当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

基于ADAMS和Matlab的协同仿真及分析


基于 ADAMS 和 Matlab 的协同仿真及分析 摘 要 : 应 用 多 体 动 力 学 仿 真 软 件 ADAMS/Control 和 强 大 的 控 制 系 统 仿 真 软 件 Matlab/Simulink 进行机械系统和控制系统的协同仿真研究。以雷达天线为实例,Matlab 中 输出的控制力矩为机械模型的输入参数,机械模型的天线仰角和电机转速为输出,形成一个 闭环系统。结果表明,利用 ADAMS 和 Matlab 进行机械系统和控制系统协同仿真,可以为机电 产品的系统动态仿真分析提供有效手段。关键词: ADAMS; Matlab; 协同仿真 复杂产品的开发设计过程通常分为液压、机械、电子、控制等不同子系统,各子系统采 用各自领域内的商用仿真软件进行单点仿真[1]。 但单点仿真并不能真实地反映整个系统之间 的相互影响,而且当某个系统的参数有变动时,各子系统都要重新设计。而虚拟样机技术的 发展为复杂产品进行精确仿真提供了有效的支持。 虚拟样机技术是一种基于计算机仿真 的产品数字化设计方法,涉及到多体运动学与动力学等技术,是在 CAX(如 CAD、CAE、CAM 等)/DFX(如 DFA、DFM 等)技术基础上的发展,进一步融合了信息技术、先进制造技术和先进 仿真技术, 并将这些技术应用于复杂产品的全生命周期[2]。 利用虚拟样机代替物理样机对产 品进行创新设计、测试和评估,可缩短开发周期,降低成本。 雷达天线是一种典型的机 电一体化产品,利用虚拟样机技术对机械系统和控制系统协同仿真,在可视化的环境下观察 控制系统和机械系统的相互影响,输出多种仿真结果。 本文基于 ADAMS 的强大的动力学 仿真建模功能和 Matlab/Simulink 强大的控制仿真功能,利用 ADAMS 建立了雷达天线机械模 型,并在 Matlab/Simulink 中设计了控制器,结合在 ADAMS 中建立雷达天线机械模型,最终 建立了基于 ADAMS 和 Matlab 的协同仿真模型, 通过协同仿真可保证雷达天线达到预定仰角位 置,稳定系统。1 机械系统的虚拟建模 本文利用 ADAMS/View 对雷达天线进行建模。模型 主要由天线、支架、轴承、电机、减速齿轮及机架等组成,各零件之间添加各种运动副,包 含若干转动副和一个齿轮副,雷达天线可以旋转、摇摆[3]。虚拟样机模型。 2 控制系统建立 本文通过 ADAMS 中的 Control 模块与 Matlab 的接口,实现了基于虚拟样 机模型的雷达天线控制的研究。对雷达天线虚拟样机模型定义了两个输出变量:天线仰角的 方位角和电机的转速;一个输入变量:控制力矩。 通过 ADAMS 的 Control 模块,将雷达 天线虚拟模型输入到 Matlab 进行仿真,并基于此模型设计控制系统设计。控制框图。 利用 ADAMS 和 Matlab 建立的雷达天线协同仿真模型[4]。 雷达天线 ADAMS 子模型。 3 协同仿真 首先在 ADAMS 中建立虚拟样机模型,然后通过 Control 模块建立了状态变量, 之后即可在 Matlab 的 Simulink 中建立控制框图。通过 Control 模块与 Matlab 的接口进行 ADAMS-Matlab 协同仿真,设置仿真时间为 0.25 s,采用 Matlab 自带的变步长龙格-库塔法数 值积分函数 ode15(stiff/NDF)进行数值积分、仿真运行[5]。3.1 Simulink 仿真结果分析 关闭 ADAMS 软件,在 Matlab 中点击仿真,此时调出一个 ADAMS 窗口。此窗口里的雷达天线会 随着控制力矩的变化而不断摆动, 同时在 Simulink 中仰角方位角以及电机的曲线、 控制力矩 曲线也随着不断变化,直到最终稳定,并达到设定值,从而实现了控制的目的。Simulink 中天 线仰角方位角仿真结果,电机转速仿真结果。 双击图 3 中的“电机速度”等 Scope 控件,可以直观地观察到仰角位置和电 机速度等曲线。将仿真结果保存为*.res、*.req 及*.gra 三种类型的文件。3.2 ADAMS 中仿 真结果分析 将上述仿真分析的结果文件*.gra 导入 ADAMS 中的 Posprocessor 处理模块中, 即可在 ADAMS 中对仿真结果进行分析。图 7 为 ADAMS 中雷达天线模型控制力矩仿真结果。 由图 7 可以看出,开始加速时,控制力矩迅速达到最大峰值,然后迅速下降,当天线接近预

