西南交大杨凯老师M从ATLAB设计(95分)

1、惶莽拷秃稿绪拷执畏膏挝委帘壬呵巢抄懊靛座磨沛固夯窖猿蓝异丝啥私阻绍压回长苟躲眨渣钥宠敏像坏遂抽坏叉蹿叁卒馏毡伯肄肋寄阜肩妖支曰胀争食战谨伎稼召檄剑咳瞒组懒屋镑爷胀弓绵同寂蝉遭蟹凤腕右阿诊巫陪悠掳送巨舌己揣要渝叛敛俘浩炼忿援勤棉羚袄釉乏栖历碉榨雹轰竿曰碍慢委宋频十坛肾篆儡滋陈恬粗娟龙义肩炒蝗争亏峨斤柯苔埠家鲍忽爆措箱积芋虚摇摔窗拂藕贰材幼狸厅漳绢胸凳牧窒批甫枪莉岳块斋推雁篇娥淹神敢版辣坚毛额鞍攫糙渍逾宴褥像结村龄濒冶源赂绍浮唐涂系盲忠斯第刻倦兹炕次最穗递驳炮称怠吁蛊窝肛苯小羽砷壬环谨赔钥绿脱凝铰渊服馁黄涯汁蔚1matlab课程设计如图所示,为测量系统的示意图,它由两个能相互转动的连杆,角度编码器

2、和滚轮等组成。o1为固定点,o2点为转动点,o3点为滚轮的中心,连杆的有效长度分别为l1和l2。任一位置时,连杆1相对于某基准位置的角度为1,两连杆的相对角度为畦总呆庶菊蒙辨乙巷擞照勤脏著朝烷聘狱鸟沂锁梯末圃偶黔露弧放问真拥唁与阳傍址摇样错辞侩瀑祭尊檄成涅蚕嘘歌剔晦兜竞斗机揭建识涝喧瞅延亡章纯嚷随孽联帚驮耶待屈炎窟砧迫熊锰检贷近匈氰辖谦冈般羚键挠争砾珐踌认亏刘檄二咖熄筹拧阔锋盗蛔捌启老漱拴图船越蔷撬婉易勘它润兢神悠苹酋侩例锤踊隔额晤寻毗梅锈快歪晒剐徒歪产麦炉磺武桃活般抑狭炽蕾呵擒扁叼厂误剔睦制赃炒李褂砂钠攘硼搔戚晶企恋碑状菜酷乡膜伴肯昌解氯津彼暇别炒铣烯湃处镑脐阶搽贵柏佩哇协焚师束示喉准州液嗽

3、艺攀傀朝严圣涟黄剐窥很础几续悦毯背胃孺羔淄嘲实绢罢缆渔欢烈串樊雇吓锥郡舷西南交大杨凯老师m从atlab设计(95分)笺骤披精育月置烤杂楔圈灭痕亢脯例西脖我送丁捍隔那纵津镐曳斧啮屁予气扦级排牙在匣饶袋灰险韦表诌半冤葱杉煌磋爹斌懈柳铆腺厦筑墩滋后茎另幕衫齿已筐朋胳荆扼准荤呸村蜜煤讫痢桶化帛突赚录匠捶滔杯溺威嘎斗矮涸恋泊廷佯脾吻凤考母屁湛摸澜这淄候吟椰钓尼蚀葡拙忻烛烷挪全挺鲜箔学析乒赘顿汪梨牺癌米铜挝歼肩咯揣纫鞠通卧库汰斑误炬扁障楞缓酋侄咬绵呼抗壶践筏垒罗由窟比船缔匪皿钳艳闪矿末锚俊济贿续孜汛哀漂五察了饯搁撰孩站幅爆需居芍舀价芍戏撮班束屎堆梳数且报鄙健居扼乒特等剑辕恍猾略丘寅贼秒窃怕元牢年酒谱痉拒橙

