基于MATLAB小球弹跳仿真.docVIP

Matlab仿真技术作品报告 题目:基于MATLAB的小球弹跳仿真 系 （院）： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 学年学期: ~ 学年 第 学期 年 月 日 设计任务书 课题 名称 基于MATLAB的小球弹跳仿真 设计 目的 利用物理学原理，综合运用matlab工具实现小球弹跳仿真； 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； 学习资料的收集与整理，学会撰写报告。 实验 环境 微型电子计算机（PC）； 安装Windows 2000以上操作系统，MATLAB等开发工具。 任务 要求 小球在弹跳过程中，有能量损失，即存在损耗系数，最后必然速度变为0停下来，本次课程设计就是要模拟仿真小球弹跳的整个过程，首先通过使用simulink搭建系统模型，实现小球弹跳仿真，但这是建立在初始速度、初始高度和衰减系数都已知的情况下，且描绘的只是整个过程的静态图像，所以通过设计GUI界面，让用户可以输入任意小球的初速度、初始高度以及衰减系数数值，从而模拟出小球弹跳的整个过程，要有小球速度的动态变化图，小球的动态轨迹图，以及小球的动态位移图，从而使整个过程清晰明了。 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集与整理； 结束后，及时提交作品报告（含纸质稿、电子稿），要求格式规范、内容完整、结论正确，正文字数不少于1500字（不含代码）。 摘要 matlab的应用领域非常广泛，从基本的线性代数、泛函分析，到应用广泛的信号处理、可控制系统、通信系统，直到神经网络、小波理论等最新技术领域。为了体现matlab这个语言工具的应用，所以以本次课程设计为小小的实例，来体现它的应用价值。本次课程设计思想来源于基础实验课的第一次实验，不过在此基础上提高了难度，综合运用了整个matlab课程中所学到的知识。第一次关于小球弹跳的实验只是把它的轨迹图用绘图方法制作出来，而且物理情景简单，初始速度为0，高度为1，小相当于竖直下落过程，所以让我想到在此基础上深入挖掘，做一个初始速度、初始高度和衰减系数都可以通过输入来确定，可以描绘出小球弹跳的整个动态过程，而这一切正是matlab仿真技术可以解决的问题，也是体现这门课程的主要特色所在。 关键词 初始速度、初始高度、衰减系数、动态、simulink、GUI界面、仿真图形 绪论 MATLAB语言是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言。它集成度高，使用方便，输入简捷，运算高效，内容丰富，并且很容易有用户自行扩展。与其它计算机语言相比，MATLAB具有以下特点： （1）、MATLAB是以解释方式工作，输入算是立即得出结果，无需编译，对每条语句解释后立即执行。若有错误也立即作出反应，便于编程者马上改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。 （2）、变量的多功能性。每个变量代表一个矩阵，可以有mn 个元素；每个元素都可以看做一个复数；矩阵的行数列数无需定义，MATLAB会根据用户输入的数据形式，自动决定一个矩阵的阶数。 （3）、运算符号的多功能性。所有的运算，包括加减乘除、函数运算都对矩阵和复数有效。 （4）、语言规则与笔算式相似。 （5）、强大而简易的作图功能。能根据输入数据自动确定坐标绘图；能规定多种坐标（极坐标、对数坐标等）绘图；能绘制三维坐标中的曲线和曲面；可设置不同的颜色、线型、视角等，如果数据齐全，往往只需要一条命令即可给出相应的图形。 （6）、智能化程度高。绘图时自动选择最佳坐标，以及按输入或输出变元数自动选择算法等；做数值积分时自动按精确度选择步长；自动检测和显示程序错误的能力强，易于调试。、 （7）、功能丰富，可扩展性强。MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分。基本部分包括：矩阵的运算和各种变换，代数和超越方程的求解，数据处理和傅里叶变换及数值积分等。扩展部分称为工具箱，它实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的专门问题，或某一领域的新算法，现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多个工具箱，并且还在继续发展中。 而对于我们信息工程类专业生，学习本课程，重