轧钢机matlab仿真
如何通过MATLAB进行模拟与仿真
如何通过MATLAB进行模拟与仿真MATLAB是一种用于科学计算、数据分析和可视化的强大工具，它也是进行模拟和仿真的理想选择。
通过MATLAB，用户可以编写脚本或函数来描述和模拟各种现象，并通过可视化结果来验证和分析模拟过程。
在本文中，我们将介绍如何使用MATLAB进行模拟和仿真，包括建模、求解、可视化和分析。
首先，建立一个模型是进行模拟和仿真的第一步。
在MATLAB中，可以使用符号计算工具箱或数值计算方法来建立模型。
符号计算工具箱提供了一种使用符号表达式而不是数值进行计算的方法，这对于一些复杂系统的建模非常有用。
数值计算方法则使用数值解来近似求解模型。
在MATLAB中，可以通过定义变量和方程来建立模型。
例如，假设我们要建立一个简单的弹簧振动系统的模型，可以使用如下的方程：m*x''+k*x=0其中，m是质量，x是位移，k是弹簧常数。
我们可以使用MATLAB的符号计算工具箱来定义这个方程：syms x(t) m keqn = m * diff(x, t, t) + k * x == 0这样，我们就建立了一个描述弹簧振动系统的方程。
接下来，我们需要求解这个方程。
在MATLAB中，可以使用ode45函数来求解常微分方程。
例如，使用ode45函数求解上面的方程，并绘制振动的位移随时间的变化曲线：tspan = [0 10]; % 时间范围x0=1;%初始位移v0=0;%初始速度parameters = {m, k}; % 参数figure;plot(t, x(:, 1))xlabel('时间')ylabel('位移')title('弹簧振动')function dxdt = spring_ode(t, x, m, k)dxdt = [x(2); -k/m * x(1)];end在上面的代码中，我们定义了一个名为spring_ode的函数来描述弹簧振动的常微分方程。
MATLAB仿真教程
MATLAB仿真教程一、MATLAB的基本操作1.启动MATLAB：在桌面上双击MATLAB图标，即可启动MATLAB软件。
3.基本运算：在命令窗口中输入基本运算表达式，如加减乘除，然后按下回车键即可得到结果。
4.变量的定义和操作：在MATLAB中，可以定义变量，并对其进行各种运算操作。
例如，定义一个变量a，并对其进行加法运算，如a=2+35.矩阵操作：MATLAB中的矩阵操作非常方便。
可以使用矩阵运算符进行矩阵的相加、相乘等操作。
6. 绘图功能：MATLAB提供了丰富的绘图功能，可以绘制曲线、散点图、三维图等。
通过plot函数可以绘制曲线，scatter函数绘制散点图，surf函数绘制三维图。
二、MATLAB的仿真研究1.数值计算：MATLAB可以进行各种数值计算，如解线性方程组、求解微分方程、进行最优化等。
通过编写相应的代码，调用MATLAB提供的函数库，可以实现这些仿真研究。
2.信号处理：MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱，可以进行信号的滤波、谱分析、频谱绘制等操作。
通过调用相应的函数库，可以实现这些功能。
3.控制系统仿真：MATLAB提供了强大的控制系统工具箱，可以进行控制系统的建模、仿真和优化。
可以使用MATLAB的控制系统工具箱进行系统的响应、稳定性分析和控制器设计。
4.图像处理与计算机视觉：MATLAB可以进行基本的图像处理操作，如图像的灰度化、二值化、滤波、边缘检测等。
通过调用MATLAB的计算机视觉工具箱，还可以进行目标检测、图像识别等高级图像处理操作。
5.多体动力学仿真：MATLAB提供了多体动力学仿真工具箱，可以进行机械系统的建模、动力学仿真和分析。
可以通过编写相应的代码，定义机械系统的运动方程和控制方程，实现仿真研究。
总结：MATLAB是一种强大的数值计算和编程软件，广泛应用于科学、工程、金融等领域。
本教程介绍了MATLAB的基本操作以及如何进行仿真研究。
通过学习MATLAB，可以提高数值计算和仿真研究的效率，为科研工作提供有力的支持。
使用Matlab技术进行建模和仿真的步骤
使用Matlab技术进行建模和仿真的步骤引言：Matlab是一种功能强大的数学计算软件，被广泛应用于各个领域的科学研究和工程技术中。
其中，建模和仿真是Matlab应用的重要方面，它可以帮助工程师和研究人员分析和预测各种系统的行为。
本文将介绍使用Matlab技术进行建模和仿真的步骤，包括建立模型、定义参数、进行仿真和分析结果等。
一、确定建模目标在开始建模之前，首先需要明确建模的目标和需求。
例如，我们可以通过建模来分析电路、机械系统或者物理过程等。
只有明确了建模目标，才能选择合适的建模方法和工具。
二、选择合适的建模方法建模方法可以根据系统的特点和需求进行选择。
