matlab simmechanic要点.docx
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matlab simmechanic要点.docx
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matlabsimmechanic要点
产品概述.................................1-2
产品定义.................................1-2
机械仿真和物理建模.........1-2
相关产品..................................1-3
所需产品.................................1-3
其他相关产品............................1-4
运行演示模型............................1-6
WhattheDemoRepresents.........................1-6
WhattheDemoIllustrates..........................1-7
打开模型................................1-8
运行模式................................1-11
修改模型...............................1-12
可视化和动画模型.................1-14
你能与SimMechanics软件呢?
.....1-18
关于SimMechanics软件.......................1-18
建模机械系统.......................1-18
机构,坐标系,接头和约束....1-19
传感器,执行器,摩擦和力量元素.......1-20
模拟和分析机械运动..........1-20
可视化和动画模型...................1-22
欲了解更多信息..............................1-26
了解更多....................................1-27
使用MATLAB帮助系统和文档
演示........................................1-27
寻找特别SimMechanics帮助..................1-27
三
建模,模拟,可视化和简单
机
2
介绍了SimMechanics块库......2-2
关于SimMechanics功能块库...............2-2
访问库.............................2-2
使用库................................2-4
必要的步骤来构建和运行机械
型号..........................................2-7
关于机建模与仿真..............2-7
基本步骤建立一个模型.....................2-7
必要的步骤来配置和运行模式..........2-9
创建一个简单的机械模型................2-11
造型单摆......................2-11
打开SimMechanics功能块库.............2-12
世界坐标系和重力.............2-12
配置地面座.......................2-13
配置车身座.........................2-15
配置联合座.........................2-21
添加一个传感器和启动仿真..........2-25
可视化一个简单的机械模型..............2-32
可视化和动画的单摆.......2-32
启动可视化..............................2-32
选择的BodyGeometry..........................2-34
显示钟摆...........................2-34
建模与可视化更复杂的机器......2-37
创建一个闭环机械模型...........2-38
建模的四杆机构...................2-38
计算自由度....................2-39
配置机械环境.............2-40
设置框图.......................2-42
配置和接地连接块..............2-45
配置车身块........................2-49
感知运动和运行模式...............2-54
ForMoreAbouttheFourBarMechanism..............2-59
iv目录
代表议案
3
运动学和运动的机器的省份.......3-2
关于运动学.................................3-2
自由................................3-2度
运动................................3-2的状态
回家,初始,andAssembledConfigurations..........3-3
欲了解更多信息..............................3-3
身体运动的SimMechanics交涉......3-5
关于身体运动................................3-5
机床几何和运动......................3-5
参照系和坐标系............3-6
有关坐标系的相对运动........3-6
在不同坐标系观察身体运动..3-8
代表身体平移和旋转.........3-10
参考文献.......................................3-11
在SimMechanics陈述的身体取向..3-12
关于身体取向陈述..............3-12
轴角度表示..........................3-12
四元数表示.........................3-13
旋转矩阵表示......................3-13
欧拉角表示.........................3-14
转换RotationRepresentations.................3-15
转换角速度.....................3-18
一个定向机构及其坐标系........3-19
关于身体取向的例子................3-19
设置测试身体...........................3-19
RotatingtheBodyandItsCGCSRelativetoWorld.....3-22
旋转体相对于它的重心......3-23
创建和身体旋转坐标系........3-25
v
技术惯例
一
机械公约和缩略语.........A-2
右手定则IsAssumed........................A-2
向量乘法..............................A-2
常见的缩写.............................A-2
术语表...................................A-2
机械单位..................................A-3
•“产品概述”第1-2页
•第1-3页上的“相关产品”
•第1-6页上的“运行演示模型”
•第1-18页上的“可以做什么用SimMechanics软件?
”
•第127bbreviations“了解更多信息”.........A-2
右手定则IsAssumed........................A-2
向量乘法..............................A-2
常见的缩写.............................A-2
术语表...................................A-2
机械单位..................................A-3
产品概述
在本节中...
