计算机辅助动力学第二次作业.doc

第二讲思考题

针对题图所示弹簧秤，假设建立系统集总模型中，除了被称重物外的集总质量为M=0.5kg,集总弹簧元件刚度系数为K=3200Nm，集总阻尼元件的阻尼系数D=64N?sm。当在秤盘上突然加载m=1.5kg,7.5kg,31.5kg时，秤盘的响应如何〔要求采用Simulink完成计算，并画出响应曲线〕？假设R=20mm、N=4时显示盘的响应又将如何〔要求采用Simulink完成计算，并画出响应曲线〕？试讨论从提高秤的快速、准确测量的性能考虑，应如何选择系统中各参数？

题1图

解：根据题意建立系统的数学模型如下：

，，，，，

〔1〕

，，

，，

，，

〔2〕当，时，，，即系统响应在幅值上发生变化。

〔3〕从提高秤的准确的快速测量性能来考虑，要提高秤的固有频率，可以增大集总弹簧元件刚度系数来提高秤的响应速度，有阻尼比

考虑如题图低通滤波网络，为使其上限-3dB截止频率为10kHz，试问应该如何选择最正确电路参数？并最后采用相关计算机分析软件对滤波网络进行频率响应分析。

题2图

解：

建立系统的数学模型：

令，

那么传递函数

最正确参数：

取，

那么，