第8讲虚拟样机协同仿真技术2013

1、虚拟样机技术入门与应用虚拟样机技术入门与应用-7-72021-11-212l利用标准图形文件实现数据交换利用标准图形文件实现数据交换 uIGES、STEP、DXF/DWG或或Parasolid等等 l利用利用ADAMS开发商和开发商和CAD开发商共同研制开发的专开发商共同研制开发的专用转换模块用转换模块uPro/EMechanism/Pro程序模块程序模块 三维CAD标准格式图形文件ADAMSCAD输出接口ADAMS/Exchange2021-11-213传统的机电一体化产品设计开发过程传统的机电一体化产品设计开发过程2021-11-214节约时间,降低成本2021-11-215lADAMS提

2、供了两种机电一体化系统仿真分析方法提供了两种机电一体化系统仿真分析方法u利用利用ADAMS/View提供的控制工具箱提供的控制工具箱u使用使用ADAMS/Controls模块模块l控制工具箱控制工具箱u提供了简单的线性控制模块和滤波模块提供了简单的线性控制模块和滤波模块u可实现前置滤波、可实现前置滤波、PID控制和其他连续时间单元的模拟仿真控制和其他连续时间单元的模拟仿真u适合简单的控制问题适合简单的控制问题lADAMS/Controls模块模块u支持同支持同EASY5、MATLAB、MATRIX X等控制分析软件进行等控制分析软件进行联合分析联合分析 u适合复杂的控制问题适合复杂的控制问题2

3、021-11-216l构造控制模块的构造控制模块的4个基本步骤个基本步骤1、绘制模型的控制方框图绘制模型的控制方框图u样机、控制模块、输入，输出、必要的开关等控制样机、控制模块、输入，输出、必要的开关等控制 输入输入A过滤模过滤模块块A样机样机模型模型控制系控制系统模块统模块过滤模过滤模块块B输出输出B开关开关A开关开关B2021-11-2172、产生所有的输入模块产生所有的输入模块 u使用输入函数将输入同其他的控制模块连接起来使用输入函数将输入同其他的控制模块连接起来 3、产生其他的控制和滤波模块，并联接这些模块产生其他的控制和滤波模块，并联接这些模块 4、检查所有的输入和输出连接检查所有的

4、输入和输出连接 2021-11-218l输入函数模块输入函数模块 u含有向模块输入信号的外部时间函数，以及输入模块的样机含有向模块输入信号的外部时间函数，以及输入模块的样机模型各种测量结果模型各种测量结果l求和连接函数求和连接函数 u用于对其他标准模块的输出信号进行相加或相减运算用于对其他标准模块的输出信号进行相加或相减运算 l增益、积分、低通过滤和导通延迟过滤模块增益、积分、低通过滤和导通延迟过滤模块 l用户自定义转换模块用户自定义转换模块 u可以产生通用的关系多项式模块可以产生通用的关系多项式模块 l二次过滤器二次过滤器 定义无阻尼自然频率和阻尼比定义无阻尼自然频率和阻尼比 lPID控制模

5、块控制模块 l开关模块开关模块 2021-11-219lBuild菜单菜单lControls Toolkit项项lStandard Control Blocks命令命令控制模控制模块工具块工具图标图标参数参数输入输入栏栏2021-11-2110l求解基本步骤求解基本步骤 u构造构造ADAMS/View样机模型样机模型 u确定确定ADAMS的输入和输出的输入和输出 u构造控制系统方框图构造控制系统方框图 u机电系统仿真分析机电系统仿真分析 构造构造ADAMS模型模型确定确定ADAMS的的输入和输出输入和输出构造控构造控制系统制系统方框图方框图机电系机电系统仿真统仿真分析分析2021-11-211

6、1天线支天线支撑撑方位旋方位旋转马达转马达圆盘圆盘减速齿轮减速齿轮仰角仰角轴承轴承天线天线2021-11-2112l向机械系统输入一个控制力矩向机械系统输入一个控制力矩control_torquel雷达的机械系统则向控制系统输出天线仰角的方位角雷达的机械系统则向控制系统输出天线仰角的方位角azimuth_position和马达转速和马达转速rotor_velocity ADAMS模型模型控制系统控制系统输入输入 = control _torque输出输出 = azimuth_position 和和 rotor_velocity2021-11-2113修改状态变量对话框 修改力矩对话框 2021

7、-11-2114ADAMS/Controls设置输出对话框设置输出对话框2021-11-2115l启动控制程序启动控制程序MATLAB。l在在MATLAB程序中，输入程序中，输入ADAMS模块。模块。l在在Simulink中，设置仿真参数。中，设置仿真参数。l运用运用Simulink工具，进行控制系统建模工具，进行控制系统建模2021-11-2116l在在MATLAB，输入，输入adams_sys adams_sys模块窗口 adams_sub模块的子系统 2021-11-2117l在在Simulink窗口，双击窗口，双击Mechanical Dynamics模块模块 l设置输出文件名设置输出

8、文件名 l在仿真分析模式栏，选在仿真分析模式栏，选择择discrete参数参数l在动画显示栏，选择在动画显示栏，选择interactive参数参数 l在初始化方式栏，选择在初始化方式栏，选择automatic参数参数l选择选择Apply 、Close ADAMS参数设置参数设置2021-11-2118ADAMS 虚拟样机机械系统2021-11-2119l设置设置MATLAB仿真参数仿真参数 l执行机电系统联合仿真分析执行机电系统联合仿真分析u在在Simulation菜单，选择菜单，选择Start命令命令 l暂停仿真分析暂停仿真分析u利用利用ADAMS/Controls程序的互交式对话功能程序的

9、互交式对话功能 l在在MATLAB程序中绘制仿真分析结果。程序中绘制仿真分析结果。l在在ADAMS/View中绘制仿真分析结果。中绘制仿真分析结果。2021-11-21202021-11-21212021-11-2122有限元建模，有限元建模，网格划分网格划分确定边界连接节点确定边界连接节点ANSYSANSYS应力分析应力分析虚拟样机建模虚拟样机建模ADAMSADAMS动态仿真动态仿真替代样机刚性构件替代样机刚性构件模态模态文件文件载荷载荷文件文件构件结构分析结果构件结构分析结果动态仿真结果动态仿真结果2021-11-2123ANSYSANSYS有限元建模有限元建模确定连接节点确定连接节点ANSYSANSYS应力分析应力分析ADAMSADAMS虚拟样机虚拟样机建模建模ADAMSADAMS动态仿真动态仿真替代样机替代样机刚性构件刚性构件模态模态文件文件载荷载荷文件文件结构分析结果结构分