先设置的位置时,控制力矩此时变为负值,从而使天线速度降低。随后,当天线到达设定位置 时,控制力矩逐渐接近为零[3]。

本文建立了雷达天线的虚拟样机模型,利用 ADAMS/Control 与 Matlab/Simulink 进行了机 械系统和控制系统的协同仿真,直观地显示了控制系统对机械系统动作的影响,获得了各种 动态性能曲线。由此可见,利用虚拟样机技术进行协同仿真,能使各自独立的子系统发生关 联,可有效地观察复杂产品内各子系统之间的相互影响,使仿真更逼真,从而可以缩短产品 开发周期,降低成本。


相关文章:
基于ADAMS和MATLAB的轿车_图文
成绩 硕士研究生课程论文 基于 ADAMS 和 MATLAB 的轿车 前悬架系统仿真分析 学...命令文件 (.cmd)和一个 ADAMS /Solver 命令文件(. adm)供协同仿真分析时使用...
基于ADAMS-MATLAB的汽车主动悬架联合优化设计与控制
基于 ADAMS/MATLAB 的汽车主动悬架 联合优化设计控制 摘要 目前对车辆主动悬架控制的研究基本上是通过建立其数学模型, 然后利用 MATLAB 软件仿真, 得到设计的控制...
基于ADAMS和MATLAB自行车机器人联合仿真运动_图文
基于ADAMS和MATLAB自行车机器人联合仿真运动_机械/仪表_工程科技_专业资料。编号:...1.6 数学软件 Matlab/Simulink 简介 Simulink 是一个用来建模、仿真和分析动态...
基于ADAMS和MATLAB的六自由度机械手运动仿真-精品
基于ADAMS和MATLAB的六自由度机械手运动仿真-精品_...为仿真做好 准备。仿真运行及数据测量分析。在软件...冲突检测等功能,并有效支持 协同设计、巡航浏览、...
一个简单的Adams—MATLAB联合仿真实例
一个简单的 Adams——MATLAB 联合放置实例新浪微博@robpark_罗/luozhuhui@126.com 目的:建立一个简单的 AdamsMATLAB 联合仿真程序,对联合仿真有一个直观的了解,...
adams与matlab联合仿真例子(正确没商量)
adams与matlab联合仿真例子(正确没商量)_机械/仪表_工程科技_专业资料。adams与Matlab的联合仿真 Adams 与 Matlab 联合仿真例子作者寄语:这个文件是基于李增刚《adams ...
基于ADAMS和MATLAB主动转向式汽车列车转向仿真研究_图文
通过 ADAMS 与 MATLAB 的联合仿真分析研究主动转 向汽车列车跟随性和转弯半径...基于ADAMS和MATLAB协同仿... 67人阅读 7页 免费 基于ADAMS和MATLAB的汽车.....
基于NX与MatlabSimulink的协同仿真与应用
基于NX与MatlabSimulink的协同仿真与应用_机械/仪表_工程科技_专业资料。给出了NX与Matlab/Simulink实现协同仿真的方法,分析了NX与Simulink信息传递的过程,通过Delta...
本科毕业设计:基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
本科毕业设计:基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析_工学_高等教育_教育专区。摘要 正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。该文首先简要介绍了 OFDM的发展状况...
基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
2010 届毕业生 毕业论文题 目: 基于 MATLAB 的 OFDM 系统仿真及分析 院系名称:信息科学 学生姓名: 指导教师: 学 专业班级: 号: 电信 教师职称: 教授 2010 ...
更多相关标签: