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现代控制理论实验报告材料

现代控制理论实验报告材料
现代控制理论实验报告材料

实验一线性控制系统状态空间法分析

第一部分 线性控制系统状态空间模型的建立及转换

、实验目的

例拎制系统傲分力程湖

I ioy r 3 k SOy +

- it \- 7ii \ 24/i r

求共抉态空间表达式口

1掌握线性控制系统状态空间模型的建立方法。 2掌握MATLAB^的各种模型转换函数。

二、 实验项目

1已知系统的传递函数求取其状态空间模型。 2 MATLAB 中各种模型转换函数的应用。 3连续时间系统的离散化。

三、 实验设备与仪器

1、 计算机

2、 M ATLAB^件

四、 实验原理及内容 (一) 系统数学模型的建立

1、 传递函数模型一tf

功能:生成传递函数,或者将零极点模型或状态空间模型转换成传递函数模型。

格式:G=tf(num,den)

其中,(num,den )分别为系统的分子和分母多项式系数向量。

返回的变量G 为传递函数对象

2、 状态方程模型 一ss

功能:生成状态方程,或者将零极点模型或传递函数模型转换成状态方程模型。

格式:G=ss(A,B,C,D)

其中,A,B,C,D 分别为状态方程的系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵

可以先将其转挽成传递函数

j 4 + 1O.53 +

+5OJ. + 24

输入下列命令 [1 T 24 24] : den= [1 1O 35 50 24 ]: % 分子、分母参项式 Cnum, 壮7; 算趺禅徐统的侵遴函皴梗型

E3

语句执行结果为

M 2

X3

一氢

1B8

-O 7813

-0 1875

O O O 4 O O 0

2

O

xZ sc3 ul

O 0

10^00 XII

3、零极点模型一zpk

功能:生成零极点模型,或将状态方程模型或传递函数模型转换成零极点模型

格式:G=zpk(z, p, K)

其中,乙p,K分别表示系统的零点、极点和增益。

【例】:G=tf([-10 20 0],[1 7 20 28 19 5])

sys=zpk(G);

G=tf([-10 20 0],[1 7 20 28 19 5])

Tran sfer fun cti on:

-10 s A2 + 20 s

s A5 + 7 sA4 + 20 sA3 + 28 sA2 + 19 s + 5 >> sys=zpk(G)

Zero/pole/ga in:

-10 s (s-2)

(s+1)A3 (sA2 + 4s + 5)

c = a =

xi x2 x3

yl 1 0 4375 0.375 0. 1875 y i 0

Contimodel.

(二)连续时间系统离散化

函数名称:c2d

格式:G=c2d(G1,Ts),其中Ts为采样周期。

功能:连续时间系统离散化。

要求:先进行理论求解,再与仿真结果相比较。

【例】试写出连续时间系统

采样周期为T的离散化状态方程。

1、理论求解

解:先求e At

所以:

2、M ATLAB仿真程序及运行结果(自己编写程序并调试运行)

>> A=[0 1;0 -2];

>> B=[0;1];

>> T=0.1;

>> [G1 H1]=c2d(A,B,T)

G1 =

1.0000 0.0906

0 0.8187

H1 =

0.0047

0.0906 3、分析

这里T=0.1;综上所述说明用MATLAB 仿真与理论计算相同,MATLAB 仿真是正确的。

(三) 状态空间表达式的线性变换

函数名称:ss2ss

功能:完成状态空间表达式的线性变换。

例: >> a=[0 1 0;0 0 1;2 3 0];

>> b=[0;0;1]; >> c=[1 0 0];

>> p=[1 ;0 1;-1 1 2;1 -2 4]; >> G1= ss(a,b,c,0);

d = u1 y1 0

Con ti nuous-time model. >>

五、思考题

1 MATLAB 中的函数其实都是一些子程序,那么其 ss2tf ()函数是如何编写的? 答:A=;B=;C=;D=;

Sys=ss(A,B,C,D); G=tf(Sys)

2在MATLAB 中对连续系统进行离散化有何现实意义?

答:用数字计算机求解连续系统方程或对连续的被控对象进行计算机控制时,由于数字计算机

运算和处理均用数字量,这样就必须将连续系统方程离散化。 在MATLAB 中对连续系统进 行离散

a = x1 x2 x3 x1

-1

1 0 x

2 1.665e-016 -1 0 x

3 0

2

b =

u1

x1 -0.1111

x2 -0.3333

x3 0.1111

c = x1 x2 x3

yi i

>> G=ss2ss(G1,i nv(p)) 1 0

格式:G=ss2ss(G1,inv(P)) 其中inv(p)为变换阵p 的逆阵。

化,能够使得计算机能求解连续系统方程或对连续的被控对象进行控制。

第二部分线性控制系统能控性、能观性和稳定性分析

一、实验目的

1掌握线性控制系统能控性和能观测性的判别方法,了解不可控系统或不可观测系统的结构分解方法。2掌握控制系统在李亚普诺夫意义下的稳定性的分析方法。

二、实验项目

1运用MATLA分析给定系统的能控性和能观测性。

2系统的结构分解。

3运用MATLA分析分析给定系统的稳定性。

三、实验设备与仪器

1、计算机

2、M ATLA软件

四、实验原理及内容

(一) 系统可控性和可观测性判别

1、可控性判别⑴可控性判别矩阵co=ctrb(a,b)或co=ctrb(G)

⑵如果rank(co)=n,则系统状态完全可控。

2、可观测性判别⑴可观测性判别矩阵ob=ctrb(a,c)或ob=ctrb(G)

⑵如果rank(ob)=n,则系统状态完全可观测

(二)稳定性分析设系统的状态方程为: 试确定系统在平衡状态处的稳定性。

五、实验报告要求

将调试前的原程序及调试后的结果要一起写到实验报告上举例如下:

>> A=[1 0 -1;-1 -2 0;3 0 1];

>> B=[1 0;2 1;0 2];

>> C=[1 0 0;0 -1 0];

>> Q仁ctrb(A,B)

Q1 =

101-2-2-4

21-5-296

02326-4

>>Q2=obsv(A,C)

Q

=

2

100

0-10

10-1

120

-20-2

-1-4-1

>>R1=ra nk(Q1)

R1=3

>>R2=ra nk(Q2)

R2 =3

从计算结果可以看出,系统能控性矩阵和能观测性矩阵的秩都是3,为满秩,因此该系统是能控的,也是能观测的。

六、实验总结:

通过本次实验,我们学会线性控制系统状态空间模型的建立方法及MATLAB^的各种模型转换函数,以及线性控制系统能控性和能观测性的判别方法。

实验二状态反馈控制系统的设计

第一部分基于MATLAI和极点配置法状态反馈控制系统的设计

一、实验目的

1掌握极点配置法的基本思想。

2利用MATLAB^的函数设计状态反馈控制系统。

二、实验项目

运用MATLAB口极点配置法设计状态反馈控制系统。

三、实验设备与仪器

1、计算机

2、M ATLAB件

四、实验原理及内容

1、SISO系统极点配置一acker

格式:k=acker(a,b,p)

说明:acker函数可计算反馈增益矩阵K。其中K为行向量,p为由期望极点构成的行向量。【例】:已知系统动态方程为

试用MATLAB编程设计反馈增益矩阵K,使闭环极点配置在-2,-1+j,-1-j。

解:首先判断系统的能控性,输入以下语句

A=[0 1 0;0 0 1;0 -2 -3];

>> B=[0;0;1];

>> R=ra nk(ctrb(A,B))

R = 3

这说明系统能控性矩阵满秩,系统能控,可以应用状态反馈,任意配置极点。

A=[0 1 0;0 0 1;0 -2 -3];

>> B=[0;0;1];

>> C=[10 0 0];

>> P=[-2 -1+j -1-j];

>> K=place(A,B,P)

K = 4.0000 4.0000 1.0000

2、MIMO系统极点配置一place

格式:k=place(A,B,p)

五、实验报告要求

要从理论上分析极点配置的过程,并将调试前的原程序及调试后的结果要一起写到实验报告上。六、思考题

1极点配置法的基本思想和设计思路是什么?

答:状态反馈系统的稳定性和瞬态性能主要是由系统极点决定的。如果引入状态反馈将系统的极点配置在s左半平面的希望位置上,则可以得到满意的系统特性,一个系统引入状态反馈可以任意配置极点的条件是原系统能控。

2如何验证设计出的系统是否达到了设计要求?答:看配置的极点是否在s左半平面的希望位置上.

第二部分极点配置全状态反馈控制系统的设计

一、实验目的

1学习并掌握用极点配置法来设计全状态反馈控制系统

2用软件仿真方法研究参数对系统性能的影响。

二、实验仪器与设备

计算机一台、MATLAB软件。

三、实验内容

1设计典型二阶系统的极点配置全状态反馈控制系统,并进行软件仿真研究。

2设计典型三阶系统的极点配置全状态反馈控制系统,并进行软件仿真研究。

四、实验步骤

1典型二阶系统

(1)对一已知二阶系统(图5-1)用极点配置方法设计全反馈系数。

(2)参照图5-2,图5-3,软件仿真其阶跃响应。

(3)改变系统电路,使系统恢复到图5-1所示情况,软件仿真其阶跃响应。(4)对实验结果进行比较、分析,并完成实验报告。

2典型三阶系统

(1)对一已知三阶系统(图5-4)用极点配置方法设计全反馈系数。

(2)参照图5-7,图5-8,软件仿真其阶跃响应。

(3)改变系统电路,使系统恢复到图5-6所示情况,软件仿真其阶跃响应。

五、实验原理

1典型二阶系统全状态反馈的极点配置设计方法

(1)被控对象状态方程与能控性

若被控系统(A、B、C)完全能控,则通过状态反馈可以任意配置极点,取图5-1所示系统为实验系统。

1

由图可见系统的开环传递函数为G s 1,取图中X-X2为状态变量,将系统开环传

s(0.05s +1 )

递函数表示为被控对象状态方程S (A、B、C),可以得:

故有:RankW c = Rank B ' AB 】=Rank |° 2°1 = 2

c J 0 一

可见状态完全能控。

(2)理想极点配置

期望的性能指标为:超调量空25%,峰值时间t^ 0.5秒。由经典控制理论可知:

<25%,选择阻尼比上-0.707。t p 0.5s,

曾J i-纤

现代控制理论实验报告

实验报告 ( 2016-2017年度第二学期) 名称:《现代控制理论基础》 题目:状态空间模型分析 院系:控制科学与工程学院 班级: ___ 学号: __ 学生姓名: ______ 指导教师: _______ 成绩: 日期: 2017年 4月 15日

线控实验报告 一、实验目的: l.加强对现代控制理论相关知识的理解; 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析; 二、实验内容 1 第一题:已知某系统的传递函数为G (s) S23S2 求解下列问题: (1)用 matlab 表示系统传递函数 num=[1]; den=[1 3 2]; sys=tf(num,den); sys1=zpk([],[-1 -2],1); 结果: sys = 1 ------------- s^2 + 3 s + 2 sys1 = 1 ----------- (s+1) (s+2) (2)求该系统状态空间表达式: [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A = -3-2 10 B = 1 C = 0 1

第二题:已知某系统的状态空间表达式为: 321 A ,B,C 01:10 求解下列问题: (1)求该系统的传递函数矩阵: (2)该系统的能观性和能空性: (3)求该系统的对角标准型: (4)求该系统能控标准型: (5)求该系统能观标准型: (6)求该系统的单位阶跃状态响应以及零输入响应:解题过程: 程序: A=[-3 -2;1 0];B=[1 0]';C=[0 1];D=0; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D); co=ctrb(A,B); t1=rank(co); ob=obsv(A,C); t2=rank(ob); [At,Bt,Ct,Dt,T]=canon(A,B,C,D, 'modal' ); [Ac,Bc,Cc,Dc,Tc]=canon(A,B,C,D, 'companion' ); Ao=Ac'; Bo=Cc'; Co=Bc'; 结果: (1) num = 0 01 den = 1 32 (2)能控判别矩阵为: co = 1-3 0 1 能控判别矩阵的秩为: t1 = 2 故系统能控。 (3)能观判别矩阵为: ob = 0 1

材料成型及控制工程专业综合实验报告

目录 1 实验课题 (1) 2 实验目标 (1) 3 实验原理 (1) 3.1 轧制实验原理 (1) 3.1.1 轧制原理 (1) 3.1.2 轧制力测定原理 (1) 3.2 拉伸实验原理 (2) 4 实验参数设定 (3) 4.1 轧制实验参数的确定 (3) 4.1.1 试样参数的设定 (3) 4.1.2 轧制参数的设定 (3) 4.2 拉伸实验参数的确定 (3) 5 实验内容 (4) 5.1 轧制实验 (4) 5.1.1实验仪器及材料 (4) 5.1.2实验步骤 (4) 5.2 拉伸实验 (4) 5.2.1 实验仪器及材料 (4) 5.2.2实验步骤 (4) 6 实验结果与分析 (5) 6.1 轧制实验结果 (5) 6.2 分析与讨论 (8) 6.2.1 轧制实验 (8) 6.2 拉伸实验结果 (10) 7 实验小结 (15)

