基于Matlab GUI的阀门强度校核程序设计
自动化综合设计——基于Matlab仿真实验实现系统校正环节的设计
·自动化专业综合设计报告一、 设计目的:通过实验设计熟练掌握Matlab 与Simulink 的编程与仿真功能,提高自身的动手能力。
设单位负反馈系统的开环输出为:)12.0)(11.0()(++=S S S Ko s G 用相应的频率校正法对系统进行校正设计,是系统的性能指标达到:1. 相角裕度 r ≥45°2. 在单位斜坡输入下的稳态误差 e ss <0.053. 系统的w c <3rad/s二、 设计要求:要求:1. 手工进行计算,设计校正方法,选择合适的校正装置2. 利用 Matlab 编程实现设计,并提供仿真结果3. 利用Simulink 进行仿真实现单位阶跃响应三、 设计内容:设单位负反馈系统的开环输出为:)12.0)(11.0()(++=S S S Ko s G用相应的频率校正法对系统进行校正设计,是系统的性能指标达到:4. 相角裕度 r ≥45°5. 在单位斜坡输入下的稳态误差 e ss <0.056. 系统的w c <3rad/s要求:4. 手工计算,设计校正方法5. 利用 Matlab 编程实现设计,仿真结果6. 利用Simulink 进行仿真实现单位阶跃响应1、手工设计:解:(1)由系统在单位斜坡输入下的稳态误差ess<0.05可得:速度误差系数Kv=0lim→S it S*G(S)=Ko>05.01=20 故可取Ko=25;计算原系统的相角裕度)(w ϕ和截止频率Wc0:由)(w A =22)2.0(1)1.0(125w w w ++=1可得 Wc0=9;由w w w o2.0arctan 1.0arctan 90)(--=ϕ当Wc0=9时;o o w 9.12)(-=γ 显然此时超前校正已经不能使系统满足要求了,必须使用滞后校正先将系统的相角裕度满足要求。
相角裕度要求o45>γ,加上滞后装置o 6的估值,则要求原系统相角裕度为o o o w 51645)('=+=γ,即o o w w w 512.0arctan 1.0arctan 90)(=--=ϕ可解得Wc1=2.37;取Wc=2.3;由0lg 20)(=+b Wc L ;0lg 203.225lg20=+b ; 092.0253.2==b ; Wc bT 1.01=; T=47; 滞后环节为:s s Ts bTs s Gc 4713.4111)(++=++=相角裕度:oo o Wc Wc Wc Wc Wc 4511.472.0h 4b ?Wc=2.3<3rad/s均满足设计要求,校正之后的传递函数为:)2.01)(1.01)(471()3.41(25)(s s s s s s G ++++=2、Matlab 实验程序:num0=25; %初始化w1=3;r=45;ee=6;pm=r+ee;den0=conv([1 0],conv([0.1 1],[0.2 1])); %输入函数G=tf(num0,den0);[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0); %原系统的相角裕度pm1,截止频率wcp1for w=wcp1:-0.01:0 %计算原系统中满足γ的截止频率wc 的值gamma=pi/2-atan(0.1*w)-atan(0.2*w);ga=gamma*180/pi;if (ga>pm)wc0=w;break ;endendif (wc0<w1) ; %限制wc 的值使其满足小于3的要求 elseif (wc0>=w1)wc0=w1;endx=wc0;for wc0=x:-0.01:0 %计算校正装置的参数b、T以及验算校正后系统的相角裕度if(wc0<5)b=1/num0*wc0;elseif(wc0<wcp1)b=0.1*wc0^2/num0;endT=10/b/wc0;num2=[b*T 1];den2=[T 1];Gc=tf(num2,den2);[num,den]=series(num0,den0,num2,den2);[gm2,pm2,wcg2,wcp2]=margin(num,den);if(pm2>r);break;endendw=logspace(-3,1);subplot(2,1,1);[mag,phase]=bode(num,den,w); %校正后的Gc*G[mag1,phase1]=bode(num0,den0,w); %初始传函:G[mag2,phase2]=bode(num2,den2,w); %滞后校正装置:Gcsemilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'*',w,20*log10(mag2),'-' );ylabel('·幅值(dB)');title('原系统*G,滞后环节Gc,校正后-GGc')xlabel('频率(rad/s)');grid on;subplot(2,1,2);semilogx(w,phase,w,phase1,'*',w,phase2,'-',w,(w-180-w),':');ylabel('相角(度)');xlabel('频率(rad/s)');title('原系统*G,滞后环节Gc,校正后-GGc ')grid on;G %原系统的传递函数Gc %校正系统的传递函数GS=tf(num,den) %校正后系统的传递函数pm2 %校正后系统的相角裕度wcp2 %校正后系统的截止频率3、利用Simulink进行仿真:仿真系统的连接图:在输入端施加阶跃信号,通过Scope检测未加校正环节系统的阶跃响应曲线;通过Scope1来检测加入校正环节后系统的阶跃响应曲线。
Matlab GUI 设计说明报告
引言我们小组采用的开发环境为:Matlab 7.0设计的GUI界面通常在开发一个实际应用的程序时会尽量做到界面友好,最常使用的方法就是使用图形用户界面GUI。
建立这样一个界面友好、占用资源少、高性能、便于移植、可配置的GUI界面设计,能够使用户的学习和使用更为方便容易。
用户不需要知道后台的应用程序究竟是怎样执行各种命令的,而只需了解可见界面组件的使用方法;只要通过与界面交流就可以使指定的行为得到正确的执行,对输入的信息进行一系列的处理。
利用Matlab设计《正则化参数的选择方法》的GUI界面,能够方便直观地对参数选择很好的表达出来。
及时观察参数变化过程中的正则化参数的变化选取,对于研究一些信号、图形、图像处理技术具有十分重要的参考意义。
