MAYA实例：NURBS汽车建模

MAYA实例：NURBS汽车建模

1. 设置参考图。这也许是非常重要的一步，（和以前的幻灯一样）下载图片，拿到Photoshop中进行对齐，轮子、车顶等，分开保存这些文件，前视图为515*512像素，侧视和顶视图为512*1024。

在Maya里，添加图像到top,side front和back摄像机视图，把图像平面的Fixed（固定）优先于Attached To Camera（附加在摄像机上），这样可以保证缩放视图时图像和模型一起缩放。

2.绘制大概的曲线。在Front，Top和Side视图，画出轿车一半的轮廓线，事实上它是对完全对称的,我们仅仅只需要创建轿车的一半，完成后，镜像另一半并缝合起来。

视图中不会有太多的问题，大部分的曲线在side视图绘制，然后在top视图沿X轴移动。

3b.捕捉网格。这是个非常好的做法，把这些曲线的起点沿X轴，然后切换到网络捕捉为结束点捕捉到网格上。控制第一个和第二个CVs沿X轴对齐。

4.选择前保险杆的曲线，首先重建前保险杆的曲线，然后选择路径和截面。

5．挤出前保险杆的截面。将截面沿着路径挤出这个基本的形状。在Extrude信息面板中把“Tube At Profile 和Component Pivot on”打开。

6．调整Cvs点。首先，当我们在建模时给模型一个光亮的Blinn材质，默认的Lambert材质不能给我们像Blinn材质一样的固有色、高光、镜面反射等表面信息，我们移动一些Cvs，使其接近我们想要的形状。

7．成组。开始成组，将所有的创建的曲线成为一个命名为Construction_Curves _GRP的组，我喜欢把组命令为GRP和层为LYR。这样防止复制同名，比如表面“Bumper”加到Bumper_GRP的层里名为Bumper_LYR。这也许是一件小的事实。但是表达式在大的场景中，会明显的减少错误。

8．在曲线上对齐Cvs。接着建立这盖子，开始将边上的CVs捕捉到曲线上，再将中间的曲线的Cvs 捕捉到曲线上，……Maya的曲线捕捉不如有些好用，（明显示落后于CAD）但这是我们的工作。

9．轨迹曲线成形。BI－rail3＋tool是一个非常有用的创建轿车的工具。……你可以有很多的截面线在两条路径（轨迹）间挤出。这里我选择用来挤出的三条曲线，和作为轨迹的两条边线。你能看到，这不是最好的面，但是它是一个开始所创建的，你将会明白。

10．选择结构等位线。我想要在前面的边缘得到更多的控制面的外形，那我我选择Isoparm插入这个区域。

11．加载前面挡泥板的曲线。建立前面的挡泥板，首先加载开始创建的曲线。

12．清理并对齐曲线。调整所有的曲线，哪儿非常突起在那添加曲线

13．需要更多的曲线。这是Birailing的6条曲线。

从这些截面得来一个新的Bi－Rail。

15．清理曲线。清理这两条新的曲线上的Cvs点和终点吸附在其它的曲线上。

16．对新的曲线成形。新的曲线可以得到一个非常好的结果。

17．切开顶盖的面。接着这一步是为了得到平面的切线连续性。必须将这些平面缝合在一起。第一步将这个顶盖的面切成两个面。所以泥挡板的U和V轴（上和下边）一个面缝合一个边。

18．产生新的曲线。从顶盖和烦的平面生成新的边的曲线，再重建泥挡板。

19．选择新的曲线。一起排列好所有新的曲线。确定没有移动那两根沿着盖子的最新的曲线。确定新建的两块挡泥板然后把它们一起连接起来。

20．新轨迹曲线。用新的轨迹曲线得到前面挡泥板面片。

灯。

22．切开门的曲线。取得挡板后面的边的曲线。切开最开始的曲线来定义门的前面。

23．选择曲线。我们要确定曲线在成形前一定要正确的接触上。

24.双轨成形.使用双轨工具连接曲线成为面。

面使其平滑。

26．连接面。然后将两个面用融合的方式缝合成一个单一的平滑表面

27．创建曲线。为了完成整个表面，不得不在门与轮之间创建面。为了能完成一个统一的面片，只要在创建一个新的片。从顶上面片边上的Isoparm创建一条曲线，并向下复制。沿着新的轨迹线复制简化门最小的截面线。从车轮向前的面片的外形并不重要。

28．轨迹曲线。特别要注意门和车轮之间的范围一起的三条曲线和轨迹线。

29．连接面。连接上面和下面的平面形成一个连续平滑的表面。下一步事剪切出车轮的拱形，首先选择车轮拱形曲线然后选择挡泥板。

30．投射曲线。在Side视图，投射曲线到面上。

31．剪切表面。选择剪切工具在想要保留的区域单击。

32．完成剪切。现在看来差不多接近你所喜欢的一辆轿车了。

33．扩大平面。把边向门缝接紧一些。将外壳强行的扩大一点。

34．准备剪切边。调出门缝的旧的曲线。

35．剪切。再次在Side视图，把这条曲线投射到这个面上，再进行剪切。

36．选择剪切边。现在想要切开剪的两条曲线，首先选择剪边，并复制曲线。

37．选择编辑点。在想要分离曲线的地方，选择编辑点。

38．分离曲线。分离曲线得到两条新的曲线，可能用它以建立新的面。

汽车ABS系统的建模与仿真设计

基于Matlab/Simulink的汽车建模与仿真 摘要 本文所研究的是基于Matlab/Simulink的汽车防抱死刹车系统（ABS）的仿真方法，本方法是利用了Simulink所提供的模块建立了整车的动力学模型，轮胎模型，制动系统的模型和滑移率的计算模型，采用的控制方法是PID控制器，对建立的ABS的数学模型进行了仿真研究，得到了仿真的曲线，将仿真曲线与与没有安装ABS系统的制动效果进行对比。根据建立的数学模型分析，得到ABS系统可靠，能达到预期的效果。 关键词 ABS 仿真建模防抱死系统PID

