matlab机械机构仿真解析.ppt

Revolute3模块： Bar3模块： Revolute4模块： Ground2模块： Env模块： Joint sensor模块： Joint sensor1模块： Scope模块： 双击打开模块，单击 按钮，弹出设置框， 在General区内Numble of axes设置框内输入2， 单击OK后示波器模块将 变成如下图的双波形图。 3.仿真 仿真方法如上例，下图为仿真结束后示波器模块显示的铰2和铰3的角位移图像。 单击示波器模块菜单条的 按钮，则各个波形窗口显示完整波 形。如图 同上例设置Configuration Parameters相应选项后可在仿真过程中同步动画，动画截图如下 椭圆体显示图如图 壳体动画：keti-liangan.avi 椭圆体动画：tuoyuanti-liagan.avi * * 对模块进行连线操作，类似于Simulink模块的连接操作，但SimMechanics模块之间的连线表示物理连接，而Simulink模块之间的连线表示信号传递，为信号线。 各个模块参数设置及说明如下： Ground模块： 如图输入参数，并复选 Show Machine Environment 选项。设置完后的Ground 相对于World CS的位置如图 Revolute模块： 在Number of Sensor/actuator Ports对话框中选择 1，为模块添加一个 传感器或激励器接口。 在Parameters-Axes 对话框中输入[0 0 1] 设置转动轴矢量为[0 0 1]，即Body与Ground模块间绕连接点坐标系的Z轴相对转动。 图中的Connection parameters区中的Current base:GND@Ground表示当前连接的基件（原动件）为Ground模块的GND端口，Current follower:CS1@Body表示连接的跟随件（从动件）为Body模块的CS1端口。 Revolute铰的模型： Body模块： 1）质量属性—— 质量和惯性张量： Mass（质量）： 2049（单位为g）。 Inertia：设置参数 如图。 2）刚体坐标系统 ——定义坐标的位置 和方向。 3)配置Position选项卡，按顺序为： 第一个CG只修改Origin position vector[X Y Z]为 [2.5 4 5]，其他设置默认。 第二个CS1只修改Origin position vector[X Y Z]为[3 4 5]，其他设置默认。 第三个CS2直接删除即可。 4）配置Orientation选项卡，默认坐标系都是平行于World坐标系。各选项保持默认值即可。如图： 附：对Body模块参数设置及操作的详细说明 质量属性：包括质量和惯性张量。质量是正的实际标量。惯性张量是3*3的对称矩阵，并不一定是对角矩阵。 通过刚体重心的位置以及相对于坐标轴的方位可以知道刚体是怎样旋转的，模型中刚体的初始条件如果不加修改会一直保持到仿真开始。 随动坐标固定在刚体上并随着刚体一起运动，刚体最少有一个坐标，并且坐标的原点在重心。默认有三个坐标系，刚体重心坐标系（CG）和两个 附加坐标系CS1和CS2，分别固定在重心和刚体的两端。并可通过操作增加和删除坐标系。例如为每一个铰、约束、驱动以及激励器和传感器配置一个坐标系。 单摆刚体的属性：此实例中是一个简单的单摆，质量均匀，长度为1m，直径2cm。初始条件为X轴负方向的水平位置。其中单摆的一端固定在基本点（3，4，5），坐标称之为CS1，刚体重心坐标原点所在的重心即为几何中心，且坐标与World坐标系平行。 单摆的密度为常数，在刚体重心坐标中惯性张量为对角矩阵控制了单摆关于Z轴的摆动，即在X—Y平面内的摆动。由单摆的长度，半径，单摆的质量和惯性张量可以计算出来，具体属性计算方法见下表： 对应的对角矩阵为： 细长杆（忽略半径） Body模块参数对话框中的Position/Orientation选项区右侧一排按钮的作用说明如下图： 复制一个新坐标 删除选中坐标 上移坐标 下移坐标 传感器模块： 模块设置如图，在 原始输出值选项区内 选中角位移（Angle） 和角速度（Angle velo city）,单位分别为deg 和deg/s，并取消下端 Output selected parame ters as one signal选项， 这样输出两个值就会有对应的两条信号线。 机械环境模块： 打开机械环境模块 参数对话框，保持默 认值如图示： 以上已对SimMechanics模块设置完成。余下的混