温度场三维模拟,附matlab程序

现代信号处理Matlab仿真——例611

例6.11 利用卡尔曼滤波估计一个未知常数 题目： 设已知一个未知常数x 的噪声观测集合，已知噪声v(n)的均值为零， 方差为 ，v(n)与x 不相关，试用卡尔曼滤波估计该常数 题目分析： 回忆Kalman 递推估计公式 由于已知x 为一常数，即不随时间n 变化，因此可以得到： 状态方程： x(n)=x(n-1) 观测方程： y(n)=x(n)+v(n) 得到A(n)=1,C(n)=1, , 将A(n)=1,代入迭代公式 得到：P(n|n-1)=P(n-1|n-1) 用P(n-1)来表示P(n|n-1)和P(n-1|n-1),这是卡尔曼增益表达式变为 从而 2v σ1??(|1)(1)(1|1)(|1)(1)(1|1)(1)()()(|1)()[()(|1)()()]???(|)(|1)()[()()(|1)](|)[()()](|1)H w H H v x n n A n x n n P n n A n P n n A n Q n K n P n n C n C n P n n C n Q n x n n x n n K n y n C n x n n P n n I K n C n P n n --=----=----+=--+=-+--=--2()v v Q n σ=()0w Q n =(|1)(1)(1|1)(1)()H w P n n A n P n n A n Q n -=----+21 ()(|1)[(|1)]v K n P n n P n n σ-=--+22(1)()[1()](1)(1)v v P n P n K n P n P n σσ-=--=-+

Matlab仿真实例-卫星轨迹

卫星轨迹 一．问题提出 设卫星在空中运行的运动方程为： 其中是k 重力系数(k=401408km3/s)。卫星轨道采用极坐标表示，通过仿真，研究发射速度对卫星轨道的影响。实验将作出卫星在地球表面（r=6400KM ，θ=0）分别以v=8KM/s,v=10KM/s,v=12KM/s 发射时，卫星绕地球运行的轨迹。 二．问题分析 1．卫星运动方程一个二阶微分方程组，应用Matlab 的常微分方程求解命令ode45求解时，首先需要将二阶微分方程组转换成一阶微分方程组。若设，则有： 2．建立极坐标如上图所示，初值分别为：卫星径向初始位置，即地球半径：y(1,1)=6400；卫星初始角度位置：y(2,1)=0；卫星初始径向线速度：y(3,1)=0；卫星初始周向角速度：y(4,1)=v/6400。 3．将上述一阶微分方程及其初值带入常微分方程求解命令ode45求解，可得到一定时间间隔的卫星的径向坐标值y(1)向量；周向角度坐标值y(2)向量；径向线速度y(3)向量；周向角速度y(4)向量。 4．通过以上步骤所求得的是极坐标下的解，若需要在直角坐标系下绘制卫星的运动轨迹，还需要进行坐标变换，将径向坐标值y(1)向量；周向角度坐标值y(2)向量通过以下方程转换为直角坐标下的横纵坐标值X,Y 。 5．卫星发射速度速度的不同将导致卫星的运动轨迹不同，实验将绘制卫星分别以v=8KM/s ，v=10KM/s ，v=12KM/s 的初速度发射的运动轨迹。 三．Matlab 程序及注释 1．主程序 v=input('请输入卫星发射速度单位Km/s ：\nv=');%卫星发射速度输入。 axis([-264007000-1000042400]);%定制图形输出坐标范围。 %为了直观表达卫星轨迹，以下语句将绘制三维地球。 [x1,y1,z1]=sphere(15);%绘制单位球。 x1=x1*6400;y1=y1*6400;???????-=+-=dt d dt dr r dt d dt d r r k dt r d θ θθ2)(2 22222θ==)2(,)1(y r y ?????????????**-=**+*-===)1(/)4()3(2)4()4()4()1()1()1()3()4()2() 3()1(y y y dt dy y y y y y k dt dy y dt dy y dt dy ???*=*=)] 2(sin[)1(Y )]2(cos[)1(X y y y y