目录摘要一、任务安排二、GUI界面分析三、功能分析四、正则化参数选择方法4.1、一维正则化参数选择方法4.1.1、模型假设和初步结果4.1.2、Rand_trace4.1.3、Tikh_indicators4.1.4、Tsvd_indicatiors4.1.5、L_curvve4.1.6、Generalized Cross Validation4.2、二维正则化参数选择方法4.2.1、CL_Tikh_4.2.2、CL_Tsvd_4.2.3、GCV_data2D4.2.4、GCV_Tikh4.2.5、GCV_Tsvd_五、总结六、参考文献摘要正则化方法是否有效和成功直接依赖于正则化参数的选取.在许多不适定问题的计算中,正则化参数的选取往往是经验的或者先验的,这无论从实际计算和理论研究两个方面来说都不是令人满意的.另一方面,在反问题求解中通过不断试验来获得一个可行的正则化参数也是非常耗时的.因此若能找到有效的方法来选取正则化参数,这无疑将会大大节约计算代价,进一步提升正则化方法的效能. 本文主要研究的是利用模型函数的思想方法来确定正则化参数.首先,研究在算子与观测数据(算子方程的右端项)都非精确条件下的Tikhonov正则化方法中正则化参数的选取问题,提出了一种简单迭代法,并利用模型函数的思想方法证明了迭代序列是收敛的.其次,将正则化参数选取的L-曲线准则归结为泛函极值问题,基于模型函数的思想提出了求解所归结出的泛函极值问题的迭代算法,从而获得正则化参数的近似值.最后,对所提出的方法进行了数值模拟.具体从以下几个方面展开:【关键字】正则化参数模型函数方法L-曲线准则广义交叉验证一、任务安排这次专题软件开发训练小组成员共4人,分工明确,每个成员都收获很多。
基于VB的阀门设计校核程序
文章编号:100225855(2007)0420028203基金项目:西华大学重点学科建设项目专项科研基金资助。
作者简介:杨志峰(1977-),男,山西省繁峙县人,硕士研究生,研究方向为机械设计及其理论。
基于VB 的阀门设计校核程序杨志峰,雷玉勇,熊佳,袁其源(西华大学机械工程与自动化学院,四川成都610039) 摘要 介绍了基于Visual Basic 语言、Microsoft Access 数据库和SQL 语言开发的工业阀门设计校核计算的应用程序,论述了该程序的设计思想、功能和构成。
重点讲解了数据库的建立、数据库的访问和程序界面设计等关键技术。
关键词 阀门;设计;VB 语言;Access 数据库;SQL 语言 中图分类号:TP271^4 文献标识码:ADevelopment of valve design and analysis system based on VBYAN G Zhi 2feng ,L EI Yu 2yong ,XION G Jia ,YUAN Qi 2yuan(School of Mechanical Engineering &Automation ,Xihua University ,Chengdu 610039,China )Abstract :An applied program for the valve design and analysis based on Visual Basic 610,Microsoft Access database ,and Structured Query Language (SQL )was developed.The design ,the capability and the structure ,especially the establishment and accessing of the database ,the main interface of this program were all introduced in detail.Then the automatic data processing and the programming of the valve were performed using this program.K ey w ords :valve ,design ,VB ,database ,SQL 1 概述阀门几何参数的设计计算和阀门零件的强度校核在阀门设计过程中是至关重要的。
利用MATLAB实现Routh稳定判据的GUI设计
摘 要 :根据 自动控制 系统 R0 t u h稳 定判据 的基本原理 ,利用 M ATLAB的 数值计算 和图形用 户界面 ( GUI )设计 功能 ,实现 线 性 系统稳定性 的快速判 别和系统特征根 的准确求 解 ,给 出了具 体的实现 方法及程序运 行界面 。 关键 词 : ta 稳定性分析 Ro t ma lb u h表 图形用户界面 中图分类 号 : TP 1 3 1 文 献标 识码 :A 文章编号 :1 7 — 5 42 0 ) 4 c一 0 5 0 6 3 0 3 (0 7 0 () 0 4 — 2 M ATL AB是 一种简 洁 、直 观 、高效 的 其 所具 有 的能控 制其特 性或 性 能的属 性值 来 TLA B提 供 了三个获 取当前 对 计算机语 言 ,它具 有强 大的科 学计算 能 力和 确定的 。M A 出色的 图形处 理能 力 ,提 供 了友好 的 图形用 象句 柄 的 函 数 ,gC f获 取 当前 图 形窗 口句 c c 户界面 (UI G ) 和齐全的 工具 箱 ,在工 程技 术领 柄 ;g a获 取 当前坐标 轴句 柄 ;g o获 取被 鼠标最 近点 击对 象的 句柄 。g t函数 用于 获 e 域 得到 了广泛 应用 。 稳 定性 是控 制 系统的 重要 性能 ,也 是 系 取指定对象 的属性 值 ,st e 函数用来设 置对象 统能正 常工 作的首 要条件 。 线性控 制 系统稳 的属性 值。f d b 可以 快速查 找所有对 象 , i oj n 定的充分 必要 条件是 :闭环 系统特 征方 程的 获取 指 定属 性 值的 对 象句 柄 。 所 有根 均具有 负实部 ;或者说 ,闭环传 递 函 数 的极 点均位于 左半 s平面 上 。由于 自动控 3G I U 程序设计 . 制 系统 的复杂 性 ,判别 计算量 非常 大 ,利用 31 图形窗 口和控件 . MAT A L B强大 的计算能 力 ,设 计出 G 应 UI 应 用程 序 的 图形 窗 口有 两种 生成 方 法 , 用 程序后 ,将 大大 方便用 户 ,使稳 定性 分析 利 用可视化 界面环 境 G ie实现或者 编写 M ud 变得很 简单。 脚 本文 件实 现 ,本设 计的所 有功 能全部 采 用 M 脚本 文 件设 计 。 1R uh 定判据 ot稳 f ue i r 函数创建新 的图形窗 口 常容易 , g 非 如 果 能够 将 所 有的 特 征根 全 部 解 出来 , 并 可 同时设 定窗 口的各 种属性 来控 制其 显示 立 即可以判 定 系统是 否稳 定 ,但对于 三阶 以 效果 , 如菜单 条、 工具 条、 背景 色、 位置尺寸 、 上 的高阶 系统 ,求解特 征 根难 度较大 ,采 用 标题 等。如果 需要在运行后 调节窗 口的大小 , Ro t u h稳 定判据可 以不必解 出特征 根 ,直 接 可将 R s e ei 属性 值设为 0 ,同时 为 了能正 常 z 1 3 可判断 出在右半 s 面是否 有根和有几 个根 。 关 闭窗 口, 平 必须设 置 Coe e u sF n属性 , lsR q etc 若 系统 的特 征 方 程 为 : 通过执 行 co e函数关 闭窗 口对象 。 ls 整个 窗 口按功 能分 为三块 功 能 区域 ,一 口 + a,a 5 . +…+a s ;0() s a+ 1 部 分用于显示 计算后完 整的 Ro t u h表 ;一 部 其 中 a 为正 ,绘制 一个 表格 ,最上 面 分 用于 功能和 参数 设置 ,如 系统特 征方 程 的 n 两行 系数按表 1 的格式 填入 () 1式中的各 系数 。 