模型描述語言(4篇)

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模型描述語言(4篇)
時間:2023-01-11 09:21:26     小編:zdfb

每個人都曾試圖在平淡的學習、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。相信許多人會覺得范文很難寫?下面是小編幫大家整理的優(yōu)質(zhì)范文,僅供參考,大家一起來看看吧。

模型描述語言篇一

教學目標:

1、知道模型及其功能,理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計中的作用。

2、理解模型是技術(shù)設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)和一種重要方法。

3、關(guān)注模型方法的廣泛應(yīng)用,感受模型在技術(shù)中的價值。

4、培養(yǎng)同學們的創(chuàng)新思維和動手設(shè)計能力,及培養(yǎng)熱愛祖國、熱愛科學的情操。

教學重難點:

1、知道模型及其功能

2、理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計的不同階段有不同的作用

3、根據(jù)方案設(shè)計簡單產(chǎn)品的模型或原型。教學方法:

學生主動思考、討論、設(shè)計,教師配合講解、演示、提問,師生互動。

教學媒體運用:電腦多媒體平臺

教學資源準備:cai課件、模型、模型設(shè)計裝置圖 教學過程:

【導入新課】 放映一段《大東方號》的視頻導入新課。

一、原型及其作用

1、原型

原型(prototype)可以是產(chǎn)品本身,也可以是在產(chǎn)品生產(chǎn)之前制作的與產(chǎn)品大小相同、使用功能一致的物體。

2、原型的作用

(1)有利于對設(shè)計方案的實現(xiàn)效果進行評估。

(2)有利于實現(xiàn)對于大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)與成本的估算。

案例分析(一): “大東方號”事例

“大東方號”集中了當時造船技術(shù)的精華,運用了所有最先進的動力設(shè)備,成為當時世界上最大的遠航輪船。但是,“大東方號”并沒有進行模型制作就投入了生產(chǎn)。結(jié)果,由于動力設(shè)備與龐大船體的動力需要不匹配,首航便宣告失敗。思考:這個事件告訴了我們什么道理?

一、模型及其功能

1、模型

模型(model)是根據(jù)實物、設(shè)計圖樣或構(gòu)思,按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。

馬上行動:在生活中我們會經(jīng)常接觸一些模型,請同學們結(jié)合學習生活實際列舉一些模型的例子,并簡要說明它的作用。

案例分析

(二):神舟飛船中的“模擬人”

(1)為什么要進行“模擬人”試驗?

航天員的生命安全是最重要的?!澳M人”試驗的成功,為航天員上天后的環(huán)境控制和生命保障以及航天員的醫(yī)學監(jiān)督和醫(yī)學保障,奠定了重要的基礎(chǔ)。

(2)“模擬人”有什么特征?

具有人體代謝功能和生理信號。

2、模型的功能

(1)使設(shè)計對象具體化。

模型是一種可視、可觸、可控制的實體設(shè)計語言,為設(shè)計的表達和交流提供了一條有效途徑,使設(shè)計委托者、生產(chǎn)單位和設(shè)計人員之間能夠直接溝通,全面認識設(shè)計方案。

(2)幫助分析設(shè)計的可能性。

設(shè)計一件較復雜的產(chǎn)品,必須通過模型制作,分析設(shè)計的可能性后,才能投入生產(chǎn)。

放映一段《月球車模型》的視頻幫助學生加深對模型的功能的理解。思考:“大東方號”事例告訴了我們什么道理?

