机械工程系DepartmentofMechanicalEngineering基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验——杨文刚NorthChinaElectricPowerUniversity引言力学能力培养：√1掌握力学基本原理2力学自学能力√建立力学模型的能力3力学建模能力建立数学模型的能力√√4力学分析能力力学理论分析能力力学实验分析能力√力学数值仿真分析能力建模与matlab仿真实验基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验引言主要内容一.实验工具MATLAB简介二.理论力学仿真实验三.实验要求及安排基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介进行科学计算和大量的工程运算等需要借助计算机解决。而MATLAB正是解决这一问题的优秀软件。MATLAB（MATrixLABoratory）以矩阵运算为基础，集数学计算、结果可视化和编程于一身,能方便地进行科学计算和大量工程运算及数值分析的功能十分强大的数学软件。MATLAB简单易用、人机界面良好，又有着演算纸式的科学计算语言的美称，使复杂繁琐的科学计算和编程变的日益简单和准确有效。基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介主要内容：1、MATLAB概述2、基本运算和数学函数3、计算结果可视化4、MATLAB程序设计基础5、常用函数基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介1、MATLAB概述1.1工作环境简介1.2MATLAB的帮助文件基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介2、基本运算和数学函数2.1矩阵的创建和元素寻访2.2矩阵运算和数组运算2.3数学函数基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介+加减*乘.*数组乘法.\数组左除^乘方.^数组乘方\左除/右除./数组右除基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介3、计算结果可视化基本绘图命令：plot(x,y,s)对数坐标曲线、分割图形窗口、三维图形、特殊图形，甚至可以绘制动画。基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验一.实验工具MATLAB简介4、MATLAB程序设计基础4.1MATLAB的变量4.2MATLAB控制流for变量=初值:增量:终值循环语句endwhile条件语句组end基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验if条件语句组elseif条件语句组else语句组end一.实验工具MATLAB简介4、MATLAB程序设计基础4.3M文件命令文件函数文件function[输出形参1，输出形参2…]=函数名（输入形参1，输入形参2…）functions=sind(a)%SIND:Thisfunctioncomputesthesineoftheangle,a,whenthe%angleisexpressedindegreesratherthanradiansa=a*pi/180；%converatoradianss=sin(a);%computethesineofa基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验二.理论力学仿真实验5、常用命令5.1代数方程组s=solve（eq1,eq2…eqn,var1,var2…varn）eq1,eq2…eqn为代数方程，var1,var2…varn为自变量参数。例1：?x12+x1x2+x2=3?2?x1?4x1+3=0s=solve('x1^2+x1*x2+x2=3','x1^2-4*x1+3=0','x1','x2');基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验二.理论力学仿真实验5、常用命令5.2微分方程组&?y=f(t,y)??y(t0)=y0常微分方程其数值解是指由初始点t0开始的若干离散的t值即t0<t1<t2<…<tn，求出y(t0)，y(t1)，y(t2)……y(tn)的相近值。常微分方程数值解[T,Y]=ode45(odefun,tspan,y0)“odefun”表示ODE函数的名称；“tspan”，定义求解数值解的时间区间；y0表示为微分方程的初始数值；T是所求得的自变量数据列向量；Y表示所求微分方程的因变量数据矩阵。基于MATLAB的理论力学建模与仿真实验二.理论力学仿真实验5、常用命令5.2微分方程组【例2】微分方程组初始条件为y1(0)=0,y2(0)=1,y3(0)=1。&?y1=y2y3?&?y2=?