工程測(cè)試試驗(yàn)報(bào)告

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華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院

試驗(yàn)二：球桿定位控制系統(tǒng)試驗(yàn)

1.機(jī)械建模分析：

球桿定位系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)典的控制理論數(shù)學(xué)模型，它具有物理模型簡(jiǎn)單，概念明了，便于用控制理論算法進(jìn)行控制的特點(diǎn)，系統(tǒng)給出一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的模型。

鋼球在滑道加速滾動(dòng)的力是小球的重力在同滑道平行方向上的分力與摩擦力的合力。鋼球滾動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，鋼球在滑道上滾動(dòng)加速度：

a=μgcosα-gsinα

其中?為鋼球與軌道之間的摩擦系數(shù)，而?為滑道與水平面之間的夾角。

為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)模型，考慮到摩擦系數(shù)比較小，摩擦力可以忽略不記，因此，其基本的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成如下公式：

..

Mx=mgsinα

當(dāng)?(ssGetPWork(S)[0]);//GetdataaddressesofI/O

InputRealPtrsTypeu=ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);real_T*y=ssGetOutputPortRealSignal(S,0);//

//CallAddTomethodandreturnpeakvalue//y[0]=da->AddTo(*u[0]);

//shortval_ad;shortAD_No;WORDadr_AD;AD_No=*u[0];adr_AD=0;

if(AD_No==2)adr_AD=0x23e;if(AD_No==5)adr_AD=0x241;if(adr_AD!=0){TS_GetIntVariable(adr_AD,val_ad);*y=400.00*((float)(unsignedshort)val_ad/65535.00);}

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總結(jié)：

1.收獲與心得體會(huì):

本次試驗(yàn)我們選到的題目是噪聲的測(cè)量與聲頻分析，試驗(yàn)中我們的思想是先通過Simulink調(diào)用采集卡采集噪聲信號(hào)，再將采集噪聲傳到Matlab工作空間，運(yùn)行聲頻分析進(jìn)行濾波后獲取噪聲波形及相應(yīng)的頻譜。試驗(yàn)過程中我們遇到大量問題，界面設(shè)計(jì)是我們經(jīng)過多方修改，最終定下最終這個(gè)方案，采集原始信號(hào)并做頻譜分析，然后進(jìn)行濾波并獲得頻譜，觀測(cè)兩者差異。濾波子程序進(jìn)過多方設(shè)計(jì)修改，然后在試驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，選取適合截止頻率，獲得理想波形信號(hào)。通過噪聲測(cè)量及聲頻分析試驗(yàn)，我們了解并熟悉了Matlab中界面設(shè)計(jì)的兩種基本方法，試驗(yàn)中，我們是通過編寫代碼實(shí)現(xiàn)的，我們還學(xué)到了如何利用Simulink搭建模型實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的交互，通過試驗(yàn)我們深刻體會(huì)到Matlab是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的軟件，但是她的大量東西對(duì)于我們一個(gè)初學(xué)者是十分困難的，試驗(yàn)實(shí)踐中需要我們付出時(shí)間去熟悉，去認(rèn)真思考，去實(shí)際操作，從基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)，認(rèn)真走好每一步，才能順利完成試驗(yàn)。通過這學(xué)期的工程測(cè)試綜合試驗(yàn)，經(jīng)過前面噪聲信號(hào)的采集測(cè)試與頻譜分析試驗(yàn)，我們還進(jìn)行了球桿定位控制系統(tǒng)試驗(yàn)，首先搭建曲柄運(yùn)動(dòng)的速度、加速度位置控制系統(tǒng)，及小球位置采集系統(tǒng)，并且通過試驗(yàn)對(duì)小球的水平位置進(jìn)行判定，通過該試驗(yàn)對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)，電氣機(jī)構(gòu)及傳感器在工程中的運(yùn)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。最終，我們?cè)邳S老師的指導(dǎo)下，對(duì)以上幾個(gè)系統(tǒng)組合，建立PID控制器--控制小球在球桿的某個(gè)位置的Simulink控制模型，并通過調(diào)理測(cè)試實(shí)現(xiàn)了小球的位置控制。

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通過一系列試驗(yàn)，在黃老師的耐心輔導(dǎo)下，我們進(jìn)一步了解了MATLAB這一強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具在工程中的應(yīng)用，對(duì)工程測(cè)試知識(shí)在工程實(shí)際中的應(yīng)用有了更深一層的認(rèn)識(shí)，同時(shí)深刻認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)的匱乏，衷心感謝黃老師的指導(dǎo)！

2.分工：

雷翔：matlab界面編寫，數(shù)據(jù)采集濾波程序的編寫和解釋，simulink仿真模型調(diào)試運(yùn)行潘緒文：matlab界面編寫，波形濾波程序設(shè)計(jì)，試驗(yàn)報(bào)告及總結(jié)閆學(xué)文：球桿控制試驗(yàn)的搭建運(yùn)行調(diào)試，simulink仿真模型運(yùn)行

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//#ifndefWIN32

//#error\//#endif

#include\

#defineS_FUNCTION_LEVEL2

#defineS_FUNCTION_NAMEMove_Abs

//Needtoincludesimstruc.hforthedefinitionoftheSimStructand//itsassociatedmacrodefinitions.#include\

#include\

//#include\

#pragmacomment(lib,\#pragmawarning(disable:4761)

#defineIS_PARAM_DOUBLE(pVal)(mxIsNumeric(pVal)

ssSetNumSFcnParams(S,0);

//ParametermismatchwillbereportedbySimulink

if(ssGetNumSFcnParams(S)!=ssGetSFcnParamsCount(S)){return;}

//SpecifyI/O

if(!ssSetNumInputPorts(S,3))return;for(i=0;i(ssGetPWork(S)[0]);//GetdataaddressesofI/O

InputRealPtrsTypeu=ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);real_T*y=ssGetOutputPortRealSignal(S,0);//

//CallAddTomethodandreturnpeakvalue//y[0]=da->AddTo(*u[0]);

//shortrtn;FILE*pfile;

pfile=fopen(\

fprintf(pfile,\fprintf(pfile,\fprintf(pfile,\

rtn=TS_MoveAbsolute(*u[0],*u[1],*u[2],UPDATE_IMMEDIATE,FROM_REFERENCE);

//rtn=TS_MoveAbsolute(2000,5,0.01,UPDATE_IMMEDIATE,FROM_REFERENCE);

fprintf(pfile,\fclose(pfile);

//}//Function:mdlTerminate=====================================================//Abstract:

//Inthisfunction,youshouldperformanyactionsthatarenecessary//attheterminationofasimulation.Forexample,ifmemorywas

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//allocatedinmdlStart,thisistheplacetofreeit.staticvoidmdlTerminate(SimStruct*S){

//RetrieveanddestroyC++object

//DoubleAdder*da=static_cast(ssGetPWork(S)[0]);//deleteda;}

//RequiredS-functiontrailer

#ifdefMATLAB_MEX_FILE/*IsthisfilebeingcompiledasaMEX-file?*/#include\/*MEX-fileinterfacemechanism*/#else

#include\