《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐教學(xué)1900字

機(jī)械控制工程基礎(chǔ)數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐教學(xué)1900字 機(jī)械控制工程基礎(chǔ)數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐教學(xué) 1 引言 機(jī)電控制技術(shù)是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行的工程技術(shù)人才。學(xué)生通過學(xué)習(xí)可獲得工程師的初步訓(xùn)練,適合到企事業(yè)單位從事技術(shù)及管理工作。培養(yǎng)目標(biāo)上主要包括以下幾個(gè)方面:(1)、系統(tǒng)地掌握機(jī)械制圖、力學(xué)、機(jī)械制造工藝等機(jī)械工程方面的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí);(2)、掌握電子技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)、檢測(cè)與控制技術(shù)的基本理論和基本知識(shí);(3)、具有一定的機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的綜合能力;(4)、具有一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。 MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室(Matrix Laboratory)的簡(jiǎn)稱,是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)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(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)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(xué)計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬仿真的應(yīng)用軟件,將高性能的數(shù)值計(jì)算可視化,提供了大量的內(nèi)置函數(shù)從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域,已經(jīng)成為工科學(xué)生一門必備的數(shù)學(xué)工具。本文將機(jī)械工程控制的數(shù)學(xué)建模問題通過MATLAB來實(shí)現(xiàn),將傳統(tǒng)的問題通過現(xiàn)代化的工具實(shí)現(xiàn),以顯示MATLAB在機(jī)械控制工程中處理問題的快捷性與優(yōu)越性。 畢業(yè) 2 機(jī)電控制課程特點(diǎn) 機(jī)械控制工程基礎(chǔ)是一門多學(xué)科交叉的基礎(chǔ)課程,機(jī)電控制工程基礎(chǔ)的基本問題是:建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;系統(tǒng)分析計(jì)算;綜合校正確定控制規(guī)律。本課程的基本任務(wù),是使學(xué)生獲得機(jī)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(jì)算方法。為設(shè)計(jì)機(jī)電控制系統(tǒng)及后繼課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步研究學(xué)習(xí)控制理論打下一定的基礎(chǔ)。本課程中應(yīng)用的數(shù)學(xué)較多,在控制理論書籍中使用了大量的數(shù)學(xué),使得大多數(shù)機(jī)械類學(xué)生學(xué)習(xí)控制工程感到抽象和困難,對(duì)學(xué)習(xí)這些理論的目的性缺乏認(rèn)識(shí),影響了學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)效果欠佳。為幫助學(xué)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(jìn)控制軟件工具以及教改和教學(xué)研究成果及學(xué)科最新發(fā)展引入教學(xué),使學(xué)生加深對(duì)經(jīng)典控制理論的理解。仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富靈活,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足。學(xué)生可不受實(shí)驗(yàn)室的限制,只要有計(jì)算機(jī),何時(shí)何地就能進(jìn)行。從應(yīng)用情況看,基于MATLAB的自動(dòng)控制原理仿真起到了很好的輔助教學(xué)的作用,能把抽象的理論知識(shí)與可視的圖形結(jié)合起來,深化理論知識(shí)。 3 運(yùn)用MATLAB實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析范例 MATLAB作為一種高性數(shù)值能計(jì)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(duì)控制系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)提供了一個(gè)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(shè)計(jì)。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(fù)雜而耗時(shí),如想得到一個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)曲線,首先需要編寫一個(gè)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(jì)算機(jī),通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算獲得沖激響應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù),然后再編寫一個(gè)繪圖程序,將數(shù)據(jù)繪制成可供工程分析的響應(yīng)曲線。所以MATLAB控制系統(tǒng)工具箱和SIMULINK輔助環(huán)境的出