“产品定义”第1-2页
第1-2页的“机械仿真和物理建模”
产品定义
SimMechanics软件是为一个方框图建模环境
工程设计与仿真刚体机器和它们的运动,
使用力和力矩的标准牛顿动力学。
与SimMechanics软件,可以建模和仿真机械
用一套工具来指定机构及其质量特性,系统的
可能的运动,运动约束和坐标系,并
发起并测量身体动作。
您可以通过一个代表一个机械系统
连接框图,像其他的Simulink模型,你可以将
分层子系统。
SimMechanics软件显示和动画的可视化工具
的3-D机的简化的标准几何形状,前,在模拟过程中。
机械仿真和物理建模
SimMechanics软件是基于的Simscape™软件,该平台
产品的Simulink物理建模系列,涵盖了
根据基本的物理原理建模和系统设计。
在Simulink环境中的Simscape软件运行和接口
无缝使用Simulink的休息和用MATLAB。
不像其他的
Simulink模块,它代表数学运算或操作上的
信号的Simscape块代表的物理组件或关系
直接。
相关产品
在本节中...
第1-3页的“所需的产品”
第1-4页的“相关产品”
所需产品
你必须安装使用下列产品的当前版本
SimMechanics软件:
•MATLAB
•Simulink的
•的Simscape
SimMechanics可视化需求
该SimMechanics可视化窗口,需要的SiliconGraphics的OpenGL
®
图形系统上的支持,以显示和动画机械
系统。
您可以通过添加一个图形提高你的速度和分辨率的图形
加速器硬件卡到你的系统。
模拟动画
是中央处理器和图形卡的速度和内存敏感。
实验发现质量和速度之间的合理妥协
您的系统。
STL图形文件从定制车身Shapes.To开关
SimMechanics可视化默认bodysurfacegeometriestocustomized
身体的形状,你需要一个stereolithographic(STL)的图形文件每个
定制的身体。
您可以从计算机辅助设计(CAD)获取这些
通过SimMechanics组件连结出口国,从图形编辑器,或
通过手工创建。
支持录制的动画
您可以animationsin微软音频视频交错记录模拟
®
使用SimMechanics可视化(AVI)格式。
要播放AVI
1-3
1IntroducingSimMechanics™软件
文件,你需要一个AVI兼容的媒体应用程序。
MATLAB有一个
internalmovieplayercompatiblewithAVI.Youcanalsouseanexternal
AVI兼容播放器。
如果你要压缩的AVISimMechanics录音,你需要的
的Indeo编解码器5安装在系统上记录它们。
您的AVI播放器可能
还要求该编解码器来查看压缩录音。
其他相关产品
在本SimMechanics产品页面上列出的相关产品
MathWorks公司™网站包括工具箱和模块集,扩展了
MATLAB和Simulink的能力。
这些产品将提高你的
SimMechanicsexperiencein各种应用。
SimMechanicsLink工具
该SimMechanics链接实用的MATLAB接口与外部机械
应用如CADplatforms.It生成物理模型的XML
您可以导入自动生成SimMechanics模型文件
代表CAD装配。
见SimMechanics链接文档
和theSimMechanics可视化和导入指南。
物理模拟产品系列
使用物理建模产品系列来模拟物理系统中
Simulink的。
除了SimMechanics软件,它们包括:
•的Simscape,平台和统一的环境,物理建模
产品
•SimElectronics中®
,建模和仿真电子系统
•SimDriveline™,用于建模andsimulating传动系统
•SimHydraulics®
,建模和仿真流体力学系统
•SimPowerSystems的™,用于建模和仿真电力系统
欲了解更多信息了解MathWorks产品
有关MathWorks公司的任何软件产品的更多信息,请参见要么
1-4
相关产品
•如果已安装的在线文档该产品
•TheMathWorksW,见“产品&
服务“一节。
运行演示模型
在本节中...
