MATLAB多自由度系统振动仿真平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，提供直观的多自由度机械系统振动仿真环境。用户可自定义质量、刚度、阻尼参数，并支持简谐、冲击、随机激励及多种系统结构配置。平台自动生成振动响应可视化图表，便于动力学分析与教学演示。

详 情 说 明

基于MATLAB的多自由度系统振动仿真与分析平台

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的多自由度机械系统振动仿真与分析平台。该平台提供了一个完整的仿真环境，能够模拟多种激励条件下的机械振动响应，并进行深入的动态特性分析。通过数值积分、模态分析和频域分析等核心技术，用户可以直观地研究多自由度系统的振动特性，为机械系统设计、故障诊断和动态性能评估提供有效的工具支持。

功能特性

• 系统建模灵活性：支持串联、并联及一般矩阵形式的系统结构定义，可处理比例阻尼和一般阻尼情况
• 多类型激励模拟：提供简谐激励、冲击激励、随机激励等多种激励模式的配置
• 全面的分析能力：

- 时域响应计算：采用Runge-Kutta等数值积分方法求解系统动态响应 - 模态参数识别：自动计算固有频率、振型和模态阻尼比 - 频域特性分析：通过FFT计算频谱、频响函数和功率谱密度

• 丰富的可视化输出：

- 多自由度响应时程对比图 - 振型三维动态演示动画 - 频响函数幅相特性曲线 - 功率谱密度分布图

使用方法

1. 系统参数配置：定义质量矩阵(M)、刚度矩阵(K)和阻尼矩阵(C)
2. 激励设置：选择激励类型（正弦、脉冲、白噪声等），配置激励力大小和作用位置
3. 初始条件指定：设置系统的初始位移和初始速度向量
4. 仿真参数调整：设定时间步长、总仿真时长和求解器容差
5. 执行仿真分析：运行主程序生成振动响应数据
6. 结果查看与分析：查看时域响应曲线、模态振型动画和频域分析图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱）
• 推荐内存：4GB以上（针对大规模多自由度系统）
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了平台的核心仿真与分析功能，包括系统动力学方程的建立与求解、多种数值积分算法的执行、模态参数的提取与计算、频域分析的快速傅里叶变换处理，以及各类响应数据和特性曲线的可视化展示。该文件整合了振动分析的全流程，为用户提供了一站式的多自由度系统振动仿真解决方案。