阶 次 、稳 定 度 、特 殊 情 况 的 处 理 方 式 等 ; 表l Ro t u h表格式 还 有一部 分用 于文 本信 息显示 ,如稳定 性 判 定 结 论 和 特 征 方 程 的 根 。 各 部 分 利 用 u i o t o 命令 创建 了静 态文本 、单 选按 ncnrl 钮 、命 令 按 钮 、框 架 ,列 表 框 、 检 查 框 、 编辑 框 、下拉 菜 单等 控 件 ,构 成 窗 口主 体 。 从第 三行 开始 按 照使 第 i 行第 J列的数 和 f ue i r 一样 ,u c n r l g io to 函数也可 以一次性 等于( ) : 2式 设 定控 件 的 各 种属 性 。 使 用时 ,用 户先通 过 上部 的下拉 菜 单设 定特征方 程的阶次 n ,阶次 n确定 后 ,R u h o t 表各 行的数 据 个数就 可 以确定 了。编 写一个 如果 a-1 j 不存在 ,则代 之以 0 i , +1 。整 根据 n 值 个 表格 共 n 行 ,称 为 Ro t +1 u h表 。线性 控 建表子程序作 为该控件的 回调函数 , u h表最 上面的两 行 ,由于 这两 制 系统 稳定 的充分 必要 条件是 表 中第一 列的 自动生成 Ro t 所 有元素 为正 数 ,并且 该列 中数值 符号 改变 行需 要用 户用键 盘输 入特 征方 程的 系数 ,所 以使用 u io to 函数建立 几个的编辑 框控 ncn r l 的次数 等于 特征 方程 中正 实部 根 的数 目。 于 特 殊 情 况 ,点 击 “ 算 ” 按 钮 就会 调 用 计 Rot 表计算 子程序求 出完 整的 R uh 。 uh ot 表 计 算前 必须定义几个全 局变量 , 整数 n 保存特征 方程 的阶次 ,行向量 p z r s1n 1 ,保存 = eo( ,+ ) 特征 方程的 系数 ,矩阵 c z r sn ) = e o ( +1 ,保存 整个 R uh表的 系数 。使用 f d b 和 g t ot i o j e函 n 数将 R u h 上两行系数 编辑框 的系数读 出, ot表 得 到是字符 变量 ,还必须用 sr n m 函数转 t2 u 换 为数字 ,再 赋给 P C中相应 的元素 。 和 此时 ,就可以 从第 3 行开 始按 照公式 () 2 计算 余下的 Ro t u h表各行 。每计算 完一行必 须 及时 判断 ,一 旦发现 出现 后面所 说的特 殊 情 况应 及时转 入相 应的 子程序 ,而不得 继续 下一行 的计算 。 正常情况 下还必须用 n m s u 2t r 函数将 新系数转换为 字符 , 使用 f d b 和 st i oj e n 函数 将系数 在相应 编辑 框 中显示 出来 。 3 3 特殊情况 的处 理 . ( )如果 RO t 1 U h表 中某 行的 第 l 系 列 数为 0,而 其余 各 项不 为 0,可以用 一个 小 的正 数代 替 ,而继 续计算 其余 各元 素。 也可 以用 因子 s 乘 以原特 征方程 ,其 中 a可以 +a 为 任 意 正 数 ,之 后再 对 新 的特 征 方 程 应 用 Ro t u h判 据 。 在 Ro t uh表 计算 子程序 中 ,一 旦发现上 述情况 , 通过一 个单选按钮提示 , 将相应的 并 两个检 查框 控件使 能, 由用 户选择处理方法 。 如 果以小 正数取 代 ,在 M A AB中有 TL 个系统定 义的特殊变量 es p ,它是 计算 机能 处理的 最小数 ,约等于 2 2 0 e 0 6 . 2 4 - l ,因此 可以利用属 性设置 函数 st 该行第 l 系数 e将 列 设为 es 然 后调用 R uh表计算子程序继 续 p, ot 计算余 下的各 系数 。 也 可 以 通 过 下 拉 菜 单 控 件 , 选 择 因 子 sa a + 的 值大小 ,在该控件 的回调 函数 中执 行 如下操作 :用 g t f d b 获取 a ,利 用 e和 i oj n 值 函数 c n 将保 存原特征方程 的多项式 系数 行 oy 向量 P与行 向量 【 , 】 乘 ,就可 以得到 新的 l a相 特 征 方 程 的 系数 ,相 应 的方 程 阶 次应 加 l, 然 后调 用建表 子程序 重建 Ro t u h表 。 ( )如 果 RO t 2 U h表 中某行 的所有 元素 都 为 0,表 明特 征方 程 中存在 一些 大小相 等 但 关于 原点 对称 的根 。这时 ,可用全 0行 的 上 一 行 的 系数 构 造 一 个 辅 助 方 程 ,对其 求 导 ,用 所得 方程 的系数 代替 全 0行 ,然后继 续 运算得 到全部 的 Ro t u h表 。 程序设计 在 R uh表计算时 ,通过判 断 ot 发 现 上述 情 况后 ,通过 一 个 单选 按钮 提 示 , 并 将 相 应 的 检 查 框 控 件 使 能 ,由 用 户选 中 后 ,在 回调 函数 中提取 上一行 的 系数 ,构造 维普资讯Biblioteka 2 0 NO . 07 12
基于MATLAB的节流阀调速液压回路计算机仿真_高钦和
u (1) = v
u (2) = x
u ( 3) = p1
u ( 4) = ps
(6)
u ( 5) = k1
u ( 6) = ps - p1
u ( 7) = p2 函数返回值为 :
x (1) = v
x ( 2) = p1 (7)
x ( 3) = ps
x ( 4) = p2 程序如下 :
% fexe41m
以上述进油节流调速液压回路为例 , 对其数学方 程在 Matlab611 / Simulink411下完成仿真建模 , 图 2是 Simulink下的仿真模型 。
图 2 Simulink下的仿真模型
模型中使用 Simulink提供的功能模块 , 按信号关 系进行联接后实现仿真计算功能 。其中 , “fexe4”是 一个 “MATLAB Function”模块 , 它调用 fexe41m 中 的用户自定义函数 x = fexe4 ( u) , 其输入定义为 :
理论分析表明 , 节流调速回路的动 、静态特性受节流 阀的特性及其安装位置 、油液弹性模量等因素的影
响 , 当系统参数调整不当时 , 调速中的过渡过程易出 现瞬时速度不稳定或爬行现象 [1 ] 。因此 , 在液压回路 设计中 , 应当对节流调速回路的动态特性进行分析和 预测 。本文以进油节流调速回路为例 , 通过建立进油 节流调速回路的数学模型 , 对其动态特性进行计算机 仿真分析 。
Keywords: Hydraulic system; Throttling speed control; Dynam ic characteristics; Computer simulation
液压调速回路可以对液压油缸的运行速度进行控
制 , 采用节流阀的节流调速回路是一种常见形式 , 可 分为进油节流 、回油节流 、旁油路节流等多种类型 。
MATLAB的GUI 程序设计
MATLAB的GUI 程序设计MATLAB的GUI程序设计GUI(Graphical User Interface)是一种以图形化界面形式展示的用户界面,它可以通过鼠标点击、拖拽等交互操作与用户进行信息交流。