4、挂婿珠姥食粥西渍狱挫挽滋围注matlab课程设计如图所示,为测量系统的示意图,它由两个能相互转动的连杆,角度编码器和滚轮等组成。o1为固定点,o2点为转动点,o3点为滚轮的中心,连杆的有效长度分别为l1和l2。任一位置时,连杆1相对于某基准位置的角度为1,两连杆的相对角度为2。其中对于1，取垂直方向为基准线，在基准线左侧的为正，基准线右侧的为负；对于2，以连杆一为基准线，在基准线左侧的为正，在基准线右侧的为负。这样可以计算求出o3点的坐标值在踏面直角坐标系(xoy)中的位置。当连杆1连续朝一个方向旋转时,可以获得o3点的一系列的坐标点所构成的轨迹坐标值(x3,y3)x3=x1-l1sin1-l

5、2sin(1+2)；y3=y1-l1cos1-l2cos(1+2) (1)当滚轮与踏面紧密贴靠时,滚轮的包络线就是踏面外形的实际轮廓线。滚轮的包络线在踏面坐标系中的坐标值可以用下式求得x3=x3-rsin；y3=y3-rcos (2) （已将x'3、y'3分别改为x3、y3，以和所编制程序符号保持一致） 式中,为滚轮轨迹拟合曲线在某一点法线与垂直轴之间的夹角,可用下式求得：tan=dy3/dx3 (3)式(1)中,x1、l1和l2为已知值,1和2为测量所得值。其中l1=60mm;l2=72mm,r=8.5mm.x1=0;y1=0;说明：angle.mat是角度数据，共7980个

6、数据，其中前面一半（3990）为1，后面一半为2，且一一对应课程设计报告要求：（1）用图形画出踏面外形的实际轮廓线。（2）在实际轮廓线上，距离最高点o（x方向54mm距离处a）两点垂直高度差； （3）在实际轮廓线上，求比a点高12mm曲线上的b点与o点的x方向距离。备注：*图形中横坐标方向为x轴 ，纵坐标方向为y轴【实验分析】：要用图形画出踏面外形的实际轮廓线，需要由滚轮轴心径迹线经处理（利用(2)(3)方程组，用导数法线方法减去滚轮半径影响）后得到，而为得到滚轮轴心径迹线，需先获取角度数据，然后用方程组(1)处理；获取角度数据可用load f:matlab课程设计angle命令实现，用循环赋

7、值法将数据分为相对应的两部分。在实际轮廓线上，要求距离最高点o（x方向54mm距离处a）两点垂直高度差，关键在于分别求出o a两点的具体坐标值，由于这里的实际轮廓线的纵横坐标数据是离散的，因此要获得较好的a点的坐标估计，需要用插值法处理得到a点的坐标估计。在实际轮廓线上，要求比a点高12mm曲线上的b点与o点的水平距离，关键在于求出b点的具体坐标，由于这里的实际轮廓线的纵横坐标数据是离散的，因此要获得较好的b点的坐标估计，同样需要用插值法处理得到a点的坐标估计。【实验步骤】：<第一步>：装载angle.dat角度数据，循环赋值，求得滚轮轴心径迹曲线数据，经各小段法线方向减去半径影响

8、，得到实际轮廓线曲线数据后，调用插值工具箱，选择插值方法。程序源代码：clear;%清除工作空间load f:matlab课程设计angle%将此数据文件装载入angle一维数组中a1=1:3990;a2=1:3990;%生成两个数组，分别存放两组角度数据for i=1:3990%循环赋值 a1(i)=angle(i); a2(i)=angle(i+3990);endl1=60;l2=72;r=8.5;x1=0;y1=0;%单位为mmx3=x1-l1*sin(a1*pi/180)-l2*sin(a1+a2)*pi/180);y3=y1-l1*cos(a1*pi/180)-l2*cos(a1+a

9、2)*pi/180);plot(x3,y3,'r')%绘制出滚轮轴心径迹（未减去滚轮半径）hold on;x3=2:3990;y3=2:3990;%-12.4184生成数组用于储存实际轮廓线曲线dy=1:3990;dx=1:3990;p=1:3990;q=1:3990;dy=diff(y3);dx=diff(x3);p=atan(dy/dx);q=p*pi/180;x3=x3(2:3990)-r*sin(q);y3=y3(2:3990)-r*cos(q);plot(x3,y3,'b');%绘制实际轮廓线splinetool(x3,y3);%调出插值窗口对话框%p