matlab绘制温度场

通过在室内的某些位置布置适当的节点，采集回来室内的温湿度以及空气质量等实际参数。首先对室内空间建模，用一个无限细化的三维矩阵来模拟出室内的温度分布情况，针对采集回来的数据，采用插值法和适当次数的拟合函数的拟合，得出三维矩阵的实际值的分布，最后结合matlab软件绘制出计算出的温度场的三维图像。 一．数据的采集与处理 因为影响人的舒适感的温度层只是室内的某一高度范围内的温度，而温度传感器虽然是布置在一个平面内，但是采用插值法和拟合函数法是可以大致再现出影响人的舒适感的温度层的温度变化的。同时，在构建出的三维模型中，用第三维表示传感器层面的温度。 在传感器层面，传感器分布矩阵如下： X=【7.5 36.5 65.5】（模型内单位为cm） Y=【5.5 32.5 59.5】 Z=【z1 z2 z3； z4 z5 z6； z7 z8 z9；】（传感器采集到的实时参数） 采用meshgrid（xi，yi，zi，…）产生网格矩阵； 首先按照人的最小温度分辨值，将室内的分布矩阵按照同样的比例细化，均分，使取值点在坐标一定程度上也是接近于连续变化的，从而才能最大程度上使处理数据得来的分布值按最小分辨值连续变化！ 根据人体散热量计算公式：C=hc（tb-Ta） 其中hc为对流交换系数； 结合Gagge教授提出的TSENS热感觉指标可以计算出不同环境下人的对环境温度变化时人体温度感知分辨率，作为插值法的一个参考量，能使绘制出的温度场更加的符合人体的温度变化模式。 例如按照10cm的均差产生网格矩阵（实际上人对温度的分辨率是远远10cm大于这个值的，但是那样产生的网格矩阵也是异常庞大的，例如以0.5cm为例，那么就可以获得116*108=12528个元素，为方便说明现已10cm为例）： [xi yi]=meshgrid(7.5:10:65.5,5.5:10:59.5) xi = 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000

西安交通大学——温度场数值模拟(matlab)

温度场模拟matlab代码： clear,clc,clf L1=8;L2=8;N=9;M=9;% 边长为8cm的正方形划分为8*8的格子 T0=500;Tw=100; % 初始和稳态温度 a=0.05; % 导温系数 tmax=600;dt=0.2; % 时间限10min和时间步长0.2s dx=L1/(M-1);dy=L2/(N-1); M1=a*dt/(dx^2);M2=a*dt/(dy^2); T=T0*ones(M,N); T1=T0*ones(M,N); t=0;l=0;k=0; Tc=zeros(1,600);% 中心点温度，每一秒采集一个点 for i=1:9 for j=1:9 if(i==1|i==9|j==1|j==9) T(i,j)=Tw;% 边界点温度为100℃ else T(i,j)=T0; end end end if(2*M1+2*M2<=1) % 判断是否满足稳定性条件 while(t

end i=1:9;j=1:9; [x,y]=meshgrid(i); figure(1); subplot(1,2,1); mesh(x,y,T(i,j))% 画出10min 后的温度场 axis tight; xlabel('x','FontSize',14);ylabel('y','FontSize',14);zlabel('T/℃','FontSize',14) title('1min 后二维温度场模拟图','FontSize',18) subplot(1,2,2); [C,H]=contour(x,y,T(i,j)); clabel(C,H);axis square; xlabel('x','FontSize',14);ylabel('y','FontSize',14); title('1min 后模拟等温线图','FontSize',18) figure(2); xx=1:600; plot(xx,Tc,'k-','linewidth',2) xlabel('时间/s','FontSize',14);ylabel('温度/℃','FontSize',14);title('中心点的冷却曲线','FontSize',18) else disp('Error!') % 如果不满足稳定性条件，显示“Error ！” end 实验结果： 时间/s 温度/℃ 中心点的冷却曲线

MATLAB实现通信系统仿真实例

补充内容：模拟调制系统的MATLAB 仿真 1.抽样定理 为了用实验的手段对连续信号分析，需要先对信号进行抽样（时间上的离散化），把连续数据转变为离散数据分析。抽样（时间离散化）是模拟信号数字化的第一步。 Nyquist 抽样定律：要无失真地恢复出抽样前的信号，要求抽样频率要大于等于两倍基带信号带宽。 抽样定理建立了模拟信号和离散信号之间的关系，在Matlab 中对模拟信号的实验仿真都是通过先抽样，转变成离散信号，然后用该离散信号近似替代原来的模拟信号进行分析的。 【例1】用图形表示DSB 调制波形)4cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%%一般选取的抽样频率要远大于基带信号频率，即抽样时间间隔要尽可能短。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样，并计算出信号和包络 t=(0:ts:pi/2)';%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。 envelop=cos(2*pi*t);%%DSB 信号包络 y=cos(2*pi*t).*cos(4*pi*t);%已调信号 %画出已调信号包络线 plot(t,envelop,'r:','LineWidth',3); hold on plot(t,-envelop,'r:','LineWidth',3); %画出已调信号波形 plot(t,y,'b','LineWidth',3); axis([0,pi/2,-1,1])% hold off% xlabel('t'); %写出图例 【例2】用图形表示DSB 调制波形)6cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样