MATLAB是一种强大的数学计算软件,通过GUI程序设计,可以方便地实现MATLAB的功能,并提供更加友好的用户界面。
一、GUI程序设计的基本概念1. 窗口和控件:GUI程序由一个主窗口和多个控件组成。
主窗口是程序的主界面,控件包括按钮、文本框、列表框等用户可以与之交互的元素。
2. 回调函数:每个控件都可以绑定一个回调函数,当用户与控件进行交互时,回调函数会被触发,执行相应的操作。
3. 属性和事件:控件有各种属性,如位置、大小、颜色等,可以通过设置属性来改变控件的外观。
控件还可以响应各种事件,如鼠标点击、键盘按下等。
二、GUI程序设计的步骤1. 创建GUI窗口:使用MATLAB提供的函数创建一个GUI窗口,并设置窗口的大小、标题等属性。
2. 添加控件:在窗口中添加所需的控件,如按钮、文本框等。
可以使用MATLAB提供的可视化工具进行拖拽式的布局设计。
3. 设置控件属性:根据需求设置控件的属性,如位置、大小、颜色等。
可以使用MATLAB提供的属性编辑器或通过代码设置属性。
4. 编写回调函数:为每个控件编写相应的回调函数,实现用户交互时的操作。
回调函数可以使用MATLAB提供的函数和语法,完成各种计算、数据处理等任务。
5. 运行程序:保存GUI程序,并点击运行按钮,程序将在MATLAB的命令窗口中启动,并显示GUI窗口。
6. 调试和优化:在运行过程中,可以通过调试工具查看程序的运行状态,发现并修复可能存在的错误。
还可以根据用户反馈,对GUI界面进行优化,提升用户体验。
三、GUI程序设计的实例:温度转换器下面以一个简单的温度转换器为例,介绍如何使用MATLAB进行GUI程序设计。
1. 创建GUI窗口:使用MATLAB的`figure`函数创建一个窗口,设置窗口的大小和标题。
MATLAB中的GUI程序设计
MATLAB中的GUI程序设计MATLAB是一种功能强大的编程语言,它能够进行数据处理、数值计算、图形绘制等多种操作。
在MATLAB中,我们可以通过编写GUI程序来实现更加友好和交互性的界面,使得用户可以直观地进行操作和获得结果。
下面将介绍MATLAB中的GUI程序设计。
在MATLAB中,GUI程序的编写一般分为以下几个步骤:界面设计、回调函数编写和程序调试。
界面设计是GUI程序设计的第一步,我们可以通过MATLAB提供的GUIDE工具来完成。
GUIDE是一个图形化的界面设计工具,可以通过拖拽、调整控件位置和属性等方式来设计界面。
在GUIDE中,我们可以选择界面的布局方式,如水平布局、垂直布局、表格布局等,还可以选择不同的控件,如按钮、文本框、复选框、滑块等。
在界面设计完成后,我们需要编写回调函数来实现不同控件的事件响应。
回调函数是指当用户进行其中一种操作时,界面会调用相应的函数来响应这个操作。
例如,当用户点击按钮时,界面会调用按钮的回调函数来执行相应的操作。
在MATLAB中,回调函数通常以"Callback"结尾并附加到相应的控件上。
在回调函数中,我们可以编写代码来实现各种功能。
例如,可以在按钮的回调函数中编写代码来处理用户的点击事件,可以在文本框的回调函数中编写代码来获取用户输入的内容等。
回调函数中的代码可以调用MATLAB提供的各种函数来完成相应的功能,也可以调用自定义的函数来进行更复杂的操作。
编写完回调函数后,我们需要对整个程序进行调试。
MATLAB提供了调试器功能,可以帮助我们定位程序中的错误和调试逻辑。
我们可以通过设置断点、单步执行、观察变量等方式来调试程序,以确保程序能够正常运行并得到正确的结果。
总之,MATLAB中的GUI程序设计可以帮助我们实现更加友好、交互性和可视化的界面。
通过界面设计和回调函数编写,我们可以实现各种功能,如数据可视化、图形绘制、物理模拟等。
matlab程序设计与优化的实验三
matlab程序设计与优化的实验三实验三:MATLAB程序设计与优化1. 引言在实验室研究和工程开发中,MATLAB是一种非常流行和强大的工具,用于进行数值计算,数据分析和可视化。
为了提高MATLAB程序的性能和效率,程序优化是其中的关键步骤之一。
本实验将介绍MATLAB程序设计与优化的重要性,并探讨一些实用的优化技巧。
2. 程序设计与性能评估在开始编写和优化MATLAB程序之前,首先需要理解程序设计和性能评估的基本概念。
程序设计涉及到选择合适的数据结构、算法和编程技巧,以实现预期的功能。
而性能评估则是通过测量程序的执行时间、占用的内存和CPU使用率等指标,来评估程序的效率和优化空间。
3. 代码向量化优化代码向量化是一种重要的优化技巧,可以大大提高MATLAB程序的执行速度。
向量化是将循环和条件语句替换为矩阵和向量操作的过程,从而减少了循环迭代的次数,提高了代码的效率。
在实验中,我们可以通过使用MATLAB内置的向量和矩阵运算函数,如sum、mean和dot等,来实现代码向量化。
4. 内存管理和预分配在编写MATLAB程序时,合理的内存管理和预分配也是优化的重要方面。
内存管理涉及到使用合适的数据结构来存储数据,并避免不必要的内存分配和释放操作。
而预分配则是一种预先分配足够的内存空间,以避免频繁的内存重新分配操作。
这样可以减少程序的运行时间和内存占用。
5. 函数和脚本的优化除了代码级别的优化,函数和脚本的优化也是提高MATLAB程序性能的关键。
函数优化可以通过减少函数的输入和输出参数个数,避免全局变量的使用以及使用精确的数据类型等方式来实现。
而脚本优化则涉及到合理的脚本结构和逻辑,以提高整个脚本的执行效率。
6. 并行计算和多线程随着多核处理器的普及,利用并行计算和多线程技术来加速MATLAB程序变得越来越重要。
MATLAB提供了Parallel Computing Toolbox和Multithreading Support等工具箱,可用于实现并行计算和多线程操作。
基于MATLAB GUI的用PID自动控制
自动控制原理MATLAB课程设计自动化-2何志东20112544目录MATLAB课程设计-----------------------------------------------------------------------1 界面介绍------------------------------------------------------------------------------------3 操作演示------------------------------------------------------------------------------------5 程序流程示意图---------------------------------------------------------------------------11 源程序---------------------------------------------------------------------------------------13一.界面介绍本次课程设计的界面如上图所示,一共有一下4个模块:1.数据输入与转换模块2.系统菜单模块3.数据输出模块4.图形显示模块接下来将逐一介绍。
左上方为数据输入与转换模块,包括系统函数的输入,根轨迹校正参数,以及频率相应参数的输入(频响尚未完成,所以该模块输入的数据只会被记录而暂无更多的功能)。