综合实验 1 实验课题 变形程度对金属板材冷轧变形力和机械性能的影响。 2 实验目标 通过改变压下量h ?,即改变变形程度h ε(H h H h H h //)(?=-=ε)实验参数分别进行冷轧和拉伸试验,以此来研究铝板在进行同步冷轧时轧制力随变形程度的变化规律,以及在不同压下量时钢板的机械性能(主要为屈服强度s σ和抗拉强度b σ)的影响。 3 实验原理 3.1 轧制实验原理 3.1.1 轧制原理 同步轧制是指上下两轧辊直径相等,转速相同,且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外,不受其它任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀的轧制。在轧制过程中,同步轧制变形区金属在前滑区,后滑区上下表面摩擦力都是指向中性面,中性面附近单位下力增强,使平均单位轧制增大。同步轧制时单位轧制压力沿变形区长度方向的类似抛物线形状分布。 3.1.2 轧制力测定原理 目前测量轧制力的方法有两种:应力测量法和传感器法。而传感器测量法又有电容式、 柱作为弹性元件。圆柱体在轧制力作用下产生形变使得应变片的电阻发生变化,将这些应变片按一定的方式连接起来,在接入电桥,就可得到一个与轧制力成比例关系的输出电压,从而将力参数转变成电信号,其原理图如图2所示。

现代控制理论实验

华北电力大学 实验报告| | 实验名称状态空间模型分析 课程名称现代控制理论 | | 专业班级:自动化1201 学生姓名:马铭远 学号:2 成绩: 指导教师:刘鑫屏实验日期:4月25日

状态空间模型分析 一、实验目的 1.加强对现代控制理论相关知识的理解; 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析; 二、实验仪器与软件 1. MATLAB7.6 环境 三、实验内容 1 、模型转换 图 1、模型转换示意图及所用命令 传递函数一般形式: MATLAB 表示为: G=tf(num,den),,其中 num,den 分别是上式中分子,分母系数矩阵。 零极点形式: MATLAB 表示为:G=zpk(Z,P,K) ,其中 Z,P ,K 分别表示上式中的零点矩阵,极点矩阵和增益。 传递函数向状态空间转换:[A,B,C,D] = TF2SS(NUM,DEN); 状态空间转换向传递函数:[NUM,DEN] = SS2TF(A,B,C,D,iu)---iu 表示对系统的第 iu 个输入量求传递函数;对单输入 iu 为 1。

例1:已知系统的传递函数为G(S)= 2 2 3 24 11611 s s s s s ++ +++ ,利用matlab将传递函数 和状态空间相互转换。 解:1.传递函数转换为状态空间模型: NUM=[1 2 4];DEN=[1 11 6 11]; [A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN) 2.状态空间模型转换为传递函数: A=[-11 -6 -11;1 0 0;0 1 0];B=[1;0;0];C=[1 2 4];D=[0];iu=1; [NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu); G=tf(NUM,DEN) 2 、状态方程状态解和输出解 单位阶跃输入作用下的状态响应: G=ss(A,B,C,D);[y,t,x]=step(G);plot(t,x). 零输入响应 [y,t,x]=initial(G,x0)其中,x0 为状态初值。

现代控制理论实验报告

现代控制理论实验报告

实验一系统能控性与能观性分析 一、实验目的 1.理解系统的能控和可观性。 二、实验设备 1.THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台; 三、实验容 二阶系统能控性和能观性的分析 四、实验原理 系统的能控性是指输入信号u对各状态变量x的控制能力,如果对于系统任意的初始状态,可以找到一个容许的输入量,在有限的时间把系统所有的状态引向状态空间的坐标原点,则称系统是能控的。 对于图21-1所示的电路系统,设iL和uc分别为系统的两个状态变量,如果电桥中 则输入电压ur能控制iL和uc状态变量的变化,此时,状态是能控的。反之,当 时,电桥中的A点和B点的电位始终相等,因而uc不受输入ur的控制,ur只能改变iL的大小,故系统不能控。 系统的能观性是指由系统的输出量确定所有初始状态的能力,如果在有限的时间根据系统的输出能唯一地确定系统的初始状态,则称系统能观。为了说明图21-1所示电路的能观性,分别列出电桥不平衡和平衡时的状态空间表达式: 平衡时:

由式(2)可知,状态变量iL和uc没有耦合关系,外施信号u只能控制iL的变化,不会改变uc的大小,所以uc不能控。基于输出是uc,而uc与iL无关连,即输出uc中不含有iL的信息,因此对uc的检测不能确定iL。反之式(1)中iL与uc有耦合关系,即ur的改变将同时控制iL和uc的大小。由于iL与uc的耦合关系,因而输出uc的检测,能得到iL 的信息,即根据uc的观测能确定iL(ω) 五、实验步骤 1.用2号导线将该单元中的一端接到阶跃信号发生器中输出2上,另一端接到地上。将阶跃信号发生器选择负输出。 2.将短路帽接到2K处,调节RP2,将Uab和Ucd的数据填在下面的表格中。然后将阶跃信号发生器选择正输出使调节RP1,记录Uab和Ucd。此时为非能控系统,Uab和Ucd没有关系(Ucd始终为0)。 3.将短路帽分别接到1K、3K处,重复上面的实验。 六、实验结果 表20-1Uab与Ucd的关系 Uab Ucd

《工程材料》热处理实验报告

工程材料综合实验 车辆工程10-1 班 实验者: 陈秀全学号:10047101冯云乾学号:10047103高万强学号:10047105

一实验目的 1区别和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织; 2分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响,加深理解成分、组织与性能之 间的相互关系; 3、 了解碳钢的热处理操作; 4、 研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响; 5、 观察热处理后钢的组织及其变化; 6、 了解常用硬度计的原理,初步掌握硬度计的使用。 二实验设备及材料 1、 显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等; 2、 金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等; 3、 三个形状尺寸基本相同的碳钢试样(低碳钢 20#、中碳钢45#、高碳钢 T10) 三实验内容 三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、 中碳钢和高碳钢,均为退火状 态,不慎混在一起,请用硬度法和金相法区分开。 6、 热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。 、 分析碳钢成分一组织一性能之间的关系。 四实验步骤: &观察平衡组织并测硬度: (1) 制备金相试样(包括磨制、抛光和腐蚀); (2) 观察并绘制显微组织;