MATLAB 画等温线

测量到不同坐标点的高度值,如何用matlab画三维图 附上部分数据： A=[-210.6627 -33391.1192 5.0273 -221.3052 -33387.7415 4.5969 -210.9391 -33393.0068 5.5647 -221.8901 -33390.7396 5.0077 -211.384 -33394.7093 5.6505 -222.6117 -33392.778 5.0554 -212.7074 -33397.5459 5.7381 -225.8973 -33397.5869 5.5587]; 解：代码在matlab2009a版以上均可运行。 A=[-210.6627 -33391.1192 5.0273 -221.3052 -33387.7415 4.5969 -210.9391 -33393.0068 5.5647 -221.8901 -33390.7396 5.0077 -211.384 -33394.7093 5.6505 -222.6117 -33392.778 5.0554 -212.7074 -33397.5459 5.7381 -225.8973 -33397.5869 5.5587]; xData = A(:,1); yData = A(:,2); zData = A(:,3); fitresult = fit( [xData, yData], zData, 'linearinterp'); figure( 'Name', '三维图' ); plot( fitresult, [xData, yData], zData ); xlabel( 'x' ); ylabel( 'y' ); zlabel( 'z' ); grid on view( -53, 50 );

MATLAB电路仿真实例

题14.14 图(a)所示电路，已知 V )2cos(15S t u =二端口网络阻抗参数矩阵 Ω?? ????=46j 6j 10Z 求ab 端戴维南等效电路并计算电压o u 。 u -+o u 图题14.14 (一)手动求解： 将网络N 用T 型电路等效，如图(b)所示 S U +-o U 等效阻抗 Ω=-+-?+ -=4.6j615j6j6)15(6j 6j 4i Z 开路电压 V 2j302 15j6j6105j6OC =?∠?+-+=U V 1482 18.3j46.42j3j4j4Z j4OC o ?∠=+?=?+=U U i

所以 )1482cos(18.3o ?+=t u V (二)Matlab 仿真： ⒈分析：本次仿真需输入各阻抗Zl 、Z1、Z2、Z3、Z4以及激励源Us 的参数值，仿真结果需输出开路电压Uoc 、等效阻抗Zi 以及电感两端电压U0的幅值和相位信息，并绘制Uoc ，U0的值随时间变化的波形曲线。其中各元件与原图的对应关系如下图所示： ⒉编辑M 文件的源程序如下： clear %清空自定义变量 z1=4-6j;z2=6j;z3=10-6j;z4=5;us=15*exp(j*0);zl=4j;%输入各元件参数 zi=z1+(z2*(z3+z4)/(z2+z3+z4));%等效阻抗zi 的计算表达式uoc=us*z2/(z2+z3+z4);%开路电压uoc 的计算表达式u0=zl/(zi+zl)*uoc;%电感两端电压uo 的计算表达式disp('The magnitude of zi is'); %在屏幕上显示“The magnitude of zi is ”disp(abs(zi)) %显示等效阻抗zi 的模disp('The phase of zi is'); %在屏幕上显示“The phase of zi is ”disp(angle(zi)*180/pi)%显示等效阻抗zi 的辐角 disp('The magnitude of uoc is'); %在屏幕上显示“The magnitude of uoc is ” disp(abs(uoc))%显示开路电压uoc 的模