在產(chǎn)品的設(shè)計過程中,有時直接制作原型,不通過模型對設(shè)計方案的可能性進行評估分析是不行的。

三、模型在不同階段的作用

1、草模

草模用于產(chǎn)品造型設(shè)計的初期階段,用立體模型把設(shè)計構(gòu)思簡單的表示出來,供設(shè)計人員深入探討時使用。

2、概念模型

概念模型就是在草模的基礎(chǔ)上,用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風格、布局安排、人機關(guān)系等,從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。

3、結(jié)構(gòu)模型

結(jié)構(gòu)模型是為了研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,清晰地表達產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法,并進行結(jié)構(gòu)強度試驗而制作的模型。

4、功能模型

功能模型主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機關(guān)系,同時也用作分析、檢查設(shè)計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關(guān)系等。

5、展示模型

展示模型是采用真實材料,按照準確的尺寸,做成與實際產(chǎn)品幾乎一致的模型。作為產(chǎn)品的樣品進行展示,以便提供實體形象,并可以直接向設(shè)計委托方征求意見,為審核方案提供實物依據(jù)。

四、練習:海豹頂球模型的設(shè)計改進

分小組進行討論,改進海豹頂球模型的設(shè)計,使效果更逼真更合理。

五、小結(jié):

一、模型

1、草模

2、概念

3、結(jié)構(gòu)

4、功能

5、展示

二、模型在不同階段的作用

1、原型及其作用

2、模型:是根據(jù)實物、設(shè)計圖樣或構(gòu)思,按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。

3、模型的功能:

(1)使設(shè)計對象具體化。(2)幫助分析設(shè)計的可能性。

模型描述語言篇二

室內(nèi)手擲滑翔機

教學目標:

1、通過制作手擲滑翔機使學生初步感受空氣動力學相關(guān)知識,培養(yǎng)

學生的科學素養(yǎng),科學興趣和科學理想。

2、讓學生學會看圖,培養(yǎng)學生勇于提出問題的能力和動手制作能力。

3、通過活動感受探究的方法以及培養(yǎng)學生細心認真的態(tài)度。

教學重點:

制作和調(diào)試手擲滑翔機,學會運用科學的方法探究問題,懂得并初步掌握手擲模型調(diào)試的基本方法。

教學難點:

會根據(jù)對模型飛行姿態(tài)的綜合分析的判斷,確定調(diào)整手段的方法。

教學過程設(shè)計:

一、導入

1、思考:為什么沒有螺旋槳或發(fā)動機,仍可以翱翔于天空?

2、認識手擲滑翔機

二、自學制作方法

1、了解套件材料有哪些

2、根據(jù)制作說明圖,說說制作要點

三、介紹制作過程及注意事項

1、滑翔機的組成:機翼、尾翼和機身

2、制作材料:機翼和尾翼——吹塑紙或硬質(zhì)紙,機身——吸管

3、說明制作要點

四、制作與試飛

1、學生制作滑翔機

2、了解如何調(diào)整

3、學生試飛并調(diào)整

模型描述語言篇三

計劃生育模型

模型1.根據(jù)中國人口的現(xiàn)狀及以下的很多理想假設(shè),來設(shè)計模型,討論我國計劃生育實行的狀況。

假設(shè)1:在我國人口眾多,男女比例不協(xié)調(diào)的情況下,我國人口數(shù)量由死亡率和女性數(shù)量決定。

假設(shè)2:在計劃生育政策實行的最初階段t0(0, a

3)時段,有且

僅有適齡生育的男性n1、女性n2,總?cè)丝跀?shù)為n1+n2。

假設(shè)3:人均壽命為a歲,計劃生育所指定的女性人均生育數(shù)為k。

假設(shè)4:在長達人均壽命的a年內(nèi),假設(shè)所有人都死亡,且死亡人數(shù)平均分布在下列計算時劃分的三個階段內(nèi)。

假設(shè)5:由我國人口現(xiàn)狀及人們思想觀念等的約束,現(xiàn)假設(shè)我國男女比例短期內(nèi)保持不變,且新出生的男女嬰兒比例也為此比例。

以下將按人均壽命的a年為一個整體的交替時間段,將其按女性生育年齡段大致分為三個階段,也即為人一生所經(jīng)歷的三個輩分。來討論我國計劃生育實行若干年時我國人口的變化狀況,具體如下:

第一階段:在(0,人數(shù)為3kn

a2a3)年內(nèi),平均每年出生的孩子為,假設(shè)平均每年死亡人數(shù)為3kna2,其中女孩,則在此n23(n1?n2)

an1?n2

階段內(nèi),某年份t時刻的總?cè)丝跀?shù)為:

n(t)=(n1+n2)-3(n1?n2)

at + 3ktn

a2=(n1+n2)(1-t)

