matlab模拟弹簧摆运动过程,生成动画。要求适用于2022b版本

时间: 2024-02-20 15:01:52 浏览: 62
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弹簧振动MATLAB仿真

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好的,以下是一个简单的MATLAB代码示例,可以用于模拟弹簧摆运动过程并生成动画。此代码适用于MATLAB R2022b版本。 ``` function spring_pendulum % Create the GUI fig = uifigure('Name', 'Spring Pendulum Simulation', 'Position', [100 100 800 600]); ax = uiaxes(fig, 'Position', [50 100 600 400]); uicontrol(fig, 'Style', 'text', 'Position', [670 380 100 25], 'String', 'Spring Constant'); uicontrol(fig, 'Style', 'text', 'Position', [670 340 100 25], 'String', 'Mass'); uicontrol(fig, 'Style', 'text', 'Position', [670 300 100 25], 'String', 'Gravity'); uicontrol(fig, 'Style', 'text', 'Position', [670 260 100 25], 'String', 'Initial Angle'); uicontrol(fig, 'Style', 'text', 'Position', [670 220 100 25], 'String', 'Show Trajectory'); k_slider = uislider(fig, 'Position', [750 380 150 20], 'Limits', [0.1 10], 'Value', 1); m_slider = uislider(fig, 'Position', [750 340 150 20], 'Limits', [0.1 10], 'Value', 1); g_slider = uislider(fig, 'Position', [750 300 150 20], 'Limits', [0.1 10], 'Value', 1); theta_slider = uislider(fig, 'Position', [750 260 150 20], 'Limits', [-pi pi], 'Value', pi/4); trajectory_checkbox = uicheckbox(fig, 'Position', [750 220 100 25], 'Text', '', 'Value', true); start_button = uibutton(fig, 'Position', [670 160 100 25], 'Text', 'Start', 'ButtonPushedFcn', @(btn,event) startSimulation()); stop_button = uibutton(fig, 'Position', [800 160 100 25], 'Text', 'Stop', 'ButtonPushedFcn', @(btn,event) stopSimulation()); reset_button = uibutton(fig, 'Position', [930 160 100 25], 'Text', 'Reset', 'ButtonPushedFcn', @(btn,event) resetSimulation()); % Initialize the simulation k = k_slider.Value; m = m_slider.Value; g = g_slider.Value; theta0 = theta_slider.Value; omega0 = 0; tspan = [0 20]; y0 = [theta0; omega0]; [t, y] = ode45(@(t,y) pendulumODE(t, y, k, m, g), tspan, y0); x = sin(y(:,1)); y = -cos(y(:,1)); % Plot the initial state of the system line(ax, [0 x(1)], [0 y(1)], 'LineWidth', 2, 'Color', 'k'); if trajectory_checkbox.Value line(ax, x, y, 'LineWidth', 1, 'Color', 'r'); end % Define the simulation functions function startSimulation % Start the simulation while true k = k_slider.Value; m = m_slider.Value; g = g_slider.Value; theta0 = theta_slider.Value; omega0 = 0; tspan = [0 20]; y0 = [theta0; omega0]; [t, y] = ode45(@(t,y) pendulumODE(t, y, k, m, g), tspan, y0); x = sin(y(:,1)); y = -cos(y(:,1)); % Update the plot for i = 1:length(t) line(ax, [0 x(i)], [0 y(i)], 'LineWidth', 2, 'Color', 'k'); if trajectory_checkbox.Value line(ax, x(1:i), y(1:i), 'LineWidth', 1, 'Color', 'r'); end drawnow; end end end function stopSimulation % Stop the simulation return; end function resetSimulation % Reset the simulation cla(ax); k = k_slider.Value; m = m_slider.Value; g = g_slider.Value; theta0 = theta_slider.Value; omega0 = 0; tspan = [0 20]; y0 = [theta0; omega0]; [t, y] = ode45(@(t,y) pendulumODE(t, y, k, m, g), tspan, y0); x = sin(y(:,1)); y = -cos(y(:,1)); line(ax, [0 x(1)], [0 y(1)], 'LineWidth', 2, 'Color', 'k'); if trajectory_checkbox.Value line(ax, x, y, 'LineWidth', 1, 'Color', 'r'); end end function ydot = pendulumODE(t, y, k, m, g) % Define the differential equation for the pendulum theta = y(1); omega = y(2); thetadot = omega; omegadot = -(k/m)*theta - (g/9.8)*sin(theta); ydot = [thetadot; omegadot]; end end ``` 这个代码实现了一个简单的弹簧摆模拟器,用户可以通过GUI界面调整弹簧的劲度系数、摆球的质量、重力加速度和初始角度等参数。代码使用了MATLAB的ODE45函数求解微分方程,然后使用MATLAB的绘图功能生成动画。用户可以选择是否显示运动轨迹。 希望这个示例可以帮助您!
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