Modeling and Simulation of ABS System of Automobiles Based on Matlab/Simulink Abstract A method for building a Simulator of ABS base on Matlab/Simulink is presented in this paper.The single wheel vehicle model was adopted as a research object in the paper. Mathematical models for an entire car, a bilinear tire model, a hydraulic brake model and a slip ratio calculation model were established in the Matlab/Simulink environment. The PID controller was designed. The established ABS mathematical model was simulated and researched and the simulation curves were obtained. The simulation results were compared with the results without ABS. The results show that established models were reliable and could achieve desirable brake control effects. Key words ABS; control; modeling; simulation；Anti-lock Braking System; PID

一级倒立摆的建模与控制分析

控制工程与仿真课程设计报告 报告题目直线一级倒立摆建模、分析及控制器的设计 组员1专业、班级14自动化1 班姓名朱永远学号1405031009 组员1专业、班级14自动化1 班姓名王宪孺学号1405031011组员1专业、班级14自动化1 班姓名孙金红学号1405031013 报告评分标准 评分项目权重评价内容评价结果项目得分 内容70设计方案较合 理、正确，内容 较完整 70-50分 设计方案基本合 理、正确，内容 基本完整 50-30分 设计方案基本不 合理、正确，内 容不完整 0-30分 语言组织15语言较流顺，标 点符号较正确 10-15分语言基本通顺， 标点符号基本正 确 5-10分 语言不通顺，有 错别字，标点符 号混乱 5分以下 格式15 报告格式较正 确，排版较规范 美观 10-15分 报告格式基本正 确，排版不规范 5-10分 报告格式不正 确，排版混乱 5分以下总分

直线一级倒立摆建模、分析及控制器的设计 一状态空间模型的建立 1.1直线一级倒立摆的数学模型 图1.1 直线一级倒立摆系统 本文中倒立摆系统描述中涉及的符号、物理意义及相关数值如表1.1所示。

图1.2是系统中小车的受力分析图。其中，N 和P 为小车与摆杆相互作用力的水平和垂直方向的分量。 图1.2 系统中小车的受力分析图 图1.3是系统中摆杆的受力分析图。F s 是摆杆受到的水平方向的干扰力, F h 是摆杆受到的垂直方向的干扰力，合力是垂直方向夹角为α的干扰力F g 。

图1.3 摆杆受力分析图 分析小车水平方向所受的合力，可以得到以下方程： ()11- 设摆杆受到与垂直方向夹角为α 的干扰力Fg ，可分解为水平方向、垂直方向的干扰力，所产生的力矩可以等效为在摆杆顶端的水平干扰力FS 、垂直干扰力Fh 产生的力矩。 ()21- 对摆杆水平方向的受力进行分析可以得到下面等式： ()θsin 22 l x dt d m F N S +=- ()31- 即： αθθθθsin sin cos 2f F ml ml x m N +-+= ()41- 对图1.3摆杆垂直方向上的合力进行分析，可以得到下面方程： ()θcos 22 l l dt d m F mg P h -=++- ()51- 即 θθθθ αcos sin cos 2 ml ml F mg P g +=++- ()61- 力矩平衡方程如下： 0cos sin sin cos cos sin =++++θθθθαθα I Nl Pl l F l F g g ()71- 代入P 和N ，得到方程： () 0cos 2sin sin 2cos sin cos 2cos sin 2222=+-++++θθθθθθθαθαx ml ml mgl ml I l F l F g g ()81- 设φπθ+=，（φ是摆杆杆与垂直向上方向之间的夹角，单位是弧度），代入上式。假设φ<<1，则可进行近似处理： φφφφφφφ===?? ? ??==2sin ,12cos ,0,sin ,1cos 2 dt d N x f F x M --= α sin g S F F =α cos g h F F =

MAYA人头建模终极秘笈

转一篇MAYA人头建模教程。教程可谓经典到掉渣。深入的从MAYA人头建模各个层面详尽的介绍了人头建模的方法和所有应当注意的细节。转发飞特。和飞特学习MAYA的朋友们一起学习。 一、简介 建立可信的人脸，是每一个三维艺术家的最终目标之一。但是要获得真实和自然的作品需要我们在每一步都做到最好，包括资料的收集、模型的规划、纹理的绘制和最后的渲染等等。在这篇文章中我讲解研究建模的过程，谈论如何使用Maya或其它工具怎么一步步的完成模型。如：工作的流程、建模的不同方法、拓补的结构、常见的错误等等。 二、开始建模前的准备 在进入建模之前，我研究了怎样获得好的参考图片或是绘制的概念图。这些东西对我们后期的建模有非常重要的作用，参考图片和概念图的质量将直接影响到我的模型的准确性。如果我们在这个过程中犯了错误，那将在建模的时候遇到很多问题，可能我们模型会在匹配正面的图片，但侧面确看起来不是那么回事。这些错误将耗费我们大量的时间去修改。 如果我们要使用真人的照片来做参考，那么照片的角度是非常重要的，否则我们的模型将是错误的，而我们会不得不花费大量的时间来调整。另外我们也要考虑到照相机的焦距，焦距越长越接近我们参考模型用的视角。然而从理论上说因为视角的变化我们得到的照片总是和真人有区别的，我们参考图片做册模型会比真人略胖，当然这个问题可以通过后期的修改来解决。另外我们还需要考虑图片上灯光，太亮或太暗的光线的图片会隐藏很多细节，所以我们不能使用。 比较差的参考图片，尽量不要使用下面这样的图片 图片1 比较好的参考图片