其中系统函数能够通过按钮选择为传递函数形式,或者是零极点形式。
同样,根据你的函数,你可以选择误差系数的选项。
在输入模块中我们提供了将超调量转换成阻尼比的功能。
左下方为系统菜单模块,在完成了数据输入之后选择菜单,将可以提供如系统地根轨迹图,闭环阶跃响应,稳态分析等功能。
特别是在选择了“根轨迹校正”的选项后,能够根据你所提供的指标进行超前—滞后根轨迹综合,并且显示出校正后的根轨迹。
基于MATLAB GUI对燃气调压阀数值计算方法
2020年第11期网址: 电邮:*******************序号参数计算公式备注5气体膨胀系数YY =x3F k X T6流量系数C n1234管道通径d /m 气体压缩系数Z [4]差压比x 比热比系数F k d =4P 0Zq gπPT 0ω √Z =P 1ρ1RT 1x=F k X T F k =k1.4C n =Q g2.9P 1T 1ρH Z kx T √C n =Q g5.19P 1YT 1ρH Z x√阻塞流非阻塞流基于MATLAB GUI对燃气调压阀数值计算方法袁庆洪1,刘可2,张燕2(1.西南油气田分公司集输工程技术研究所,成都610042;2.西南油气田分公司天然气研究院,成都610213)摘要:调压阀的选型通常有流量表选型法和数值计算法。
流量表选型法只针对具体规格和型号的调压阀。
为解决不同压力和任意流量的调压阀选型,通过MATLAB GUI编制程序的方法对调压阀的类型和大小进行初选,可以快速选择不同种类和结构的调压阀,并明确阀门开度和可调比,为最终选择合适的调压阀提供数值依据。
通过数值计算法和流量表选型法的数据对比,可以进一步验证数值计算法的合理性。
关键词:调压阀;数值计算法;流量表选型法;MATLAB GUI 中图分类号:TH 123;TP 391.7文献标志码:A文章编号:1002-2333(2020)11-044-03Discussion on Numerical Calculation Method of Gas Pressure Regulating Valve Based on MATLAB GUIYUAN Qinghong 1,LIU Ke 2,ZHANG Yan 2(1.Gas Engineering Research Institute,Southwest Oil and Gas Field Branch,Chengdu 610042,China;2.Natural Gas Research Institute of Southwest Oil and Gas Field Branch,Chengdu 610213,China)Abstract:The selection of pressure regulating valve usually includes flow meter selection method and numerical calculation method.The table -look -up selection method can only be used for specific specifications and models of pressure regulating valve.In order to solve the selection of pressure regulating valves with different pressures and arbitrary flow rates.The type and size of pressure regulating valves are selected by means of programming with MATLAB GUI,and different types and structures of pressure regulating valves can be quickly selected,and valve opening and adjustable ratio are defined,which provide a numerical basis for the final selection of a suitable pressure -regulating valve.The rationality of the numerical calculation method can be further verified by comparing the data of the numericalcalculation method and the table-look-up selection method.Keywords:pressure regulating valve;numerical calculation method;table-look-up selection method;MATLAB GUI0引言调压阀属于工业过程控制范围内的一种调节阀。
基于MATLAB的井口闸阀阀体优化设计
一
因此 ,决 定 闸阀 阀体 体积 的 重要可 变 尺寸 为 阀体 内 径 D 、阀体壁 厚 5 和 阀体 高 度 。 以阀体 内径 D 、壁 厚 5 和高 度
量尺寸 限 制 的前 提 下 ,求 D 、5 和
日 [D ( +2 一D ]+ S)
为 设 计 变
分 别 取 何
( 一D 一2 [ D +2 一D ] S)( S)
一
量 ,在 基本 设计 参数 ( P和 D ) 明确 、有 设 计 变 值 时 ,井 口闸 阀阀体 的总 质量 最轻 或体 积最 小 。该 问题属 于有 约束 的优化 问题 。通 常 ,阀体 各 部分 材
值 问题 。 M T A 优 化 工 具 箱 包 含 一 系 列 优 化 算 A LB 法 函数 ,可以求解 无 约束 条件 的非线性 极小 值 、二 次规划 问题 、线性 规 划 问题 、有 约束 条件 下的非 线 性 极小性 ,包括 逼近 、极 大 、极 小值 等 问题 _ 。 l J MA L B优 化 工 具箱 的命 令 函数 f n o 以 TA mi n可 e 处 理有 约束 的非线 性 多元 函数优 化 问题 ,它用 K—
维普资讯
石 油
机
械
20 0 8年
第3 6卷
第 2期
CHI ET NA P ROLEUM MA CHI ERY N
.设 计 计 算 .
基 于 MA L B的 井 口 闸 阀 阀体 优 化 设 计 TA
周 思柱 李 宁 何 记 强
( 江 大 学机 械 工程 学 院 ) 长
化分析 。
建 立 阀体 优 化模 型
闸阀 阀体 为承 压件 ,满 足强 度要 求是设 计 的首 要 问题 ,同时阀体 又必 须为 阀座 、闸板 、法兰 和 阀
基于Matlab GUI的阀门强度校核程序设计
