基于.matlab的六杆机构动力学分析及仿真

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1、WORD格式可编辑六杆机构的动力学分析仿真一系统模型建立为了对机构进行仿真分析，首先必须建立机构数学模型，即位置方程，然后利用MATLAB仿真分析工具箱Simulink对其进行仿真分析。图3．24所示是由原动件(曲柄1)和RRR—RRP六杆机构。各构件的尺寸为r1=400mm，r2=1200mm，r3=800mm,r4=1500mm，r5=1200mm；各构件的质心为rc1=200mm,rc2＝600mm,rc3=400mm，rc5=600mm；质量为m1=1．2kg，m2＝3kg，m3＝2．2kg；m5=3．6kg，m6=6

2、kg;转动惯量为J1=0.016kg·m2，J2=0.25kg·m2；J3=0.09kg·m2，J5=0.45kg·m2；构件6的工作阻力F6=1000N，其他构件所受外力和外力矩均为零，构件1以等角速度10rad/s逆时针方向回转，试求不计摩擦时，转动副A的约束反力、驱动力矩、移动副F的约束反力。图1-1此机构模型可以分为曲柄的动力学、RRRII级杆组的动力学和RRPII级杆组的动力学，再分别对这三个模型进行相应参数的求解。技术资料专业整理WORD格式可编辑图1-2AB构件受力模型如上图1-2对于曲柄AB由理论力学可以列出表

3、达式：由运动学知识可以推得：将上述各式合并成矩阵形式有，(1-21)如图1-3，对构件BC的约束反力推导如下，技术资料专业整理WORD格式可编辑图1-3BC构件受力模型如图1-4，对构件BC的约束反力推导如下，图1-4CD构件受力模型由运动学可以推导得，技术资料专业整理WORD格式可编辑将上述BC构件，CD构件各式合并成矩阵形式有，=(1-22)如图1-5对构件5进行约束反力的推导如下，图1-5CE杆件受力模型技术资料专业整理WORD格式可编辑如图1-6对滑块进行受力分析如下，滑块受力模型由运动学可推，（1-23）技术资料专业

4、整理WORD格式可编辑二编程与仿真利用MATLAB进行仿真分析，主要包括两个步骤：首先是编制计算所需要的函数模块，然后利用其仿真工具箱Simulink建立仿真系统框图，设定初始参数进行仿真分析。针对建立完成的数学模型，为了进行矩阵运算，根据以上式子编制M函数文件chengcrank.m，chengrrr.m、chengcrankdy.m、chengrrrdy.m、chengrrp.m和chengrrpdy.m如下：曲柄原动件M函数文件chengcrank.m：functiony=chengcrank(x)%%Functiont

5、ocomputetheacclerationofcrank%Inputparameters%x(1)=theta-1%x(2)=dtheta-1%x(3)=ddtheta-1%0utputparameters%y(1)=Re[ddB]%y(2)=Im[ddB]r1=0.4;ddB=[r1*x(3)*cos(x(1)+pi/2)+r1*x(2)^2*cos(x(1)+pi);r1*x(3)*sin(x(1)+pi/2)+r1*x(2)^2*sin(x(1)+pi)];y=ddB;RRRII级杆组M函数文件chengrrr.m：f

6、unctiony=chengrrr(x)%functiontocomputetheaccelerationforRRRbargroup%Inputparameters%x(1)=theta-2%x(2)=theta-3%x(3)=dtheta-2%x(4)=dtheta-3%x(5)=Re[ddB]%x(6)=Im[ddB]%Outputparameters%y(1)=ddtheta-2%y(2)=ddtheta-3%y(3)=Re[ddC]%y(4)=Im[ddC]r2=1.2;r3=0.8;ReddD=0;ImddD=0;

7、a=[r2*cos(x(1)+pi/2)-r3*cos(x(2)+pi/2);r2*sin(x(1)+pi/2)-r3*sin(x(2)+pi/2)];技术资料专业整理WORD格式可编辑b=[-r2*cos(x(1)+pi)r3*cos(x(2)+pi);-r2*sin(x(1)+pi)r3*sin(x(2)+pi)]*[x(3)^2;x(4)^2]+[ReddD-x(5);ImddD-x(6)];ddth=inv(a)*b;y(1)=ddth(1);y(2)=ddth(2);y(3)=x(5)+r2*ddth(1)*cos(

8、x(1)+pi/2)+r2*x(3)^2*cos(x(1)+pi);y(4)=x(6)+r2*ddth(1)*sin(x(1)+pi/2)+r2*x(3)^2*sin(x(1)+pi);曲柄原动件动力学M函数文件chengcrankdy.m：functiony=chengcr