MATLAB和ADAMS聯(lián)合仿真實現(xiàn)一種位置控制系統(tǒng)

1、MATLAB 和ADAMS 聯(lián)合仿真實現(xiàn)一種位置控制系統(tǒng) 0. 預(yù)先操作01 在D 盤根目錄下新建文件夾Model ，路徑中無空格、無中文字符，模型統(tǒng)一存放處。1. ADAMS 中建模過程1.1 啟動ADMAS 雙擊桌面圖標(biāo)：或從“開始”中選擇啟動： 1.2 進(jìn)入ADMAS 界面。 1.3 設(shè)置工作目錄。 選擇菜單欄FileSelect Directory，彈出瀏覽文件夾對話框，選擇D:Model文件夾。1.4 彈出主工具欄。 選擇菜單欄ViewToolbox and Toolbars ，勾選Tool Settings中Main Toolbar，彈出工具欄。1.5 ADAMS 中按F

2、4調(diào)出位置/坐標(biāo)顯示。 1.6 設(shè)置重力加速度。選擇菜單欄SettingGravity，設(shè)置重力加速度，此時彈出Error 對話框。 選擇“Create Model”，并起名為“Qiu1”，點擊“OK ” 再次選擇菜單欄SettingGravity，設(shè)置重力加速度：勾選Gravity 前方框，點擊-Y*，如下圖示，點擊“OK ”。 1.7 設(shè)置單位。 選擇菜單欄SettingUnits，設(shè)置單位，此時彈出“Units Settings ”對話框，點擊“MKS ”按鈕，各單位符號如右圖示，點擊“OK ”。1.8 建立半徑10cm 的球，放置在點(0,0,0上。 “右鍵”點擊主工具欄第一排第二個符

3、號-剛體：連桿，彈出擴(kuò)展工具符號，選擇第 二排第一個符號-剛體：球，勾選Radius 前方框，則此球半徑為10.0cm 。 1.9 建立球與大地之間移動副?！坝益I”點擊主工具欄第二排第二個符號-連接：旋轉(zhuǎn)副，彈出擴(kuò)展工具符號，選擇 第二排第一個符號-連接：移動副。該移動副屬性為2個構(gòu)件，1個作用點。鼠標(biāo)動作順序為：1. 左鍵點擊“ground ”一次，選取大地為第一個構(gòu)件； 2. 左鍵點擊球體一次，選取球為第二個構(gòu)件；3. 右鍵在球心位置點擊一次，彈出Select 對話框，左鍵雙擊“PART_2.cm”； 4. 右鍵在球心位置點擊一次，彈出Select 對話框，左鍵雙擊“PART_2.cm.Y

4、”。 以上步驟完畢后，球體中心會出現(xiàn)移動副圖標(biāo)。 1.10 在移動副上建立直線動力源?！坝益I”點擊主工具欄第三排第二個符號-旋轉(zhuǎn)副驅(qū)動，彈出擴(kuò)展工具符號，選擇第 二排第一個符號-直線副驅(qū)動。將鼠標(biāo)移動到球體中心處，跟隨光標(biāo)會顯示“JIONT_1”,點擊左鍵確定。球體如下圖所示。 1.11 建立狀態(tài)變量VF 。 選擇菜單欄BuildSystem ElementsState VariableNew，創(chuàng)建變量，此時彈出Create State Variable對話框，將Name 欄修改為.Qiu1.VF ，如右圖所示。1.12 將VF 導(dǎo)入到直線驅(qū)動幅的函數(shù)定義中。 右鍵單擊球體中心，彈出菜單欄，選

5、擇Motion:MOTION_1Modify，修改直線驅(qū)動副參數(shù)，此時彈出Joint Motion對話框，將Function(time欄修改為-V ARV AL(VF，點擊OK 。1.13 將變量VF 設(shè)置為輸入變量INPUT選擇菜單欄BuildControls ToolkitPlant Input，創(chuàng)建輸入變量。在Variable Name后，輸入VF ，點擊OK ，如下圖所示。 1.14 建立狀態(tài)變量VS 。選擇菜單欄BuildSystem ElementsState VariableNew，創(chuàng)建變量，此時彈出Create State Variable對話框，將Name欄修改為.Qiu1.

6、VS ，將F(time,欄修改為DY(cm，表示測量球體的中心cm 點沿Y 方向的位移，點擊OK ，如右圖示。1.15 建立狀態(tài)變量F 。 選擇菜單欄BuildSystem ElementsStateVariableNew，創(chuàng)建變量，此時彈出Create State Variable對話框，將Name欄修改為.Qiu1.F ，將F(time,欄修改為MOTION(MOTION_1, 1, 3, 0，表示測量驅(qū)動球體運動的沿Y 軸方向驅(qū)動力，點擊OK ，如右圖示。1.16 將變量VS/F設(shè)置為輸出變量 OUTPUT 。選擇菜單欄BuildControlsToolkitPlant Output，創(chuàng)