+

3ktna,t∈(0,a3)

a3

第二階段:在(3kn2

a,2a3)年內(nèi),平均每年出生的孩子為

3kn2

a

·

n2n1?n2

其中女孩人數(shù)為·(n2n1?n2)假設(shè)平均

每年死亡人數(shù)為為:

3(n1?n2)

a,則在此階段內(nèi),某年份t時刻的總?cè)丝跀?shù)

n(t)=(n1+n2)(1

a3

a3a3)+)·

3kn2

a

·

a3a3

-(t

-)·

3(n1?n2)

a

+

3kn2

a2a3

·(t-

n2n1?n2,t∈(,2a3)

第三階段:在(3kn2

a,a)年內(nèi),平均每年出生的孩子為

3kn2

a

·(n2n1?n2)其中女孩人數(shù)為

·(n2n1?n2)假設(shè)平

均每年死亡人數(shù)為數(shù)為:

n(t)

a3

3(n1?n2)

a,則在此階段內(nèi),某年份t時刻的總?cè)丝?/p>

= +

[(n1+n2)(1

3kn2

a

a3)

]-

a3

+

3kn2

a

·

a32a3

·

3(n1?n2)

a

·

a3

·

2a3

n2n1?n2

3(n1?n2)

a

·(t-)

+

3kn2

a

·(n2n1?n2)·(t-

2a3),t∈(kn2,2a3)

·(t-

= {(n1+n2)[

-1+(n1?n2)]+kn2}-

3(n1?n2)

a

2a3

+

3kn2

a

·(n2n1?n2)·(t-

2a3),t∈(a3,2a3)

分析:對以上三個階段的函數(shù)n(t)求導,使其n’(t)<0,這樣的話,計劃生育政策就起了一定的作用,人口數(shù)量函數(shù)是遞減函數(shù),則三個結(jié)果中都有k<

n1?n2

n2

=1+

n1n2n1n2,>2, 再聯(lián)系我國計劃生育政策實行的年

由以上題目假設(shè)已知1+

份,我國計劃生育狀況處于以上模型的第二階段,若要使人口處于均衡狀態(tài),則k=1+

n1n2,若不考慮超生因素,則計劃生育實行若干年后

必有k<2,人口將迅速減少,但我國人口變化并不如此,與此模型假設(shè)很多理想狀況有關(guān),以下對模型1進行修正:

模型2:設(shè)人口死亡率為m,平均每年處于生育階段的人數(shù)(包括男女)占總?cè)丝跀?shù)為a,生育階段中的女性人數(shù)與處于生育階段的人口數(shù)比為g(由中國現(xiàn)實來說,g<1/2),該階段女性人均生育數(shù)為k,設(shè)n=n(t)表示我國在時刻t的人口數(shù),并以n0表示在時段t0的人口數(shù),則出生率= 總?cè)丝?=n(t)akg /n(t)=akg,增長率=出生率-死亡率=akg

-m這樣得到人口增長微分方程模型是

出生人口

由微分方程得n(t)=n0e

?(akg?m)n(t)

dt

{n(t)?n

00

dn(t)

(akg?m)(t?t0)

上述模型是在模型1中忽略的人口超生問題及人口爆炸基礎(chǔ)上建立的,若要使人口數(shù)恒定,則akg=m.人口死亡率m長期來說將是一個常數(shù),它不會隨著人口的數(shù)目,男女比例,以及人口結(jié)構(gòu)的變化而變