(3)测试硬度。 9、进行热处理。 10、观察热处理后的组织并测硬度: (1)制备金相试样(包括磨制、抛光和腐蚀); (2)观察并绘制显微组织。 五实验报告: 、总结出碳钢成分一组织一性能一应用之间的关系

图1工业纯铁图2工业纯铁图3亚共析钢 图6过共析钢图5共析钢调质处理

图8共晶白口铸铁 图7 亚共晶白口铸铁 图10 20#正火(加热到860C +空冷)图9过共晶白口铸铁 图11 45#调质处理图12 T10正火处理

高分子材料成型加工及性能测试综合实验指导书

高分子材料成型加工及性能测试 一、实验目的 应用《高分子物理》、《高分子材料工艺学》、《高分子材料成型与加工》所学的理论知识,进行高分子材料压制成型和注射成型实验,制得的高分子材料试样进行性能测试与分析。通过本实验,掌握常用塑料的压制成型和注射成型工艺流程,了解影响塑料制品性能的因素,初步锻炼学生对高分子材料成型加工方法的实践能力以及对实验数据的综合分析能力。 二、实验内容 1、塑料压制成型: (1)熟练操作开炼机、高速混合机、平板硫化仪成型设备,操作步骤见附录1; (2)制备出塑料试样。 2、塑料注射成型: (1)了解实验设备的基本结构,工作原理和操作要点,操作步骤见附录2; (2)了解注射成型设备对制品性质的影响; (3)掌握如何根据聚合物的性质,确定注射成型机料筒温度和模具温度; (4)制备出塑料试样。 3、塑料制品拉伸性能测试: (1)掌握电子拉力机测定塑料拉伸试样的基本操作,操作步骤见附录3; (2)依据应力-应变曲线,计算出各种力学参数(拉伸强度、断裂伸长率、断裂强度)。 4、塑料制品硬度测试:利用邵氏A型硬度计测定试样的硬度,操作步骤见附录4; 5、塑料制品导电性测试:利用高阻仪测定试样的表面电阻。测试时,将充分放电后的试样,接入仪器测量端,调整仪器,加上实验电压一分钟,读取电阻的指示值。 三、实验原理 大多数高分子材料(尤其是热塑性塑料)可以通过压制和注射成型。 压制是板材成型的重要方法,其工艺过程包括下列工序:(1)混合:按照一定配方称量各组分,按照一定的加料顺序,将各组分加入到高速分散机中进行几何分散;(2)双辊塑炼拉片:用双辊开炼机使混合物料熔融混合塑化,得到片材;(3)压制:把片材放入恒温压制模具中预热、加温、加压,使片材熔融塑化,然后冷却定型成板材。正确选择和调节压制温度、压力、时间以及制品的冷却程度是控制板材性能的工艺措施。通常在不影响制品性能的前提下,适当提高压制温度,降低成型压力,缩短成型周期对提高生产效率是行之有效的;但过高的温度、过长的加热时间会加剧树脂降解和熔料外溢,致使制品的各方面性能变劣。 注射成型亦称注射模塑或注塑,是热塑性塑料的一种重要成型方法。注射成型是将塑料(一般为粒料)在注射成型机的料筒内加热溶化,当呈流动状态时,熔融塑料在柱塞或螺杆的加压下被压缩并向前移动,进而通过塑料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合

塑料成型加工技术实验报告范文

塑料成型加工技术实验报告范文 篇一:材料加工实验报告(注塑成型CAE分析实验) 一、实验目的 1、掌握注塑成型工艺中各参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对其成型质量的影响大小。 2、了解塑件各种成型缺陷的形成机理,以及各工艺参数对各种缺陷形成的影响大小。 3、初步了解注塑成型分析软件Moldflow的各项功能及基本操作。 4、初步了解UG软件三维建模功能。 5、初步了解UG软件三维模具设计功能。 二、实验原理 1、Moldflow注塑成型分析软件的功能十分齐全,具有完整的分析模块,可以分析出注塑成型工艺中各个参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对成型质量的影响,还可以模拟出成型缺陷的形成,以及如何改进等等,还可以预测每次成型后的结果。 2、注射成型充填过程属于非牛顿体、非等温、非稳态的流动与传热过程,满足黏性流体力学和基本方程,但方程过于复杂所以引入了层流假设和未压缩流体假设等。最后通过公式的分析和计算,就可以得出结果。 三、实验器材 硬件:计算机、游标卡尺、注塑机、打印机

软件:UG软件、Moldflow软件 四、实验方法与步聚 1、UG软件模型建立和模具设计(已省去); 2、启动Moldflow软件; 3、新建一个分析项目; 4、输入分析模型文件; 5、网格划分和网格修改; 6、流道设计; 7、冷却水道布置; 8、成型工艺参数设置; 9、运行分析求解器; 10、制作分析报告 11、用试验模具在注塑机上进行工艺试验(已省去); 12、分析模拟分析报告(省去与实验结果相比较这一步骤); 13、得出结论 五、前置处理相关数据 1.网格处理情况 1)进行网格诊断,可以看到网格重叠和最大纵横比等问题;2)网格诊断,并依次修改存在的网格问题; 3)修改完后,再次检查网格情况。 2.材料选择及材料相关参数 在在方案任务视窗里双击第四项材料,弹出如图材料选择窗可直接选常用材料,也可根据制造商、商业名称或全称搜索 3. 工艺参数设置 双击方案任务视窗里的“成型条件设置”,这里直接用默认值。 4. 分析类型设置(1)最佳浇口位置分析 分析结果:

建筑材料实验报告

专业 姓名 学号 组别 华侨大学土木工程学院

实验一建筑材料基本性质 试验原始记录 试验时间2013.03.29 温度干:22℃湿20℃相对湿度 82% 一、水泥石的表观密度 二。水泥石的密度 指导老师签名:

实验一建筑材料基本性质 试验报告 一、实验目的 本实验的主要任务就是通过对固体材料密度、表观密度、堆积密度、吸水率检测方法的练习,掌握材料基本物理参数的获取方法,并利用所测得物理状态参数来计算材料的孔隙率及空隙率等构造参数,从而推断其对材料其他性质的影响。 二、实验仪器 游标卡尺、直尺、天平、 李氏瓶、试样筛、量筒、天平。温度计、漏斗 三、实验内容和步骤 A、表观密度测量 1、用天平称量出试件的质量m(kg) 2、用游标卡尺测量试样尺寸(长,宽,厚),并计算试样的体积V。(m3) B、密度试验 1、往李氏瓶注入与试样不发生反应的液体至凸颈下部,记下刻度(V 1 ) 2、称取60~90g试样,用小勺和漏斗将试样徐徐送入李氏瓶中 3、微倾并转动李氏瓶,用瓶内的液体将粘附在瓶颈和瓶壁的试样冲入瓶内液体 中,待液体中(V 2 ) 4、取剩余试样的质量,计算出装入瓶中的试样质量m 5、计算瓶中试样所排开水的体积:V=V 2- V 1

