利用ADAMS与MATLAB对平面三级倒立摆的仿真.pdf

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1、20l2年第3期丁业仪表与自动化装置·3·利用ADAMS与MATLAB对平面三级倒立摆的仿真孔凡国，相飞，钟廷志(五邑大学，广东江f-j529020)摘要：利用ADAMS建立了平面三级倒立摆的虚拟样机模型，并采用ADAMS与MATLAB联合控制的方式，首次完成了平面三级倒立摆的虚拟样机控制仿真。仿真结果表明，尽管向和，，向系统采用了相同的控制器且初始参数设置完全一样，但仿真结果二者存在一定的区别，这证明了向和l，向系统存在耦合现象。此外，利用ADAMS与MATLAB联合进行系统的控制仿真，能即时反映控制

2、算法的效果，具有很大的推广价值。关键词：三级倒立摆；ADMS软件；虚拟样机；仿真中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1000—0682(2012)03—0003—02UsingADAMSandMATLABsimulationoftheplanartripleinvertedpendulumKONGFanguo，XIANGFei，ZHONGTingzhi(WuyiUniversity，GuangdongJiangmen529020，China)Abstract：BuiltinADAMSplana

3、rtripleinvertedpendulumvirtualprototypingmodel，andusestheADAMSandMATLABjointcontrolsimulationways，firstcompletedvirtualprototypecontrolsimulationofplanartripleinvertedpendulum．ThesimulationresultsshowthatalthoughXandYdirectionsystemtousethesamecontroller

4、andinitialparameterssettingsexactlythesame，butthesimulationresultstoXandYdirectionsystemaredifferent，whichprovestoXandYdirectionsystemexistscouplingphenomenon．Inaddition，ADAMSandMATLABjointsystemcontrolsimulation，canreflecttheeffectofreal—timecon—trolalg

5、orithm，withagreatpromotionvalue．Keywords：planartripleinvertedpendulum；ADMSsoftware；virtualprototype；simulation以计算机支持的仿真技术和生命周期建模技术为前0引言提，以多体系统运动学、动力学和控制理论为核心，倒立摆系统作为一个高阶次、不稳定、多变量、借助计算机技术，从外观、功能和空间关系上模拟在非线性、强耦合的复杂被控系统，在对其控制过真实环境下系统的运动学和动力学特性。程中能有效地反映控制中的许

6、多关键问题，如镇定由于平面三级倒立摆的制造技术要求高，控制问题、非线性问题、鲁棒性问题、随动问题以及跟踪问难度大，因此，目前对平面三级倒立摆的研究主要采题等，是进行控制理论验证的理想实验平台。该文主用仿真技术J。该文采用ADAMS与MATLAB联合要采用固高GPIP一200X系列平面倒立摆系统。控制的方式，分别对轴和y轴方向进行仿真，最采用计算机仿真与虚拟技术，在计算机上通过终实现了平面三级倒立摆的虚拟样机设计与控制。CAD／CAM／CAE等技术把样机的资料集成到一个MATLAB具有以下特点：1)计算功

7、能强大，具有功能可视化的环境中，实现样机的仿真、分析。其本质是丰富的工具箱；2)人机界面友好，编程效率高；3)强大的智能化功能等。收稿日期：2011—11—24基金项目：广东省自然科学基金资助项目(06029824)1ADAMS与MATLAB联合控制作者简介：孔凡国(1966)，男，博士，教授，长期从事机电控制、优化设计、智能CAD、CIMS应用、制造业信息化等方面技术研究工ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanical作。System软件是由美国机械动力公司开发的

8、多体机械·d·工业仪表与自动化装置2012年第3期系统动力学仿真分析软件)与MATLAB的联合控制是指在ADAMS中建立多体系统，然后由ADAMS输出描述系统方程的有关参数，再在MATLAB中读入ADAMS输出的信息并建立起控制方案。在计算的过程中ADAMS与MATLAB进行数据交换，由ADAMS的求解器求解系统的方程，由MATLAB求解控制方程，共同完成整个过程的控制。2平面三级倒立摆的虚拟样机2．1虚拟样机建模图2连接后的控制方案利用A