三

6、）GUI界面設計:a.在界面上輸出參數，根據輸入的桿長參數界定機構所屬類型。b.根據所屬機構類型調用合理的模擬及仿真系統。c.通過系統對輸入桿長位置點的運算和虛擬仿真結果顯示任一點出的動靜、態參數結果.4完成本課題所必須的工作條件(如工具書、實驗設備或實驗環境條件、某類市場調研、計算機輔助軟件等)及解決的辦法1、 實驗設備：電腦2、 實驗環境條件：安全、舒適3、 計算機輔助軟件操作系統:Windows XP軟件開發工具：MATLAB R2008a網絡數據庫：SQL sever 2000瀏覽器：Internet ExplorerCeleron(R) CPU 2.80GHz處理器2GB內存320G

7、B硬盤4、 相關書籍1機械原理（第七版）主編孫恒陳作模葛文杰高等教育出版社2Simulink與信號處理編著 丁亦農 北京航空航天大學出版社3MATLAB 寶典主編 陳杰 電子工業出版社4） MATLAB7. 0 從入門到精通 張立科 人民郵電出版社, 2006.5掌握Matlab 60及其工程應用 蘇曉生 科學出版社，20026基于MATLABSirnulink的系統仿真技術與應用 薛定宇 陳陽泉 清華大學出版社，20027MATI AB 60與科學計算 王沫然 電手工業出版社，20018imulink建模與仿真 姚俊，馬松輝 西安電子科技大學，2003：90979Matlab及其在理工課程中

8、的應用指南 陳懷探 西安電子科技大學，2004：15316010基于V c+6O的機構運動仿真J 陳志新，劉瑩機械科學與技術，2003，22(4)：61811基于MAT LAB/ fsolv e 函數的四連桿機構運動軌跡仿真 J 胡曉珍, 陳忠維. 機械工程師, 2007: 44-45.12基于Simulink的機構仿真技術J常鋒娟，盧章平機電工程，200118(1)13基于Simulink的連桿機構運動學仿真J王芳，張海燕機械設計與研究，2004，20(2)14基于MatlabSimMechanics的機電產品組成建模與仿真技術研究J田永利，鄒慧君，郭為忠，葉志剛，李瑞琴機械設計與研究，20

9、03，19(5)15系統仿真技術與應用 薛定宇，陳陽泉，清華大學出版，2002：72-7816基于SimMeehanics的四桿機構仿真技術研究期刊論文 鄭宏偉.李平康 機電工程技術 2005(05)云南農業大學畢業設計開題報告5完成本課題的工作方案及進度計劃工作方案： 為了模擬與仿真（動態演示）四連桿機構的運動軌跡，根據MATLAB對平面四連桿機構的運動仿真程序及機構的運動特性特制定本方案，其基本內容如下：（1）根據進度計劃的時間安排，采取討論、查閱資料及指導老師的要求完成本方案（2）具體的部署安排（見進度計劃表）（3）及時處理解決好工作方案所涉及的問題進度計劃表序號主要工作內容時間安排1收集材料、確定畢業設計課題所要達到的目標 1周2完成畢業課題的需求分析 2周 3完成畢業課題的總體設計分析 2周 4完成畢業課題的詳細設計和目標實現 4周5完成設計初