《機械控制工程基礎》數(shù)學建模與計算機仿真實踐教學1900字

機械控制工程基礎數(shù)學建模與計算機仿真實踐教學1900字 機械控制工程基礎數(shù)學建模與計算機仿真實踐教學 1 引言 機電控制技術是機械、電子、計算機和自動控制等技術的有機結合,機械電子工程專業(yè)主要培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,并能從事機電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設計、制造、運行的工程技術人才。學生通過學習可獲得工程師的初步訓練,適合到企事業(yè)單位從事技術及管理工作。培養(yǎng)目標上主要包括以下幾個方面:(1)、系統(tǒng)地掌握機械制圖、力學、機械制造工藝等機械工程方面的基礎理論、基本知識;(2)、掌握電子技術、微機應用技術、檢測與控制技術的基本理論和基本知識;(3)、具有一定的機電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設計、制造、使用和維護的綜合能力;(4)、具有一定的計算機應用能力。 MATLAB是矩陣實驗室(Matrix Laboratory)的簡稱,是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件,用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境,主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB作為現(xiàn)代數(shù)學計算和計算機模擬仿真的應用軟件,將高性能的數(shù)值計算可視化,提供了大量的內(nèi)置函數(shù)從而被廣泛地應用于科學計算、控制系統(tǒng)、信息處理等領域,已經(jīng)成為工科學生一門必備的數(shù)學工具。本文將機械工程控制的數(shù)學建模問題通過MATLAB來實現(xiàn),將傳統(tǒng)的問題通過現(xiàn)代化的工具實現(xiàn),以顯示MATLAB在機械控制工程中處理問題的快捷性與優(yōu)越性。 畢業(yè) 2 機電控制課程特點 機械控制工程基礎是一門多學科交叉的基礎課程,機電控制工程基礎的基本問題是:建立系統(tǒng)的數(shù)學模型;系統(tǒng)分析計算;綜合校正確定控制規(guī)律。本課程的基本任務,是使學生獲得機電控制系統(tǒng)的基本理論,掌握系統(tǒng)的基本分析方法和計算方法。為設計機電控制系統(tǒng)及后繼課程的學習和進一步研究學習控制理論打下一定的基礎。本課程中應用的數(shù)學較多,在控制理論書籍中使用了大量的數(shù)學,使得大多數(shù)機械類學生學習控制工程感到抽象和困難,對學習這些理論的目的性缺乏認識,影響了學習興趣,學習效果欠佳。為幫助學生更好地理解基本概念,掌握基本理論和基本方法,將MATLAB先進控制軟件工具以及教改和教學研究成果及學科最新發(fā)展引入教學,使學生加深對經(jīng)典控制理論的理解。仿真實驗內(nèi)容豐富靈活,彌補了傳統(tǒng)實驗的不足。學生可不受實驗室的限制,只要有計算機,何時何地就能進行。從應用情況看,基于MATLAB的自動控制原理仿真起到了很好的輔助教學的作用,能把抽象的理論知識與可視的圖形結合起來,深化理論知識。 3 運用MATLAB實現(xiàn)系統(tǒng)分析范例 MATLAB作為一種高性數(shù)值能計算軟件,其系統(tǒng)控制工具箱主要處理以傳遞函數(shù)為主要特征的經(jīng)典控制和以狀態(tài)空間為主要特征的現(xiàn)代控制中的問題。該工具箱對控制系統(tǒng)的建模、分析和設計提供了一個完整的解決方案,是MATLAB最有力和最基本的工具箱之一。其功能包括系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計。在工程控制中有很重要的影響。而早期的控制系統(tǒng)分析過程復雜而耗時,如想得到一個系統(tǒng)的沖激響應曲線,首先需要編寫一個求解微分方程的子程序,然后將已經(jīng)獲得的系統(tǒng)模型輸入計算機,通過計算機的運算獲得沖激響應的響應數(shù)據(jù),然后再編寫一個繪圖程序,將數(shù)據(jù)繪制成可供工程分析的響應曲線。所以MATLAB控制系統(tǒng)工具箱和SIMULINK輔助環(huán)境的出