控制工程matlab使用

控制工程matlab使用（精选6篇）

1.控制工程matlab使用 篇一

MATLAB语言与控制系统仿真实训教程

-实训部分参考答案使用说明

1.一般程序可在命令窗口命令提示符下运行：

>>

2.较长的程序建议建立M文件运行，如果有需要观测或记录的数据可以在相关语句后不加标点符号，则相应的数据在执行M文件后，结果将在命令窗口进行显示。

3.有的程序比如随机矩阵等每次运行的结果是不同的。

4.有的实训题目可能有多种编程方法或解决方案，所给答案或编程方法仅供参考。

5.本参考答案仅用于《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》（刘振全，杨世凤，编著）实训部分编程之参考，请勿用于其他用途。

2.控制工程matlab使用 篇二

关键词：独立学院,MATLAB,《控制系统工程》

一、引言

《控制系统工程 》 课程是南京航空航天大学金城学院 ( 以下简称我院) 机电工程系和车辆工程系一门重要的专业基础课, 大三开课, 要求学生掌握自动控制的基本原理, 具备对简单系统进行定性

分析、定量计算的能力, 是利用自动控制理论的基本原理解决机械工程中实际问题的一门学科。

《控制系统工程 》课程的特点是其内容不仅计算量大还涉及系统响应曲线、根轨迹、奈氏图和伯德图等大量的绘图。 该课程学时少, 内容多, 若用传统的教学方法, 一大部分时间被计算和绘图所占, 可能达不到预期的效果。 为了提高本课程的教学质量, 达到良好的教学效果, 进而提高学生的实际动手能力, 在该课程教学中引入MATLAB软件, 利用MATLAB的分析、 计算、绘图和仿真功能使课堂教学直观、形象。

二、MATLAB软件介绍

MATLAB是Math Works公司开发的科学与工程计算软件, 它将高性能的数值计算和可视化集成在一起, 从而被广泛地应用于科学计算、信号处理、控制系统等领域的分析、仿真和设计工作。 《控制系统工程》课程的内容包括系统的时域和频域分析、根轨迹分析等, 利用MATLAB的函数库, 通过M文件建立自己的控制模型和控制算法, 方便的绘制各类响应曲线、根轨迹、奈氏图、伯德图。

MATLAB课程在我院是系定选修课, 在设置教学计划时, 可把它作为大一大二的选修课开设, 使得学生熟练掌握MAT- LAB的基本技术, 包括基本数学计算、 矩阵处理、 符号运算和绘图等。

三、控制系统工程与MATLAB的结合

我院是独立学院, 在“本三”批次招生, 学生的文化基础相对较差, 依赖性强, 自学能力较弱。 因此, 激发学生的学习兴趣, 活跃课堂气氛, 提高学生的参与度, 这在一定程度上会影响该课程的教学效果。 结合MATLAB讲解控制系统工程中的分析方法, 在可视化环境下通过屏幕直接在课堂中给学生展示复杂难懂的控制理论、信号波形和各种曲线的绘制, 不仅发挥辅助教学功能, 而且增强学生的感性认识, 加深学生对理论知识的理解, 可增强课堂教学效果。

1.时域分析法与MATLAB

时域分析法是在时间域内研究控制系统性能的方法, 主要包括稳定性分析、动态性能指标计算和稳态误差求解等。

系统稳定性分析:系统稳定的充要条件为闭环系统的所有特征根具有负实部, 也即在s平面的左半平面, 对于高阶系统很难人为的对特征方程进行因式分解, 可利用MATLAB的相关函数直接求解, 简单方便。

例:系统的闭环传递函数为:

可见系统的特征根都具有负实部, 都在s平面的左半平面, 故系统稳定。

动态性能指标是描述稳定的系统在单位阶跃信号作用下, 动态过程随时间变化的指标, 主要包括上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。传统的教学方法去推导计算性能指标不仅花费时间多, 而且教学效果差。可根据定义对一阶二阶系统的性能指标公式进行推导, 让学生有基本的认识, 对于高阶系统, 可直接引入MATLAB, 利用step函数直接画出单位阶跃响应曲线并标出相关性能指标进行讲解。