matlab绘制温度场复习过程

m a t l a b绘制温度场

通过在室内的某些位置布置适当的节点，采集回来室内的温湿度以及空气质量等实际参数。首先对室内空间建模，用一个无限细化的三维矩阵来模拟出室内的温度分布情况，针对采集回来的数据，采用插值法和适当次数的拟合函数的拟合，得出三维矩阵的实际值的分布，最后结合matlab软件绘制出计算出的温度场的三维图像。 一．数据的采集与处理 因为影响人的舒适感的温度层只是室内的某一高度范围内的温度，而温度传感器虽然是布置在一个平面内，但是采用插值法和拟合函数法是可以大致再现出影响人的舒适感的温度层的温度变化的。同时，在构建出的三维模型中，用第三维表示传感器层面的温度。 在传感器层面，传感器分布矩阵如下： X=【7.5 36.5 65.5】（模型内单位为cm） Y=【5.5 32.5 59.5】 Z=【z1 z2 z3； z4 z5 z6； z7 z8 z9；】（传感器采集到的实时参数） 采用meshgrid（xi，yi，zi，…）产生网格矩阵； 首先按照人的最小温度分辨值，将室内的分布矩阵按照同样的比例细化，均分，使取值点在坐标一定程度上也是接近于连续变化的，从而才能最大程度上使处理数据得来的分布值按最小分辨值连续变化！ 根据人体散热量计算公式：C=hc（tb-Ta） 其中hc为对流交换系数；

结合Gagge教授提出的TSENS热感觉指标可以计算出不同环境下人的对环境温度变化时人体温度感知分辨率，作为插值法的一个参考量，能使绘制出的温度场更加的符合人体的温度变化模式。 例如按照10cm的均差产生网格矩阵（实际上人对温度的分辨率是远远10cm 大于这个值的，但是那样产生的网格矩阵也是异常庞大的，例如以0.5cm为例，那么就可以获得116*108=12528个元素，为方便说明现已10cm为例）： [xi yi]=meshgrid(7.5:10:65.5,5.5:10:59.5) xi = 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 yi = 5.5000 5.5000 5.5000 5.5000 5.5000 5.5000 15.5000 15.5000 15.5000 15.5000 15.5000 15.5000 25.5000 25.5000 25.5000 25.5000 25.5000 25.5000 35.5000 35.5000 35.5000 35.5000 35.5000 35.5000 45.5000 45.5000 45.5000 45.5000 45.5000 45.5000 55.5000 55.5000 55.5000 55.5000 55.5000 55.5000 产生网格矩阵之后，就可以在测得的实时数据的基础上，通过相关的温度场的专业的估算函数，以及相关的数值处理函数来估计整个分布面（有最小的分辨率）上的温度了。即在这些函数的基础之上，对参数进行一些必要的处理。

matlab-SIMULINK仿真实例资料

二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机的机构仿真 一、仿真原理一、实训题目：全自动洗衣机控制系统 实训目的及要求： 1、掌握欧姆龙PLC的指令，具有独立分析和设计程序的能力 2、掌握PLC梯形图的基本设计方法 3、培养分析和解决实际工程问题的能力 4、培养程序设计及调试的能力 5、熟悉传输带控制系统的原理及要求 实训设备:： 1、OMRON PLC及模拟实验装置1台 2、安装CX-P编程软件的PC机1台 3、PC机PLC通讯的RS232电缆线1根 实训内容： 1、分析工艺过程，明确控制要求 （1）按下启动按扭及水位选择开关，相应的显示灯亮，开始进水直到高（中、低）水位，关水。 （2）2秒后开始洗涤。 （3）洗涤时，正转30秒停2秒；然后反转30秒停2秒。 （4）循环5次，总共320秒，然后开始排水。排水后脱水30秒。 图1 全自动洗衣机控制 2、统计I/O点数并选择PLC型号 输入：系统启动按钮一个，系统停止按钮一个，高、中、低水位控制开关三个，高、中、低液位传感器三个，以及排水液位传感器一个。

输出：进出水显示灯一盏，高、中、低水位显示灯各一盏，电机正、反转显示灯各一盏，排水、脱水显示灯灯各一盏。 PLC的型号：输入一共有9个，考虑到留有15％～20％的余量即9×（1＋15％）＝10.35，取整数10，所以共需10个输入点。输出共有8个，8×（1＋15％）＝9.2，取整数9，所以共需9个输出点。可以选OMRON公司的CPM1A/CPM2A 型PLC就能满足此例的要求。 3、I/O分配 表1 全自动洗衣机控制I/O分配表 输入输出 地址名称地址名称 00000 启动系统按钮01000 排水显示灯 00001 高水位选择按钮01001 脱水显示灯 00002 中水位选择按钮01002 进、出水显示灯 00003 低水位选择按钮01003 高水位显示灯 00004 排水液位传感器01004 中水位显示灯 00005 停止系统按钮01005 低水位显示灯 00006 高水位液位传感器01006 电机正转显示灯 00007 中水位液位传感器01007 电机反转显示灯 00008 低水位液位传感器 4、PLC控制程序设计及分析 实现功能：当按下按钮00000,中间继电器20000得电并自锁,按下停止按钮00005，中间继电器20000掉电。中间继电器20000为系统总启动。 实现功能：当按下按钮00001,中间继电器20001得电并自锁；当中间继电器20002、20003、20004、20007任意一个为ON，或按下停止按钮00005，或01000、01001为ON时，中间继电器20001掉电。