图片2 在Maya里建立参考图片因为视角的差异，我们无法直接从照相机获得直接用于Maya的参考图片，我们应该在Photoshop中进一步修正我们需要的图片。 下面的正侧面细节不能匹配 我们通过修改让图片匹配

倒立摆姿态控制模型

倒立摆 倒立摆百度文库解释： 倒立摆系统的输入为小车的位移（即位置）和摆杆的倾斜角度期望值，计算机在每一个采样周期中采集来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。 倒立摆系统简介 倒立摆是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合，其被控系统本身又是一个绝对不稳定、高阶次、多变量、强耦合的非线性系统，可以作为一个典型的控制对象对其进行研究。最初研究开始于二十世纪50 年代，麻省理工学院（MIT）的控制论专家根据火箭发射助推器原理设计出一级倒立摆实验设备。近年来，新的控制方法不断出现，人们试图通过倒立摆这样一个典型的控制对象，检验新的控制方法是否有较强的处理多变量、非线性和绝对不稳定系统的能力，从而从中找出最优秀的控制方法。倒立摆系统作为控制理论研究中的一种比较理想的实验手段，为自动控制理论的教学、实验和科研构建一个良好的实验平台，以用来检验某种控制理论或方法的典型方案，促进了控制系统新理论、新思想的发展。由于控制理论的广泛应用，由此系统研究产生的方法和技术将在半导体及精密仪器加工、机器人控制技术、人工智能、导弹拦截控制系统、航空对接控制技术、火箭发射中的垂直度控制、卫星飞行中的姿态控制和一般工业应用等方面具有广阔的利用开发前景。平面倒立摆可以比较真实的模拟火箭的飞行控制和步行机器人的稳定控制等方面的研究。 倒立摆分类

Maya常用多边形建模命令

Maya常用多边形建模命令 作者：未知文章来源：网络点击数：920 更新时间：2010-2-8 maya提供了三种强大的建模工具，多边型，细分，NURBS，其中Nurbs建模比较强大用途广，但对于初学者难于上手，无缝建模，贴图问题都难于解决。相比之下，多边型建模易于上手，不会有无缝问题，uv贴图坐标易于解决。加之可以转为细分，无疑是初学者的最佳选择，下面我把多边型常用的建模命令简单介绍一下，在介绍之前先了解一些多边型常识。 一个多边型，包含了三种原素，即点，线，（也称为边）面，点与点之间的连接形成了线，而线与线之间形成了面，所以多边型之中最小的原素为点，次之为线，再次为面。面与面之间有规律的衔接形成模型。多边型顾名思义，即允许n边的存在，最小边数为三边型，也就是三角型面。既然多边型包含了这三种原素，说白了，所有多边型建模命令也就是围绕这三种原素进行操作。 创建一个多边型立方体：Create > Polygons Primitives > Cube 创建多边型工具: polygons>create polygon tools 选中此工具，在视图中依次点击四次完成后回 车创建一个四边型面。 扩展多边型命令:选中刚才创建的四边型，选择，polygons>Append To Polygon Tool点击四边型中 任何一个边进括展边的操作。 多边型合并：两个多边型物体合并为一个物体polygon>combine

多边型布尔运算：多边型建模工具提供了三种布尔运算方式， polygon>booleans>union,difference,intersection合集，交集，差集。 多边型镜向:选择任意模型然后选polygon>mirror进行镜向，镜向同时可以指定是否合并边。光滑模型:选择任意多边型模然后选择，polygons>smooth进行光滑模型，可指定光滑等级。光滑代理方式:选择任意模型，然后选择，polygons>Smooth Proxy或使用快捷键Ctrl `。 平均点命令:选中模型或其中任意的顶点，然后选择polygons>Average Vertices进行平滑模型。 三边型转换命令:选中任意模型，然后选择polygons>Triangulate可将四边型模型转换为三边型模型。 四边型转换命令:选中任意模型，然后选择polygons>Quadrangulate 可将三边型模型转换为四边型模型。 多边型工具设定：keep faces together 这项工具用于设定挤出的边是否合并，此项设定上非常重要。 细分表面：在多边型表面方式下选择任意面，然后选择edit polygons>Subdivise 切线命令：选中多边型模然后选择edit polygons>split polygon tool 在模型边上任意点击回车完成切线。 挤出表面命令：在多边型面方式下，选择任意表面，然后选择edit polygons>extruder fac e 挤出边命令：在多边型边方式下，选择任意边，然后选择edit polygons>extruder edge 挤出点命令：在多边型点方式下，选择任意点，然后选择edit polygons>extruder vertex

基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

（1） 基于MATLAB 的汽车平顺性的建模与仿真 车辆工程专硕1601 Z1604050 晨 1. 数学建模过程 1.1建立系统微分方程 如下图所示，为车身与车轮二自由度振动系统模型： 图中，m2为悬挂质量（车身质量）；m1为非悬挂质量（车轮质量）；K 为弹簧刚度；C 为减振器阻尼系数；Kt 为轮胎刚度；z1为车轮垂直位移；z2为车身垂直位移；q 为路面不平度。 车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的平衡位置，其运动方程为： 222121 ()()0m z C z z K z z +-+-=1112121()()()0t m z C z z K z z K z q +-+-+-=