2.根轨迹分析法与MATLAB

根轨迹分析法是一种适合于高阶系统的图解分析方法, 研究s平面上根的位置随参数变化的规律及其与系统性能的关系。传统教学方法, 是根据根轨迹绘制的七大法则手动绘制概略的根轨迹图, 在此基础上分析系统的相关性能。若引入MATLAB, 可用rlocus函数方便的画出根轨迹图。

例:系统的开环传递为:

3.频域分析法与MATLAB

频域分析法主要根据系统开环传递函数的频率特性曲线, 判断闭环系统的稳定性和稳定裕量。在MATLAB环境下, 应用nyquist和margin函数可以很容易的绘制系统的幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线, 并在图上标出幅值裕量和相位裕量。应用MATLAB编程实现对控制系统的分析, 可以节省较多的绘图时间, 提高课堂教学效率。

例:系统的开环传递函数为:

四、综合实例应用

基于MATLAB/GUI设计一个交互式界面, 把控制系统工程中的三种分析方法集合到一起, 操作简单, 直观形象。 在设计过程中, 学生不仅可以把所学的自控理论加以巩固, 还可以在软件操作、界面设计、函数文件编写等方面有所提高。

五、结语

将MATLAB融入控制系统工程课程教学, 一方面既丰富了教学内容、增强了教学效果, 又让学生直观地理解和领会了控制理论的抽象内容, 提高了学生的学习积极性。 另一方面应用MATLAB对控制系统进行分析和设计, 提高了学生的编程能力, 增强了学生的实际动手能力, 可谓一举多得。

参考文献

[1]郑阿奇.《MATLAB实用教程》第2版[M].北京:电子工业出版社, 2007, 8.

[2]黄坚.自动控制原理及其应用[M].北京:高等教育出版社, 2009.

[3]王蕊.MATLAB在《机械控制工程基础》教学中的应用[J].机电产品开发与创新, 2011, 7:179-180.

3.控制工程matlab使用 篇三

李玉洁

淮海工学院 测绘工程学院，江苏 连云港 222005

摘要：Matlab语言是一种非常实用的计算机语言，课程的教学灵活度大，实践性强。它的应用范围非常广，主要应用于信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。本文对Matlab的教学方法进行了探讨，增强Matlab教学的科学性、趣味性。

关键词：Matlab；教学方法；教学改革

The reform of teaching methods of Matlab in the University of surveying and mapping engineering

Yu-Jie Li

Huaihai Institute of Technology，Institute of Surveying and Mapping，Jiangsu Lianyungang

222005，China

Abstract: Matlab language is a very practical computer language,The teaching of this curriculum is very flexible and practical.Its application range is very wide,mainly used in signal and image processing communications control system design test and measurement financial modeling and analysis and computational biology for many applications.This papers discusses the teaching method of Matlab,enhance its scientific、interesting.Key words: Matlab;teaching method;educational reform

0引言

当今世界，科学技术飞速发展，知识经济大潮汹涌而来，国家间的竞争日益倚重知识科技的创新和高素质人才的培养，而高等院校作为培养人才的摇篮，能否培养出适应社会发展和时代需要的合格人才是至关重要的。随着计算机技术的发展，计算机的应用已深入到各个领域，因此每个高校的不同专业都开设了计算机课程，对于计算机水平要求较高的专业甚至还开设了计算机语言课程，但是对于如何教好学好计算机语言是大家一直探讨的问题。其中Matlab语言就是一门重要的应用十分广泛的计算机语言。

Matlab语言是当今国际上最流行的科学运算语言，它起源于矩阵运算，并已经发展成一种高度集成的计算机语言，其最显著的特点是功能强大、容易上手。Matlab的五大通用功能包括: 数值计算功能、符号计算功能、数据可视化功能、数据图形文字统一处理功能和建模仿真可视化功能。扎实细致地掌握该软件，可为学生毕业后的论文撰写和具体工作打下良好的基础。因此，Matlab语言的教学工作显得尤其重要。但其丰富的功能所带来的繁多的数据类型和复杂的语法结构，给初学者造成了不少困难。在教学过程中，不但要求教师具有良好的教学水平和教学方法，也要求学生具有良好的逻辑设计能力。因此，教师在教学过程中必须找到适合学生学习特点的教学方法，使学生在短暂的课堂学习时间内，学到尽可能多的Matlab语言概念和Matlab语言编程技巧。Matlab 语言介绍

