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采用MATLAB对所述问题进行计算和作图并直接给我代码,根据公式作出单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线、相频特性曲线。ξ=0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.2

4月前
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理解问题采用MATLAB对所述问题进行计算和作图并直接给我代码,根据公式作出单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线、相频特性曲线。ξ=0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.2

已完成理解采用MATLAB对所述问题进行计算和作图并直接给我代码,根据公式作出单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线、相频特性曲线。ξ=0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0、1.2

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要使用MATLAB对单自由度系统进行强迫振动的幅频特性和相频特性曲线的计算和作图,首先需要了解单自由度系统的传递函数。对于阻尼振动系统,其传递函数通常表示为:

$ H(\omega) = \frac{\omega_n^2}{\omega^2 + 2\zeta\omega_n\omega + \omega_n^2} $

其中,$\omega_n$ 是系统的自然频率,$\zeta$ 是阻尼比,$\omega$ 是角频率。

对于幅频特性曲线,我们关注的是传递函数的幅度,即:

$ |H(\omega)| = \frac{\omega_n^2}{\sqrt{\omega^4 + 4\zeta^2\omega_n^2\omega^2}} $

对于相频特性曲线,我们关注的是传递函数的相位,即:

$ \angle H(\omega) = -\arctan\left(\frac{2\zeta\omega_n\omega}{\omega^2 - \omega_n^2}\right) $

下面,我将提供MATLAB代码,用于计算不同阻尼比 $\zeta$ 下的幅频特性和相频特性,并绘制相应的曲线。

% 定义参数
omega_n = 1; % 假设自然频率为1,可以根据实际情况调整
zetas = [0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 1.2]; % 阻尼比
omega_max = 10; % 定义角频率的最大值
N = 1000; % 定义角频率的点数

% 计算角频率向量
omega = linspace(0, omega_max, N);

% 初始化图形窗口
figure;
hold on;

% 循环计算不同阻尼比下的幅频和相频特性
for i = 1:length(zetas)
   zet = zetas(i);
   H = (omega_n^2)./(omega.^2 + 2*zet*omega_n*omega + omega_n^2);
   H_mag = abs(H);
   H_phase = angle(H);

   % 绘制幅频特性曲线
   plot(omega, 20*log10(H_mag), ['-', num2str(zet), '阻尼']);
   % 绘制相频特性曲线
   plot(omega, H_phase, ['--', num2str(zet), '阻尼']);
end

% 设置图形属性
xlabel('角频率 (\omega)');
ylabel('幅频特性 (dB)', 'Position', [0.5, 0.5]);
ylabel('相频特性 (rad)', 'Position', [0.5, 0.3]);
title('单自由度系统强迫振动的幅频特性和相频特性曲线');
legend('show');
grid on;
hold off;

这段代码首先定义了系统的自然频率和一系列阻尼比,然后计算了不同阻尼比下的幅频和相频特性,并使用MATLAB的绘图函数绘制了曲线。请注意,您可能需要根据实际的系统参数调整自然频率 $\omega_n$ 和其他参数。1345678

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MATLAB单自由度系统振动分析代码
MATLAB绘制幅频特性曲线代码示例
MATLAB绘制相频特性曲线代码示例
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