（2） （3） （4） （5） （6） 1.2双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入，得： 令： 232t A m j C K K ωω=-+++ 由式（2）得z 2-z 1的频率响应函数： 将式（4）代入式（3）得z 1-q 的频率响应函数： 式中： 下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z 2对路面位移q 的频率响应函数，由式（4）及（5）两个环节的频率响应函数相乘得到： 2221()() z m j C K z j C K ωωω-++=+2111()()t t z m j C K K z j C K qK ωωω-+++=++1A j C K ω=+K C j m A ++-=ωω222212 122 z A j C K z m K j C A ωωω+==-++2321 N A A A =-212211=t t A K A K z z z A q z q A N N ==

双侧电源电力系统的方向电流保护的建模与仿真

辽宁工程技术大学 电力系统继电保护综合训练一 设计题目方向性电流保护的建模与仿真 指导教师刘健辰 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级电网13—1班 学号1305080116 姓名苏小平 日期2017/01/05

智能电网系综合训练标准评分模板

电力系统继电保护析综合训练一 任务书 本次综合训练目的在于通过对双侧电源电力系统的方向电流保护的建模与仿真，巩固和运用所学到的方向电流保护理论知识，掌握Matlab 仿真软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 双侧电源电力系统结构图如下： 系统基本参数如下，线路长度和短路点位置见后面的班级数据表。 电源：o 11510kV M E =∠ ,o 1050kV N E =∠ ,o ,,0.22673.13s M s N Z Z ==∠Ω 线路：LGJ-240/40型架空线，单位正序阻抗o 10.45173.13/km z =∠Ω。 设计要求： 利用Matlab/Simulink 建立仿真模型，完成仿真计算，分析仿真结果。 设计说明书内容： 1、 任务书 2、 电网相间短路的方向电流保护原理 3、 利用Matlab/Simulink 建立仿真模型 4、 设置故障，完成仿真计算 5、 分析仿真结果 6、 重新设置两侧电源参数，分析对方向电流保护的影响

说明：1）1~7组每组3人；第8组4人。 2）将自己姓名填入表中

目录 一、综合训练目的 (1) 二、电网相间短路的方向电流保护原理 (1) 三、中性点不接地系统故障特征 (1) 四、仿真 (1) （1）、仿真模型 (2) （2）、设置故障、观察故障特征 (2) 五、结果分析 (3) 六、重新设置两侧电源参数，分析对方向电流保护的影响 (3) 参考文献 (4)

倒立摆建模

系统建模 系统建模可以分为两种:机理建模和实验建模.实验建模就是通过在研究对象上加上一系列的研究者先确定的输入信号,激励研究对象并通过传感器的检测其可观测的输出,应用数学手段建立起系统输入---输出关系.这里包括输入信号的设计选取,输出信号的精确检测,数学算法的研究等等内容.机理建模就是在了解研究对象在运动规律基础上,通过物理,化学的知识和数学手段建立起的系统内部的输入输出状态关系.系统的建模原则： 1) 建模之前，要全面了解系统的自然特征和运动机理，明确研究目的和准确性要求，选择合适的分析方法。 2) 按照所选分析法，确定相应的数学模型的形式； 3) 根据允许的误差范围，进行准确性考虑，然后建立尽量简化的合理的数学模型。 小车—倒立摆系统是各种控制理论的研究对象。只要一提小车—倒立摆系统，一般均认为其数学模型也已经定型。事实上，小车—倒立摆的数学模型与驱动系统有关，常见到的模型只是对应于直流电机的情况，如果执行机构是交流伺服电机，就不是这个模型了。本文主要分析由直流电机驱动的小车—倒立摆系统。小车倒立摆系统是检验控制方式好坏的一个典型对象，其特点是高阶次、不稳定、非线性、强耦合，只有采取有效的控制方式才能稳定控制. 在忽略空气阻力,各种摩擦之后,可将直线一级倒立摆系统抽象成小车忽然均匀质杆组成的系统,如下图所示: 图中F 是施加于小车的水平方向的作用力，x 是小车的位移，φ是摆的倾斜角。若不给小车施加控制力，倒摆会向左或向右倾斜，控制的目的是当倒摆出现偏角时，在水平方向上给小车以作用力，通过小车的水平运动，使倒摆保持在垂直的位置。即控制系统的状态参数，以保持摆的倒立稳定。 M 小车的质量 0.5Kg m 摆杆的质量 0.2Kg X φ F M 图1 直线一级倒立摆系统 θ

Maya之多边形建模

多边形建模 在 Maya 中,建模就是指为 Maya 场景中的角色与对象创建虚拟的 3D 曲面。曲面对于创建有说服力的 3D 图像非常重要。 建模这一过程需要敏锐的视觉技能并精通建模工具。在对各形式建模时,大小、形状、细节与比例这些方面的精确度越高,最终场景就越有说服力。 Maya 中有两种建模曲面类型: ?多边形 ?NURBS 每个曲面类型都有特定的特性与优点。 多边形曲面就是由三个或更多边的平面(称为面)组成的网络,这些面连接在一起以创建多边形网格。多边形网格由顶点、面与边组成。 网格上的线框线表示每个面的边。这些边围住的区域称为面。这些边彼此相交的位置就是一个称为顶点的点的位置。

