大摆角单摆的研究和C语言模拟

通过对大摆角单摆周期公式的推导，导出了一个大摆角单摆的周期公式的多项式表达式；通过对大摆角单摆的分析建立了合适的数学模型，用c语言编写了单摆模拟程序。     

大角度单摆运动的周期研究

对单摆运动进行了讨论。单摆的周期是物理学中的一个基本问题,通过力学分析,建立了单摆的动力学方程,用机械能守恒定律分析了单摆周期,并给出了精确公式。利用三角函数作为一种近似方法,对单摆的动力学方程进行了简化,给出了大角度条件下单摆运动的周期的近似公式。对近似公式和精确公式进行了对比,最后进行了数值计算,结果表明,所得到的单摆运动周期的近似公式在大多数情况下都与精确公式符合的很好。     

单摆混沌现象的研究

利用MATLAB软件强大的数值计算功能,使用龙格库塔法严格求解无阻尼单摆和有阻尼单摆的运动方程,研究单摆摆长、阻尼系数和初始摆角对单摆运动的影响．研究结果表明：单摆的周期与初始摆角有关,单摆周期随初始摆角的增大而增大;当两种单摆的参数取值处于某些范围肘,均能出现混沌现象;阻尼单摆在正阻尼条件下演化出随机吸引子,在负阻尼条件下演化出随机排斥子．通过计算不同参数值的单摆方程,发现单摆的运动对初始摆角、阻尼系数有很强的依赖性．最后提出了一种衡量混沌系统敏感性的量化指标——敏感系数,计算结果表明,初始摆角、单摆摆长、阻尼系数均能影响单摆的敏感系数．     

单摆混沌现象的研究

利用MATLAB软件强大的数值计算功能,使用龙格库塔法严格求解无阻尼单摆和有阻尼单摆的运动方程,研究单摆摆长、阻尼系数和初始摆角对单摆运动的影响.研究结果表明:单摆的周期与初始摆角有关,单摆周期随初始摆角的增大而增大;当两种单摆的参数取值处于某些范围时,均能出现混沌现象;阻尼单摆在正阻尼条件下演化出随机吸引子,在负阻尼条件下演化出随机排斥子.通过计算不同参数值的单摆方程,发现单摆的运动对初始摆角、阻尼系数有很强的依赖性.最后提出了一种衡量混沌系统敏感性的量化指标——敏感系数,计算结果表明,初始摆角、单摆摆长、阻尼系数均能影响单摆的敏感系数.     

光电法在单摆实验中的应用

阐述了可用于开放性单摆实验的简单光电装置.详细论述了误差产生原因及消除方法,并且在传统单摆实验基础上能够测量单摆系统最大简谐振动机械能.     

一个复摆模型合理性的证明

证明了当单摆中小球的半径远小于单摆悬线长度时 ,用复摆模型代替单摆模型以提高单摆频率精确度的做法是合理的     

也谈准单摆系的振动与周期

给出准单摆系，分析、讨论了这一振动系统的振动与周期，将准单摆系与单摆，复摆进行了比较，说明了探讨的意义。     

关于单摆的非线性振动

目前一般教科书及科技文献对单摆的讨论仅限于振幅很小情况下简化为简谐振动,由此而得到的结果无法说明周期依赖于振幅而改变这一客观事实。同时,线性振动理论也无法解释单摆在振动过程中出现的一些物理量,如高次谐波等。即使有少量的文献对单摆的非线性振动进行过讨论,并得到了计算周期的精确公式,但它并没有给出一般情况下,单摆在各个时刻的状态函数。随着科学技术的不断发展,单摆的非线性振动问题越来越得重要。本文采用小参数法和有关物理概念对单摆的非线性振动问题作了定量的讨论,得出了单摆在任何时刻的较精确的状态函数(位移,速度,加速度等)的渐近解;同时,较精确地求出了周期。通过验算,所得的结果与单摆的客观现象和理论值都是相符的。     

智能单摆测量仪的研制

采用89C2051单片机控制,计时,红外光电管计数,字符液晶屏显示,自行研制了一种智能单摆测量仪,具有测量快,精度高,体积小,成本低,使用方便等优点,提高了单摆实验质量,可广泛用于大中院校的单摆实验中,本文介绍了智能单摆测量仪的性能特点,硬件组成,工作原理,软件设计。     

关于单摆方程的C++语言数值解法

文章运用C 语言给出了非线性单摆运动方程的数值解法,并依据程序的计算结果描绘了非线性单摆的振动曲线及相图,还定量研究了非线性单摆的振动周期与振幅的关系.     