实验2 Matlab绘图操作

实验2 Matlab 绘图操作 实验目的： 1、 掌握绘制二维图形的常用函数； 2、 掌握绘制三维图形的常用函数； 3、 掌握绘制图形的辅助操作。 实验内容： 1. 设sin .cos x y x x ?? =+ ??+?? 23051，在x=0~2π区间取101点，绘制函数的曲线。 2. 已知： y x =21，cos()y x =22，y y y =?312，完成下列操作： （1） 在同一坐标系下用不同的颜色和线性绘制三条曲线； （2） 以子图形式绘制三条曲线； （3） 分别用条形图、阶梯图、杆图和填充图绘制三条曲线。 3. 已知：ln(x x e y x x ?+≤??=??+>??2 0102 ，在x -≤≤55区间绘制函数曲线。 4. 绘制极坐标曲线sin()a b n ρθ=+，并分析参数a 、b 、n 对曲线形状的影响。 5．在xy 平面内选择区域[][],,-?-8888， 绘制函数z =的三种三维曲面图。 6. 用plot 函数绘制下面分段函数的曲线。 ,(),,x x f x x x x ?+>? ==??+

（1）.y x =-205 （2）sin()cos ,sin()sin x t t t y t t π=?≤≤? =?303 详细实验内容： 1.设sin .cos x y x x ?? =+ ??+?? 23051，在x=0~2π区间取101点，绘制函数的曲线。 >> x=(0:2*pi/100:2*pi); >> y=(0.5+3*sin(x)/(1+x.^2))*cos(x); >> plot(x,y) 2.已知： y x =2 1，cos()y x =22，y y y =?312，完成下列操作： （1）在同一坐标系下用不同的颜色和线性绘制三条曲线； >> x= linspace(0, 2*pi, 101); >> y1=x.*x; >> y2=cos(2x); >> y3=y1.*y2; plot(x,y1,'r:',x,y2,'b',x,y3, 'ko')

MATLAB电路仿真实例

题14.14 图(a)所示电路，已知 二端口网络阻抗参数矩阵 求ab 端戴维南等效电路并计算电压。 (一) 手动求解： 将网络N 用T 型电路等效，如图(b)所示 等效阻抗 开路电压 V )2cos(15S t u =Ω??????=46j 6j 10Z o u u -+o u (a)图题14.14 S U +-o U Ω=-+-?+-=4.6j615j6j6)15(6j 6j 4i Z V 2j30215j6j6105j6OC =?∠?+-+=U V 148218.3j46.42j3j4j4Z j4OC o ?∠=+?=?+=U U i

所以 V (二) Matlab 仿真： ⒈分析：本次仿真需输入各阻抗Zl 、Z1、Z2、Z3、Z4以及激励源Us 的参数值，仿真结果需输出开路电压Uoc 、等效阻抗Zi 以及电感两端电压U0的幅值和相位信息，并绘制Uoc ，U0的值随时间变化的波形曲线。 其中各元件与原图的对应关系如下图所示： ⒉编辑M 文件的源程序如下： clear %清空自定义变量 z1=4-6j;z2=6j;z3=10-6j;z4=5;us=15*exp(j*0);zl=4j; %输入各元件参数 zi=z1+(z2*(z3+z4)/(z2+z3+z4)); %等效阻抗zi 的计算表达式 uoc=us*z2/(z2+z3+z4); %开路电压uoc 的计算表达式 u0=zl/(zi+zl)*uoc; %电感两端电压uo 的计算表达式 disp('The magnitude of zi is'); %在屏幕上显示“The magnitude of zi is ” disp(abs(zi)) %显示等效阻抗zi 的模 disp('The phase of zi is'); %在屏幕上显示“The phase of zi is ” disp(angle(zi)*180/pi) %显示等效阻抗zi 的辐角 disp('The magnitude of uoc is'); %在屏幕上显示“The magnitude of uoc is ” disp(abs(uoc)) %显示开路电压uoc 的模 disp('The phase of uoc is'); %在屏幕上显示“The magnitude of uoc is ” ) 1482cos(18.3o ?+=t u