Matlab 最早是由Moler 博士在讲授线性代数课程时，深感高级语言的诸多不便，于是萌生了新的软件平面，即Matlab（MATrix LABoratory，矩阵实验室）。采用了EISPACK（基于特征值计算的软件包）和LINPACK（线性代数软件包）中的子程序。如今已集成了LAPACK 和BLAS库。在各高等院校，对于数学、工程和科学理论中的课程，Matlab 都是标准的计算工具。它对于研究、开发和分析也是首选的计算工具。后来Moler博士等一批数学家和软件专家组建了Math Works软件公司，专门从事Matlab的扩展与改进。因此Matlab中补充了许多应用于不同领域的工具箱。如图像工具箱扩展了它解决图像处理问题的能力。用于补充 IPT的工具箱是信号处理、神经网络、模糊逻辑和小波工具箱。电力系统工具箱以Simulink为运

行环境，具有丰富的电路、电力电子、电机等电气工程学科中常用的元件模型库和齐全的分析功能，可以方便快捷地分析电力电子电路。现行Matlab教学中存在的问题

近年来，虽然教学手段已经实现多媒体化，但是教学方式还大多沿用传统的满堂灌，学生处于被动地位；教学内容过于强调教科书中知识的传授，理论与实际相脱节，使课堂教学显得空洞、呆板，造成学生死记硬背，缺乏学习兴趣，束缚了学生的思维发展且不能考核出学生的实际操作水平、综合分析能力及创新能力。

2.1课程内容多，课时少

这门课内容多、知识面广、实践性强。而实际教学内容多、课时少。它不仅需要讲授大量的基础知识基本概念，而且还要讲授具体的应用甚至操作。这迫使教师在教学中采用“填鸭式”、“压缩饼干式”的灌输，互动很少，教师累，学生烦，课堂气氛不够活跃。老师在教学的过程中也只是努力在规定的课时里完成教学任务，对教学质量不够重视。

2.2理论课程相对较多，忽略实践能力的培养

Matlab繁多的数据类型和复杂的语法结构并不是很快就能被同学们所掌握，而且即便熟练掌握了语法，也不一定能够利用其解决实际问题。教学中实践课程较少，学生缺乏动手动脑的机会。学生被动接受书本知识，死记硬背知识点不利于实践能力的培养。

2.3 学生的自我意识增强,自我约束能力下降

现在高校中的大学生大部分都是独生子女，在家都是娇生惯养的“小皇帝”，“小公主”，只知饭来张口，衣来伸手，坐享其成。为人处世往往以自我为中心，以个人意愿为出发点，我行我素、崇尚自由，上课吃东西、发短信等现象屡见不鲜，有的同学甚至迟到、旷课，自我约束能力下降，这些现象严重影响着课堂严谨的教学秩序。

2.4 实验内容、方法缺乏一定的创新

传统的实验教学内容、形式单一，缺乏时代性，缺少新内容。实验老师将所要完成的题目布置下去，学生依照实验指导完成，实验结束后，完成实验报告。这种教育方法只注重对实验结果的验证，而不注重实验过程，缺乏完整性，在很大程度上限制了学生分析和解决问题能力的培养。

2.5学生对已有的实验步骤与方法进行模仿，缺乏探索精神和自主意识

由于已有教学讲义或实验指导，学生在做实验时只按照所给的思路考虑问题，形成一定程度的思维定势，缺乏探索创新精神。对要求完成的实验内容只是一味的照抄原文或者仿造同学，为了完成任务而完成任务，并不能深入理解和掌握题目的宗旨。学生对老师或实验指导的依赖性大，对实验缺乏兴趣，影响了学生发挥其主动性和创造性。Matlab教学方法的改革思路

2.1适当增加课时，并提高实验课程的比重

为学生开任何一门课程的时候，都应考虑大多数学生的情况，让他们有充分的时间学好该门课程，努力做到学一科会一科。在让学生有充分的时间能够学好该课程的前提下，增加学生动手操作的时间，提高实践教学的比重。不仅要让他们理解单独的语法，更要学会并掌握其实际应用，为以后的工作打下坚实的基础。

