基于滑模变结构的张力控制系统设计

张力控制是很多控制设备的基础技术之一,它的性能直接影响产品的质量和生产的效率。针对张力控制系统存在的非线性、时变等问题,研究了张力控制系统的动态特性,建立了张力控制系统的数学模型。选择滑模变结构控制策略,结合变速趋近律的方法设计控制律。在MATLAB/SIMULINK建立张力控制系统的数学仿真模型,分析了该系统的响应特性和跟踪性能。为验证所设计的滑模控制系统的可实现性,搭建了基于EtherCAT总线的张力控制实验平台。实验结果表明所设计的滑模控制系统的有效性。

刚体运动三维可视化模拟和复摆相关问题探讨

本文应用刚体定轴转动定律和角动量定理,结合VPython软件,首先模拟刚体的定轴转动,例如匀质圆柱体在不同力矩作用下的转动,直观地显示刚体运动轨迹以及角位移、角速度等物理量随时间的变化关系,以及重力矩作用下的刚体能量守恒等,使刚体运动过程实现可视化.有趣的是,本文还研究了刚体的平面平行运动(平动加转动)以及刚体的振动,模拟了大角度下刚体摆动时出现的混沌状态.可视化模拟深化了对课本知识的理解.

均匀带电细棒和带电圆环电场的计算机模拟

为了可以更直观地观察带电粒子在复杂电场中的运动轨迹以及描述电场的空间分布,本文基于库仑定律和电场叠加原理,应用VPython软件,对均匀带电有限长细直棒和均匀带电圆环的电场的空间分布进行了可视化模拟;并模拟探究了带电粒子在带电圆环电场中的运动形式,对于简单的周期性运动,我们在理论上计算了带电粒子运动周期,并与模拟的结果相比较做了相关的讨论;模拟探究了带电粒子多种复杂的运动形式,预测了带电粒子在圆环电场中运动可能出现的混沌现象。