基于MATLAB的平面六杆运动综合毕业设计

基于MATLAB的平面六杆运动综合毕业设计(16000字)     
摘    要
汽车在行驶过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构恢复汽车原来的行驶方向。这套机构称为汽车的转向系统。最常用的汽车转向机构是平面四杆机构，其结构相对简单，而且已经有大量的研究。但是由于六杆机构构件多、优化参数多、转向精度高，所以用平面六杆机构来代替四杆机构作为汽车的转向机构可以更好的实现转向条件。
本课题对平面转向六杆机构进行了如下的研究:根据转向条件方程，与转向机构的两个闭环方程，采用结式消元法消去一个未知变量，得出了转向六杆机构关于输入角的目标函数方程;并采用计算机图解法，在一定值的范围内求解出该方程组的全部实数解。
关键词：平面转向六杆机构 结式消元法 计算机图解法

Abstract
In a moving vehicle, the driver will need to frequently change its traveling direction, the so-called steering. A straight line moving vehicle, often steering wheel by the road side will interfere with the role of power, automatic traffic change the direction of deflection. At this point, the driver can also use this to restore the original motor vehicle traveling direction. This set of institutions known as the steering system of motor vehicles. The most commonly used automotive steering mechanism is planar four-bar linkage, and its relatively simple structure, and have been a lot of research. However, due to more than six body components, and optimize the parameters, steering accuracy, the six bodies with planar four-bar mechanism to replace the steering mechanism for vehicles can be shifted to achieve better conditions.
So, some research on plane steering six-bar linkage has been done in this project as follows: based on the condition equation of correct steering and the equations of two closed loop of steering mechanism , a set of three equations in three variables can be obtained after a variable is expurgated with the elimination method. Then with the computer graphic method, the real solution of this equation group can be generated.
Keywords: Six-Bar linkage   Resultant elimination method    Computer graphic method

一 毕业论文内容
平面连杆机构运动综合的任务，通常可以分为三大类型：位置综合、函数综合和轨迹综合。位置综合：亦称刚体导引综合，这种综合要求连杆机构能导引某刚体按规定次序精确地经过若干给定的位置；函数综合：这种综合要求连杆机构的输出杆和输入杆的位移满足给定的函数关系；轨迹综合：这种综合要求连杆机构的连杆上某点沿给定的轨迹运动。除某些个别的特殊情况外，连杆机构的运动综合均属近似综合，即综合所得机构再现的实际运动与要求的运动之间总有误差存在。这种误差称为“结构误差”。“近似综合”把“从全局考虑这种结构误差的大小”作为着眼点，其基本内容是函数综合和轨迹综合，基本方法有函数逼近法和优化方法。
本课题研究了平面六杆转向机构的运动综合，其转向条件和机构尺寸优化与类型选择一直是道路车辆设计中非常关键的问题，这种设计的复杂性小到一个平面四杆机构，大到一个非常复杂的空间机构。平面四杆机构在转向机构中应用的比较早，而且非常广泛。为了更高的转向精度，转向平面六杆机构也被机构学者们所深入研究。
二 毕业论文的要求
    要求：熟悉Matlab语言环境，了解Matlab环境中基本程序的应用，掌握Matlab M文件的编写，了解必要的Matlab与其它编程语言的接口，并需复习或学习机械结构理论知识和汽车转向机构的相关知识。
通过本次毕业设计，学生应能使用Matlab的编程环境进行系统的设计。
三 毕业论文应完成的工作
    1. 收集设计资料，完成与本课题相关的文献综述及其相关资料收集；
2. 构建实现函数的平面六杆滑块机构的综合多项式方程组；
3. 分析实现的任务数.精确点数.附加约束个数与任选变量个数之间的关系；
4. 实验验证；
5. 翻译一篇与设计内容有关的英文文献（英文字符不少于3000），翻译毕业设计中文摘要（英文字符不少于300）。

本论文的主要内容
对于平面转向四杆机构的运动综合，可以用一个基于消元过程的计算运动方法来综合转向四杆机构。先最小化转向四杆机构设计误差的平方和，然后使用了符号消元法来解优化问题的边界条件，以得到一个未知量的多项式方程，其所得到的即为问题的所有解。而对于转向六杆机构的运动综合，首先根据转向条件，我们得到一个将连杆参数和输入角和输出角关联起来的目标方程。接着我们通过优化边界条件获得三个未知量的三个方程的方程组。通过计算机图解法，我们将得到该方程组的近似解，将该解作为优化初始解，进行优化，我们就得到了方程组的精确解，也就是该转向机构的相关参数解。在机构分析与综合中，综合模型的多元方程组当消元到只剩有限个变量的时候，方程组的次数往往很高，通过继续消元求解起来十分困难，这种情况在其项数很多的情况下更为显著，且其解多为虚根或不在实际应用范围内，为此，本文提出了一种计算机图解法，应用于解此类三元多次方程组，也可应用于一般情况下方程组的求解。将计算机图解法求出的解作为初始值，利用无约束优化，可以得到在一定值范围内的原方程组的全部精确实数解。


目录
第一章  绪  论    1
1.1课题背景    1
1.1.1 平面连杆机构的研究现状    1
1.1.2 综合模型的建立    2
1.1.3 综合方程组的求解    3
1.2本论文的主要内容    4
第二章  MATLAB 基础知识及结式消元法简介    6
2.1 MATLAB基础知识简介    6
2.2 MATLAB的优势和特点 ：    6
2.3结式消元法    9
2.3.1 定义    9
2.3.2 两个多项式的消元    10
第三章 平面转向六杆机构运动综合    11
3.1引言    11
3.2转向条件    11
3.3综合建模    13
3.4优化过程    15
3.5 实例计算    16
第四章  总结和展望    23
参考文献    24
致  谢    25
附录一 英文文献    26
附录二 英文文献翻译    37
附录三 重要代码    47
附录四 毕业设计任务书    51