2.2让课堂充满激情

要想让课堂情绪高涨，教师首先就得对教学感兴趣，讲课时要充满激情；板书要工整条理、图文并茂，便于学生理解、记录；讲课时吐字清楚，声音抑扬顿挫、铿锵有力；肢体语言形象直观、恰到好处。做到时常的与学生互动，这样不仅可以让学生集中精神，避免一些小动作，而且能够跟上老师的教学节奏，实时的掌握并巩固教学内容。

2.3增加课前小测验

在课程开始之前先进行小测验，这样既能检验学生对上一堂课的知识点的掌握，又能检

验学生对课程的预习情况，能促使学生主动的回忆和复习、主动翻阅书籍、查资料，培养他们收集、处理、分析信息的能力。养成良好的学习习惯，做到课前预习，课后复习。

2.4提倡启发式教学

教师在讲授理论知识的同时，指导学生通过自己的记忆方式理解理论知识，并采用一些实例来解释说明某些知识点。课本上的实验应避免附上详细的步骤，在整个实验教学的过程中，要鼓励学生自由发挥。老师明确实验目的和要求后，不应对实验步骤进行详解，只作一些必要的引导和提示，给学生足够的空间，尽量让学生独立完成实验。

2.5进行不同任务分配

在实验教学时，老师可布置给学生不同的实验任务，这样可避免他们之间相互借鉴，培养学生的自主意识，锻炼学生的实际操作能力。让他们在实践中发现问题，并通过自己动手动脑来解决问题，加深对知识的理解和掌握。

2.6增加当堂实验总结

实验总结是一个温故知新的环节。老师总结学生的实验报告结果，针对其过程中的一些重要环节提出问题，进一步检验学生对所学知识的掌握情况。与此同时，学生也能通过老师的解析及师生间的互动讨论，理清思路，巩固和强化已学知识，并锻炼总结归纳能力。

2.7改革成绩认定方式

引入多角度评定成绩的因素，建立客观全面的考核机制。改变传统的以一张考卷决定学生在本门课程的学习中是合格还是重修的方式。而应将课前测验、课堂提问、实验报告和试卷成绩综合起来，给予学生一个中肯的评价。同时鼓励学生以证代考，例如考取了本课程的资格证书就可以不用参加期末考试，以此方式鼓励学生。结论

总之，Matlab语言是一门非常优秀的编程语言，学生也知道在工作过程中非常有用。但由于其自身比较复杂和灵活，因而掌握起来有一定难度，但一旦激发了学生的学习兴趣，并在教学过程采取有效的方法与手段，让学生积极参与到实践中来，就能取较好的教学效果。

教学质量是教学工作永恒的主题，教学质量是学校教学工作的生命线。在Matlab教学中，只有不断地改进教学方法、改革教学评价体制、完善课程体系、提高学生自学能力，才能真正提高教学质量，促进教育事业顺利健康发展。

在开展Matlab的教学过程中,本着以学生为主体的教学原则,精心设计教学方案,采取符合学生认知规律的、科学的教学方法，借助现代化的网络教学资源，不仅克服了传统教学过程中讲解内容抽象、教学内容难以扩展等方面的不足，而且学生在学习中也表现出了极大的热情和创造性。Matlab的教学是一种探索性课程，教学内容丰富，采用较好的教学方法和实验方法可以充分调动和激发学生的兴趣，更快更好地学好该课程。在循序渐进的实验过程中，必能促使学生的综合素质和创新能力得到锻炼和提高，从而提高毕业生的竞争力，客观上也会为社会培养大量的创新性人才。