电磁共振摆的实验设计与理论分析

设计出一个电磁共振摆,即周期性磁场作用下运动的复摆.通过实验对其周期、振幅、失稳范围等运动规律进行了研究,并从理论上建立该摆的运动方程,用Matlab进行了数值模拟.     

转动参照系中的圆锥摆

讨论了在转动参照系中考虑科里奥利力的作用后，圆锥摆运动的轨迹、半径、速度和周期，并与惯性系中的圆锥摆进行了比较，在转动参照后，若摆锤以惯系中锥摆的初速度和半径开始运动，则其轨迹是椭圆，轨迹以一定的周期顺时针方向转动；若分别以惯性系中的初速度和半径开始作圆周运动，则半径和速度都与惯性系中的不同；在摆锤作逆时针和顺时针方向运动时，以上情况也不相同。     

基于动态查询表的模糊控制策略及其应用

研究基于动态查询表的模糊控制策略及其在转臂式倒立摆中的应用.采用一种新的倒立摆系统的控制方法,将传感器检测的倒立摆的两个角度信息传送到控制器,控制器利用该信息的模糊化量按基于动态查询表的模糊控制策略进行实时计算,由得出的控制量控制力矩电机驱使摆杆运动,从而使摆臂处于动态的直立状态.采用C++语言实现了对倒立摆的控制.实验结果表明,这种控制方式能够提高系统的控制精度.     

超低频精密隔振系统的新进展

：论述了国内外各种超低频隔振系统南研究状况。介绍了由单摆改进而成的倒摆、折叠摆、x摆和锥摆等超低频水平隔振系统。分析了刚度非线性的实现方法及正负刚度并联技术在超低频垂直隔振系统中的应用。同时介绍了自行研制的正负刚度并联超低频隔振系统。     

基于LabVIEW的二级倒立摆控制系统三维仿真

倒立摆是控制理论研究和教学中广泛使用的典型模型,文章在LabVIEW环境下,以二级直线倒立摆为被控对象,利用虚拟现实技术,开发了倒立摆LQR三维仿真控制系统;使用LabVIEW的三维图形工具箱将倒立摆的三维模型导入LabVIEW中,并利用LabVIEW控制设计和仿真模块将数学模型和三维模型联系起来;通过倒立摆系统的仿真数据驱动倒立摆的三维虚拟模型,能够形象地反映真实倒立摆的运动状态。所开发的系统操作界面友好易用,用户可以方便地修改倒立摆模型和LQR控制器的参数。     

Natural convection gas pendulum and its application in accelerometer and tilt sensor

It is discovered that the natural convection gas has the pendulum characteristic, which leads to the introduction of the new concept of gas pendulum. In this paper, the buoyancy lift of natural convection gas is analyzed in a hermetic chamber, and the relationship between the buoyancy lift and the change of temperature is formulated. The experimental results show that the gas pendulum, similar to the solid pendulum and liquid pendulum, can be utilized to sense the acceleration and the tilt angle.     

基于MSC.visualNastran 4D模型的直线一级顺摆实时控制与仿真研究

在基于动力学分析的MSC.visualNastran 4D界面上建立了一级顺摆三维模型.利用Simulink对其进行了仿真分析,控制小车按给定的运动规律运动的同时,保持摆杆的自由下垂状态.仿真分析结果表明了所提基于MSC.visualNastran 4D的直线一级顺摆模型Simulink仿真方法的有效性,为一级顺摆实验装置的工作参数和结构设计参数提供了理论依据.     

复摆钟相对论钟慢效应的研究

研究复摆钟在相对论运动下的钟慢效应和复摆钟发生钟慢效应的内在机制.结果表明,复摆钟整体沿水平方向运动的钟慢效应是因为动力学机制发生了变化;而沿垂直方向运动的钟慢效应,既与动力学机制的变化有关,也与运动学机制的变化有关.一般情况下,无论复摆钟朝什么方向运动,都将发生钟慢效应.两惯性系相对速度一定时,运动的复摆钟都比静止的钟慢了一个相同的因子.