在物理学上的应用。
摘要是用于动态系统和嵌入式系统的多领域**和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、**处理和图像处理系统，提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、**、执行和测试。与matlab 紧密集成，可以直接访问matlab大量的工具来进行算法研发、**的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
本文将讨论在物理学方面的应用。
关键词物理学应用 matlab
一、概述。在matlab中，是用来建模、**和分析动态多维系统的交互工具。可以使用标准模型库或者自行创建模型库来描述、模拟、评价和精化系统行为。
同时和matlab之间的联系十分便捷，可以使用一个灵活的操作系统和应用广泛的分析和设计工具。
二、的特点。
一）、丰富的可扩充的预定义模块库。
二）、交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。
（三）、以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理。
（四）、通过model explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型**。
（五）、提供api用于与其他**程序的连接或与手写**集成。
（六）、使用embedded matlab 模块在和嵌入式系统执行中调用matlab算法。
（七）、使用定步长或变步长运行**，根据**模式来决定以解释性的方式运行或以编译c**的形式来运行模型。
（八）、图形化的调试器和剖析器来检查**结果，诊断设计的性能和异常行为。
（九）、可访问matlab从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据。
（十）、模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误。
十一）、和matlab的其他组件相比，的一个突出特点就是它完全支持图形用户界面（gui），这样极大的方便了用户的操作。用户只需进行简单的拖拉操作就可以构造出复杂的**模型，它的外观以方块图形的形式来呈现，而且采用分成层结构。
三、实用意义。
一）、从建模的角度来看，分层结构可以让用户将主要的精力放在具有创造性的算法和模块结构的设计上，而不用将精力放在算法的实现上。
二）、从研究的角度来看，模型可以让用户知道具体环节的动态细节，而且还可以让用户清晰的了解到个系统组件、各子系统、各系统之间的信息转换。
三）、在环境中，可以观察到现实世界中摩擦、风阻等非线性或者随机因素对系统行为的影响，同时可以在**过程中改变需要观察的参数数值，观察系统行为的变化。这样用户就可以摆脱复杂的数学推演和繁琐的程序**，直接探索各种因素的影响。
四、在物理学各个领域的应用。
一）、发动机模型。
1、离开进气歧管的空气质量速度（即进入气缸的空气质量速度）：
2、发动机扭矩：
2、发动机角加速度：
3、用到的模块一览表。
示波器 scopesinks
终端 terminator sinks
开关 switchsignal routing
积分器 integrator continuous
单位延迟 unit delay discrete
触发器 trigger
4、模型：5、**结果分析：
1）、负载减小，发动机转速升高并趋于稳定；
2)、节气门开度增加，发动机转速升高并趋于稳定；
3)、负载增大，发动机转速下降并趋于稳定。
6、发动机转速曲线。
1、弹簧模型在图7.1-1所示的系统中，已知质量kg，阻尼弹簧系数n/m，且质量块的初始位移m，其初始速度m/sec，要求创建该系统的simulink模型，并进行**运行。
图7.1-1 弹簧—质量—阻尼系统。
1）建立理论数学模型。
对于无外力作用的“弹簧—质量—阻尼”系统，据牛顿定律可写出。
代入具体数值并整理，可得。
2）建模的基本思路。
3）图7.1-2
4）开启空白（新建）模型窗。
图 7.1-3
图 7.1-4
图 7.1-5
图 7.1-6
图 7.1-7
图7.1-8
图7.1-9
图7.1-10
图7.1-11
图7.1-12
图7.1-13
图7.1-14
2、电路模型。
在图7.3-1所示的电路中，已知开关k在时闭合。试采用simulink的模块库器件进行元件级**。求和。
图7.3-1 二阶rlc电路。
表7.3-1 建模所需模块的**和参数设置。
图7.3-2
图7.3-3
图7.3-4
图7.3-5
三）、并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机的机构**。
1、**原理。
图1二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床示意图。
图2 二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床刃磨原理图。
重要假设条件：
1）、二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床是通过两组并联杆（2，a和3，b）保证动平台4只在空间中做水平运动，而没有翻转运动。每一组并联杆是由空间相互平行的4根杆件组成，由于组内各杆件受力相同，所以将其简化成平面机构如图2。构件a，b是保证动平台4只做水平运动的辅助平行杆，所以可以假设将机构中杆件a，b省略，而动平台4只做水平移动，没有翻转运动，也就是4相对于地面的夹角恒等于0。
2）、直线电机的次子有两个（1和5）但是在加工过程中并不是两者同时运动，所以假设5与导轨固联。
3）、假设机床在工作过程中动平台4只受到树直向上的恒力作用，且作用在其中心位置。
基于以上假设机床平面结构示意图如图3。
图3二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床简化机构平面结构示意图。
2、建立**方程。
c2= s2=sinc3= s3=sin（)
1）、力方程（分别对各个杆件进行受力分析）
1）、对动平台4：受力分析如图4
图4动平台4的受力分析。
2)、对并联杆2：受力分析如图5
图5并联杆2的受力分析。
3）、对直线电机滑块1：受力分析如图6
图6直线电机滑块1的受力分析。
4）、对并联杆3：受力分析如图7
图7并联杆3的受力分析。
2）闭环矢量运动方程（矢量图如图8）
图8 闭环矢量图。
矢量方程为：r1+r2=r3+r4
将上述矢量方程分解为x和y方向，并分别对方程两边对时间t求两次导数得：
r1_dot_dot+r2*α2*s2+r2*w2^2*c2=r3*α3*s3+r3*w3^2*c312）
r2*α2*c2-r2*w2^2*s2=r3*α3*c3-r3*w3^2*s313）
3）、质心加速度的矢量方程。
矢量关系：ac3=rc3_dot_dot
ac4=r3_dot_dot+ rc4_dot_dot
ac2=r3_dot_dot+ r4_dot_dot+ rc2_dot_dot
将上述三个矢量方程分别分解为x和y 方向，则它们等效为以下六个方程；
ac3x=-rc3*w3^2*c3-rc3*α3*s314)
ac3y=-rc3*w3^2*s3+rc3*α3*c315)
ac4x=-r3*w3^2*c3-r3*α3*s316)
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