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simulink蹦极仿真报告.doc


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simulink蹦极仿真报告
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是说蹦极者在此过程中会触地。所以对此系统在不同的弹性常数下进行了仿真解析,求出吻合安全要求的弹性绳索的最小弹性常数。
五、仿真结果解析:
上图(b)为蹦极者与地面之间的距离。从结果可看出,对于体重为70kg的
蹦极者,此系统是不安全的,因为蹦极者与地面之间的距离出现了负值(即蹦极
者在下落的过程中会触地,而安全的蹦极跳系统要求二者之间的距离应该大于
0)。因此,必须使用弹性系数较大的弹性绳索,才能保证蹦极者的安全。自然,
在蹦极者触地的情况下,系统的动向方程会发生改变,系统输出结果也将发生变
化。上图的仿真结果并没有考虑到这一点(假定蹦极者距离地面足够大,不会触
地)。
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六、总结:
本次仿真设计用到了很多数学建模和物理方面的知识,在自学了simulink的基
本知识后,选择了一个课题开始进行建模。在实际实现的过程中,发现问题、分
析问题、解决问题,培养了自己的学习能力和实验能力,也对MATLAB里面的
simulink功能有个进一步的认识和掌握。
附加:
1、仿真精度控制
根据对图b所示蹦极跳系统的仿真结果察看,仿真曲线的波峰与波谷处曲线很不圆滑。而从蹦极跳系统的数学方程解析可知,系统的输出曲线应该是圆滑曲线。造成这一结果的主要原因是:对此系统仿真来说,连续求解器的默认积分误差取值偏大。因此,只有设置合适的积分误差限,才能获得更好的仿真结果。对
蹦极跳系统的积分误差、最大仿真步长与初步仿真步进步行合适的设置,如图2所示。
图2
然后对蹦极跳系统进行仿真,其仿真结果如图3所示。从图中可以显然看出,减小系统仿真积分误差可以有效地提高系统的仿真性能,使仿真输出波峰与波谷处的曲线变得比较圆滑。
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图3
2、蹦极跳系统的安全性解析
在上面系统模型中,蹦极者的质量m=70kg,重力加速度g=10m/s2,蹦极
者的初始地址x(0)=-30,初始速度为,桥梁距离地面为50m,弹
性绳索的弹性常数k=20;其余的参数a2=a1=1;按照如上的参数对此系统进行仿真的结果表示:对于体重为70kg的蹦极者,蹦极跳系统的弹力绳索不安全。因为在仿真过程中,蹦极者与地面之间的最小距离小于0,也就是说蹦极者在此过程中会触地。很显然,如果弹性绳索的弹性常数大于某个值。此蹦极跳系统对于体重为70kg的蹦极者来说才可能是安全的。
下面使用命令行的方式对此系统在不同的弹性常数下进行仿真解析,以求出吻合安全要求的弹性绳索的最小弹性常数。为了使用命令行方式对此系统进行解析,首先利用Outl模块将此蹦极者的地址输出到MATLA工作空间之中,如图4所示。
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图4
,求最小弹性常数,程序如下列图5所示:
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  • 时间2022-07-23
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