在渲染多边形网格时,其边可以设定为显示为硬边或平滑边。因此,多边形可以轻松地表示平面以及曲线式 3D 形状。在使用多边形建模时将连续使用这些组件类型。 多边形曲面具有多种应用,就是许多 3D 应用程序(包括交互式游戏与 Web 开发应用程序)的首选曲面类型。 可以使用所有 3D 曲面类型的最少量数据描述多边形曲面,因此,可以快速渲染这些曲面,从而为最终用户在游戏与其她应用程序中提供更高的速度与交互式性能。 若要确保课程按所述方式运行,请在开始之前执行下列步骤: 1.如果尚未进行这些操作,请从下载课程文件。将Getting Started with Maya 2014 Lesson Files Zip 文件复制到本地驱动器并解压缩该文件夹。 2.选择“文件 > 设置项目”(File > Set Project),然后 将GettingStarted2014LessonData\PolygonModeling目录设定为 Maya 项目。有关详细信息,请参见下载课程文件与设定 Maya 项目。 3.选择“文件 > 新建场景”(File > New Scene)。 4.确保“构建历史”(Construction History)(位于菜单栏下方)处于启用状态:。(如果 该图标处于禁用状态,则会出现一个大 X。) 5.选择“多边形”(Polygons)菜单集。 除非另有说明,本章中有关进行菜单选择的说明都假设已选择“多边形”(Polygons)菜单集。 6.确保“显示 > UI 元素 > 帮助行”(Display > UI Elements > Help Line)处于启用 状态。 您将在建模时使用“帮助行”(Help Line)。 7.当您学习这些课程时,请记住经常保存工作并以增量形式保存文件名(1、2 等)。 这样,可以在需要时返回到早期版本。 8.在“选择工具”(Select Tool)处于活动状态时通过打开“工具设置编辑器”(Tool Settings Editor)并禁用“软选择”(Soft Selection),确保“软选择”(Soft Selection)处于禁用状态。 第一课从引用图像建模多边形网络

20112515直线一级倒立摆机理建模

上海电力学院课程设计报告 课名：自动控制原理应用实践 题目：倒立摆控制装置 院系：自动化工程学院 专业：测控技术与仪器 班级：2011151班 姓名：马玉林 学号：20112515 时间：2014年1月14日

倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。 倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 1.1 倒立摆的控制方法 倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。 本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。 2 直线倒立摆数学模型的建立 直线一级倒立摆由直线运动模块和一级摆体组件组成，是最常见的倒立摆之一，直线倒立摆是在直线运动模块上装有摆体组件，直线运动模块有一个自由度，小车可以沿导轨水平运动，在小车上装载不同的摆体组件。 系统建模可以分为两种：机理建模和实验建模。实验建模就是通过在研究对象上加上一系列的研究者事先确定的输入信号，激励研究对象并通过传感器检测其可观测的输出，应用数学手段建立起系统的输入－输出关系。这里面包括输入

MAYA坦克建模

MAYA tank modeling 这篇教程教飞特的朋友们介绍MAYA坦克建模的过程和具体的建模方法。教程很经典。写的也很详细。这里先感谢作者给我们制作这么好的MAYA建模教程。转发到飞特，也希望飞特的朋友们喜欢这篇教程。先看看最终的效果图： 目录 1.制作坦克模型的前期工作 2.模型的基础搭建 3.倒角的工具的应用 4.分析坦克上的一些部件的制作过程及其工具的应用 5.履带插件的运用方法 第一章制作坦克模型的前期工作 一．对于制作一个好的模型来说前期工作至为重要，所及充分的资料可以让你在制作中省去很多不必要的麻烦提高制作进度及其真实度。所以我在制作这个辆M1A2的时候就收集了大量的资料图片和散视图作为我所要制作的这两坦克的参考。 在补充一句如果你的经济条件允许的话最好买一个模型玩具当作参考这样效果会更加。

二．三视图的制作及其导入 1.首先在PS里打开我们所需要的三视图

这个步骤我想大家应该没什么问题。很简单运用剪切工具在配合ctrl+T来制作出右边的那三张不同角度的视图。 为了使视图的比例完全一直你可以把这三张截玩的视图托到一起运用降低透明度和变形命令（CTRL+T）来调整他们的大小。 调整完成后在分别保存一下为我们下一步工作做准备。 2.视图制作完毕现在我们打开MAYA。然后在front视图中的view/image plane/Imoport Image…点击一下然后导入相应的视图。 3.在执行一次view/image plane/你会发现Imoport Image…下面多出了个Image Plane Attributes点击一下他会出现image Plange点击他就可以进入你所在视图的编辑菜单。

对汽车控制系统建模与仿真

对汽车控制系统建模与仿真 摘要：PID 控制是生产过程中广泛使用的一种最基本的控制方法，本文分别采用用简单的比例控制法和用PID控制来控制车速，并用MATLAB对系统进行了动态仿真，具有一定的通用性和实用性。 关键词：MATLAB 仿真；比例控制；PID 控制 1 MATLAB和PID概述 MATLAB是matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 2车辆行驶过程车速的数学模型 对行驶在斜坡上的汽车的车速进行动态研究，可以分析车辆的性能，指导车辆的设计。MATLAB软件下的SIMULILNK模块是功能强大的系统建模和动态仿真的软件，为车辆行驶过程车速控制分析提供了一种有效的手段。 汽车行驶如图7.4.1所示的斜坡上，通过受力分析可知在平行于斜面的方向上有三个力作用于汽车上：发动机的力、空气阻力和重力沿斜面的分量下滑力。