基于Matlab GUI的阀门强度校核程序设计董达善;毛庆蕉;翁武秀;朱元侃【摘要】The repeated and mechanical strength is calculated aiming to check valve in the company. In order to reduce the cost of human and material resources and improve work efficiency in the company,from the actual needs of the valve strength checking,the strength cal-culation is proposed to be procedural using Matlab language Graphical User Interface ( GUI) features,designing supporting software of strength checking valve. The main line is sequence in the programming,by making the user interface framework and setting its control properties,and this section describes procedures for the preparation of order and tips and introduces the key points. A function module of concentrated reflection of program practicality and personalization is constructed,and the function of generating reports is added. Through comparing examples of procedures and manual,the results of manual and application are consistent,which proves the effectiveness of the program,greatly improving the work efficiency. Thus,the software is effective,time-saving and energy-saving,with a great practice.%针对阀门强度计算校核的重复性及机械性,为了降低公司企业的人力物力成本,提高工作效率,从阀门强度校核实际需求入手,提出将强度计算校核进行程序化,利用Matlab语言的图形用户界面( GUI)功能,设计制作了阀门强度校核的辅助软件。
基于MATLAB多路阀主阀芯过流面积计算及仿真
DO I : 10. 3969 / j . i ss n . 1001 - 3881. 2011. 23. 037基 于 M A T LA B 多路阀主阀芯过流面积计算及仿真罗艳蕾,邱雪,李渊,白玉珠,白华( 贵州大学机械工程学院,贵州贵阳 550003)摘要: 以某型号多路阀的斗杆联为分析对象,推导出阀口面积的计算公式,应 用 MATLAB 编程得出阀口过流面积曲 线、流量曲线。
比较不同形式节流槽两种曲线的区别,并分析其对微动特性的影响。
关键词: 多路阀; 节流槽; MATLAB 软件; 过流面积 中图分类号: TH137. 52文献标识码: A文章编号: 1001 - 3881 ( 2011) 23 - 130 - 3O r ifi c e A r e a C a l c u l a ti o n and S i mu l a ti o n of t h eS p oo l in t h e M u lti -p a ss ag e V a l v e Based on M AT L ABLUO Y a n l e i ,Q I U X u e ,L I Y u a n ,B A I Y u z hu ,B A I H u a( Sc h oo l of M ec h a n i ca l En g i n ee r i n g ,Gu i z h o u Un i v e r s i ty ,Gu i y a n g Gu i z h o u 550003,Ch i n a )Ab s tr ac t : T a k i n g the s p ec i f i c mu l t i -p assage v a l v e arm d i gg i n g in the m i n i -e x ca v a t o r as the a n a l y s i s o b j ec t ,th e f o r mu l as to ca l c u- l a t e the o r i f i ce area were o bt a i n e d . O r i f i ce area curv es and f l o w curves were gott en u s i n g MATLAB p r og r a m m i n g . The d i ff e r e n ces b e - tween the two curves of d i ff e r e nt g r oo v es were compared and the effects on se n s i t i v e feature of d i ff e r e nt g r oo v es were a n a l y ze d .K e yw o r d s : Mu l t i -p assage v a l v e ; G r oo v e ; MATLAB so ftw a r e ; O r i f i ce a r ea多路阀是广 泛应用于挖掘机、起 重 机、推 土 机、 装载机等工程机械的重要元件之一,它分为片式和整 体式两种,是集换向阀、过载阀、补油阀、单向阀等 于一体的集成阀。
Matlab的GUI程序设计
第五章 Matlab 的GUI 程序设计Matlab 程序的用户界面,可以用图形句柄通过代码来制作,也可以用GUI(Graphic User Interface)编辑器来制作,或二者结合起来做。
我们分别用下面的例子来加以说明。
六、 用代码来制作GUI 界面例5.4对于传递函数为1212++=s s G ζ的归一化二阶系统,制作一个能绘制该系统单位阶跃响应的图形用户界面。
本例演示:(A )图形界面的大致生成过程;(B )静态文本和编辑框的生成;(C )坐标网格控制键的形成;(D )如何使用该界面。
(1)产生图形窗和轴位框:如图5-4所示。
图 5-4 产生坐标轴 clf reset%set(0,'DefaultFigureColor','b')H=axes ('unit','normalized','position',[0,0,1,1],'visible','off'); %建立轴,并取轴句柄Hset(gcf,'currentaxes',H); %在当前图形窗口上安置坐标轴Hstr='\fontname{隶书}归一化二阶系统的阶跃响应曲线';text(0.12,0.93,str,'fontsize',13); %在H上,相对于左下角的取值h_fig=get(H,'parent'); %取H的父句柄h_fig=gcfset(h_fig,'unit','normalized','position',[0.1,0.2,0.7,0.4]);%设置图形窗口h_fig的位置[0.1,0.2,0.7,0.4](相对于屏幕)h_axes=axes('parent',h_fig,...'unit','normalized','position',[0.1,0.15,0.55,0.7],...'xlim',[0 15],'ylim',[0 1.8],'fontsize',8);%在H窗口上指定位置画新轴(2)在坐标框右侧生成作解释用的“静态文本”和可接收输入的“编辑框”:如图5-5所示。
