MATLAB仿真：单自由度振动系统及其应用

本文主要探讨了振动理论在计算机上的MATLAB仿真研究方法。作者杜春艳和李立军针对单自由度系统，利用MATLAB的Simulink工具构建了振动系统的仿真模型。他们首先介绍了振动理论在物理学和力学中的重要性，强调了计算机仿真在解决振动问题如消除共振、分析阻尼效应等方面的优势。 在单自由度振动系统的研究中，他们详细解释了无阻尼自由振动和有阻尼自由振动的运动方程，以及无阻尼强迫振动和有阻尼强迫振动的数学表达。对于这些情况，分别设计了对应的仿真模型，如图1所示的自由振动模型和图2、图3（c）和（d）所示的强迫振动模型。图3（e）的模型需要通过特定的M文件来驱动仿真，这种方式虽然稍微复杂一些，但可以实现更精确的参数控制。 通过Simulink的模块参数对话框，用户可以直接输入系统参数，而仿真参数则在仿真参数对话框中设定。通过点击Simulation菜单的Start选项，即可启动仿真过程，这使得模型的分析和结果可视化变得直观且易于操作。同时，模型中添加的示波器模块能够实时显示仿真结果，方便动态观察和数据分析。 本文提供了一种实用的工具和技术，极大地促进了振动理论教学和研究的效率，使得复杂振动问题的数值模拟变得更加便捷和精确。这对于相关领域的工程师和研究人员来说，无疑是一个重要的研究进展。