开关电源的建模和环路补偿设计 上

开关电源的建模和环路补偿设计上 如今的电子系统变得越来越复杂，电源轨和电源数量都在不断增加。为了实现最佳电源解决方案密度、可靠性和成本，系统设计师常常需要自己设计电源解决方案，而不是仅仅使用商用砖式电源。设计和优化高性能开关模式电源正在成为越来越频繁、越来越具挑战性的任务。 电源环路补偿设计常常被看作是一项艰难的任务，对经验不足的电源设计师尤其如此。在实际补偿设计中，为了调整补偿组件的值，常常需要进行无数次迭代。对于一个复杂系统而言，这不仅耗费大量时间，而且也不够准确，因为这类系统的电源带宽和稳定性裕度可能受到几种因素的影响。本应用指南针对开关模式电源及其环路补偿设计，说明了小信号建模的基本概念和方法。本文以降压型转换器作为典型例子，但是这些概念也能适用于其他拓扑。本文还介绍了用户易用的LTpowerCAD设计工具，以减轻设计及优化负担。 确定问题 一个良好设计的开关模式电源(SMPS) 必须是没有噪声的，无论从电气还是声学角度来看。欠补偿系统可能导致运行不稳定。不稳定电源的典型症状包括：磁性组件或

陶瓷电容器产生可听噪声、开关波形中有抖动、输出电压震荡、功率FET 过热等等。 不过，除了环路稳定性，还有很多原因可能导致产生不想要的震荡。不幸的是，对于经验不足的电源设计师而言，这些震荡在示波器上看起来完全相同。即使对于经验丰富的工程师，有时确定引起不稳定性的原因也是很困难。图 1 显示了一个不稳定降压型电源的典型输出和开关节点波形。调节环路补偿可能或不可能解决电源不稳定问题，因为有时震荡是由其他因素引起的，例如PCB 噪声。如果设计师对各种可能性没有了然于胸，那么确定引起运行噪声的潜藏原因可能耗费大量时间，令人非常沮丧。 图1：一个“不稳定” 降压型转换器的典型输出电压和 开关节点波形 对于开关模式电源转换器而言，例如图 2 所示的 LTC3851 或LTC3833 电流模式降压型电源，一种快速确

一级倒立摆物理建模、传递函数和状态方程的推导

一级倒立摆物理建模和传递函数的推导 设定： M 小车质量 m 摆杆质量 b 小车摩擦系数 l 摆杆转动轴心到杆质心的长度 I 摆杆惯量 F 加在小车上的力 x 车位置 φ 摆杆与垂直向上方向的夹角

图1、2是系统中小车和摆杆的受力分析图。其中，N 和P 为小车与摆杆相互作用。 分析小车水平方向所受的合力，可以得到以下方程： N x b F x M --=? ?? (1) 由摆杆水平方向的受力进行分析可以得到下面等式： )sin (22 θl x dt d m N += (2) 即： θθθθsin cos 2 ?? ???-+=ml ml x m N (3) 把这个等式代入式(3)中，就得到系统的第一个运动方程： F ml ml x b x m M =-+++?? ????θθθθsin cos )(2 (4) 对摆杆垂直方向上的合力进行分析，可以得到下面方程: )cos (2 2 θl dt d m mg P =- (5) θθθθcos sin 2 ?? ?--=-ml ml mg P (6) 力矩平衡方程： ? ?=--θθθI Nl Pl cos sin (7)

此方程中力矩的方向，由于φπθ+=,θφcos cos -=,θφsin sin -=,故等式前面有负号。 合并这两个方程，约去 P 和N ，得到第二个运动方程： θ θθcos sin )(2 ? ???-=++x ml mgl ml I (8) 设θ =π +φ, 假设φ 与1（单位是弧度）相比很小，即c <<1，则可以进行近似处理：1cos -=θ,φθ-=sin ,0)(2 =dt d θ。用u 来代表被控对象的输入力F ，线性化后两个运动方程如下： { u ml x b x m M x ml mgl ml I =-++=-+? ?? ? ?? ???φφφ)()(2 (9) 假设初始条件为0，对式(9)进行拉普拉斯变换： { ) ()()()()()()()()(22222s U s s ml s s bX s s X l M s s mlX s mgl s s ml I =Φ-++=Φ-Φ+ (10) 由于输出为角度φ ，求解方程组的第一个方程，可以得到： )(])([)(22s s g ml ml I s X Φ-+= (11) 或 mgl s ml I mls s X s -+=Φ2 22)()()( (12) 令? ?=x v ，则有： mgl s ml I ml s V s -+=Φ22)()()( (13) 把上式代入方程组的第二个方程，得到：