AMESimMatlab的仿真及其在单向阀优化设计中的应用
AM ESim 的特点是面向工程应用 ,仿真模型的建 立扩充或改变都是通过图形界面 ( GU I) 来进行的 ,使 用者不用编制任何程序代码 。这样使得用户可以从繁 琐的数学建模中解放出来 ,只专注于物理系统本身的 设计 。AM ESim 还提供了与 Matlab 、ADAMS 等软件 的接口 ,可方便地与这些软件进行联合仿真 。
Abstract :The Interface of AM ESim and Matlab is discussed in t he paper. As an applied example , Optimizatio n Design of Check Valve is shown. Key words :AM ESim ;Matlab ;check valve ;optimizatio n design
1 前言 随着科学技术 、仿真理论及计算机技术的不断发
展 ,仿真技术不断提高 。在如今的科学研究中 ,仿真技 术提高了科学研究水平 、缩短了研究周期 、降低了科学 研究成本及风险 、促进了各个不同领域的融合 、加速了 科研成果转化为生产力的进程 。可以说 ,仿真技术已 成为科学研究中必不可少的实用技术 。
应用优化后的仿真结果 ,得到如图 3 所示的流量 差 - 压力特性曲线 。如图 3 所示 ,经优化后的单向阀 实际流量差 - 压力特性曲线与期望曲线非常接近 ,优 化效果很好 。
MATLAB在溢流阀优化设计中的应用
Vol. 17 增刊
Dec. 2005
成兆义: MATLAB 在溢流阀优化设计中的应用
51
30
25
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a)
P (M
15
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10
5
0
0 .0 0
0 .0 2
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0.06
0.08
0.10
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图 3 溢流阀阶跃响应试验曲线
进行非线性系统的参数辨识 方法是将非线性系统的参数作 为 NCD 模块的优化参数 同时将实际系统的输出试验值与 辨识模型的输出之差作为 NCD 模块的约束变量 约束条件 为变量值尽量接近 0 经过 NCD 模块的优化 就可以得到 对非线性系统的参数辨识结果 构造如图 4 所示的模型辨识 子系统 其中 Test 模块为试验数据组成的二维数组 它包 括时间和压力两个变量 ln1 模块为仿真 P1 输出值
1 溢流阀数学模型的建立及仿真计算
建立数学模型是最优化过程中非常重要的一步 数学模 型直接影响优化设计的效果 由于涉及具体产品结构 本文 只叙述建模基本思路和最终结果 1.1 数学模型的的建立
建立溢流阀数学模型时 需要考虑主阀阀芯和导阀阀芯 的受力平衡及油液流经主阀和导阀的流量连续关系 并且在 建立微分方程时 为简化问题忽略了阀芯自重 瞬态液动力 及库伦摩擦力等次要影响因素
CHENG Zhao-yi
(China Academy of Launch Vehicle Technology 18t h research inst itute, Beijing 100076, China)
Abstr act Taking example for the relief valve, this paper sets up concentrate modeling of the relief valve in Simulink5.0 to analyse its static and dynamic characteristic by Making use of Matlab6.5 software. In the meantime, according to result of experimentations it proves that the modeling of the relief valve is correct by using of NCD module. Ac cording to the analyses of parameter effecting to the relief valve characteristic, it makes sure the optimal sensitive parameters and sets up objective function for demand of the relief valve characteristic. Next, the optimal method is selected, moreover modularizing optimal design program in M language is accomplished, including the program to calculate the characteristic parameter of relief valve. Finally, it figures the result by optimal calculating with Simulink modeling in parameters, which improves the characteristic of relief valve especially in dynamic characteristic. Key wor ds relief valve Optimal Design dynamic characteristic module
过程控制作业,基于MatlabPID整定
《过程控制》课程设计报告题目: PID整定方法的比较研究姓名:学号:专业:自动化年级:指导教师:年月日目录1,任务书 (3)2,参数计算 (4)3,PID整定3.1临界比例度法整定 (5)3.2减振荡法整定 (7)3.3应曲线法整定 (8)4,问题总结 (11)4.1小结 (11)4.2三种整定方法的比较 (11)4.3 P、PI控制效果的比较 (12)4.4设计过程中遇到的问题及解决方法 (12)5,心得体会 (13)1 任务书1.1、设计题目PID整定方法的比较研究1.2、设计任务设计水槽水位单回路控制系统如图1所示:在阀门开度u 阶跃变化50%时,测得液位的响应数据如表1 所示:(1)液位必须控制在一定范围内,否则会影响系统的稳定运行,出现安全事故。