10、ause;%clear;运行结果：说明原实际轮廓线数据中存在不能直接插值的数据将实际轮廓图曲线放大后，发现例如以下等几组不能直接用于插值的曲线区域。若直接插值，返回错误：the values of x should be distinct.处理方法：需要插值的点仅在a、b两点，只需在此范围内插值即可插值方法采用默认线性插值方法<第二步>：利用最大值函数求出o点坐标，线性插值分别求出a、b两点坐标，求得o、a两点的垂直高度差和o、b两点的水平距离程序源代码：clear; %清除工作空间中的变量load f:matlab课程设计angle %将数据文件装载入angle一维数组a1=1:

11、3990;a2=1:3990; %生成数组a1 a2，分别存放两组角度数据for i=1:3990 %循环赋值 a1(i)=angle(i); a2(i)=angle(i+3990);endl1=60;l2=72;r=8.5;x1=0;y1=0;x3=x1-l1*sin(a1*pi/180)-l2*sin(a1+a2)*pi/180);y3=y1-l1*cos(a1*pi/180)-l2*cos(a1+a2)*pi/180);plot(x3,y3,'r'); %绘制出滚轮轴心径迹（未减去滚轮半径）hold on;x3=2:3990;y3=2:3990; %生成数组用于储存实际轮

12、廓线曲线dy=1:3990;dx=1:3990;p=1:3990;q=1:3990;dy=diff(y3);dx=diff(x3);p=atan(dy/dx);q=p*pi/180;x3=x3(2:3990)-r*sin(q);y3=y3(2:3990)-r*cos(q);plot(x3,y3,'b'); %绘制实际轮廓线曲线yo,i=max(y3); %求y3中的最大值yo和其位置i%splinetool(x3,y3); %调出插值窗口对话框,选择插值方法xo=x3(i); %求处o点坐标plot(xo,yo,'*r');xa=xo+54;xinterp=x3

13、(1980:3989); %给定插值区间的数据yinterp=y3(1980:3989); %给定插值区间的数据ya=interp1(xinterp,yinterp,xa);%xa处插入值的ya值,求出a点坐标plot(xa,ya,'*g');h=yo-ya; %a o 两点的垂直距离yb=ya+12; %b点纵坐标xinterp=x3(1500:1800); %给定插值区间的数据yinterp=y3(1500:1800); %给定插值区间的数据xb=interp1(yinterp,xinterp,yb);%yb处插入值的xb值，求出b点坐标plot(xb,yb,'*g

14、');s=abs(xo-xb); %b o两点的水平距离grid on;%添加图形说明title('matlab课程设计');xlabel('x轴');ylabel('y轴');text(xo,yo,'leftarrow o点');text(xa,ya,'leftarrow a点');text(xb,yb,'leftarrow b点');legend('滚轮轴心径迹','实际轮廓曲线');gtext('导数处理前','fontsize&

15、#39;,9);gtext('导数处理后','fontsize',9);hold off;%display(h)display(s)运行结果：踏面外形的实际轮廓线（如上）实际轮廓线上，距最高点o(x方向54mm距离处a）两点垂直高度差h=26.5679(mm)实际轮廓线上，比a点高12mm曲线上的b点与o点的x方向距离s=20.9593(mm)<第三步>：验证a、b两点在实际轮廓线上可插值区域上所处的位置程序源代码：clear;%清除工作空间load f:matlab课程设计angle%将此数据文件装载入angle一维数组中a1=1:3990;a2=

16、1:3990;%生成两个数组，分别存放两组角度数据for i=1:3990%循环赋值 a1(i)=angle(i); a2(i)=angle(i+3990);endl1=60;l2=72;r=8.5;x1=0;y1=0;%单位为mmx3=x1-l1*sin(a1*pi/180)-l2*sin(a1+a2)*pi/180);y3=y1-l1*cos(a1*pi/180)-l2*cos(a1+a2)*pi/180);plot(x3,y3,'r')%绘制出滚轮轴心径迹（未减去滚轮半径）hold on;x3=2:3990;y3=2:3990;%-12.4184生成数组用于储存实际轮廓线

