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1、用matlab和admas模拟小球杠杆平衡精品文档小球-杠杆控制问题机械工程中的虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是CAE发展的一个主要分支。采用该项技术,工程师可在计算机上建立样机模型,对模型进行各种动态性能分析,改进样机设计参数,从而得到最优的设计方案。虚拟样机技术在工程中的应用是通过界面友好、功能强大、性能稳定的商品化虚拟样机软件实现的。国外虚拟样机技术软件的商品化过程早已完成。其中,美国MSC公司出产的机械系统动力学分析软件ADAMS最具代表性。ADAMS(AutomatedDynamicAnalysisofMechanicalSystems)
2、使用交互式图形环境,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程法,可对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。在现代机械工程中,机电一体化产品的设计问题必须系统地考虑机械和控制两大组成部分。对于具有复杂控制装置的机械系统,利用ADAMS进行设计和建模,并调用控制系统设计软件Matlab进行交互式仿真分析,可将复杂机械系统动力学和控制仿真集成一体,为机械系统设计提供现代方法和先进手段。运用ADAMS和Matlab交互式仿真系统能将一般力学的基本原理与现代控制理论相结合，更有效地解决机械系统控制问题。1．运用ADAMS
3、对小球杠杆相应线性化处理ADAMS是多体动力学系统建模仿真分析平台，其最有特色的是大位移非线性积分运算。在ADAMS中建立如下图所示的“小球杠杆”模型，模拟过程中，小球在脉冲力的作用下，将向杠杆的一端滚动，由于梁的两端受力不平衡，最终小球会掉下去。为了使小球能在杠杆上稳定下来，在杠杆的中间要定义一个控制力矩，通过小球的位移和杠杆的角度大小来确定力矩的大小。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2.在ADAMS导入模型,如图1所示。图13.创建仿真脚本：点击Simulate-SimulateScript-New，在ScriptType窗口中选择ADAMS
4、/SolverCommands。将ADAMS/SolverCommands模块下的AppendAFCCommand窗口先改为TransientSimulation，修改其中参数如2—1图所示，然后将TransientSimulation窗口改为GeneralStateMatrix，修改其中的参数如2—2图所示。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图2—1图2—24.开始仿真：Simulate-ScriptedControls。如图3所示：图35.打开Matlab，新建并将程序拷入，保存路径设置为之前adams设置的保存路径-adams_work，运行
5、。如图4所示：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图46.点击菜单栏中的Simulink按钮，弹出SimulinkLibraryBrowser窗口，新建。将SimulinkLibraryBrowser窗口中的ControlSystemToolbox，将LTISystem拖两个到新建文本中，右键点击其中一个LTI，选择Format-FlipBlock，将其箭头方向旋转一个方向。再将Sinks中的Scope拖入到文本中，将Sources中的Step拖入到文本中，将Vathoperations中的Sum拖入到文本中，仿真模块在文本中的布局如图5所示，并用箭
6、头依次连接各个仿真模块。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图57．将两个LTISystem的名称修改为SS和rsys如图6所示：图68.双击示波器Scope，将Datahistory中的Limitdatapointstolast去掉，仿真，在示波器Scope中的显示结果如图7左图所示，将显示结果沿Y轴局部放大，可以看到其趋近于-0.0177。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图79.将MathOperation中的Gain添加到Step和Sum之间，并修改Gain中的参数为-1
7、0.0177。如图8所示：图810．再次对模型进行仿真，并在
8、示波器上显示仿真结果。如图9所示：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图911.在matlab中再新建一个文本，拷入控制器模型后处理程序，运行程序如下图10所示，在保存路径中会出现4个新的文件，分别为AAA，BBB，CCC，DDD。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图1012.在adams的模型中，创建数组：Build-DataElement-Array-New。通过Tools-DatabaseNavigator-tmp_MDI_POUTPUT中的Variables查看U数组中输入变量的顺序，这里是先Angle后Position。创建U，X
9、，Y数组。如图11所示：图1113.根据matlab