液位测量变速器的测量范围为100400mm。
已知测量变送环节均为线性测量变送元件。
(2)控制系统采用DDZ-III 型仪表,输入输出信号为标准电流信号。
(3)阀门为直线特性。
1.3、设计内容1、用具有纯滞后的一阶惯性环节近似该被控过程的数学模型2、分别用临界比例度法、衰减振荡法、反应曲线法整定P,PI 控制器参数3、利用 MATLAB/SIMULINK 构建单回路控制系统模型4、比较不同整定方法的控制效果5、比较P、PI 控制效果2 计算采用两点法计算参数Т,δ,τ由:T= (t2-t1)/{ln[1-y0(t1)]-ln[1-y0(t2)]}τ={t2ln[1-y0(t1)]-t1ln[1-y0(t2)]}/{ln[1-y0(t1)]-ln[1-y0(t2)]}得:表2表3由表3得:Т=(0.737+0.494+0.334)/3=0.522τ=(0.379+0.495+0.648)/3=0.507K=(340.5-200.1)/50=2.808 G(s)=2.808e^(0.507s)/(0.522s+1)检测变送K1=(20-4)/(400-300)=0.053 调节阀开度K2=100/16=6.25MATLAB/SIMULINK 构建单回路控制系统模型图Gain33 PID 整定3.1临界比例度法 具体整定步骤如下:① 将控制器的积分时间TI 置于最大( TI =∞) ,比例带置为较大的数值, 把系统投入闭环运行。
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c u l a t i o n i s p r o p o s e d O t b e p r o c e d u r a l u s i n g Ma t l a b l ng a u a g e Gr a p h i c a l Us e r I n t e r f a c e( G UI ) ̄a Or t es , d e s i g n i n g s u p p o r t i n g s o f t w a r e o f
了生成报告功能。通过具体算例的程序及手工的对 比, 手工与程序结果一致, 证明了该程序的有效性, 大大提高了工作效
率 。同时也 说 明该软件 是一 款集 有效 、 省时 、 省力 三大优 势于 一体 的实用性 软件 。
关键 词 : Ma l l a b ; 图形 用户 界面 ; 控件设 计 ; 阀门
2 . S h a n g h i a Hu d o n g Ma r i n e V a l v e C o . , L t d . , S h ng a h i a 2 0 1 9 1 3 , C h i n a )
Ab s t r a c t : Th e r e p e a t e d a n d me c h a n i c a l s t r e n g t h i s c a l c u l a t d e a i mi n g t O c h e c k v a l v e i n t he c o mp a n y . I n o r d e r O t r e d u c e t h e c o s t o f h u ma n n d ma a t e r i lr a es o u r c e sa ndi mp r o v ewo r k e f f i c i e n c yi nt he c o mp n y, a f r o mt he a c t u a l n e e d s o ft he v a l v e s t r e n g h t c h ck e i n g, he t s t r e n g t h c a l -
第2 6卷 第 1 2期
2 0 1 6年 1 2月
计 算 机 技 术 与 发 展
COMPU TER TE CHNOL OGY AND DEVEL OP MENT
. 1 2 Vo 1 . 2 6 No De c . 2 0 1 6
基 于 Ma t l a b GU I的 阀 门强 度 校核 程序 设 计
中图分类 号 : T P 3 1 文 献标识 码 : A 文章 编号 : 1 6 7 3 - 6 2 9 X( 2 0 1 6 ) 1 2 - 0 1 8 2 - 0 4
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 — 6 2 9 X. 2 0 1 6 . 1 2 . 0 3 9
Ma t l a b GUI — b a s e d De s i g n o f Va l v e’ S S t r e n g t h Ch e c k i n g
D O NG Da — s h a n , MA O Qi n g - j i a o , WE N G Wu — x i u , Z HU Y u a n — k a n
s t r e n g t h c h e c k i n g v lv a e . Th e ma i n l i n e i s s e q u e n c e i n t h e p og r r a mmi n g, by ma k i n g he t u s e r i n t e r f a c e f r a me wo r k nd a s e t t i n g i t s c o n t r o l
实 际需求 人手 , 提 出将强 度计算 校核 进行程 序化 , 利用 M a t l a b 语 言 的图形用 户 界面 ( G U I ) 功能, 设 计 制作 了阀 门强度 校 核 的辅助 软件 。以编 程思路 为 主线 , 通 过介 绍图形 用户 界面 设计 过 程 , 包含 了具 体 的制 作 用户 界 面 的框 架结 构 和设 置 其 控 件 属性 及布局 顺 序 、 心得 , 并 介绍 了相关 内容 的处理 要点 , 其 中制 作 了集 中体现 程 序 实用 性 及人 性 化 的功 能 模块 , 并 添 加
董达善 , 毛 庆蕉 , 翁武 秀 , 朱元侃
( 1 . 上海海事大学 物流工程学院, 上海 2 0 1 3 0 6 ; 2 . 上海沪东造船阀门有 限公 司, 上海 2 0 1 9 1 3 )
摘 要: 针对 阀门强 度计算 校核 的重 复性及 机械 性 , 为了 降低 公 司企 业 的人 力 物力 成 本 , 提 o o l o f L o g i s t i c s E n g i n e e r i n g , S h a n g h a i Ma r i t i me U n i v e r s i t y , S h ng a h i a 2 0 1 3 0 6 , C h i n a ;
p r o p e r t i e s , a n d hi t s s e c t i o n d e s c r i b e s p oc r e d u r e s f o r t h e p ep r a r a i t o n o f o r d e r nd卸 S a nd a i n t r o d u c e s he t k e y p o i n t s . A f u n c t i o n mo d u l e o f