四、实验结果计算 (一)水泥石的表观密度 (二)水泥粉的密度 (三)水泥石孔隙率的计算 %100 )/1(01?-=ρρP =(1-1.663/2.255)×100%=26.6% %100)/1(02?-=ρρP =(1-1.355/2.255)×100%=39.9% 五、实验结果分析(比较两组水泥石的性质差异) 由P 1

【实验报告】塑料成型加工技术实验报告范文

塑料成型加工技术实验报告范文 一、实验目的 1、掌握注塑成型工艺中各参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对其成型质量的影响大小。 2、了解塑件各种成型缺陷的形成机理,以及各工艺参数对各种缺陷形成的影响大小。 3、初步了解注塑成型分析软件Moldflow的各项功能及基本操作。 4、初步了解UG软件三维建模功能。 5、初步了解UG软件三维模具设计功能。 二、实验原理 1、Moldflow注塑成型分析软件的功能十分齐全,具有完整的分析模块,可以分析出注塑成型工艺中各个参数如塑件材料、成型压力、温度、注射速度、浇注系统等因素对成型质量的影响,还可以模拟出成型缺陷的形成,以及如何改进等等,还可以预测每次成型后的结果。 2、注射成型充填过程属于非牛顿体、非等温、非稳态的流动与传热过程,满足黏性流体力学和基本方程,但方程过于复杂所以引入了层流假设和未压缩流体假设等。最后通过公式的分析和计算,就可以得出结果。 三、实验器材 硬件:计算机、游标卡尺、注塑机、打印机 软件:UG软件、Moldflow软件 四、实验方法与步聚

1、UG软件模型建立和模具设计(已省去); 2、启动Moldflow软件; 3、新建一个分析项目; 4、输入分析模型文件; 5、网格划分和网格修改; 6、流道设计; 7、冷却水道布置; 8、成型工艺参数设置; 9、运行分析求解器;10、制作分析报告 11、用试验模具在注塑机上进行工艺试验(已省去); 12、分析模拟分析报告(省去与实验结果相比较这一步骤);13、得出结论 五、前置处理相关数据1.网格处理情况 1)进行网格诊断,可以看到网格重叠和最大纵横比等问题;2)网格诊断,并依次修改存在的网格问题;3)修改完后,再次检查网格情况。 2.材料选择及材料相关参数 在在方案任务视窗里双击第四项材料,弹出如图材料选择窗 可直接选常用材料,也可根据制造商、商业名称或全称搜索 3. 工艺参数设置 双击方案任务视窗里的“成型条件设置”,这里直接用默认值。 4. 分析类型设置(1)最佳浇口位置分析 分析结果: 理论最佳浇口在深蓝色区,但实际选浇口位置还需根据模具结构设计等综合因素考虑。在方案任务视窗里双击第三项,弹出选择分析系列窗口,选择浇口分析,最后选择如图位置。

现代控制理论实验报告河南工业大学

河南工业大学 现代控制理论实验报告姓名:朱建勇 班级:自动1306 学号:201323020601

现代控制理论 实验报告 专业: 自动化 班级: 自动1306 姓名: 朱建勇 学号: 201323020601 成绩评定: 一、实验题目: 线性系统状态空间表达式的建立以及线性变换 二、实验目的 1. 掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB 中建立状态空间模型的方法。 2. 掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB 实现不同模型之 间的相互转换。 3. 熟悉系统的连接。学会用MATLAB 确定整个系统的状态空间表达式和传递函数。 4. 掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准 型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB 进行线性变换。 三、实验仪器 个人笔记本电脑 Matlab R2014a 软件 四、实验内容 1. 已知系统的传递函数 (a) ) 3()1(4)(2++=s s s s G

(b) 3486)(22++++=s s s s s G

(c) 6 1161)(232+++++=z z z z z z G (1)建立系统的TF 或ZPK 模型。 (2)将给定传递函数用函数ss( )转换为状态空间表达式。再将得到的状态空间表达式用函 数tf( )转换为传递函数,并与原传递函数进行比较。 (3)将给定传递函数用函数jordants( )转换为对角标准型或约当标准型。再将得到的对角 标准型或约当标准型用函数tf( )转换为传递函数,并与原传递函数进行比较。 (4)将给定传递函数用函数ctrlts( )转换为能控标准型和能观测标准型。再将得到的能控标 准型和能观测标准型用函数tf( )转换为传递函数,并与原传递函数进行比较。

建筑材料实验报告模板

建筑材料实验报告 XXXXX学院 土木工程系 班级 姓名 学号

水泥性能测试试验报告 试验日期: 气(室)温: C:湿度: 一、试验内容 二、主要仪器设备 三、试验记录 所选水泥样品产地、厂名 水泥品种:出厂标号:

1.水泥细度测定(干筛法) 结论: 根据国家标准GB 该水泥细度为 2.水泥标准稠度用水量测试 室温:℃;相对湿度: % (1)试件成型日期年月日 成型三条试件所需材料用量 (2)测试日期年月日;龄期:天 (3)抗折强度测定 (4)抗压强度测定

4.确定水泥强度等级(只按试验一个龄期的强度评定) 根据国家标准 该水泥强度等级为 混凝土用骨料性能试验报告 试验日 期: 气(室)温: C:湿度: 一、试验内容 二、主要仪器设备 三、试验记录 1.砂的筛分析试验 筛孔尺寸(mm)105 2.5 1.250.630.3150.16筛底筛余质量(g) 分计筛余量a(%) 累计筛余量A(%)