1-6页上的“演示三个代表”
“什么是演示说明了”1-7页
1-8页上的“打开模型”
第1-11页上的“运行模式”
1-12页的“修改模型”
1-14页上的“可视化和动画模型”
什么是三个代表演示
该演示模型使用几个街区库中,以模拟一个简单的机器
反馈控制。
你会看到SimMechanics功能如何建立在
标准的Simulink功能的机械系统进行建模。
该演示模型模拟conveyorbelt加载机制。
一个简单的
控制器(未示出),具有传感器和致动器,引导机构
用饱和极限和抗饱和逻辑,用于施加扭矩。
该
控制器是用户可调节的,并设置停止点的推动器。
什么是演示展示
输送机制的演示说明了一些重要的SimMechanics
特点:
•代表机构和自由度与身体和关节块,
分别
•使用SimMechanics模块与正常的Simulink模块
•饲喂Simulink的信号,并从SimMechanics模块与执行器
和传感器模块,分别为
•封装块组成子系统
1-7
1IntroducingSimMechanics™软件
•其组成机构可视化和动画的机制
CautionYou可能要进行修改这个演示模型。
至
避免错误,
•不要尝试直接连接Simulink的信号线SimMechanics
块比作动器和传感器等。
•保持身体的搭配协调的两侧制度的起源
各组装联合装配的公差范围内。
保存修改的演示模型从演示不同的文件夹是
推荐。
打开模型
为了得到与输送演示模式迅速启动,请执行以下
步骤:
•Entermech_conveyoratMATLAB命令行。
•在线帮助用户可以单击模型namemech_conveyorhere。
开幕大会SimMechanics演示
您可以通过打开完整SimMechanics演示列表:
在MATLAB桌面的左下角1ClickingtheStartbutton。
2在弹出的菜单中,selectingSimulink,thenSimMechanics,ANDTHEN
演示。
这将打开SimMechanics演示列表中的MATLAB的帮助浏览器。
你可以找到并选择从型号列表中的任何具体的演示项目。
或者,您也可以通过输入打开相同的SimMechanics演示列表
演示SIMULINKsimmechanicsordemo('SIMULINK','simmechanics')在
MATLAB命令行。
1-8
运行演示模型
框图模型
框图模型在模型窗口中打开。
什么是模型中包含
下面是该模型的一些关键特性:
•忽略了位置控制器,联合传感器和执行器的联合块
片刻。
注意,加载mechanismfollowsthetreeofbodiesand
图中所示的关节,第1-7页上的输送机装载机机制:
1-9
1IntroducingSimMechanics™软件
-有四个旋转的连杆机构和一个滑动推动体,如
以及对不动的3点接地安装所表示
地面块。
双击身体与地面块看到自己
对话框。
-推进器滑动并连结旋转相对于彼此并
地面点上的安装。
有七个明显度
自由(自由度)的系统中,由7表示的接头,但在
几何约束的动议,以一个实际的自由度。
双击
回转块怎么看rotationalDoFs均以其对话框
箱子。
-该棱镜块表示推杆的相对的线性运动,以
Ground_2。
外卷块表示LINK4的角运动
(整个机制的曲柄)相对于Ground_1。
•联合传感器检测推杆的通过棱块的位置。
该
联合执行器通过外卷的块适用扭矩LINK4。
双击
传感器和执行器模块,以查看机械运动的方式和
力/力矩转化为Simulink的信号。
•位置控制器子系统转换的推进器的位置信息
到的反馈信号来驱动Revolute旋转运动,从而LINK4。
您可以打开
位置控制器模块来查看该子系统,它是由
正常的Simulink模块。
基准位置的块使您可以控制的停止位置
的推动器,通过调节该致动Revolute旋转运动的控制信号。
保持最初的推杆位置需要在Revolute旋转运动固定的扭矩。
•打开Scope模块。
您可以以毫米为单位同时看到推杆位置
(毫米)相对于Ground_2作为测量的位置情节和扭矩
牛顿米(Nm)适用于LINK4相对Ground_1的扭矩
情节。
运行模式
你现在可以运行的模型,因为它是当你第一次打开它:
1英寸theSimulationmenu,selectConfiguration配置参数;
出现配置参数对话框。
选择theSolvernode:
一本presetStoptimeisinf,所以模拟保持运行,一旦你
启动它。
你应该把它atinfand手动停止模拟
前几次你运行它。
如果你想以后你可以申请一个有限的停止时间(以秒为单位)。
b发表theSolveroptionsentries为默认值,并关闭对话框。
2从theSimulationmenu,选择开始。
在MicrosoftWindows
®,佑康