基于MATLAB的焊接温度场数值计算

C W T 中国水运 2019·02 75 基于MATLAB 的焊接温度场数值计算 DOI 编码：10.13646/https://www.doczj.com/doc/f63106117.html,ki.42-1395/u.2019.02.027 于有生 （广东南方职业学院，广东 江门 529040） 摘　要：本文利用高斯数值积分原理得到厚大焊件点状连续移动热源温度场高斯数值积分表达式，在MATLAB 平台的基础上编写了该温度场的数值计算程序，并通过Q235钢的焊接实例进行数值计算，计算结果说明，利用高斯积分法求解焊接温度场的数值解可以在焊接工程实践中应用。关键词：焊接温度场；高斯数值积分；MATLAB 中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）02-0075-02 1前言 焊接温度场特性对提高焊接质量具有重要意义。焊接温度场的计算属于非线性瞬态热传导问题，焊接过程温度场的急剧变化造成温度分布的不均匀，分析计算比一般的热过程要困难。焊接温度场研究始于20世纪40年代，近年来随着焊接温度场研究的逐渐深入, 有限元法逐渐应用于焊接温度场的数值模拟过程，研究方向逐渐转向三维焊接模拟，并实现温度、相变及热应力进行多场耦合计算。但解析法在焊接传热计算中仍然发挥重要的作用。本文在MATLAB 平台下，通过编程对厚大焊件点状连续移动热源温度场的解析表达式，利用高斯积分法进行数值分析计算。 2点状连续移动热源温度场的高斯积分 厚大焊件点状连续移动热源温度场的解析表达式为： 式中： ； '"t t t ?=； C：比热容(J/g ?°C)；Cρ：容积比热容(J/cm ?°C)；a：热扩散率(cm 2/s)；v：焊接速度(cm/s)。 式（1）的积分要利用高斯数值积分公式进行变换得到式（2）： 式中：p 为高斯积分总步数；n=3——二次三点高斯积分；Δt 为高斯积分步长；t=p*Δt——高斯积分总时间；Ζi 为高斯求积节点；H i 为高斯求积节点处的高斯积分系数。 3 MATLAB 程序和算例 利用高斯积分公式（2）通过MATLAB 平台编程计算焊接温度场，程序由主程序和整体坐标和局部坐标变换子程序，高斯积分和迭代子程序等组成。计算时取被焊材料为Q235，则其热物理常数为热扩散率a=0.1（cm 2/s）、导热系数λ=0.42（W/cm.oC）、比热容C=0.68（J/g. oC）、密度ρ=7.8（g/cm 3）。高斯计分时间步长取Δt=6(s)、积分总步数N=40,取三节点二次单元的高斯计分算法，则高斯求积节点和求积系数如表1所示。 表1 ζi , H i 的取值 ξi H i -0.77459666920.55555555560.00000000000.88888888890.7745966692 0.5555555556 焊接工艺参数取焊接电流I=350A、电弧电压U=25V、焊接热效率η=0.82（焊条电弧焊）。焊件尺寸设定为焊件长度L=30cm、焊件宽度B=14cm，为了减少计算时间采用间距为0.1cm 空间网格划分，计算焊件上表面的温度场分布，则z=0。计算结果由MATLAB 程序输出如图1所示。 （1） （2）

MATLAB仿真实例

一、实验目的 (1) 二、实验题目 (1) 三、实验内容 (1) 3.1傅里叶变换与傅里叶反变换 (1) 3.2题目一：正弦信号波形及频谱 (2) 3.2.1仿真原理及思路 (2) 3.2.2程序流程图 (3) 3.2.3仿真程序及运行结果 (3) 3.2.4实验结果分析 (5) 3.3题目二：单极性归零（RZ）波形及其功率谱 (5) 3.3.1仿真原理及思路 (5) 3.3.2程序流程图 (6) 3.3.3仿真程序及运行结果 (6) 3.3.4实验结果分析 (8) 3.4题目三：升余弦滚降波形的眼图及其功率谱 (8) 3.4.1仿真原理及思路 (8) 3.4.2程序流程图 (8) 3.4.3仿真程序及运行结果 (8) 3.4.4实验结果分析： (10) 3.5题目四：完成PCM编码及解码的仿真 (11) 3.5.1仿真原理及思路 (11) 3.5.2程序流程图 (12) 3.5.3仿真程序及运行结果 (12) 3.5.4实验结果分析 (15) 3.6附加题一：最佳基带系统的Pe~Eb\No曲线，升余弦滚降系数a=0.5，取 样值的偏差是Ts/4 (16) 3.6.1仿真原理及思路 (16) 3.6.2程序流程图 (16) 3.6.3仿真程序及运行结果 (16) 3.6.4实验结果分析 (18) 3.7附加题二：试作出Pe～Eb/No曲线。升余弦滚降系数a＝0.5，取样时间无 偏差，但信道是多径信道，C(f)=|1-0.5-j2 ft|,t=T s/2 (18) 3.7.1仿真原理及思路 (18) 3.7.2程序流程图 (19) 3.7.3仿真程序及运行结果 (19) 3.7.4实验结果分析 (21) 四、实验心得 (21)