化,它只與醫(yī)療水平相掛鉤。故決定人口增長率的決定因素由akg決定。對于短期來說(比如說五年),生育人口占總?cè)丝诒壤齛將是恒定值,生育人口中的女性比例g也將是恒定值,而計劃生育已經(jīng)實行多年的現(xiàn)在,處于生育階段的女性人均育子數(shù)k也將是個恒定值。在我國計劃生育實行的過程中,對于k的控制很嚴格,但從目前新生兒男女比例的失調(diào)來看,我國對于人口的控制還是不到位,隨著k下降的同時,由于g的下降,人口增長率的下降將遠超出預期。若g保持現(xiàn)狀(低于0.5),那么在未來的某階段,即使國家放開計劃生育政策,人口的快速增長也是困難的,同時由于男女比例失調(diào)而引發(fā)一系列問題也將會成為社會巨大的負擔。

模型描述語言篇四

四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動車的結(jié)構(gòu) 2 車輛動力學模型

建立整車動力學模型,考慮到汽車的復雜性,為了簡化模型,假設(shè)如下:(1)汽車在水平路面上行駛;(2)車前軸的左右車輪轉(zhuǎn)角相同;

(3)忽略懸架的作用,懸架、輪胎始終垂直于地面;(4)汽車的俯仰角和側(cè)傾角為0;(5)四個輪胎型號類型完全一致;

2.1 車體動力學模型

根據(jù)假設(shè),將車體視為質(zhì)點,質(zhì)心為坐標原點,建立車輛動力學模型如下:

圖2.1 車輛動力學模型示意圖

描述車輛在平面內(nèi)運動的方程一般有三個:縱向運動方程、側(cè)向運動方程和橫擺運動方程。2.1.1 縱向運動方程

車輛的縱向運動方程為:

??v??)?(f?f)cosp?f?fm(vxyx1x2x3x4?(f?f)sinpy1y(1)

?x、v?y其中,m為整車質(zhì)量,vx、vy分別為整車的縱向速度和側(cè)向速度,vfx、fy分別為車輪的縱向力和側(cè)向力,分別為整車的縱向加速度和側(cè)向加速度,p為車輪轉(zhuǎn)向角,?為車輛車身橫擺角速度。

當汽車在直線行駛時,xyp?0,此時車輛的縱向方程為:

x1x2x3x4??v??)?(f?f)?f?fm(v2.1.2 側(cè)向運動方程

車輛的側(cè)向運動方程為:

(2)

??v??)?(f?f)cosp?f?fm(vyxy1y2y3y4?(f?f)sinpx1x(3)

2.1.3 橫擺運動方程

基于車輛質(zhì)心的橫擺力矩運動方程為:

??(f?f)cosp?a?(f?f)sinp?ai?zy1y2x1x2?(f?f)?b?my3y(4)

z其中,iz為汽車在質(zhì)心處的轉(zhuǎn)動慣量,a、b分別為前軸中心線和后軸中心線到質(zhì)心的距離,mz為直接橫擺力矩。

mz計算如下:

dd m?(f?f)cosp??(f?f)sinp?

(5)

22其中,d為前后軸的軸距。zx1x2y1y22.1.4 車體動力學模型

根據(jù)公式,在simulink中建立車體動力學模型:

圖2.1.4.1縱向模型和側(cè)向模型仿真圖

圖2.4.1.2橫擺模型仿真圖

2.2 車輪動力學模型

車輪模型包括車輪力矩平衡方程和車輪垂直載荷動力學模型。2.2.1 車輪力矩平衡方程 對車輪的運動進行受力分析得車輪的運動模型如下:

圖2.2車輪力矩平衡圖

車輪的旋轉(zhuǎn)運動是由車輪力矩平衡方程確定的。左前輪的力矩平衡方程為:

??t?f?r

(6)j??

1bx1右前輪的力矩平衡方程為:

??t?f?r

(7)j??

2bx2左后輪的力矩平衡方程為:

??t?f?r

(8)j??

3bx3左后輪的力矩平衡方程為:

??t?f?r

(9)j??

4bx4?i為車輪的轉(zhuǎn)動線速度,tb為車輪上的合力其中,j為車輪的轉(zhuǎn)動慣量,?矩,r為車輪的半徑。

2.2.2 車輪垂直載荷動力學模型

根據(jù)動力學模型與剛體力學,四個車輪在行駛狀態(tài)下的垂直載荷為: ??f??f???f???f?z11z22z33z441b1?mg?mh2a?b21b1?mg?mh2a?b21a1?mg?mh2a?b21a1?mg?mh2a?b2gggg??v?va?b??v?va?b??v??va?b??v??va?bxyxyxyxy??v?v?mhb(a?b)d??v?v?mhb(a?b)d??v?