常用的建模方法包括物理建模、统计建模、数据驱动建模等。
物理建模是基于系统的物理原理和方程进行建模，统计建模是通过统计分析来描述系统的行为，数据驱动建模则是利用已有的数据来建立模型。
根据不同的情况，选择合适的建模方法至关重要。
三、建立模型在Matlab中，建立模型可以使用Simulink或者编程的方式。
Simulink是一种基于图形化界面的建模工具，可以通过拖拽组件和连接线来搭建模型。
编程的方式则可以使用Matlab脚本语言来描述系统的数学模型。
根据系统的特点和个人的喜好，选择适合自己的建模方式。
四、定义参数和初始条件在建立模型之后，需要定义参数和初始条件。
参数是影响系统行为的变量，可以通过Matlab的变量赋值来定义。
初始条件是模型在仿真开始之前系统的状态，也需要进行设定。
对于一些复杂的系统，可能需要对模型进行调优和参数敏感性分析等，以获取更加准确的结果。
五、进行仿真在模型建立并定义好参数和初始条件之后，就可以进行仿真了。
仿真是通过运行模型，模拟系统在不同条件下的行为。
Matlab提供了强大的仿真功能，可以灵活地设置仿真时间步长和仿真条件，进行数据记录和后续分析。
六、分析结果仿真完成后，需要对仿真结果进行分析。
Matlab提供了各种分析工具和函数，可以方便地对仿真数据进行处理和可视化。
基于MATLAB的机械工程模拟仿真研究
基于MATLAB的机械工程模拟仿真研究近年来，随着计算机和仿真技术的不断发展，基于MATLAB的机械工程模拟仿真研究逐渐成为了一个热门的领域。
这项技术可以帮助工程师们在设计和优化机械系统时更加准确地预测系统的性能，提高工作效率和质量。
一、背景和介绍机械工程模拟仿真是通过计算机模拟和解析机械系统的动态和静态特性，以实验和验证设计方案的可行性和优化性能。
它允许工程师在真正制造和测试原型之前对机械系统进行多次虚拟试验，大大减少了实验成本和时间。
二、MATLAB在机械工程仿真中的应用MATLAB是一种非常强大且灵活的工具，可以用于各种工程领域的数值计算和仿真研究。
在机械工程中，MATLAB可以用来建立机械系统的数学模型，并通过数值计算方法来求解和分析这些模型。
例如，可以使用MATLAB来解决机械系统的动力学和静力学问题，计算系统的运动轨迹和速度加速度等参数。
三、机械系统的建模和仿真在进行机械系统的建模和仿真时，首先需要对系统进行几何分析和运动分析，在MATLAB中使用相应的工具和函数来描述系统的几何特征和运动规律。
然后，根据现实世界中的物理规律，构建机械系统的数学模型和运动方程。
有了这些模型和方程，可以使用MATLAB的数值计算工具来模拟和分析机械系统的动态特性。
例如，可以通过求解非线性常微分方程组来得到机械系统的运动轨迹和状态变量。
四、机械系统的优化和设计除了模拟和分析机械系统的动态特性之外，基于MATLAB的仿真还可以用于机械系统的优化和设计。
通过改变系统的参数和约束条件，可以利用MATLAB的优化工具来寻找最优的设计方案。
例如，可以通过最小化机械系统的重量或最大化其工作效率来确定最佳设计。
五、仿真结果的验证与分析仿真结果的验证和分析是机械工程仿真研究的重要环节。
通过与实际测试结果进行对比，可以验证仿真模型和方法的准确性和可靠性。
同时，还可以对仿真结果进行进一步分析，以了解系统的性能特点和优化潜力。
如何使用Matlab技术进行模拟仿真
如何使用Matlab技术进行模拟仿真引言在科学研究和工程设计中，模拟仿真是一种重要的工具。
它可以帮助研究人员和工程师预测和评估系统的性能、优化设计方案、解决问题等。
近年来，Matlab成为了广泛使用的科学计算软件，具有强大的数值计算和仿真功能。
本文将介绍如何使用Matlab技术进行模拟仿真，以及一些常见的应用案例。
一、Matlab的基本介绍Matlab是由美国MathWorks公司开发的一种科学计算软件。
它具有丰富的数学函数库和各种工具箱，可以进行数值计算、数据可视化、统计分析、信号处理、控制系统设计等。
Matlab是一种解释性的编程语言，用户可以通过编写脚本文件或使用命令行进行交互式计算。
二、Matlab的仿真建模工具Matlab提供了Simulink这一强大的仿真建模工具。
Simulink使用图形化界面，可以直观地构建系统模型。
可以将系统抽象成各种不同的模块，通过连接这些模块来描述系统的结构和行为。
Simulink支持常见的连续时间仿真、离散时间仿真和混合仿真，并提供了丰富的仿真调试工具。
三、Matlab的数值计算和优化在模拟仿真过程中，通常需要进行数值计算和参数优化。
Matlab提供了强大的数值计算功能，可以进行矩阵运算、数值积分、微分方程求解、优化等。
用户可以通过编写自定义函数和调用内置函数来实现数值计算和优化任务。
Matlab还提供了各种优化算法，如遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等，可以解决复杂的优化问题。
四、Matlab在控制系统设计中的应用控制系统是一种常见的工程系统，如何设计合适的控制策略是一个重要的问题。
Matlab提供了专门的控制系统工具箱，包括系统建模、控制器设计、仿真测试等功能。
用户可以使用Matlab进行控制系统建模，通过调整控制器参数来达到所需的性能指标，并使用Simulink进行仿真测试。
Matlab还提供了自适应控制、最优控制、模糊控制等高级控制方法，可以满足不同的控制需求。
基于matlab的机械结构仿真程序
基于matlab的机械结构仿真程序基于Matlab的机械结构仿真程序是一种用于模拟和分析机械系统动态行为的工具。
通过使用Matlab编程语言和Simulink仿真环境，我们可以构建出具有各种结构和运动特性的机械系统，并对其进行仿真和优化。
以下是一个基于Matlab的机械结构仿真程序的探讨：1. 简介在介绍这个仿真程序之前，我们首先明确一下机械结构仿真的定义和意义。
机械结构仿真是指通过建立数学模型和运用仿真技术，对机械系统进行虚拟化，以便通过模拟和分析机械系统的行为，获得系统的性能指标和设计优化。
2. Matlab的仿真环境Matlab是一种强大的科学计算软件，具有丰富的工具箱和编程语言。
Simulink是Matlab的一个附属工具，用于建立、模拟和分析动态系统。
Simulink提供了一个直观的图形化界面，使得机械结构仿真程序的搭建更加便捷。
3. 机械结构建模在进行机械结构仿真前，我们需要首先建立机械系统的数学模型。
这包括建立机械结构的几何模型、物理模型和动力学模型。
通过使用Matlab的数学工具箱，可以方便地表示机械结构的运动学和动力学方程，从而实现仿真程序的搭建。
4. 动力学仿真一旦机械结构的数学模型建立完毕，我们可以使用Matlab的仿真工具对机械系统的动态行为进行仿真。
仿真可以模拟机械结构在不同工况下的运动和响应，例如负载变化、初始条件变化等。
通过对仿真数据的分析，我们可以获得机械系统的性能指标，如速度、加速度、力矩等。
5. 仿真结果分析仿真结果的分析是机械结构仿真程序中非常重要的一环。
通过使用Matlab的数据处理和可视化工具，我们可以对仿真结果进行综合分析。
通过绘制机械系统的运动轨迹图、动力学响应曲线和频谱图，我们可以更直观地理解系统的行为特性，并进一步对机械结构进行优化。
6. 优化设计基于仿真结果的分析，我们可以对机械结构的设计进行优化。
通过改变机械结构的几何参数、材料选择和工艺参数等，可以改善系统的性能和可靠性。
MATLAB三级项目报告-冷轧板带轧机板型预报模型及软件
MATLAB三级项目报告项目名称：冷轧板带轧机板型预报模型及软件姓名：王志辉李建朋陆宇杰李昊华指导教师：孙建亮日期：目录一摘要 (3)二前言 (4)三正文 (5) (5) (6) (6)3.2.2 横向位移函数 (6) (7) (9) (9) (11) (11) (12) (13) (14)3.5.1 变形区三向应力模型 (14)3.5.2 纵向平衡微分方程 (15) (17) (17)3.6.2 变形抗力与变形区长度 (18) (18)3.7.1 板带轧制时的变分原理 (18)3.7.2 条元法的功率泛函 (19) (19)四结论 (21)五参考文献 (22)一摘要本文提出了一种模拟带材轧制过程的一个新方法--三次样条函数条元法。
在轧制宽厚比为625的条件下，用此方法对四辊轧机冷轧带材过程的三维力学行为进行了研究。
得到在轧后边浪和中浪两种不同板形状态下的理论计算结果与实验结果有较好吻合。
本方法对三维轧制理论、板形理论和板形控制技术的发展有重要意义。
关键词 冷轧带材 三维分析 条元法 三次样条函数二 前言研究辊系弹性变形采用分割模型影响函数法的原理，正确理解并且使用条元变分法确定金属塑性变形模型，最终利用辊系模型与金属模型耦合模型的办法确定计算框图。
从而深化对轧制过程的认识，掌握轧制过程三维变形的规律。
研究范围：HC 六辊轧机、CVC 四辊和六辊轧机、HCW 四辊轧机、VC 支承辊和PC 轧机等各种板型控制轧机。
（此处以四辊轧机为例）板带材在汽车、造船、机械制造、家用电器、电工、无线以及国防等许多工业部门都具有重要的用途。
对于板形控制，虽然已经取得了重大进展，许多技术也已进入了实用阶段，但由于影响因素复杂多变，在基础理论、检测技术和控制技术方面都还有许多问题没有解决，任然是摆在人们面前的重大研究课题。
完整的板形理论研究内容包括以下三个方面：轧件（金属）三维说行变形理论和数学模型辊系弹性变形理论和数学模型板形标准曲线理论和数学模型上述三个理论模型之间相互联系，不可分割。
基于Matlab的中厚板轧机机电扭振系统模型仿真
