matlAB,SIMULINK联合仿真经典的例子

1、叫tlAB Q/.的例予fK联合仿真经典个人收集整理 勿做商业用途作者:日期:数控螺旋面钻头尖刃磨机的机构仿真一、原理图2二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床刃磨原理图滚珠重要假设条件：1、 二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床是通过两组并联杆（2，a和3，b）保证动平台 4只在空间中做水平运动，而没有翻转运动。每一组并联杆是由空间相互平行的4根杆件组成，由于组内各杆件受力相同，所以将其简化成平面机构如图2。构件a, b是保证动平台4只做水平运动的辅助平行杆，所以可以假设将机构中杆件a，b省略，而动平台4只做水平移动，没有翻转运动，也就是4相对于地面的夹角B 4恒等于0。2、 直线电机的次子有两个 （

2、1和5）但是在加工过程中并不是两者同时运动，所以假设5与导 轨固联3、假设机床在工作过程中动平台 4只受到树直向上的恒力作用，且作用在其中心位置。基于以上假设机床平面结构示意图如图3。图3二并联杆数控螺旋面钻头尖刃磨机床简化机构平面结构示意图二、建立仿真方程C2=cos (0 2)S2=sin (0 2) C3=cos( 0 3)S3=sin (B 3)一)力方程(分别对各个杆件进行受力分析)对动平台4:受力分析如图4F24x+F43x=m4*Ac4x对并联杆2:受力分析如图5F12x+F24x=-m2*Ac2x(4)对直线电机滑块1:受力分析如图6图4动平台4的受力分析FyFn* F12x*

3、 QJbFm+F12x=m卞 r1 dot dotF12y4个人收集整理 勿做商业用途#个人收集整理 勿做商业用途图6直线电机滑块1的受力分析#个人收集整理 勿做商业用途对并联杆3:受力分析如图7F13x+F43x=-m3*Ac3x(9)）闭环矢量运动方程（矢量图如图 8）矢量方程为:R1+R2=R3+R4将上述矢量方程分解为 x和y方向，并分别对方程两边对时间t求两次导数得:5个人收集整理 勿做商业用途r1_dot_dot+r2* a 2 * S2+r2 衣 w2A2 衣 C2=r3 *a 3*S3+r3 衣 w3A2*C3(12)r2* a 2 * C2-r2 * 可2人2 * S2=r3

4、 *a 3*C3-r3 * 可3人2 * S3(13)三)质心加速度的矢量方程#个人收集整理 勿做商业用途6个人收集整理 勿做商业用途#个人收集整理 勿做商业用途矢量关系：Ac3=Rc3 dot dotAc4=R3 dot dot+ Rc4 dot dotAc2=R3 dot dot+ R4 dot dot+ Rc2 dot dot和y方向，则它们等效为以下六个方程(_dot_dot表示对时间求两次导数 将上述三个矢量方程分别分解为#个人收集整理 勿做商业用途#个人收集整理 勿做商业用途Ac3x=-rc3w3A2C3rc3*(14)Ac3y=-rc3*w3A2*S3+rc3* a 3*C3r3

5、*w3A2Ac4x=C3-r3(16)Ac4y=(17)r3*w3A2*S3+r3*Ac2x=-r3*w3A2* C3r3*3*S3-rc2*w2A2*C2-rc2(18)Ac2y=-r3 *(19)w3A2 *S3+r3*a 3*C3-rc2*w2A2*S2+rc2*3*S3(15)衣S33*C32* S2a 2*C2#个人收集整理 勿做商业用途力未知量为:F12x, F12y, F24x,F24y,F43x , F43y,F13x, F13y,Fy, Fm引入的加速度有：a 2, a 3,r1_dot_dot, Ac3x , Ac3y , Ac4x , Ac4y , Ac2x , Ac2y

6、三、系统方程的组装将所有19个方程组装成矩阵形式1010000000000m20000001010000000000m20000rc2 S2rc2 C2rc2 S2rc2 C2000000I20000000000101000000000000m40000101000000000000m40001010000000000000100000000100m10000000100000010000000000000010100000000m30000000010100000000m3000000r3 C3r3 S300000I300000000000000000r2 S2r3 S31000000000

7、0000000r2 C2r3 C300000000000000000rc2 S2r3 S301000000000000000rc2 C2r3 C3001000000000000000rc3 S3000100000000000000rc3 C3000010000000000000r3 S3000001000000000000r3 C30000001F12x0F12y0F24x0F24y0F43xpF43y0F13x0F13y0Fy0Fm0203r3 w3A 2 C3 r2 w2A2C2?r1r2 w2A 2 S2 r3 w3A2S31 1Ac2xrc2 w2 A2 C2 r3 w3A 2 S3A

8、c2yrc2 w2A2 S2 r3 w3A2S3Ac3xrc3 w3A 2 C3Ac3yrc3 w3A2 S3Ac4xr3 w3A2 C3Ac4yr3 w3A 2 S3四、初始条件的设定假设图2+0 3=180度（3.14 弧度），所以积分器初始值设为3 位置就是初始位置 .由于00 2=1, 0 3=2.14 , r1=1.5,其它积分器初始值均设为 0。五、机构的仿真及其结果根据上述矩阵方程建立的 m文件和simulink文件见附录。仿真结果：1 、并联杆 2 的运动参数曲线如图 109个人收集整理 勿做商业用途10个人收集整理 勿做商业用途QL2图10并联杆2的运动参数9 2，w2,a

9、2 曲线2、并联杆3的运动参数曲线如图 11530035Tinn© offset:回凶Pw3633、直线电极滑块1的运动参数曲线如图12图11并联杆2的运动参数9 3, w3,a 3 曲线11个人收集整理 勿做商业用途图12直线电极滑块1的运动参数r1 , r1_dot, M_dot_dot 曲线4、各个杆件内力曲线如图13由图可知F24y与F43y的曲线重合，而实际上F24y,F43y是并联杆与动平台之间的内力 它们实际上也是相等的，所以曲线与实际情况相符。12个人收集整理 勿做商业用途13个人收集整理 勿做商业用途#个人收集整理 勿做商业用途图13各个杆件内力曲线5、直线电机驱动

10、力 Fm与导轨对直线电机次子法向支持力Fy的曲线201550101520亠5TimecFfset; 0图14Fm与Fy的曲线#个人收集整理 勿做商业用途#个人收集整理 勿做商业用途6、并联杆2的质心加速度 Ac2x，Ac2y曲线如图15#个人收集整理 勿做商业用途7、并联杆3的质心加速度 Ac3x, Ac3y曲线如图16XT Grapli-|n|x|图15并联杆2的质心加速度Ac2x,Ac2y曲线图16并联杆3的质心加速度Ac3x，Ac3y曲线X Axis8、动平台4的质心加速度 Ac4x，Ac4y曲线如图1715个人收集整理 勿做商业用途图17动平台4的质心加速度Ac4x, Ac4y曲线#个人收集整理 勿做商业用途16个人收集整理 勿做商业用途9、误差曲线图18机构仿真误差随时间的变化曲线#个人收集整理 勿做商业用途M函数为function e=my7(u)%u(1)=r1%u(2)=theta_2%u (