7、建輸入變量。在Variable Name后，輸入VS,F ，點擊OK ，如右圖所示。1.17 運行一下，看模型建立是否正確。 點擊主工具欄第二排第三個符號：運行，點擊開始按鈕，運行一下。彈出Message Windows，里有警告信息，提示的是MOTION 運動副依賴于V ARV AL 函數(shù)。 1.18 保存文件選擇菜單欄FileSave Database，彈出Information 對話框，點擊OK 。 1.19 調(diào)出Control 模塊選擇菜單欄ToolPlugin Manager ，調(diào)出插件管理器（PluginManager ）。 勾選ADAMS/Controls后面Load(加載和Lo

8、ad at Startup(啟動時加載 ，如下圖。1.20 在菜單欄新增的Controls 中。選擇菜單欄ControlsPlant Export，彈出ADAMA/Controls Plant Export對話框，需要設(shè)置：File Prefix-：輸入work01(輸出接口文件名稱 ；Plant Input：雙擊此欄，在彈出的Database Navigator，雙擊選擇PINPUT_1；Plant Output: 雙擊此欄，在彈出的Database Navigator，雙擊選擇POUTPUT_1；Control Package：單擊此欄，在下拉菜單中選擇MATLAB ；Type ：默認(rèn)為n

9、on_linear（非線性）；Initial Static Analysis：默認(rèn)為No ，不進(jìn)行初始狀態(tài)計算；ADAMS/Solver Choice：默認(rèn)Fortran 語言；User Defined Library Name：默認(rèn)空；ADAMS Host：默認(rèn)，此欄為機(jī)器名。 2. MATLAB 中建模過程2.1 接口文件生成。在工作目錄下會生成三個文件：work11.adm; work11.cmd; work11.m。 2.2 啟動MATLAB 。雙擊work11.m 文件，啟動MATLAB ?；騿覯ATLAB 后，找到work11.m 文件。（確保MALTAB 的工作目錄與ADAMS

10、 中設(shè)置工作目錄相同）。2.3 修改work11.m 文件。將29行內(nèi)容復(fù)制并替換到24行（內(nèi)容如下），保存，ADAMS_sysdir = 'C:MSC1.SOFMSC1.ADA2005' ;2.4 運行work11.m 文件。 點擊圖標(biāo)運行work11.m 文件。此時MATLAB 的Command Window中會彈出信息，主要內(nèi)容是在ADAMS 中設(shè)置的輸入、輸出變量名字，即在ADAMS 中設(shè)置的VF 和VS 。 2.5 輸入adams_sys在Command Window中，輸入adams_sys，會彈出Simulink 文件。 2.6 啟動Simulink 。點擊MAT

11、LAB 左上方，快速工具欄中圖標(biāo) ，啟動Simulink ，彈出Simulink Library Browser 對話框。2.7 建立Simulink 模型 點擊Simulink Library Browser對話框中快速工具欄圖標(biāo)，新建一個Simulink 文件，將adams_sub黃色塊和示波器拷進(jìn)，剩余文件不做處理存盤為control01.mdl 。2.8 添加 Simulink 中元件，并連接完畢。 在 Simulink Library Browser，選擇以下元件，拖拽到 control01 窗口中： 點擊 SimulinkSourcesStep ； ； ； 點擊 SimulinkM

12、athOperationsSum 點擊 SimulinkContinuousOperations Transfer Fcn 點擊 SimulinkSinksScope ； 點擊 Simulink ExtrasAdditional LinearPID control (Simulink Extras 一欄在目錄在下方， 往下拖拽 Libraries 的滑動 條可以找到。 VS PID Step PID Controller 1 s+1 Transfer Fcn F adams _sub1 編輯各元件參數(shù) 雙擊階躍環(huán)節(jié)圖標(biāo) ，在彈出的對話框中，將 Step time 下原數(shù)值 1 修改為 0，其余

13、不變； 雙擊比較環(huán)節(jié)圖標(biāo) ，在彈出的對話框 中，將 List of signs 下的兩個正號“+”修 改為一個正號和一個負(fù)號“+-” 。 雙擊 PID 環(huán)節(jié)圖標(biāo)，在彈出的對話框中， 將 Proportional、Intergral 和 Derivative 值分 別設(shè)置為 10、10、10。 雙擊 Transfer Fcn 環(huán)節(jié)圖標(biāo)，在彈出的對 話框中，將 Denominator cofficient 值設(shè)置 為1 1 1。 拖拽鼠標(biāo)左鍵，連接各環(huán)節(jié)如下圖所示。 VS PID Step PID Controller 1 s2 +s+1 Transfer Fcn F adams _sub 設(shè)置

14、adams_sub 環(huán)節(jié) 雙擊 adams_sub 黃色塊，彈出 untitled/adams_sub 窗口。 雙擊 ADAMS Plant 紅色元件，彈 出 Function Block Parameters: ADAMS Plant 對話框。將對話框最下端 Animation mode 中原 bach 改為 interactive。 ADAMS _uout U To Workspace 1 VS 1 VF ADAMS Plant 2 ADAMS _yout Mux Y To Workspace ADAMS _tout Clock T To Workspace Demux F Mux MSCSoftware Demux 設(shè)置仿真參數(shù) 點 擊 菜 單 欄 SimulationConfiguration Paremeters ， 彈 出 Configuration Paremeters: untilted/Configuration(Activ e對話框。設(shè)置仿真