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｃ ａ ｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｈｕｚ ｏ ｎｖｏ ｃｅ ｃ １ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｈ ｎ ａ ｇ ｅｉ 。 ａｈ ｎ Ｕ ｉ ｆ ｉ ｅ＆ Ｔ ｈ ｏ ｇ 。 ｕ ｎ Ｈｕ ｅ ４ ０ ７ 。 ｈｎ ； Ｍｅ ｉ Ｅ ｎ ｎ ｇ Ｓ ｎ ｃ ｅ ｎ ｌ ｙ Ｗ ｈ 。 ｂ ｉ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ ｏ ａ ２ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ 。 ｈ ｎ ｚ ｏ ｎｖ ｈ ｎ ｚ ｏ ， ｎ ｎ ４ ０ ０ ， ｈｎ ） ． ｏｌ ｆ ｃ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅ ｎ Ｚ ｅｇ ｈ ｕ Ｕ ｉ 。Ｚ ｅ ｇ ｈ ｕ Ｈｅａ ５ ０ １ Ｃ ｉａ ａＥ ｉ ｇ
Ｍ ａ ｈ ｍ ａ ｉａ ｏ ｅ Ｓ ｍ ｕａ ｉｎ ｏ ｅ ｉｍ ｉ ’ ｅ ｔｏ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｔｅ ｔ ｌ ｃ Ｍ ｄ ｌ ｉ ｌｔ ｆＭ ｄ ｕ Ｍ ｌ ＳＥｌｃ ｒ ｍ ｃ ａ ｉａ ｏ ｌ
Ｃｏ ｐ ｉ ｇ ＴｗｉｔＶｉ ｒ ｔ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ａ ｌｂ ｕ ｌ ｎ ｓ ｂ ａ ｉ ｓ ｄ ｏ ｔ ｏ ａ
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维普资讯
第３ ４卷 第 ８期 ２ ０ ０ ７ 年 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｕ ａ ｉｅｓ ｙ Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃｓ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｎＵｎｖ ｒ ｔ（ ｔ ｌ ｅ ｅ ） Ｈ ｉ ｒ ｎ ｃ
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河南工业大学
控制系统仿真
姓名：张天赐
班级：自动化103
学号：201123910415
成绩：
2013年10月30 日
中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂开始用轧机﹔轧制厚 15mm 以下的铁板﹐ 6 ～ 120mm 的方﹑圆钢。
1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300mm 小型轧机。
随着冶金工业的发展﹐现已有多种类型轧机。
1.1轧钢机的原理图及结构
轧钢机原理图
轧钢机的主要设备有工作机座和传动装置作机座（轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。
）轧辊轴承，支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。
轧辊轴承工作负荷重而变化大﹐因此要求轴承摩擦系数小﹐具有足够的强度和刚度﹐而且要便于更换轧辊。
不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。
滚动轴承的刚性大﹐摩擦系数较小﹐但承压能力较小﹐且外形尺寸较大﹐多用于板带轧机工作辊。
滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。
半干摩擦轧辊轴承主要是胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦轴承﹐比较便宜﹐多用于型材轧机和开坯机。
液体摩擦轴承有动压﹑静压和静 - 动压三种。
优点是摩擦系数比较小﹐承压能力较大﹐使用工作速度高﹐刚性好﹐缺点是油膜厚度随速度而变化。
液体摩擦轴承多
用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。
轧机机架，由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置﹐需有足够的强度和钢度承受轧制力。
机架形式主要有闭式和开式两种。
闭式机架是一个整体框架﹐具有较高强度和刚度﹐主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。