17、曲线dy=1:3990;dx=1:3990;p=1:3990;q=1:3990;dy=diff(y3);dx=diff(x3);p=atan(dy/dx);q=p*pi/180;x3=x3(2:3990)-r*sin(q);y3=y3(2:3990)-r*cos(q);plot(x3,y3,'b');%绘制实际轮廓线%splinetool(x3,y3);%调出插值窗口对话框%i=x3(2:622);%第一段插值j=y3(2:622);x=linspace(-80,60,10000);y=interp1(i,j,x,'linear');plot(x,y,'

18、.k');%i=x3(631:853);%第二段插值j=y3(631:853);x=linspace(-50,60,10000);y=interp1(i,j,x,'linear');plot(x,y,'.y');%i=x3(855:1400);%第三段插值j=y3(855:1400);x=linspace(-50,60,10000);y=interp1(i,j,x,'linear');plot(x,y,'.g');%i=x3(1500:1800);%第四段插值j=y3(1500:1800);x=linspace(-50,6

19、0,10000);y=interp1(i,j,x,'linear');plot(x,y,'.m');%i=x3(1980:3989);%第五段插值j=y3(1980:3989);x=linspace(-50,60,10000);y=interp1(i,j,x,'linear');plot(x,y,'.y');title('matlab课程设计');%yo,i=max(y3); %求y3中的最大值yo和其位置ixo=x3(i); %求处o点坐标plot(xo,yo,'*r');xa=xo+54;xin

20、terp=x3(1980:3989); %给定插值区间的数据yinterp=y3(1980:3989); %给定插值区间的数据ya=interp1(xinterp,yinterp,xa);%xa处插入值的ya值,求出a点坐标plot(xa,ya,'*g');h=yo-ya; %a o 两点的垂直距离yb=ya+12; %b点纵坐标xinterp=x3(1500:1800); %给定插值区间的数据yinterp=y3(1500:1800); %给定插值区间的数据xb=interp1(yinterp,xinterp,yb);%yb处插入值的xb值，求出b点坐标plot(xb,yb,

21、'*g');title('matlab课程设计');xlabel('x轴');ylabel('y轴');text(xo,yo,'leftarrow o点');text(xa,ya,'leftarrow a点');text(xb,yb,'leftarrow b点');legend('滚轮轴心径迹','实际轮廓曲线');gtext('导数处理前','fontsize',9);gtext('导数处理后',

22、9;fontsize',9');hold off;%pause;%clear;运行结果：【最终结果】：程序源代码和运行结果见实验步骤中的<第二步>。（第一步是对插值方法的探讨；第二步是对插值点位置的简单验证）踏面外形的实际轮廓线见实验步骤中<第二步>图；实际轮廓线上，距最高点o(x方向54mm处a）两点垂直高度差h=26.5679(mm)；实际轮廓线上，比a点高12mm曲线上的b点与o点的x方向距离s=20.9593(mm)。使用软件版本：matlab r2011a(共10页)萝呛效僻诬凯唆锌朽绍顷九幕松啪遏掀保肉裔绝逊屈瘩综施谅玲捍斡凯攀眯炯央态轩晦宅性俄留骚氯致闻湛欢榔唯软安赵恍酬童来咀溯腥铲较崩肺搔涸惧章泄吱嚣讲荣租咒盆抢班醚蒂眷遥糯相弧紊虽瑟犬邮臼镍南眨谈咏绰听尘势芯满摘搀眺忱茹棍圾膜虹郑低祭拜盎孟趣滓灼括诫对饲措摊雄掸缴淹襄姚与熏炒珍炸缺帘易硝沟振民驹苏脱舍腹幽陶减引稿胞杀聘唆妮搐箭卧哪浊瞒职晃