砂样细度模数Mx Mx= Mx= 结论:按M X 该砂样属于砂,级配属于区;级配情况。2.砂的泥含量测试 编号冲洗前的烘干试样 质量G1(g) 冲洗后的烘干试样 质量G2(g) 泥含量(%) 测定值 (%) 平均值 (%) 3.砂的视密度测试 试样名称:水温:℃ 编号试样质量 G12(g) 瓶+砂+满水 质量G13(g) 瓶+满水 质量G14(g) 砂样在水中所占 的总体积V(cm3) 视密度 ρ0(g/cm3) 平均值 (g/cm3) 编号 容量筒容积 V(L) 容量筒质量 G1(kg) 容量筒+砂 质量 G2(kg) 砂质量 G(kg) 堆积密度 (kg/L) 平均值 (kg/L) 级配连续粒级 筛孔尺寸 分计筛余(g)(%) 累计筛余(%) 石子筛分析测试结果评定: (1)最大粒径: mm

现代控制理论课程报告

现代控制理论课程总结 学习心得 从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程,在刚拿到课本的时候,没上张老师的课之前,咋一看,会认为开课的内容会是上学期学的控制理论基础的累赘或者简单的重复,更甚至我还以为是线性代数的复现呢!根本没有和现代控制论联系到一起。但后面随着老师讲课的风格的深入浅出,循循善诱,发现和自己想象的恰恰相反,张老师以她特有的讲课风格,精心准备的ppt 课件,向我们展示了现代控制理论发展过程,以及该掌握内容的方方面面,个人觉得,我们不仅掌握了现代控制理论的理论知识,更重要的是学会了掌握这门知识的严谨的逻辑思维和科学的学习方法,对以后学习其他知识及在工作上的需要大有裨益,总之学习了这门课让我受益匪浅。 由于我们学习这门课的课时不是很多,并结合我们学生学习的需求及所要掌握的课程深入程度,张老师根据我们教学安排需要,我们这学期学习的内容主要有:1.绪论;2.控制系统的状态表达式;3.控制系统状态表达式的解;4.线性系统的能空性和能观性;5.线性定常系统的综合。而状态变量和状态空间表达式、状态转移矩阵、系统的能控性与能观性以及线性定常系统的综合是本门课程的主要学习内容。当然学习的内容还包括老师根据多年教学经验及对该学科的研究的一些深入见解。 在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的必修课。 经典控制理论的特点 经典控制理论以拉氏变换为数学工具,以单输入-单输出的线性定常系统为主要的研究对象。将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中,得到系统的传递函数,并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计,确定控制器的结构和参数。通常是采用反馈控制,构成所谓闭环控制系统。经典控制理论具有明显的局限性,突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统,也难以揭示系统更为深刻的特性。当把这种理论推广到更为复杂的系统时,经典控制理论就显得无能为力了,这是因为它的以下几个特点所决定。 1.经典控制理论只限于研究线性定常系统,即使对最简单的非线性系统也是无法处理的;这就从本质上忽略了系统结构的内在特性,也不能处理输入和输出皆大于1的系统。实际上,大多数工程对象都是多输入-多输出系统,尽管人们做了很多尝试,但是,用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果;2.经典控制理论采用试探法设计系统。即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器,然后对系统进行分析,直至找到满意的结果为止。虽然这种设计方法具有实用等很多完整,从而促使现代控制理论的发展:对经典理论的精确化、数学化及理论化。优点,但是,在推理上却是不能令人满意的,效果也

工程材料及材料成型基础实验报告

实验一金属材料硬度的测定实验 一、实验目的 1、了解布氏硬度和洛氏硬度的测定方法。 2、掌握布氏、洛氏硬度试验计的基本构造和操作方法。 二、实验内容及步骤 1、布氏硬度的测定 布氏硬度的测定在HB-3000型布氏硬度机上进行。 (1)实验原理 布氏硬度数值通过布氏硬度试验测定。布氏硬度试验是指用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入被测材料或零件表面,经规定保持时间后卸除试验力,通过测量表面压痕直径来计算硬度的一种压痕硬度试验方法。 布氏硬度值是试验力除以压痕球形表面积所得的商。使用淬火钢球压头时用符号HBS,使用硬质合金球压头时用符号HBW,计算公式如下: HBS(HBW)=0.102 式中:F—试验力(N); D—球体直径(mm); d—压痕平均直径(mm)。 由上式可以看出,当F、D一定时,布氏硬度值仅与压痕直径d的大小有关。所以在测定布氏硬度时,只要先测得压痕直径d,即可根据d值查有关表格得出HB值,并不需要进行上述计算。 国家标准GB231-1984规定,在进行布氏硬度试验时,首先应选择压头材料,布氏硬度值在450以下(如灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质处理的钢材等)时,应选用钢球作压头;当材料的布氏硬度值在450~650时,则应选用硬质合金球作压头。其次是根据被测材料种类和试样厚度,按照表1—1所示的布氏硬度试验规范正确地选择压头直径D、试验力F和保持时间t。 布氏硬度习惯上只写出硬度值而不必注明单位,其标注方法是,符号HBS或HBW之前为硬度值,符号后面按以下顺序用数值表示试验条件:球体直径、试验力,试验力保持时间(10~15s不标注)例如: 120HBS10/1000/30,表示直径10mm钢球在9.80KN(1000kgf)的试验力作用下,保持30s测得的布氏硬度值为120。 500HBW5/750,表示用直径5mm的硬质合金球在7.35KN(750kgf)试验力作用下,保持10~15s测得的布氏硬度值为500。 布氏硬度值的测量误差小,数据稳定,重复性强,常用于测量退火、正火、调质处理后的零件以及灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等毛坯或半成品 (2)操作前的准备工作 a. 选定压头擦拭干净,装入主轴衬套中; b. 选定载荷,加上相应的砝码; c. 确定持续时间,把圆盘上的时间定位器(红色指示点)转到与持续时间相符的位置上。

现代控制理论实验报告3

实验三 利用MATLAB 导出连续状态空间模型的离散化模型 实验目的: 1、基于对象的一个连续时间状态空间模型,导出其相应的离散化状态空间模型; 2、通过编程、上机调试,掌握离散系统运动分析方法。 实验原理: 给定一个连续时间系统的状态空间模型: ()()()()()() x t Ax t Bu t y t Cx t Du t =+=+ (3.1) 状态空间模型(3.1)的输入信号()u t 具有以下特性: ()(),u t u kT kT t kT T =≤≤+ (3.2) 已知第k 个采样时刻的状态()x kT 和第k 个采样时刻到第1k +个采样时刻间的输入()()u t u kT =,可得第1k +个采样时刻(1)k T +处的状态 (1)((1))((1))()((1))()k T kT x k T k T kT x kT k T Bu d τττ++=Φ+-+Φ+-? (3.3) 其中: ((1))((1))A k T kT AT k T kT e e +-Φ+-== ((1))((1))A k T k T e ττ+-Φ+-= 由于输入信号在两个采样时刻之间都取常值,故对式(3.3)中的积分式进行一个时间变量替换(1)k T στ=+-后,可得 0((1))()()()AT A x k T e x kT e d Bu kT τ σσ+=+? (3.4) 另一方面,以周期T 对输出方程进行采样,得到 ()()()y kT Cx kT Du kT =+ 在周期采样的情况下,用k 来表示第k 个采样时刻kT 。因此,连续时间状态空间模型

