【正文】 1 1],options,th1(m),l1,l2,l3,l4)。ko39。fun39。 else disp(39。 基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 20 maximum = max(rs)。********平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 ********39。 所編寫代碼的在相應(yīng) M 文件指定函數(shù)下，如圖 44 所示，為代碼 的部分內(nèi)容。完整的程序代碼參考附錄一。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的 指令 表達(dá)式 與 數(shù)學(xué) 、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使 MATLAB 成為一個(gè)強(qiáng)大的 數(shù)學(xué)軟件 。 圖 21 平面四桿機(jī)構(gòu)模型 基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 4 建立平面四桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型 要想利用解 析法對平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動進(jìn)行分析，首先要建立平面四桿的數(shù)學(xué)模型。選定其中一個(gè)構(gòu)件作為機(jī)架之 后 ，直接與機(jī)架鏈接的構(gòu)件稱為連架桿，不直接與機(jī)架連接的構(gòu)件稱為連桿，能夠做整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件被稱作曲柄，只能在某一角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動的構(gòu)件稱為搖桿。 此課題 的主要 內(nèi)容 是系統(tǒng)地對平面四桿機(jī)構(gòu)連桿曲線進(jìn)行研究，從而來獲得連桿機(jī)構(gòu)基本的原理和綜合方法，以便在實(shí)際中得到應(yīng)用；主要特色是在各個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)度中將會大量應(yīng)用計(jì)算機(jī)高級語言 MATLAB 編程來輔助設(shè)計(jì)和仿真平面四桿機(jī)構(gòu) 。 matrix method to solve the closed vector equation ......................... 4 Mathematical amp。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)綜合是按照給定的運(yùn)動特性對機(jī)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的過程，包括型綜合和尺度綜合兩大主要內(nèi)容，主要綜合方法有解析法、作圖法和實(shí)驗(yàn)法。 2 平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 平面四桿機(jī)構(gòu)簡介 平面四桿機(jī)構(gòu)是由四個(gè)剛性構(gòu)件用低副鏈接組成的，各個(gè)運(yùn)動構(gòu)件均在同一平面內(nèi)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。 (2)其最短桿為連架桿或機(jī)架。 （ 3）加速度分析 對式 26 左右兩邊同時(shí)對時(shí)間 t 求一階導(dǎo)數(shù)，得到角加速度方程矩陣式為： 2 2 3 3 2 2 3 3 3 2 1 12 2 3 3 3 2 2 3 3 3 1 1s in s in c o s c o s c o sc o s c o s s in s in s inl l l l ll l l l l? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ??? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(29) 利用 MATLAB 的矩陣分析運(yùn)算，解得： 1 1 1 3 2 2 3 32 3 2 3c o s ( ) c o s ( )s in ( )l l ll? ? ? ? ? ? ?? ??? ? ???? ? ? ? ??? （ 210） 1 1 1 2 2 3 3 23 3 3 2c o s ( ) c o s ( )s in ( )l l ll? ? ? ? ? ? ?? ??? ? ???? ? ? ??? （ 211） 注意： 2? ， 3? 分別表示連桿（構(gòu)件 2）和連架桿（構(gòu)件 3）的角加速度。 所編寫的 fun 函數(shù)的 M 文件如圖 32 所示。在編輯界面 edit1 上右擊，選擇“查看回調(diào)函數(shù) /callback”，在 function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)函數(shù)語句下編寫代碼，如圖 42 所示： 基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 15 圖 42 edit1_Callback 函數(shù)下的代碼 該語句嚴(yán)格限制編輯框內(nèi)需要輸入數(shù)值，不允許輸入字母、標(biāo)點(diǎn)符號等其他字符，否則彈出錯(cuò)誤對話框。 基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 18 參考文獻(xiàn) [1] 孫桓，陳作模 機(jī)械原理（西北工業(yè)大學(xué)） [M]，高等教育出版社， 2020 [2] 鄭文緯，吳克堅(jiān) 機(jī)械原理（東南大學(xué)） [M]，高等教育出版社， 1997 [3] 原思聰 MATLAB 語言及機(jī)械工程應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [4] 豈興明，王占富 MATLAB 程序設(shè)計(jì)快速入門，人民郵電出版社， 2020 [5] 龔純，王正林 精通 MATLAB 最優(yōu)化計(jì)算，電子工業(yè)出版社， 2020 [6] 熊濱生 現(xiàn)代連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [7] 陳懷琛 MATLAB 及其在理工課程中的應(yīng)用指南，西安電子科技大學(xué)出版社，2020 [8] 王靜文，劉舜堯，莫江濤 基于 MATLAB 實(shí)現(xiàn)平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真 [J],現(xiàn)代機(jī)械， 2020{4}:5052 [9] 申永勝 機(jī)械原理教程 [M],清華大學(xué)出版社 ,1999 [10] MATLAB 原理與工程應(yīng)用 [M],電子工業(yè)出版社 ,2020 [11] 樓順天 基于 MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) ,西安電子科技大學(xué)出版社， 1998 [12] 約翰 . ,周進(jìn)雄 ,張陵譯 機(jī)構(gòu)動態(tài)仿真 使用 [美 ],西安交通大學(xué)出版社2020 [13] 張志涌 精通 MATLAB 版 ,北京航空航天大學(xué)出版社 ,2O10 [14] 張錚 ,楊文平 ,石博強(qiáng) ,李海鵬 MATLAB 程序設(shè)計(jì)與實(shí)例應(yīng)用 ,中國鐵道出版社 ,2020 [15] 陳杰平，姚智華 基于 MATLAB 的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)仿真研究 [J]，安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020(4):3134 [16] 楊春輝 基于 MATLAB 的平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 [J],重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2020(3):5557 [17] 薛定宇 科學(xué)運(yùn)算程序 程序 設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M],清華大學(xué)出版社 2020 [18] 基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 19 致謝 時(shí)光荏苒，四年的大學(xué)時(shí)光，伴隨著本次畢業(yè)論文的截稿，也將要結(jié)束了，感慨萬千。)。l1=l4 disp(39。off39。,[0 l4],[0 0],39。 %繪制“機(jī)構(gòu)中連桿 2 上的幾個(gè)位置點(diǎn)的描述圖像” th1=[0:1/36:2]*pi。)。r :39。)。 xlabel(39。 disp(all)。 th1=[0:2/72:2]*pi。 w3(i)=w(2)。 th1=[0:1/6:2]*pi。 plot([x。 title(39。角速度圖像 39。從動桿 3 角加速度 (\alpha_3)39。對應(yīng)的連桿、從動桿的角加速度（ rad\cdot a^{2}） 39。) text(220,150,39。對應(yīng)的連桿、從動桿的角位移（度） 39。) xlabel(39。 end x=l1*cos(th1)+l2*cos(th23(:,1)39。)。 end for i=1:length(th1) A=[l2*sin(th23(i,1)) l3*sin(th23(i,2))。 l4=str2double(get(,39。)。r :39。對應(yīng)的連桿、從動桿的角速度（ rad\cdot a^{1}） 39。))./(l2*sin(th23(:,1)th23(:,2)))。 grid。垂直方向 39。 %(x,y)表示每個(gè)角位移對應(yīng)的 C 點(diǎn)位置 xx=[l1*cos(th1)]。)。l4=l3amp。)。運(yùn)行效果如圖 49 所示： 圖 49 角加速度圖像顯示界面 5 結(jié)論 在本次基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的畢業(yè)論文中，在對平面四桿機(jī)構(gòu)作了系統(tǒng)分析后，首先基于矩陣法和矢量法建立了平面四桿機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，對平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動做了解析，然后基于該解析結(jié)果和 MATLAB 強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算分析功能，運(yùn)用MATLAB 程序設(shè)計(jì)語言，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo) —— 在 MATLAB 界面程序中輸入平面四桿機(jī)構(gòu)四桿長度和主動曲柄角速度后，即可獲得連桿運(yùn)動軌跡，連桿、從動桿的相應(yīng)位置的角位移、角速度、角加速度圖像。特別是提供應(yīng)用程序以展示某種功能、實(shí)現(xiàn)某種技術(shù)， 或根據(jù)輸入?yún)?shù)長期使用時(shí)，圖形界面也許是最好的選擇之一。為了更加方便清楚準(zhǔn)確的編寫程序，首先把算法以流程圖的形式表達(dá)出來。即： 1l + 2l =3l +4l （ 21） 式（ 21）即為圖 21 所示四桿機(jī)構(gòu)的封閉矢量位置方程式，對于一個(gè)已知的平面四桿機(jī)構(gòu)，其各構(gòu)件的長度和原動件 1 的運(yùn)動規(guī)律是已知的，即 1l ， 2l ， 3l ， 4l 和 1? 為已知。這種機(jī)構(gòu)的傳動特點(diǎn)是主動曲柄和從動曲柄均以相同的角速度轉(zhuǎn)動，而連桿做平動。本次在 MATLAB 環(huán)境下開發(fā)了一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析系統(tǒng)，只要在系統(tǒng)圖形界面的文本編輯框中交互地輸入平面四桿機(jī)構(gòu)四桿的長度和主動曲柄的角速度，就能迅速地輸出當(dāng)主動曲柄轉(zhuǎn)動 1周時(shí)連桿、從動桿的角位移、角速度、角加速度的變化規(guī)律曲線，具有融計(jì)算與繪圖為一體，操作簡便、界面友好，計(jì)算速度快， 準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)。 Angular Velocity。 Angular Displacement。 工程人員通過使用 MATLAB 提供的工具箱，可以高效求解復(fù)雜的工程問題，并可以對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)仿真，用強(qiáng)大的圖形功能對數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行顯示。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，如果兩對邊構(gòu)件長度相等且平行，則成為平行四邊形機(jī)構(gòu)。各矢量之和等于零。任何算法功能都能夠通過三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)的組合來實(shí)現(xiàn)。用戶通過一定的方法選擇、激活這些對象，就可以實(shí)現(xiàn)某種功能或動作， 如計(jì)算、繪圖等 。運(yùn)行效果如圖 48 所示： 圖 48 角速度圖像顯示界面 點(diǎn)擊下拉菜單中的“角加速度圖像”，顯示連桿 從動桿 3 的角加速度圖像。請輸入連桿（構(gòu)件 2）的長度 l2=39。 if l4=l2amp。輸入主動件角速度 w2=39。)。 ylabel(39。)。 %添加圖例 %繪制“角位移圖像” w2=(l1*w1*sin(th23(:,2)th139。 ylabel(39。 plot(th1*180/pi,a3,39。從動桿 39。))。,[1 1],options,th1(m),l1,l2,l3,l4)。Value39。,[1 1],options,th1(m),l1,l2,l3,l4)。ks39。) ylabel(39。從動桿 3角速度 (\omega_3)39。 ylabel(39。) text(220,15000,39。 基于 MATLAB 的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 24 plot(th1*180/pi,w2,th1*180/pi,w3)。機(jī)構(gòu)中連桿 2 上的幾個(gè)位置點(diǎn)的描述圖像 39。xx],[y。 th23=zeros(length(th1),2)。 end for i=1:length(th1) C=[l2*sin(th23(i,1)) l3*sin(th23(i,2))。 th23=zeros(length(th1),2)。 附錄二 popupmenu4_Callback 函數(shù)下程序代碼 l1=str2double(get(,39。主動桿轉(zhuǎn)角