MATLAB-SimMechanics机构动态仿真.ppt

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1、4.SimMechanics建模及机构系统仿真4.1SimMechanics简介4.2SimMechanics模块4.3SimMechanics建模4.4机构动态仿真实例分析4.1SimMechanics简介SimMechanics是Matlab仿真中的一个工具箱，同时结合Simulink、Matlab的功能。利用SimMechanics模块框图对机构运动进行建模和动态仿真。通过一系列关联模块来表示机构系统,在仿真时通过SimMechanics可视化工具将机构系统简化为机构结构的直观显示。4.2SimMechanics模块SimMechanics模块组提供了建模的必要模块，可以直

2、接在Simulink中使用。SimMechanics支持用户自定义的构件模块，可以设定质量和转动惯量。通过节点联接各个构件来表示可能的相对运动，还可以在适当的地方添加运动约束、驱动力。模块组包含刚体子模块组（Bodies）、约束与驱动模块组（Constraints&Drivers）、力单元模块组（ForceElements）、接口单元模块组（InterfaceElements）、运动铰模块组（Joints）及传感器和激励器模块组（Sensors&Actuators）和辅助工具模块组（Utilities）。4.2.1刚体子模块组（Bodies）4.2.2约束与驱动模块组（Const

3、raints&Drivers）4.2.3力单元模块组（ForceElements）4.2.4接口模块组（InterfaceElements）4.2.5运动铰模块组（Joints）4.2.6传感器与激励器模块组（Sensors&Actuators）4.2.7辅助工具模块组（Utilities）4.2.1刚体子模块组（Bodies）双击此模块，弹出模块组，此模块组包括四个模块：刚体（Body）、机架（Ground）机械环境（MachineEnviroment）和共享机械环境（SharedEnviroment）。机械环境是为仿真定义环境变量。包含有重力、维数、分析模式、约束求解器、误差

4、、线性化和可视化。共享环境联接两个刚体模块使他们享有相同的机械环境。机架只有一个连接端，另外一个固定。刚体有两个连接端，其中一个为主动端，另一端为从动端。使用刚体时可以定义质量、惯性矩、坐标原点、刚体的初始位置和角度。双击该模块组，弹出如图所示。4.2.2约束与驱动模块组（Constraints&Drivers）AngleDriver：设定两个刚体坐标间的角度。DistanceDriver：设定两个坐标原点的距离。GearConstraint：齿轮约束。LinearDriver：确定两个刚体坐标间的向量差。ParallelConstrant：平行约束。Point-Constrai

5、nt：曲线约束。VelocityDriver：确定两个刚体坐标间的相对线速度和角速度。4.2.3力单元模块组（ForceElements）BodySpring&Damper：在两个刚体之间施加线性阻尼振子。JointSpring&Damper：在两个刚体间的单自由度铰或单自由度转动铰建立一个线性阻尼振荡力或力矩。4.2.4接口模块组（InterfaceElements）双击模块弹出图示模块组分别提供移动副接口和转动副接口。4.2.5运动铰模块组（Joints）双击模块，弹出图示模块组。此模块组中提供了各种运动铰，利用这些运动铰就可以将刚体构件连接起来。分别有Bearing（三个方

6、向转动）、Bushing（三个方向移动，三个方向转动）、CustomJoint（自定义铰）、Cylindrical（柱面铰）、Gimbal（万向铰，旋转三个角度）、In-plane（平面内移动）、Planar（平面铰）、Prismatic（单自由运动铰）、Revolute（单自由转动铰）、Screw（螺旋铰）、Six-DoF（六自由度）、Spherical（球面铰，三个自由度）、Telescoping（一个方向移动一个方向转动）、Universal（万向铰，旋转两个角度）、Weld（刚节点）。打开其中包含的两个子模块组DisassembledJoints和MasslessConn

7、ectors。1.双击DisassembledJoints，弹出如图模块组，其中模块是分解后的铰，不同于Joints中对应的铰，它们有不同的基准点。2.双击MasslessConnectors，弹出如图模块组，其中模块是Joint中对应的铰的组合。4.2.6传感器与激励器模块组（Sensors&Actuators）双击模块，弹出图示模块组。该模块组中的模块用来和普通的Simulink模块进行数据交换。BodyActuator：通过广义力或力矩来驱动刚体。BodySensor：刚体