用有限差分法和Matlab计算二维热加工温度场分析

用有限差分法和Matlab 计算二维热加工温度场分析 Eg1 薄板焊接过程温度场分析。 取焊件的一半为模型进行离散化，起始点为o 点，以后以v 速度沿x 轴运动。 根据题意为二维不稳态导热，二维不稳态导热方程为： k Q y T x T T 122 22- +??+??=??τα y x 左边界 下边界 图 二维焊接离散化 题目可化为以下微分方程组：(以y 轴正方向为上，x 轴正方向为右) 0(,,0)0,(),(),(),e e e T C k Q T x y T T k x T k T T x T k T T y T k T T x ρτβββ??=?+??? =???=???? ??=-??? ??=-??? ??=-???左边界（y 轴）右边界下边界(x 轴) 上边界

需要的参数（均已cm,cal,g 为单位，所以不必换算）： 用PDE Tool 解题步骤如下： 1． 区域设置 单击 工具，在窗口拉出一个矩形，双击矩形区域，在Object Dialog 对话框输入Left 为0，Bottom 为0，Width 为2,Height 为2。 与默认的坐标相比，图形小的看不见，所以要调整坐标显示比例。方法：选择Options->Axes Limits,把X ，Y 轴的自动选项打开。 设置Options->Application 为Heat Transfer （设置程序应用热传输模型） 2． 设置边界条件 单击 ，使边界变红色，然后分别双击每段边界，打开Boundary Conditions 对话框， 3． 设置方程类型 单击 ，打开PDE Specification 对话框，设置方程类型为Parabolic （抛物型）， rho(密度）为7.82，C （比热）为0.16，k （导热系数）为0.1，Q （热源）为 4000*exp(-3*(x.^2+(y-0.4*t).^2)/0.49)，其他参数为0 4． 网格划分 单击 ，或者加密网格，单击 。 5． 初值和误差的设置 22 2223 40000exp(3())/exp() 13(())/exp(.) 0.49 44000m Q h r cal cm cm r x y cal c m τ= ?-=?--+-=?则：

基于matlab的温度采集

摘要：基于Matlab环境下PC机与单片机实时串行通信及数据处理的方法，设计了一个小型温度检测系统，由单片机和DS18B20完成数据采集，PC机实现通信数据的分析处理及图形显示，并得到温度随时间变化的函数解析式。使用Matlab编程，提高了开发效率，具有一定的实用性。 关键字：Matlab 设备控制箱串口通信 DS18B20 1 前言 温度是表征环境的一个重要的参数。在工程领域，尤其像工程热力学等，温度检测非常普遍，对温度精确测量以便实时控制也显得尤为重要。 在控制系统中，上位机与下位机之间实现通信的方法和应用平台很多。目前，以VB和VC 开发的通信软件较多，然而，这类软件虽然功能完善，但是数据采集到计算机后要进行各种处理（例如滤波，系统辨识，曲线拟合等）就显得不方便，编程比较复杂。MATLAB具有强大的数据处理能力及功能丰富的工具箱，被广泛的应用于信号处理、自动控制等领域[1]。它编程语言简单易学，利用简单的命令就可以代替复杂的代码，极大地提高了开发效率。 本实验基于Matlab环境下设计了一个小型温度检测系统，下位机使用AT89S51单片机和DS18B20完成温度数据采集，上位机在Matlab环境下，调用设备控制箱serial类操作ＲＳ－232串口，用串行通信方式交换数据，进而借助Matlab对数据进行分析和处理，得到了温度随时间变化的函数解析式，同时介绍了基于Matlab环境下PC机与单片机串行通信的实时数据处理的实现方法。 2 系统总体设计 图1 系统结构图 温度检测系统的整体结构如图1所示。PC机串口与单片机USART口通过MAX232电平转换芯片相连，构成一个主从式通信系统。系统工作时，单片机对串口和DS18B20初始化，在读取温度的同时等待中断。PC机通过调用Matlab设备控制工具箱中的serial类及相关函数来创建串口设备对象，并以读写文件的方式实现对PC机串行口的访问，PC机通过Matlab向串行口发送特殊指令从而触发单片机中断系统，单片机调用中断服务例程，读取即使温度并将采集的数据通过串行口回送给PC机。此时，Matlab通过查询的方式，实时接收单片机发送的数据，并完成对数据的分析处理及图形显示。 3 下位机部分 下位机部分由AT89S51单片机和DS18B20温度传感器构成，主要负责温度数据的采集工