还可以单击theStartbutton在模型窗口工具栏。
Themeasuredpositionofthepusherandthetorqueappliedtomaintain
那个位置开始并保持基本恒定的范围地块。
该
施加的扭矩被调整,以保持初始推进器的位置
3Toseegreaterdetailatthesimulationstart,停止前的模拟
时间的流逝20秒,放大的范围地块。
修改模型
这里是演示,您可以尝试的修改。
它说明了简单的
用户驱动控制器,可以调整改变推杆的运动。
为了进行这些修改,最好是关闭并重新启动演示。
更换推杆参考位置
基准位置的模块实际上是一个Simulink的滑块增益模块(从
在Simulink数学库)和对照组,其中推来休息。
您可以调整基准位置的块来改变那里的推进器停止:
1打开参考位置块。
你看到一个可调节的滑块设置
推杆的休息点的位置。
1-12
运行演示模型
2输入在theLowandHighfields值来设置下限和上限
所允许的滑块范围。
在这个演示are0and0.2默认值,与
米(米)隐含的单位。
3输入在中央字段中的值来设置推杆停点,这
您也可以通过点击和拖动之间的较低的滑块调整
和上限。
默认IS0(米)。
您可以更改应用到参考位置,有两种方式模拟:
•重设基准位置的块,然后再开始演示。
你看,
推杆轨迹跟踪differentlynow,向着新的停车点。
例如,重设基准位置to0.1and重新启动
示范生产这些范围的地块,withAutoscaleand缩放功能应用。
渐近测量的位置现在倾向于到100毫米(0.1微米),该
用于保持推杆有扭矩发生了变化:
开始演示与参考块的位置和开放移动滑块
上下和模拟运行。
观看范围。
实测
位置和所需的扭矩changeto按照新的参考位置。
1-13
1IntroducingSimMechanics™软件
可视化andAnimating模型
另一个修改可以使显示了强大的SimMechanics
功能,其模拟运动的机制和动画的可视化。
您可以通过打开可视化和动画的输送机制
SimMechanics可视化窗口。
通过该窗口可以显示机构
在两个标准的抽象形式:
•等效ellipsoidsuse该机构的惯性张量和质量。
每个主体都有均匀相当于一个独特的椭圆形,以它的质量
和惯性张量。
•凸hullsuse所附的身体协调机构的系统(CSS)
定义由CS起源概述的形状。
凸壳
第一次尝试的可视化与输送机显示为凸壳体:
1从theSimulationmenu,selectConfiguration配置参数;
出现配置参数对话框。
2选择theSimMechanicsnode。
在theVisualizationarea,选择
更新diagramandShow动画后显示机
在simulationcheck箱。
3Leave其他默认值,因为它们并关闭对话框。
从theEdit
菜单,selectUpdate图。
出现ASimMechanics可视化窗口,在显示所述输送带
休息在它的初始状态。
该机构在将显示在默认的几何形状,如凸包。
该
身体和身体坐标系axistriadsarealsodisplayedas
默认值。
4Change参考位置为非零值,as0.1or0.2
5Restart模拟。
窗口动画传送带运动。
您
这项议案可以比较的地块范围内。
在visualizationwindow6按一下身体。
在模型窗口中,
相应的体块以红色突出显示。
块的名称将出现在
可视化窗口的左下角。
7Examine的可视化窗口的菜单和工具栏。
1-15
1IntroducingSimMechanics™软件
在这里,你可以重新配置的显示属性:
身体,身体的CS轴
黑社会,彩色填充在连接体的CS体表补丁
同样的身体,和用户视点方向。
8Leave可视化窗口中打开下一组步骤。
等效椭球
现在想象的输送机显示为椭圆体:
1从theModelmenu在菜单栏中,selectBody几何图形>
椭球,所以在出现的菜单条目旁边的复选框。
Thedisplayinthevisualizationwindowchanges.Theconveyorappearsat
休息在它的初始状态,但与显示为等效椭球的尸体。
2Restart模拟。
观众现在动画传送带运动。
3使用菜单进行实验的可视化设置。
工具栏
包含了大部分功能,以及
4在监看的动画运行,打开参考点和块
移动滑块上下。
除了你可以在范围看
地块,窗口动画直接在太空推进器轨迹为
机制来响应你的调整。
你能与SimMechanics软件呢?
在本节中...
“关于SimMechanics软件”1-18页
1-18页上的“建模机
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- matlab simmechanic要点 simmechanic 要点