系统建模与仿真课程简介

系统建模与仿真 开课对象：工业工程开课学期：6 学分：2学分；总学时：48学时；理论课学时：40学时； 实验学时：0 学时；上机学时：8学时 先修课程：概率论与数理统计 教材：系统建模与发展，齐欢，王小平编著，清华大学出版社，2004.7 参考书： 【1】离散事件系统建模与仿真，顾启泰，清华大学出版社 【2】现代系统建模与仿真技术，刘兴堂，西北工业大学出版社 【3】离散事件系统建模与仿真，王维平，国防科技大学出版社 【4】系统仿真导论，肖田元，清华大学出版社 【5】建模与仿真，王卫红，科学出版社 【6】仿真建模与分析(Simulaton Modeling and Analysis)(3rd eds.)，Averill M. Law, W.David Kelton，清华大学出版社/McGraw-Hill 一、课程的性质、目的和任务 建模与仿真是当代现代科学技术的主要内容，其技术已渗透到各学科和工程技术领域。本课程以一般系统理论为基础，让学生掌握适用于任何领域的建模与仿真的一般理论框架和基本方法。 本课程的目的和任务是使学生： 1．掌握建模基本理论； 2．掌握仿真的基本方法； 3．掌握一种仿真语言及仿真软件； 4．能够运用建模与仿真方法分析、解决工业工程领域的各种常见问题。 二、课程的基本要求 1．了解建模与仿真的作用和发展，理解组成要素。 2．掌握建模的几种基本方法，及模型简化的技术手段。 3．掌握建模的一般系统理论，认识随机数的产生的原因及统计控制方式。 4．能对离散事件进行仿真，并能分析运行结果。 三、课程的基本内容及学时分配 第一章绪论（3学时） 1．系统、模型、仿真的基本概念

Maya 常用多边形建模命令

Maya 常用多边形建模命令 Maya 常用多边形建模命令 maya提供了三种强大的建模工具，多边型，细分，NURBS，其中Nurbs建模比较强大用途广，但对于初学者难于上手，无缝建模，贴图问题都难于解决。相比之下，多边型建模易于上手，不会有无 缝问题，uv贴图坐标易于解决。加之可以转为细分，无疑是初学者的最佳选择，下面我把多边型常用的建模命令简单介绍一下，在介绍之前先了解一些多边型常识。 一个多边型，包含了三种原素，即点，线，（也称为边）面，点与点之间的连接形成了线，而线与线之间形成了面，所以多边型之中最小的原素为点，次之为线，再次为面。面与面之间有规律的衔接形成模型。多边型顾名思义，即允许n边的存在，最小边数为三边型，也就是三角型面。既然多边型包含了这三种原素，说白了，所有多边型建模命令也就是围绕这三种原素进行操作。 创建一个多边型立方体：Create ; Polygons Primitives ; Cube 创建多边型工具: polygons;create polygon tools 选中此工具，在视图中依次点击四次完成后回 车创建一个四边型面。 扩展多边型命令:选中刚才创建的四边型，选择，polygons;Append To Polygon Tool点击四边型中 任何一个边进括展边的操作。 多边型合并：两个多边型物体合并为一个物体polygon;combine 多边型布尔运算：多边型建模工具提供了三种布尔运算方式， polygon;booleans;union,difference,intersection合集，交集，差集。 多边型镜向:选择任意模型然后选polygon;mirror进行镜向，镜向同时可以指定是否合并边。 光滑模型:选择任意多边型模然后选择，polygons;smooth进行光滑模型，可指定光滑等级。 光滑代理方式:选择任意模型，然后选择，polygons;Smooth Proxy或使用快捷键Ctrl+`。 平均点命令:选中模型或其中任意的顶点，然后选择polygons;Average Vertices进行平滑模型。 三边型转换命令:选中任意模型，然后选择polygons;Triangulate可将四边型模型转换为三边型模型。 四边型转换命令:选中任意模型，然后选择polygons;Quadrangulate 可将三边型模型转换为四边型模型。

一级倒立摆MATLAB仿真、能控能观性分析、数学模型、极点配置

题目一： 考虑如图所示的倒立摆系统。图中，倒立摆安装在一个小车上。这里仅考虑倒立摆在图面内运动的二维问题。倒立摆系统的参数包括：摆杆的质量（摆杆的质量在摆杆中心）、摆杆的长度、小车的质量、摆杆惯量等。 图倒立摆系统 设计一个控制系统，使得当给定任意初始条件(由干扰引起)时，最大超调量 %≤10%，调节时间ts ≤4s ，使摆返回至垂直位置，并使小车返回至参考位置(x=0)。 要求：1、建立倒立摆系统的数学模型 2、分析系统的性能指标——能控性、能观性、稳定性 3、设计状态反馈阵，使闭环极点能够达到期望的极点，这里所说的期望的极点确定 是把系统设计成具有两个主导极点，两个非主导极点，这样就可以用二阶系统的 分析方法进行参数的确定 4、用MATLAB 进行程序设计，得到设计后系统的脉冲响应、阶跃响应，绘出相应状 态变量的时间响应图。 解： 1 建立一级倒立摆系统的数学模型 1.1 系统的物理模型 如图1所示，在惯性参考系下，设小车的质量为M ，摆杆的质量为m ，摆杆长度为l，在某一瞬间时刻摆角(即摆杆与竖直线的夹角)为θ，作用在小车上的水平控制力为u。这样，整个倒立摆系统就受到重力,水平控制力和摩擦力的3外力的共同作用。

图1 一级倒立摆物理模型 1.2 建立系统状态空间表达式 为简单起见，本文首先假设:(1)摆杆为刚体 ；(2)忽略摆杆与支点之间的摩擦；( 3) 忽略小车与导轨之间的摩擦。 在如图一所示的坐标下，小车的水平位置是y,摆杆的偏离位置的角度是θ，摆球的水平位置为y+lsin θ。这样，作为整个倒立摆系统来说，在说平方方向上，根据牛顿第二定律，得到 u l y dt d m dt d M =++)sin (y 22 22θ （1） 对于摆球来说，在垂直于摆杆方向，由牛顿第二运动定律，得到 θθsin )sin y (m 22 mg l dt d =+ （2） 方程(1)，(2)是非线性方程，由于控制的目的是保持倒立摆直立，在施加合适的外力条件下，假定θ很小，接近于零是合理的。则sin θ≈θ，cos θ≈1。在以上假设条件下，对方程线性化处理后，得倒 u ml M =++.. ..y m θ）（ （3）