(6)v

?mha(a?b)d??v?v?mha(a?b)dyxgyxgyxgyxg其中,fz11、fz22、fz33和fz44分別為左前輪、右前輪、左后輪和右后輪的垂直載荷,hg為車輛質(zhì)心高度。2.2.3 車輪動力學模型

根據(jù)公式,在simulink中建立車輪動力學仿真模型:

圖2.2.3.1車前輪力矩平衡仿真圖

圖2.2.3.2車后輪力矩平衡仿真圖

圖2.2.3.3車輪垂直載荷動力學

2.3 輪胎模型

對汽車輪胎的建模采用魔術(shù)公式模型,具體就是使用三角函數(shù)的組合公式來擬合輪胎特性,用公式表達出輪胎的縱向力、側(cè)向力和回正力矩。

魔術(shù)公式的一般表達形式為:

?y(x)?y(x)?s? ?y(x)?dsin?carctan[bx?e(bx?arctan(bx))]?

(7)?x?x?s?vh如圖2.3所示,y用來表示各個輪胎力,x表示側(cè)偏角或縱向滑移率,系數(shù)b,c,d,e根據(jù)輪胎的垂直載荷和外傾角來定,sh和sv分別表示水平和垂直方向漂移。

圖2.3基于“魔術(shù)公式”的輪胎輸入輸出變量

2.3.1 車輪側(cè)偏角方程

車輪側(cè)偏角計算公式為:

v?a??)?p?c_cp1?arctan(1v?d??2??c_cp2?arctan(v?a?)?p1?v?d??(8)?v?b??c_cp3?arctan()1?v?d??2?v?b?)?c_cp4?arctan(1?v?d??2其中c_cp1、c_cp2、c_cp3和c_cp4分別為左前、右前、左后、yxyxyxyx右后車輪的輪胎側(cè)偏角。2.3.2 汽車滑移率方程

車輪的輪心速度計算公式為: 1?(v?d?)cosp?(v?a?)sinp21?(v?d?)cosp?(v?a?)sinp(9)1?v?d?21?v?d?2其中,v、v、v和v分別為左前、右前、左后、右后車輪的輪心速??v?v????v??v??x1xyx2xyx3xx4xx1x2x3x4度。

車輪的滑移率計算公式為:

???????????????1?1?234j?vj??1?

(10)

vj??1?vj??1?vx1x2x3x4其中,?

1、?

2、?3和?4分別為左前、右前、左后、右后車輪的滑移率。2.3.3 輪胎的縱向力和側(cè)向力計算方程

取中間參數(shù)為t,t的表達式為:

u?f?(1??)t?2(c?tanc_cp)?(c??)z11i2yixi2

(11)

當t??1時,車輪的縱向力和側(cè)向力計算公式為:

xixic(2?t)?t???f??1???

(12)?ctanc_cp?(2?t)?t?f??1???iyiyii當t?1時,車輪的縱向力和側(cè)向力計算公式為:

xixic???f??1????c?tanc_cp?f??1???iyyii

(13)

i其中,cx和cy分別表示,u表示。2.3.4 輪胎模型

根據(jù)公式,在simulink中建立輪胎模型:

圖2.3.4.1車前輪側(cè)偏角仿真圖

圖2.3.4.2車后輪側(cè)偏角仿真圖

圖2.3.4.3車前輪輪心速度仿真圖

圖2.3.4.4車后輪輪心速度仿真圖

圖2.3.4.5汽車滑移率仿真圖

圖2.3.4.6汽車縱向力和側(cè)向力仿真圖

2.4 整車模型

將各個模塊進行聯(lián)合仿真,建立simulink仿真模型:

圖2.4整車模型仿真圖

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