采用中心差分法计算其位移响应,并作出前10s内每个质点的时间位移曲线。m1=m2=1,m3=2,c1=c2=c3=1,k1=1,k2=5,k3=8,f1=0,f2=sin(w2*t),f3=0,w1=w2=w3=1,x1=x1'=x2=x2'=x3=x3'=0,matlab代码

时间: 2023-08-08 16:14:11 浏览: 55
根据题目中给出的物理模型,可以写出如下的运动方程: ``` m1 * x1'' + c1 * x1' + k1 * x1 - k2 * (x2 - x1) - f2 = 0 m2 * x2'' + c2 * x2' + k2 * (x2 - x1) - k3 * (x3 - x2) + f2 = 0 m3 * x3'' + c3 * x3' + k3 * (x3 - x2) = 0 ``` 其中,m1、m2、m3分别是三个质点的质量,c1、c2、c3分别是三个质点的阻尼系数,k1、k2、k3分别是三个质点之间的弹簧系数,f2是第二个质点外力的大小,w2是第二个质点外力的角频率,x1、x1'、x2、x2'、x3、x3'分别是三个质点的位移和速度。 为了计算三个质点的位移响应,需要将上述方程转化为一组一阶微分方程组。令 ``` y1 = x1' y2 = x2' y3 = x3' ``` 则有 ``` x1' = y1 x2' = y2 x3' = y3 y1' = (-c1*y1 - k1*x1 + k2*(x2 - x1) + f2)/m1 y2' = (-c2*y2 - k2*(x2 - x1) + k3*(x3 - x2) - f2)/m2 y3' = (-c3*y3 - k3*(x3 - x2))/m3 ``` 下面是对应的MATLAB代码: ```matlab m1 = 1; m2 = 1; m3 = 2; c1 = 1; c2 = 1; c3 = 1; k1 = 1; k2 = 5; k3 = 8; f1 = 0; f2 = @(t) sin(t); f3 = 0; w1 = 1; w2 = 1; w3 = 1; x10 = 0; x20 = 0; x30 = 0; x10p = 0; x20p = 0; x30p = 0; t = 0:0.01:10; N = length(t); x1 = zeros(1, N); x2 = zeros(1, N); x3 = zeros(1, N); for i = 2:N y = [x10p, x20p, x30p, (-c1*x10p - k1*x10 + k2*(x20 - x10) + f2(t(i)))/m1, ... (-c2*x20p - k2*(x20 - x10) + k3*(x30 - x20) - f2(t(i)))/m2, ... (-c3*x30p - k3*(x30 - x20))/m3]; k1 = dt * f(x(i-1), y); k2 = dt * f(x(i-1)+0.5*k1, y); k3 = dt * f(x(i-1)+0.5*k2, y); k4 = dt * f(x(i-1)+k3, y); x(i,:) = x(i-1,:) + (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4) / 6; x10 = x(i,1); x20 = x(i,2); x30 = x(i,3); x10p = x(i,4); x20p = x(i,5); x30p = x(i,6); end figure; plot(t, x(:,1), t, x(:,2), t, x(:,3)); xlabel('Time (s)'); ylabel('Displacement (m)'); title('Displacement vs Time'); legend('x1', 'x2', 'x3'); figure; plot(t, x(:,1), t, x(:,2), t, x(:,3), t, f2(t)); xlabel('Time (s)'); ylabel('Displacement (m)'); title('Displacement vs Time'); legend('x1', 'x2', 'x3', 'f2'); ``` 其中,f是一个函数,用于计算微分方程组右侧的向量。

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