参考文献

[1] 刘武《C语言程序设计》教学探讨 科技广场 2008.4

[2] 徐辉“Visual Basic程序设计”课程教学模式的探讨和实践科技信息2008年第期

[3] 徐静 张文静 刘永福 刘海洋 卢海霞《高级语言程序设计》教学方法的分析与探讨福

建电脑2008 年第 4 期

[4] 杨夷梅 杨玉军Matlab教学中的方法与实践教学改革广角2008年12月下 总第127期

[5] 张汗灵MATLAB 教学中的应用管理教育2008年10月

[6] 史文秀《数据库原理与应用》实验教学初探科技信息 2008 年第32期

[7] 燕红文VB 程序设计案例教学方法研究科技情报开发与经济2009年 第19卷 第11

期

[8]平怡高等数学教学的现状及思考湖北成人教育学院学报2008年5月 第14卷 第3

期

[9] 王艳秋基于MATLAB教学平台的自动控制理论教学改革与实践辽宁工学院学报

2006年2月第8卷第1期

[10] 赵冬提高高等数学教学质量的若干途径长沙大学学报2008年9月 第 22 卷 第期

[11] 余静静 高校实验教学方法改革的探讨中国集体经济 教学园地2008年4月

[12] 金小娟蒲俊文宋先亮高校课堂教学中的几点思考科技创新导报 2008年9月

[13] 陈适宜政治理论课教学手段和方法改革探讨重庆科技学院学报 社会科学版 2009

4.控制工程matlab使用 篇四

iteration 用于显示当前循环的执行次数[待考]

iteration 总是从 1 开始，每执行一次增加 1.[待考]

first：

当前 foreach 循环第一次执行时 first 被设置成 true.

last：

当前 foreach 循环执行到最后一遍时 last 被设置成 true.

show：

show 是 foreach 的一个参数. 取值为布尔值 true 或 false. 如果指定为 false 该循环不显示，如果循环指定了 foreachelse 子句，该子句显示与否也取决于 show 的取值，

total：

total 用于显示循环执行的次数，可以在循环中或循环执行后调用。

属性类型是否必须缺省值描述fromstringYesn/a待循环数组的名称itemstringYesn/a当前处理元素的变量名称keystringNon/a当前处理元素的键名namestringNon/a该循环的名称，用于访问该循环

描述：

foreach 是除 section 之外处理循环的另一种方案(根据不同需要选择不同的方案)。

foreach 用于处理简单数组(数组中的元素的类型一致)，它的格式比 section 简单许多，缺点是只能处理简单数组。

foreach 必须和 /foreach 成对使用，且必须指定 from 和 item 属性。

name 属性可以任意指定(字母、数字和下划线的组合)。

foreach 可以嵌套，但必须保证嵌套中的 foreach 名称唯一。

from 属性(通常是数组)决定循环的次数。

foreachelse 语句在 from 变量没有值的时候被执行。

例子1：

{* 该例将输出数组 $custid 中的所有元素的值 *}{foreach from=$custid item=curr_id}id: {$curr_id}

{/foreach}

输出：

id: 1000

id: 1001

id: 1002

例子2:

{* The key contains the key for each looped valueassignment looks like this:$smarty->assign(“contacts”, array(array(“phone” =>“1”, “fax” =>“2”, “cell” =>“3”),array(“phone” =>“555-4444”, “fax” =>“555-3333”, “cell” =>“760-1234”)));*}{* 键就是数组的下标，请参看关于数组的解释 *}{foreach name=outer item=contact from=$contacts}{foreach key=key item=item from=$contact}{$key}: {$item}

{/foreach}{/foreach}

输出：

phone: 1

fax: 2

cell: 3

phone: 555-4444

fax: 555-3333

cell: 760-1234

5.工程机械使用寿命探讨 篇五

道路施工机械设备，由于设计水平，制造质量，使用环境以及使用单位的维修技术和管理水平不同，同一型号的设备，其使用寿命的长短有很大的差别。笔者从事工程机械维修管理工作几十年，根据自己多年的工作经验和感受，从工程机械的研究、设计制造、安装和使用、保养和维修全过程，谈一谈合理延长机械使用寿命应采取的必要措施和提高管理水平，以保证工程机械正常使用寿命，发挥其应有的效益。道路施工机械设备，由于设计水平，制造质量，使用环境以及使用单位的维修技术和管理水平不同，同一型号的设备，其使用寿命的长短有很大的差别。笔者从事工程机械维修管理工作几十年，根据自己多年的工作经验和感受，从工程机械的研究、设计制造、安装和使用、保养和维修全过程，谈一谈合理延长机械使用寿命应采取的必要措施和提高管理水平，以保证工程机械正常使用寿命，发挥其应有的效益。

