摘要:在机电工程领域的各个生产实践过程中,存在着各种各样的变量,例如长度、时间、电压、电阻、热量等。借助变量间的函数关系可以用来检测生产线是否正常运行,产品是否能合格产出。同时,函数的导数可以用来观测增长率的变化,因此导数这一数学运算在机电工程中的应用十分重要。本文通过研究导数的特征及其实际意义,旨在为机电工程中实际操作环节提供一些具体分析技巧。
关键词:函数;导数;机电
导数的性质在机电工程领域有着广泛的应用,在机电系统实际操作中,各个工作区块都有一定联系,工作区块中的变量往往具有相关性。例如,电压和电流存在正比例函数关系;传感器在受到光强、温度等外部因素的影响下显示出一定的电压量;也就是最终数值与其影响因子之间存在函数关系。通过这种函数关系可以快速了解与解决相关问题,在日常机电工程领域,利用导数的相关特性,能够很快解决这类机电工程中的实际问题。
1机电工程中函数关系
在机电工程领域中,众多工程层面常常需要测量温度,很多实际操作都依靠对温度的控制来实现效果,其在机电工程领域这种对于温度的把控是至关重要的。因此,温度传感器将应用系统与实际操作紧密结合,能保证操作环境在最佳状态。最为常见的是负温度系数热敏电阻,它的电阻值会随着温度的升高而降低,也就是温度与电阻呈负相关。温度与电阻的函数关系如下[1-3]:上面函数关系式中:T和T0都是开尔文温度,开尔文温度=273.15+摄氏度;R和Rt分别对应T和T0时刻的电阻值;B为材料常数。在数学理论中,自变量x与因变量y的函数关系用y=f(x)来表示,f为二者之间的映射。根据高等数学知识,函数都可以表示为多项式或者用多项式函数逼近。例如,若设f(x)在x0。
2函数的导数
函数的一阶导数和二阶导数都可以描述函数的性质及其走向。函数的单调增加,在图形图像上的体现为函数从左到右图像逐渐上升,表现在导函数上即为一阶导数大于零。若为单调减小,则为图像从左到右逐渐下降,表现在导函数上即为一阶导数小于零[4-7]。由以上计算可以得出,利用函数的导数定义及性质,可以用来确定机电工程系统中的某些未知系数或者其范围。
3导数在应用于实际过程的案例相关分析
例2:液体从深为18cm、顶直径为12cm的正圆锥形漏斗中漏入直径为10cm的圆柱形桶中,开始时漏斗盛满液体。已知漏斗中液面深为12cm时,液面下落速率为1cm·min-1,那么此时此桶中液面上升的速率则需要运用导数进行运算[8-15]。解:可设漏斗中液面深为Hcm时,桶中液面深为h,漏斗液面圆半径为R,如图所示:
4结论
函数的导数及其性质广泛应用于机电信息系统的各个方面。通过建立自变量与因变量的函数关系,借助导函数,可以求得某些机电工程的过程参数,用来检测机电系统是否在正常运行。本文通过系统介绍导函数并举例,将导函数应用于机电工程的原理进行阐释,为解决实际机电信息问题提供了新的思路。
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作者:薛亚荣 单位:晋中信息学院