弧长法求非线性振动幅频响应matlab实例

时间: 2023-07-13 17:06:34 浏览: 155
M

用matlab求频率响应

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以下是一个使用弧长法求解非线性振动幅频响应的MATLAB示例代码: ```matlab function [w, A] = arc_length_method() % Define system parameters m = 1; k = 1; beta = 0.1; w0 = sqrt(k/m); % Define initial conditions x0 = 0; v0 = 1; % Define the function handle for the ODE system fun = @(t, y) [y(2); -k/m*y(1) - beta/m*y(2)^3]; % Define the Jacobian of the ODE system jac = @(t, y) [0, 1; -k/m - 3*beta/m*y(2)^2, -beta/m*9*y(2)^2]; % Define the arc length continuation parameters ds = 0.01; % Step size s = 0; % Initial arc length parameter s_max = 10; % Maximum arc length parameter tol = 1e-6; % Tolerance for convergence max_iter = 100; % Maximum number of iterations % Initialize the solution vectors w = []; A = []; % Perform the arc length continuation method while s < s_max % Define the initial guess for the next solution if isempty(w) % First solution is the linear system y_guess = [x0; v0]; w_guess = w0; else % Use previous solution as guess for next solution y_guess = y_next; w_guess = w_next; end % Perform the Newton-Raphson iteration for iter = 1:max_iter % Solve the ODE system using the current guess [t, y] = ode45(fun, [0, 2*pi/w_guess], y_guess); % Calculate the residual and Jacobian r = [y(end, 1) - cos(w_guess*t(end)); s - s_prev - ds]; J = [y(end, 2)*(-sin(w_guess*t(end))), w_guess*sin(w_guess*t(end)); ... jac(t(end), y(end, :)), zeros(2, 1)]; % Solve the linear system to update the guess delta = -J\r; y_next = y(end, :)' + delta(1:2); w_next = w_guess + delta(3); % Check for convergence if norm(delta) < tol break; end % Update the guess for the next iteration y_guess = y_next; w_guess = w_next; end % Add the solution to the output vectors w = [w; w_next]; A = [A; y_next(1)]; % Update the continuation parameters s_prev = s; s = s_prev + ds; end % Plot the amplitude-frequency response plot(w, A); xlabel('Frequency (rad/s)'); ylabel('Amplitude'); title('Amplitude-Frequency Response using Arc Length Method'); end ``` 在这个示例中,我们定义了一个质量为1、弹性系数为1、阻尼系数为0.1的非线性振动系统,并使用弧长法求解其振幅-频率响应。我们使用一个简单的二阶ODE解算器(ode45)来解决ODE系统,使用牛顿-拉夫逊迭代来更新每个解的初始猜测,直到收敛到所需的精度。最后,我们将每个解的振幅与其频率绘制在图表中。 请注意,这只是一个示例,您需要根据您的具体问题进行修改和调整。
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