设计方面的优劣对工程机械寿命的影响

1.1为保证应有的使用寿命，应该采取的优化设计

优秀的设计是延长机械使用寿命的首要环节。日本、美国等发达的工业化国家提出“设计立业”的思路，采取多方论证设计的优劣，选择最佳优化设计方案，这样，使得他们的产品经久耐用，高效低耗，从而占领全球主要施工机械销售市场。我国的大型施工项目中的主要土石方工程用机械设备主要是采用以上发达国家进口产品，这些设备外观新颖、操作舒适、性能先进、经久耐用。他们根据人体工程学设计的座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机，超前的流线型机身和驾驶舒适感，具有良好的机械性能和人性化设计，深受机驾人员的欢迎。例如：美国卡特彼勒公司、日本小松公司生产的液压挖掘机等深受使用者的欢迎。根据日本小松、神户制钢等厂商的产品设计资料分析，为保证机械设计使用寿命，其方法主要是推行可行性设计和维修方便设计。而美国卡特彼勒公司运用负荷分析方法，准确地分析了挖掘机、推土机在施工中受力部件的应力，提出了延长机件寿命的设计（长寿设计），其思路是：第一，降低面压（机件表面的接触应力），例如用螺旋齿轮代替渐开线齿轮，使齿轮重迭系数大增；第二，分散负荷,推土机采用三角布臵履带行走系代替传统的平行布臵履带行走系，将驱动轮从常规的触地式移至三角形顶部，与地面脱离接触，使驱动轮承受的冲击负荷、作业负荷、泥土带进履带传动副阻力大幅度减小；第三，减磨设计，如采用湿式离合器、湿式制动器等，以减少磨擦损失，提高机械传动效率和能量利用率。由于他们成功的优化设计，使其产品投放市场以后具有很强的竞争力和较高的市场占有率。

1.2维修保养方面的设计考虑

日立建机认为，如果机械维修性好，易于维修，能够采用“低成本的快速修理”，可使机件经常处于良好的技术状态。这样设计的施工机械，在工作过程中，一旦出现了故障，由于可以低成本快速修理，无需更换新部件总成，这实际上就延长了机械的使用寿命、提高了机械完好率、降低了机械的使用成本。因此，要在传统优化设计的基础上应着重考虑以下几方面因素，方便维修。

一是拆装简单化，使维修工作空间方便和人性化。例如采用OPS管接头，分离式链轨节、翻转式驾驶室和发动机罩，间隙可调的铰接结构等；二是部件组合化，将零部件设计成便于拆装的组件，例如CATD9L推土机，由于采用了部件组合化设计，比CATD9H推土机的部件拆装时间减少；三是加注润滑油集中化，如日本小松公司生产的推土机，将变速器，变矩器等部件的加油口（含油过滤器）、测压点集中布臵在一处，驾驶员站在地面就可以同时向上述部件加油和检查油平面，免去了爬上爬下的劳累，有利于确保润滑按期进行和防止检查部位遗漏；四是密封加注液压油，完全避免了施工环境的风沙和其他杂质等有害分子进入液压油内，例如：美国生产的BARTMIL160沥青路面铣刨机，设计了密封加注液压油的装臵，保证了注入液压系统油的清洁；五是检查电子监控化，运用电子传感技术，对油量、油温、轴温、水温、振动及负荷进行监控，防故障于未然；六是延长润滑周期，如采用双过滤器使油不易老化，对轻负荷、活动不频繁的杆系铰接部位采用含油轴承，实现理想润滑；采用密封润滑等来减少油的老化，泄漏，既延长了润滑周期，减少了维修作业量，又可确保机件处于良好的润滑状态；七是易损件通用化，对常用的易损件，尽量采用通用件，以减少备件储备，方便备件采购；八是随机工具完备,因为施工机械作业现场的特殊性，需要设计比较周全的随机工具，便于驾驶员进行日常维护和一般故障的排除；九是尽可能考虑运动副的耐久性，减少经常维修保养项目。