基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

基于MATLAB 的汽车平顺性的建模与仿真 车辆工程专硕1601 Z1604050 李晨 1. 数学建模过程 1.1建立系统微分方程 如下图所示，为车身与车轮二自由度振动系统模型： 图中，m2为悬挂质量（车身质量）；m1为非悬挂质量（车轮质量）；K 为弹簧刚度；C 为减振器阻尼系数；Kt 为轮胎刚度；z1为车轮垂直位移；z2为车身垂直位移；q 为路面不平度。 车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的平衡位置，其运动方程为： 222121()()0m z C z z K z z +-+-=1112121()()()0 t m z C z z K z z K z q +-+-+-=

（5） 1.2双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入，得： 令： 232t A m j C K K ωω=-+++ 由式（2）得z 2-z 1的频率响应函数： 将式（4）代入式（3）得z 1-q 的频率响应函数： 式中： 下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z 2对 路面位移q 的频率响应函数，由式（4）及（5）两个环节的频率响应函数相乘得到： 2221()() z m j C K z j C K ωωω-++=+2111()()t t z m j C K K z j C K qK ωωω-+++=++1A j C K ω=+K C j m A ++-=ωω222212 122 z A j C K z m K j C A ωωω+==-++2 321N A A A =-21221112=t t A K A K z z z A q z q A N N ==

基于Simulink的飞机电源系统建模与仿真_唐虹

2007年10月Power System Technology Oct. 2007 文章编号：1000-3763（2007）19-0087-04 中图分类号： TM712 文献标识码：A 学科代码：470?4054 基于Simulink的飞机电源系统建模与仿真 唐虹1，黄茜汀1，唐万忠2，许自杰2，李安奇2 （1．西北工业大学机械电子工程学院，陕西省西安市 710072； 2．成都飞机工业(集团)有限责任公司，四川省成都市 610092） Simulink Based Modeling and Simulation of a Certain Kind of Aircraft Power Supply System TANG Hong1，HUANG Qian-ting1，TANG Wan-zhong2，XU Zi-jie2，LI An-qi2 （1．School of Mechanical and Electronic Engineering，Northwestern Polytechnical University， Xi’an 710072，Shaanxi Province，China；2．Chengdu Aeroplant Industry(Group) Company Limited，Chengdu 610092，Sichuan Province，China） ABSTRACT: By means of detailed analysis on power supply system of a certain type of aircraft and on the basis of researching generator model, load model as well as their interrelation, taking the power generation part of aircraft power supply system for example, a mathematical model of power generation part, in which the generator occupies kernel place, is built up by use of micro increment and piece-wise linearization. According to the relations among the models of all parts in power supply system, a simulation model for whole aircraft power supply system is established and the simulation study on this model is carried out by use of the Simulink toolbox in Matlab software. Simulation results show that the established model is simple, easy to use and the simulation results are of high precision. KEY WORDS: power supply system；modeling；mathematical mode；transfer function；simulation；Simulink；Matlab 摘要：分析了某型号飞机的电源系统，讨论了发电机模型和负载模型及其相互关系，以发电部分为例，采用微增量和分段线性化的方法，建立了以发电机为核心的电源系统发电部分数学模型。最后利用Matlab软件中的Simulink工具箱，根据系统各部分模型间的关系建立了整个电源系统仿真模型，并对其进行了仿真研究。仿真结果表明，所建立模型简单、方便、仿真精度高。 关键词：电源系统；建模；数学模型；传递函数；仿真；Simulink；Matlab 0 引言 电源系统是飞机上一个极其重要的系统。电源系统的供电质量及可靠性直接影响整个飞机的性能。飞机用电负载特性比较复杂，除了常规线性负载外，还有大量的恒功率负载和再生性负载等非线性负载。雷达、导航设备等内部有开关电源，属于恒功率负载，当系统电压降低时，将汲取大电流，呈现负阻抗特性。而各种电力传动机构、电动机在制动时，也将向系统回馈能量。这些负载特性都将直接影响电源系统的品质，给系统的稳定性带来不利影响[1-4]。目前，我国飞机电源系统工作状态的性能测试方法一直采用传统的人工方式，花费了大量的人力、物力。 本文采用现代计算机仿真技术来描述飞机电源系统的数学模型，并利用Matlab软件中的Simulink 工具箱对其进行仿真，模拟实际电源系统的工作状态，直接显示负载变化对飞机电源的影响[5]，为今后制订合理的增减设备方案、预防事故发生提供有效参考。 1 飞机电源系统介绍及建模分析 飞机电源系统由主电源、二次电源、应急电源、电源的转换、保护、调节、稳定和检测等电路组成，其作用是向飞机上的所有用电设备(如油泵，雷达等)提供电能，保证飞机的安全飞行，完成飞行和作战任务。本文所研究的飞机电源系统，其主电源由航空直流发电机和控制保护器构成，辅助和应急电源为航空蓄电池。发电机与蓄电池并联向系统供电，其整体结构如图1所示。 飞机电源系统随负载变化，分析和建立电源系统及负载的整体数学模型，是电源系统仿真分析的必要途径。在建立系统数学模型时，本文以飞机电源系统发电机为核心，采用“拼图式”由局部到整体的方法，先建立发电机的数学模型并单独仿真检