开式机架由机架本体和上盖两部分组成﹐便于换辊﹐主要用于横列式型材轧机。
传动装置（电动机﹑减速机﹑齿轮座和连接轴等组成。
齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。
）
轧钢机系统框图
轧钢机调速系统的组成和原理
采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是，如果对系统的动态性能要求较高，单闭环系统就难以满足需要，这主要是因为在单闭环系统中不能控制电流和转矩的动态过程。
电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，并不能很理想地控制电流的动态波形。
在起动过程中，始终保持电流（转矩）为允许的最大值，使电力拖动系统以最大的加速度起动，到达稳态转速时，立即让电流降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。
为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最I的恒流过程。
按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以大值
dm
保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。
应该在起动过程中只有电流负反馈，没有转速负反馈，达到稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。
2.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成
系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，如图1-1所示。
把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE 。
从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。
这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
3.2双闭环直流调速系统的动态数学模型
双闭环直流调速系统的动态结构图，如图2-1所示。
图中
)
(s W ASR 和
)
(s W ACR 分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。
+
TG n
ASR
ACR
U
*n
+ -
U n
U i
U
*
i
+
-
U c
TA
M
+
-
U d
I d
UPE
-
M
T
图1-1 转速、电流双闭环直流调速系统框图
ASR —转速调节器 ACR —电流调节器 TG —测速发电机
TA —电流互感器 UPE —电力电子变换器
内外
n
i
2
22222
4.3960174.052621--∑=⨯⨯=+=
s s T h h K n
N ，因为C e =（U N -I N R a ）/n N =（440-220×0.088）/1000=0.234V •min/r ，α=10V/ n N =10/1800=0.006
V •r/min ，于是可得ASR 的比例系数为
36.30174
.012.0006.05201
.0234.003.062)1(=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=
∑n m e n RT h T C h K αβ
6.5 转速调节器的实现
取R 0=40k Ω，则R n =K n R 0=3.36×40=134.48k Ω，取1400k Ω；
C n =τn /R n =0.087/（140×103）≈0.621×10-6F=0.621μF ，取0.7μF ；
C on =4T on /R 0=4×0.01/（40×103）=1×10-6
=1μF ，取1μF 。
对双闭环直流调速系统中的电力拖动系统、直流电动机电枢回路、可控硅电路三部分进行串联校正设计，得此开环传递函数为
s
s T s T T K s T R
s T R s T K s G i s m s m i s s )1)(1(111)(0++=⋅+⋅+=
令12.0=s T ，02.0=i T ，m s T K K =
由以上所取的参数可列写出系统反馈系统传递函数可近似为
s
s s K
s G )02.01)(12.01()(++=
ο
用matlab 软件画出根轨迹为
当阻尼比为0.707时，K 值应小于正负45度直线与根轨迹交点。
经计算可以得到。