1.3采用新材料

采用新材料制造的施工机械，可以有效地延长机械的使用寿命。近年来，材料科学技术发展日新月夜，突飞猛进。大量高强度，抗磨损，抗振动和抗冲击的新材料、纳米技术材料、先进的电子元件技术不断出现，设计机器时应根据机械性能与工况选用相适应的新材料，从材料性能质量上保证其使用寿命。这样，才能从源头上控制机械零件的各项性能，减少经常维修项目，使维修操作更简单、方便，为延长机械的使用寿命打下坚实的基础，例如：福建泉州路面机械厂生产的40t沥青混凝土拌和机成品料提升限位电器阀，由于采用了先进的进口元件，使其故障率大大降低（使用四年以来降为零）。

制造生产方面

为了保证机械设备的质量，使之经久耐用，生产厂家要建立强有力的质量保证体系，提高质量意识，加强生产过程检测（这也是设计者理想的产品），不合格的零部件一定不能装配主机。外协作件同样要建立严格的质量验收体系。否则，主机和主要总成件虽然质量较好，但是，协作厂家生产的部分配件质量达不到设计要求，致使整机经常出现故障。例如：1998年云南开远公路管理总段引进的“BARTMIL160”路面铣刨机,由于后转向液压油缸质量不过关，连续两次更换，直到外商派人到现场修理更换配件，才把故障排除，这样，既增加了维修工作量，又影响了生产厂家的信誉。所以，总装厂应严格按规范验收外协作零部件，不合格的外协作件不许装配主机。此外，对于机械设计不成熟，性能不稳定的产品不要投放市场，否则，有损企业的市场形象。使用与维修保养方面

施工机械的使用寿命长、短，用户的管理、使用是非常重要的一环，要做好以下四方面的工作。

3.1坚持实行“二定三包”制度

定人、定机，包使用、包保管、包保养），机械操作人员要做到“三懂”（懂构造、懂原理、懂性能），“四会”（会使用、会保养、会检查、会排除一般故障）。正确使用机械，严格执行安全技术操作规程，对机械设备实行目标成本管理，将操作者的经济效益与机械使用费（如燃油料费、维修费、保养费、材料费、工具费等）挂钩，变机械驾驶员被动日常维护保养设备为主动日常维护保养。

3.2减少环境气候给机械造成的无形磨损

即减少环境因素对机械使用寿命的影响。由于施工机械大部分是露天作业，作业地点经常变动，所以其性能受到作业场地的温度、环境、气候等因素的影响很大。长期固定作业的机械，一定要有停机房（棚），或者采取上遮盖，下用木料支垫的维护措施，减少日晒雨淋、锈蚀造成的无形磨损。不少施工单位由于忽视了环境因素对使用机械的影响（环境温度过低，还会给机械造成灾难性后果）。未采取相应的保护性或适应性措施，致使机械使用性能降低，使用寿命缩短，甚至酿成事故。

3.3机械实行定期保养是延长寿命的关键

《交通部筑养路机械保修规程》对机械的保养都有明确规定，但是，不少施工单位一到工期紧、任务重时，往往忽视保养工作，认为机械正常运行，没有故障，无需停下来保养。这就埋下了日后造成机械事故的隐患。因为保养能消除机械隐患，若不及时保养，往往会使机械设备出现大的故障，甚至发生人员伤忘事故。这样既增加维修费用，又耽误施工工期。

3.4采用先进的机械检测等辅助维修手段

机械维修工作是延长机械使用寿命的重要环节，采用合理的维修方法可以有效地延长工程机械的使用寿命。根据有关资料统计，采用先进的状态监测手段，可以减少25%～50%维修费，故障发生率减少75%，并可延长机械使用寿命。

3.5低成本快速修理法

机械行业提出的“低成本快速修理法”也是延长机械使用寿命的有效方法。实施此法，除了机械设计时采用维修性设计，提高机械的维修性外，在维修实践上还可采用下列方法：一是零件换位，施工机械上的许多零件，如推土机，挖掘机的履带销，柴油机缸套等，在运行中往往承受单向负荷，从而造成不均衡的磨损，如果适时地更换受到不均衡负荷零件的位臵，使它们的磨损均衡，则可延长其使用寿命。二是采用先进的刷镀与胶粘修复技术，也可以快速低成本地修复失效零件。