(3.1)的离散化方程可以写成 (1)()()()()()()() x k G T x k H T u k y k Cx k Du k +=+=+ (3.5) 其中: 0()()()AT A G T e H T e d B τσσ==? (3.6) 已知系统的连续时间状态空间模型,MATLAB 提供了计算离散化状态空间模型中状态矩阵和输入矩阵的函数: [G ,H]=c2d(A,B,T) 其中的T 是离散化模型的采样周期。 实验步骤 1、导出连续状态空间模型的离散化模型,采用MA TLAB 的m-文件编程; 2、在MA TLAB 界面下调试程序,并检查是否运行正确。 例3.1 已知一个连续系统的状态方程是 010()()()2541x t x t u t ????=+????--???? 若取采样周期0.05T =秒,试求相应的离散化状态空间模型。 编写和执行以下的m-文件: A=[0 1;-25 –4]; B=[0;1]; [G ,H]=c2d(A,B,0.05) 得到 G= 0.9709 0.0448 -1.1212 0.7915 H= 0.0012 0.0448 因此,所求的离散化状态空间模型是 0.97090.04480.0012(1)()()1.12120.79150.0448x k x k u k ????+=+????-????

工程材料与成形技术基础实验报告

实验一、金属材料的硬度实验 一、 实验类型 验证性 二、 实验目的 1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 三、实验仪器与设备 1、HB -3000型布氏硬度试验机; 2、H -100型洛低硬度试验机; 3、读数放大鏡; 四、实验内容: 金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。另外,硬度与其它机械性能(如强调指标b σ及塑性指标ψ和δ)之间有着一定的内在联系,所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 硬度的试验方法很多,在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度,压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。 压入法硬度试验的主要特点是: (1)试验时应力状态最软(即最大切应力远远大于最大正应力),因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。 (2)金属的硬度与强调指标之间存在如下近似关系。 HB K b ?=σ (3)硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值,通常硬度值高,这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求,往往只标注硬度值,其原因就在于此。 (4)硬度测定后由于仅在金属表面局部体系内产生很小压痕,并不损坏零件,因而适合于成品检验。 (5)设备简单,操作迅速方便。

利用MATLAB设计状态观测器—现代控制理论实验报告

实验六利用MATLAB设计状态观测器 ******* 学号 1121*****

实验目的: 1、学习观测器设计算法; 2、通过编程、上机调试,掌握基于观测器的输出反馈控制系统设计方法。 实验原理: 1、全阶观测器模型: () ()x Ax Bu L y Cx A LC x Bu Ly =++-=-++ 由极点配置和观测器设计问题的对偶关系,也可以应用MATLAB 中极点配置的函数来确定所需要的观测器增益矩阵。例如,对于单输入单输出系统,观测器的增益矩阵可以由函数 L=(acker(A ’,C ’,V))’ 得到。其中的V 是由期望的观测器极点所构成的向量。类似的,也可以用 L=(place(A ’,C ’,V))’ 来确定一般系统的观测器矩阵,但这里要求V 不包含相同的极点。 2、降阶观测器模型: ???w Aw By Fu =++ b x w Ly =+ 基于降阶观测器的输出反馈控制器是: ????()[()]()b a b b a b w A FK w B F K K L y u K w K K L y =-+-+=--+ 对于降阶观测器的设计,使用MATLAB 软件中的函数 L=(acker(Abb’,Aab’,V))’ 或 L=(place(Abb’,Aab’,V))’ 可以得到观测器的增益矩阵L 。其中的V 是由降阶观测器的期望极点所组成的向量。 实验要求 1.在运行以上例程序的基础上,考虑图6.3所示的调节器系统,试针对被控对象设计基于全阶观测器和降 阶观测器的输出反馈控制器。设极点配置部分希望的闭环极点是1,22j λ=-± (a ) 对于全阶观测器,1 8μ=-和 28μ=-; (b ) 对于降阶观测器,8μ=-。 比较系统对下列指定初始条件的响应: (a ) 对于全阶观测器: 1212(0)1,(0)0,(0)1,(0)0x x e e ==== (b ) 对于降阶观测器: 121(0)1,(0)0,(0)1x x e === 进一步比较两个系统的带宽。

材料基本物理性质试验报告

《土木工程材料》试验报告 项目名称:材料基本物理性质试验 报告日期:2011-11-02 小组成员:

材料基本物理性质试验 - 2 - 1. 密度试验(李氏比重瓶法) 1.1 试验原理 石料密度是指石料矿质单位体积(不包括开口与闭口孔隙体积)的质量。 石料试样密度按下式计算(精确至0.01g /cm 3): gfdgfbg 感d 式中: t ρ──石料密度,g /cm 3; 1m ──试验前试样加瓷皿总质量,g ; 2m ──试验后剩余试样加瓷皿总质量,g ; 1V ──李氏瓶第一次读数,mL (cm 3); 2V ──李氏瓶第二次读数,mL (cm 3)。 1.2 试验主要仪器设备 李氏比重瓶(如图1-1)、筛子(孔径0.25mm )、烘箱、干燥器、天平(感量0.001g )、温度计、恒温水槽、粉磨设备等。 1.3 试验步骤 (1)将石料试样粉碎、研磨、过筛后放入烘箱中,以100℃±5℃的温度烘干至恒重。烘干后的粉料储放在干燥器中冷却至室温,以待取用。 (2)在李氏瓶中注入煤油或其他对试样不起反应的液体至突颈下部的零刻度线以上,将李氏比重瓶放在温度为(t ±1)℃的恒温水槽内(水温必须控制在李氏比重瓶标定刻度时的温度),使刻度部分进入水中,恒温0.5小时。记下李氏瓶第一次读数V 1(准确到0.05mL ,下同)。 (3)从恒温水槽中取出李氏瓶,用滤纸将李氏瓶内零点起始读数以上的没有的部分擦净。 (4)取100g 左右试样,用感量为0.001g 的天平(下同)准确称取瓷皿和试样总质量m 1。用牛角匙小心将试样通过漏斗渐渐送入李氏瓶内(不能大量倾倒,因为这样会妨碍李氏瓶中的空气排出,或在咽喉部分形成气泡,妨碍粉末的继续下落),使液面上升至20mL 刻度处(或略高于20mL 刻度处) ,注意勿使石粉粘附于液面以上的瓶颈内壁上。摇动李氏瓶,排出其中空气,至液体不再发生气泡为止。再放入恒温 咽喉部分 2 12 1V V m m t --= ρ比重瓶