matlab仿真实例

matlab仿真实例 实验五 MATLAB及仿真实验一、控制系统的时域分析 (一) 稳定性 1、系统传递函数为 G(s)，试判断其稳定性。 程序: >> num=[3,2,5,4,6]; >> den=[1,3,4,2,7,2]; >> sys=tf(num,den); >> figure(1); >> pzmap(sys); >> title('零极点图') 由图可知:在S右半平面有极点，因此可知系统是不稳定的。 2、用MATLAB求出G(s)=(s^2+2*s+2)/(s^4+7*s^3+5*s+2)的极点。程序及结果: >> sys=tf([1,2,2],[1,7,3,5,2]); >> p=pole(sys)

p = -6.6553 0.0327 + 0.8555i 0.0327 - 0.8555i -0.4100 (二)阶跃响应 1、二阶系统G(s)=10/s^2+2*s+10 1)键入程序，观察并记录单位阶跃响应曲线: 程序: >> sys=tf(10,[1,2,10]); >> step(sys); >> title('G(s)=10/s^2+2*s+10单位阶跃响应曲线') 2)计算系统闭环跟、阻尼比、无阻尼振荡频率，并记录: 程序及结果: >> sys=tf(10,[1,2,10]); >> p=pole(sys)

p = -1.0000 + 3.0000i -1.0000 - 3.0000i >> [wn,z]=damp(sys) wn = 3.1623 3.1623 z = 0.3162 0.3162 3)记录实际测取的峰值大小，峰值时间和过渡过程时间，并填表: 实际值理论值 峰值Cmax 1.35s 峰值时间tp 1.05s 过渡时间 +5% 3.54s ts +2% 3.18s 程序: >> sys=tf(10,[1,2,10]); >> step(sys); >> title('G(s)=10/s^2+2*s+10单位阶跃响应曲线')

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实验五MATLAB及仿真实验 一、控制系统的时域分析 （一）稳定性 1、系统传递函数为G(s)，试判断其稳定性。 程序： >> num=[3,2,5,4,6]; >> den=[1,3,4,2,7,2]; >> sys=tf(num,den); >> figure(1); >> pzmap(sys); >> title('零极点图') 由图可知：在S右半平面有极点，因此可知系统是不稳定的。 2、用MATLAB求出G(s)=(s^2+2*s+2)/(s^4+7*s^3+5*s+2)的极点。程序及结果： >> sys=tf([1,2,2],[1,7,3,5,2]); >> p=pole(sys) p = -6.6553 0.0327 + 0.8555i

0.0327 - 0.8555i -0.4100 （二）阶跃响应 1、二阶系统G(s)=10/s^2+2*s+10 1)键入程序，观察并记录单位阶跃响应曲线： 程序： >> sys=tf(10,[1,2,10]); >> step(sys); >> title('G(s)=10/s^2+2*s+10单位阶跃响应曲线') 2）计算系统闭环跟、阻尼比、无阻尼振荡频率，并记录：程序及结果： >> sys=tf(10,[1,2,10]); >> p=pole(sys) p = -1.0000 + 3.0000i -1.0000 - 3.0000i >> [wn,z]=damp(sys) wn = 3.1623 3.1623 z = 0.3162

0.3162 3）记录实际测取的峰值大小，峰值时间和过渡过程时间，并填表： >> sys=tf(10,[1,2,10]); >> step(sys); >> title('G(s)=10/s^2+2*s+10单位阶跃响应曲线') 4)修改参数，分别实现ξ=1和ξ=2的响应曲线，并记录： ξ=1： 程序：>> zeta=1; >> wn=sqrtm(10) wn = 3.1623 >> sys=tf(10,[1,2*wn*zeta,10]); >> step(sys) >> title('ξ=1响应曲线' ) （图见下页）