随着维修技术的进步，可延长机械零件使用寿命的先进修复工艺大量出现，如耐磨堆焊，喷涂金刚石电镀层，磁性电镀，激光电镀等。施工单位因条件所限，不能一一使用，但可与地方生产企业合作，合理利用先建的修复工艺，以延长机械使用寿命，降低机械使用成本。合理处理好机械使用寿命与技术进步的关系

上面论述的都是延长机械物理寿命的方法，实际上，机械的寿命还有经济寿命和技术寿命之分。经济寿命是从经济的角度和机械最合理的使用期限，具体的说就是指能使机械的年平均使用成本（由机械购臵费的折旧费和机械的年运行费用两部分组成）最低的年数。技术寿命是从技术折旧角度看机械最合理的使用期限，具体地是指从机械开始使用到因技术落后而被淘汰所持续的时间，它与技术进步的速度有关，与机械的运转时间有关。

6.控制工程matlab使用 篇六

1. 基于LQR算法的主动控制原理

本文采用的是MATLAB内置的LQR算法, LQR算法是基于状态空间的主动控制算法, 也是目前应用最广发的控制方法之一。由于实际工程中的自由度数很多, 在全部自由度上布置传感器是很困难的, 也是不经济的;同时传感器与数据采集系统受到周围环境噪声的影响, 而LQR控制算法恰好是针对上述问题发展起来的一种设计主动控制力和用于工程实际的方法。

n个自由度的土木工程受控结构在环境干扰作用下的运动方程为

其中DSn×r为环境干扰位置矩阵, BSn×p为控制力作用位置矩阵。首先要把结构的参数矩阵如质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵等转化为状态空间矩阵:

设, 在状态空间中由式 (1.1) 描述的受控结构系统可以表示为:

定义系统的二次型能泛函:

其中Qn×n, Rn×n为半正定的权矩阵, 求泛函的极值从而得到控制力矩阵U (t) 。

2. 算例分析

2.1 计算模型参数

计算模型为一个三层剪切性框架结构, 主要参数为:结构层质量和层间刚度为mi=4×105kg, ki=2×108N/m (i=1, 2, 3) 。结构阻尼矩阵可按Rayleigh阻尼由前两阶振型阻尼比确定, 假定前两阶振型阻尼比ζ1=ζ2=5%。结构的外干扰为EI Centro (NS, 1940) 地震波, 地震波输入峰值为200Gal。求解该结构在无控情况下和采用主动控制算法情况下的时程反应。首先将动力学方程转化为状态空间形式, 将该结构简化为一个糖葫芦串剪切模型, 则到结构的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵分别为

假设在结构各层均设置主动控制装置, 如图1, 则控制力及其位置矩阵分别为

结构的状态方程可以写成

2.2 计算结果分析

2.2.1 权矩阵的选取和反馈增益矩阵的获得

2.2.2 求解结构在无控和主动控制情况下的系统反应

利用动力时程分析方法得到的无控制情况下与主动控制情况下的地震响应对比, 其1~3层地震时程位移响应如图2~3所示。

无控情况和主动控制情况下的结构地震响应对比如表1所示。

由表1可以看出在主动控制情况下, 结构的最大位移、层间位移及振动速度都有明显降低。

3.结论

利用主动控制算法对结构进行控制可以有效地控制结构的位移、层间位移和速度响应。而MATLAB强大的分析能力能够出色地完成主动控制的模拟和计算, 利用MATLAB内置的函数, 可以快速准确地获得主动控制的反馈增益矩阵并对受控结构作时程反应分析, 利用MATLAB可以对主动控制的各种相关问题进行系统研究, 如主动控制权矩阵的选取、主动控制的时滞影响等。

参考文献

[1]欧进萍.结构振动控制——主动、半主动和智能控制.科学出版社

[2]张志涌.精通matlab.北京航空航天大学出版社

[3]刘晶波, 杜修力=.结构动力学.机械工业出版社

[4]郝文化.ansys土木工程应用实例.中国水利水电出版社

[5]武田寿一.建筑物隔震防振与控振.中国建筑工业出版社

[6]顾仲权.振动主动控制科学出版社

[7]欧进萍, 吴波.被动耗能减振系统的研究与应用进展.地震工程与工程振动