matlab数学建模

2.结合自己的专业，说明计算机仿真的基本理论的新进展。

答:(1)网络化仿真现在已经开发出来的仿真系统，多数不能相互兼容，可移植性差，实现共享困难。较之于开发的高成本和长时间，实在物未尽其用。解决这些问题，第一就是采用兼容性好的计算机语言编写仿真系统，第二就是采用网络化技术实现仿真系统共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中有着重要地位。实现仿真系统的网络共享，既可以在一定程度上避免重复开发以节约社会资源，又可以通过适当收费以补偿部分开发成本。

(2)虚拟制造技术计算机仿真技术发展的另一大方向就是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是利用计算机仿真技术与虚拟现实技术，在计算机上实现从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制等制造的本质。这使得制造技术不再主要依靠经验，并可以实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。

3.简述常用的数学建模方法及应用对象。

答：(1)差分法

差分法的数学思想是通过级数展开等方法把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组将微分问题转化为代数问题是建立离散动态系统数学模型的有效方法构造差分的方法有多种形式目前主要采用的是泰勒级数展开方法其基本的差分表达式主要有以下几种形式一阶向前差分一阶向后差分一阶中心差分和二阶中心差分等其中前两种格式为一阶计算精度后两种格式为二阶计算精度通过对时间和空间这几种不同差分格式的组合可以组合成不同的差分计算格式差分法的解题步骤为建立微分方程构造差分格式求解差分方程精度分析和检验

(2)变分法

变分法是处理函数的函数的数学领域即泛函问题和处理数的函数的普通微积分相对这样的泛函可以通过未知函数的积分和它的导数来构造最终寻求的是极值函数现实中很多现象可以表达为泛函极小问题即变分问题变分问题的求解方法通常有两种:古典变分法和最优控制论.

(3)图论法

数学建模中的图论方法是一种独特的方法图论建模是指对一些抽象事物进行抽象化简并用图来描述事物特征及内在联系的过程图论是研究由线连成的点集的理论,一个图中的结点表示对象两点之间的连线表示两对象之间具有某种特定关系先后关系胜负关系传递关系和连接关系等事实上任何一个包含了某种二元关系的系统都可以用图形来模拟因此,图论是研究自然科学工程技术经济问题管理及其他社会问题的一个重要现代数学工具,更是成为了数学建模的一个必备工具.

(4)层次分析法

层次分析法即方法是由美国著名运筹学学家提出的,它是指将决策问题的有关元素分解成目标,准则,方案等层次在此基础上进行定性分析和定量分析的一种决策方法,这一方法的特点,是在对复杂决策问题的本质影响因素及其内在关系等进行深入分析之后,构建一个层次结构模型然后利用较少的定量信息把决策的思维过程数学化从而为求解多准则或无结构特性的复杂决策问题提供了一种简便的决策方法十分适用于具有定性的或定性定量兼有的决策分析这是一种十分有效的系分析和科学决策方法现在已广泛地应用在企业信用评经济管理规划能源开发利用与资源分析、城市产业级规划、企业管理、人才预测、科研管理、交通运输等行业。

(5)数据拟合法

在建立数学模型时实际问题有时仅给出一组数据,处理这类问题较简单易行的方法是通过数据拟合法求得最佳的近似函数式，即经验公式，从几何上看就是找一条最佳的曲线，使之和给定的数据点靠得最近，即进行曲线拟合。

(6)回归分析法

回归分析方法是统计分析的重要组成部分,用回归分析方法来研究建模问题是一种常用的有效方法,一般与实际联系比较密切,因为随机变量的取值是随机的,大多数是通过试验得到的这种来自于实际中与随机变量相关的数学模型的准确度、可信度、如何需通过进一步的统计试验来判断其模型中随机变量、回归变量的显著性而且往往需要经过反复地进行检验和修改模型直到得到最佳的结果，最后应用于实际中去回归分析的主要内容一是从一组数据出发，确定这些变量、参数、间的定量关系。回归模型二是对模型的可信度进行统计检验，三是从有关的许多变量中判断变量的显著性，即哪些是显著的；哪些不是显著的保留不显著的忽略；四是应用结果是对实际问题作出的判断根据回归模型中回归的特征，常见的回归模型有：一元线性回归模型、多元线性回归模型、非线性回归模型。

4简述连续系统离散化处理的基本方法。

答：(1)替换法

替换法的基本思想：对给定的连续系统模型G(S) ，设法找到Ｓ域到Ｚ域的某种映射关系，将Ｓ域的变量映射到Ｚ平面上，由此得到与连续系统G(S)相对应的离散系统的脉冲传递函数Ｇ(Z)。然后，再由Ｇ(Z)通过Ｚ反变换得到系统的时域离散模型——差分方程，从而快速求解。

(2)离散相似法

相似法将连续系统模型处理成与之等效的离散模型；

（3）根匹配法

根匹配法的基本思想:由控制理论，连续系统的动态特性是传递函数的零点、极点分布情况和增益决定。根匹配法就是构造一个相应于连续传递函数的离散传递函数，使两者零点、极点相匹配，并且具有相同的动态响应值。

6.基于ADAMS的虚拟样机模型的建立

答：一、启动ADAMS并设置工作环境

1、启动ADAMS

启动ADAMS/View。

2、创建模型名称

采用系统默认名称“model1”。

3、设置工作环境

（1）设置单位

采用系统默认单位，即mm、kg、N、s、deg。如下图:

图1 设置单位

（2）设置图标

选择系统默认。

6、创建虚拟样机模型

1、创建设计变量

创建10个设计变量：DV_L1、DV_L2、DV_L3、DV_L4、DV_L5、DV_L6、DV_L7、DV_Ox、DV_Oy和DV_ COA,分别对应表示L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、Ox、Oy和 角。

具体操作如下：

a."Build"-"Design Variable"-"New",弹出对话框；

b.将"Name"文本框的名称改为"DV_L1"；

c.选择"Units"为"length"；

d.将代表杆长初始值的"Standard Value"文本框改为12mm；

e.选择"Value Range by"为"Absolute Min and Max Values"；

f.将"Min Value"设为8mm；

g.将Max Value设为12mm；

h.点击Apply,该变量创建完成，如下图。