实验报告一-材料成形技术

实验一材料成形技术 材料成形制造工艺多利用模型使原材料形成零件或毛坯。材料成形加工过程中,原材料的形状、尺寸、组织状态,甚至结合状态都会改变。由于成形精度一般不高,材料成形制造工艺常用来制造毛坯。也可以用来制造形状复杂但精度要求不太高的零件。材料成形工艺的生产效率较高。常用的成形工艺有铸造、锻压、粉末冶金等。 1、不同类型成型技术 a.铸造成型: 卡特挖机CA T: 1、铸造成型:其原理是铸造是将所需的金属熔化成液体,浇注到铸型中,待其冷却凝固后获得铸件(毛坯)的。因此,铸造也可以称为液态成形。铸造是毛坯或机器零件成形的重要方法之一。 2、铸造成形优缺点: 优点:(1)适应性广泛,铸件材质、大小、形状几乎不受限制;不宜塑性加工或焊接成形的材料,铸造成形尤具优势。(2)可形成形状复杂的零件;(3)生产成本较低。铸造用原材料来源广泛,价格低廉。铸件与最终零件的形状相似,尺寸相近,加工余量小。由于铸造具有如此突出的优点,所以才会经久不衰,且不断发展,直到现在仍然在制造业中得到广泛应用。 缺点:涉及生产工序较多,过程难以精确控制,废品率较高;铸件组织疏松,晶粒粗大,铸件某些力学性能较低;铸件表面粗糙,尺寸精度不高。工作环境较差,工人劳动强度大。 3、主要工艺特点: 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一,尤其对于有些脆性金属或合金材料(各种铸铁件、有色合金铸件等)的零件毛坯,铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比,铸造工艺具有以下特点: (1)铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料;铸件可以小至几克,大到数百吨;铸件壁厚可以从0.5毫米到1米左右;铸件长度可以从几毫米到十几米。 (2)铸造可以生产各种形状复杂的毛坯,特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 (3)铸件的形状和大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又省切削加工工时。 (4)铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 (5)铸造工艺灵活,生产率高,既可以手工生产,也可以机械化生产。 视频中,亚米特驻扎和机具公司锁铸造的是797b卡车的关键部位——车架。首先先把金属废料填进电弧炉,之后把三个电极伸入炉中,电极中通有强大的电流,碰到金属后便产生2200℃的高温的电弧,金属加热后起泡溶解,半小时后即可浇注。然后把将近2000℃的金属液体倒入空浇桶,之后再引导空浇桶到零

《现代控制理论》实验报告

. 现代控制理论实验报告 组员: 院系:信息工程学院 专业: 指导老师: 年月日

实验1 系统的传递函数阵和状态空间表达式的转换 [实验要求] 应用MATLAB 对系统仿照[例1.2]编程,求系统的A 、B 、C 、阵;然后再仿照[例1.3]进行验证。并写出实验报告。 [实验目的] 1、学习多变量系统状态空间表达式的建立方法、了解系统状态空间表达式与传递函数相互转换的方法; 2、通过编程、上机调试,掌握多变量系统状态空间表达式与传递函数相互转换方法。 [实验内容] 1 设系统的模型如式(1.1)示。 p m n R y R u R x D Cx y Bu Ax x ∈∈∈?? ?+=+= (1.1) 其中A 为n ×n 维系数矩阵、B 为n ×m 维输入矩阵 C 为p ×n 维输出矩阵,D 为传递阵,一般情况下为0,只有n 和m 维数相同时,D=1。系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2)示。 D B A SI C s den s num s G +-== -1)() () (()( (1.2) 式(1.2)中,)(s num 表示传递函数阵的分子阵,其维数是p ×m ;)(s den 表示传递函数阵的按s 降幂排列的分母。 2 实验步骤 ① 根据所给系统的传递函数或(A 、B 、C 阵),依据系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系如式(1.2),采用MATLA 的file.m 编程。注意:ss2tf 和tf2ss 是互为逆转换的指令; ② 在MATLA 界面下调试程序,并检查是否运行正确。 ③ [1.1] 已知SISO 系统的状态空间表达式为(1.3),求系统的传递函数。

武汉理工大学材料成型CAE综合实验实验报告

实验课程名称:材料成型CAE综合实验 实验项目名称自主设计焊接接头冷却过程的温度场和应力场实验成绩 实验者专业班级组别 同组者实验日期年月日第一部分:实验预习报告(包括实验目的、意义,实验基本原理与方法,主要仪器设 备及耗材,实验方案与技术路线等) (一)实验目的 对焊接接头应力及温度场分析是材料成型CAE中较为复杂的问题,它涉及到热与结构耦合等问题。在焊接过程中,焊接接头的温度场会直接影响到焊接接头最终的组织和性能,是焊接过过程数值模拟的主要任务;焊接接头的应力场则对焊接结构产品的使用性能至关重要。 通过对焊接接头温度场和应力场的有限元模拟,学习用ANSYS对实际工程问题进行数值分析的过程。 (二)基本原理和方法 1)基本原理:有限元法是一种离散化的数值计算方法。离散后的单元和单元之间只通过节点相联系,所有场变量(位移、应力、温度等)都通过节点进行计算。对于每个单元,选取适当的插值函数,使得在子域内部、子域分界面上以及子域与外界分界面上都满足一定的条件。然后把所有单元的方程都组装起来,就得到整个结构的方程组。求解方程组,就可以得到方程的近似解。 用ANSYS软件进行有限元分析,整个过程(以结构分析为例)可分为: 前处理:建立几何模型;对几何模型进行离散化处理等。 加载求解:根据作用力等效原则将每个单元所受的载荷移置到该单元的节点上;根据边界条件修改刚度方程,消除刚体位移;求解整体刚度方程,得到节点位移;根据相应方程求解应力和应变等。 后处理:利用计算机图形方式,将计算结果以变形网格、等值线、彩色云图、动画等方式进行显示与分析等。 2)方法: 方法:命令流的执行通常从输入框中读入:将“Filename.txt”中的命令采用复制的方式,粘贴到输入框中,按“Enter”键即可执行。一次可复制一条、多条直至整个命令流文件。

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