Simulink外部模式应用于刚柔体控制联合仿真

通过对比现有的基于Adams-Simulink进行刚柔体动力学-控制模型的联合仿真方法,分析了其在对柔性体复杂度高和机械控制耦合性强的模型进行仿真时存在的不足;通过代码编写,将Simulink仿真实时工作室(RTW)中外部模式功能应用于Adams的控制系统导入模式中,改进了联合仿真的交互性与直观性,最后通过直流电机控制柔性臂转动的实例验证该方法的可靠性。     

未知环境下柔性二连杆机械臂的自适应阻抗控制

针对机器人与环境接触作业的需求,基于假设模态法建立了刚柔耦合动力学模型,并考虑环境参数不精确干扰,设计了自适应阻抗控制器,分析了其稳定条件。在MATLAB/Simulink中搭建了可对柔性机械臂进行自适应阻抗控制的仿真平台,计算了平面内二连杆柔性机械臂在含有三角形凹陷环境表面的接触运动和柔性变形模态。对比分析了刚性和柔性机械臂位控和力控效果及自适应项对控制响应的影响。基于Staubli机器人展开了实验。结果表明：柔性变形会使得机械臂的位控和力控效果变差;自适应阻抗控制会改善控制响应,对环境不确定具有鲁棒性。设计的自适应阻抗控制可实现柔性机械臂在不规则表面的稳定接触和运动。     

基于电磁作动器的柔性结构振动控制仿真及实验研究

针对柔性结构振动控制过程中的结构动力学精确建模问题,运用ADAMS与Matlab联合仿真分析,建立了系统的机电一体化耦合模型,利用磁悬浮技术能够实现无接触振动主动控制的特点,在Matlab/Simulink中对整个磁悬浮振动控制系统进行了结构悬浮、正弦干扰和冲击干扰等研究。研制了悬臂梁振动控制试验台,并且在试验台上对系统的性能进行了研究。     

软腔体柔性机械臂的T-S模糊建模与控制

针对柔性机械臂强非线性、强耦合性及不确定性的特点，利用Takagi—Sugeno模糊模型其规则前件是模糊变量，而规则后件的结论是输入输出线性函数的特点，对柔性机械臂进行了建模。在验证了模型准确性的基础上，进行了广义预测控制方法的研究，最后，对比分析了广义预测控制和传统PID控制，实验结果表明，基于T—S模糊模型的广义预测控制能很好的实现对柔性机械臂的控制。为柔性机械臂的模糊建模和进一步研究提供了理论指导及重要的前提条件。     

柔性机械臂振动压电抑振新方法

针对含有压电智能结构的柔性机械臂,提出基于模糊PID融合控制理论柔性机械臂振动主动控制方法.搭建了平面1R柔性机械臂实验装置,并设计了相应的控制系统,通过实验实现了柔性机械臂振动的主动控制.     

考虑摩擦学行为的机械产品虚拟样机实现方法

提出了一种包括摩擦学行为仿真的机械产品虚拟样机快速实现方法。该方法利用实体建模工具软件建立各零部件的实体模型；利用有限元分析软件通过模态迭加方法来完成各个零部件的柔性体模型；利用系统动力学分析平台将柔性体模型组装成系统模型；在系统模型基础上，将摩擦学行为仿真Fortran程序及其它学科行为仿真程序(或软件)嵌入系统模型，实现具有摩擦学行为及摩擦学行为与其它学科行为耦合仿真功能的机械产品虚拟样机。最后，通过缸套-活塞-曲轴系统虚拟样机的开发实例，验证了该方法的可行性。     

AMESim与Matlab/Simulink联合仿真接口技术应用研究

分析了机械液压系统建模仿真软件AMESim与专业计算软件Matlab／Simulink联合仿真研究方法的特点与实现方法。对AMESim与Matlab／Simulink联合仿真接口技术进行了详细介绍，并以实例分析了其在应用中的特点和一些实践操作中的主要注意事项。     

柔性机械臂结构-控制耦合特征的实验研究

利用柔性机械臂主动控制实验装置以及相应的动力学参数测试系统 ,采用光电编码器、加速度计和应变片分别检测柔性臂的大范围运动、末端振动及驱动力矩 ,对柔性机械臂结构 -控制耦合特性进行了研究。实验结果发现 :1)由于结构与控制系统的耦合 ,改变了柔性机械臂的第一阶振动频率 ;2 )在实现规定运动时 ,不同结构的柔性机械臂的驱动力矩形式明显不同 ;3)柔性机械臂的驱动力矩具有随伺服驱动系统工频的脉动现象。验证了柔性机械臂结构与控制系统之间存在相互作用 ;指出采取结构 -控制一体化设计方法是提高柔性机械臂性能的一个重要手段。     

机电产品中机械零件、机械系统与控制器参数协同优化方法与应用研究

针对传统机电产品设计模式难以在一个优化过程中综合考虑机械零件、机械系统和控制系统之间相互影响的不足,基于多体动力学、有限元、拓扑优化和PID控制,采用联合仿真,提出了包括零件优化、机械系统优化和控制器优化在内的机电系统协同优化方法;基于MATLAB、ANSYS和Tosca给出了优化过程的软件实现框架;通过一个柔性受控曲柄连杆机构验证了所提出的协同优化方法的有效性。     

2R欠驱动平面柔性机械臂的位置控制策略与试验研究

针对同时具有被动关节和柔性杆的欠驱动平面机械臂,提出一种简单易行的分段位置控制策略。以2R欠驱动平面柔性机械臂为研究对象,建立机械臂的假设模态动力学模型,分析系统的动力学耦合特性与可控性。通过被动关节处制动器的开闭切换,研究平面柔性机械臂的分段位置控制策略,采用PID方法分别设计各阶段主动、被动关节的控制算法。最后,基于自行开发的欠驱动平面机械臂的试验平台及实时控制系统,完成了2R欠驱动平面柔性机械臂位置控制的试验研究。仿真和试验结果表明,主动关节和被动关节在各阶段都能很好地跟踪目标值,进而实现机械臂的操作任务,验证了所提控制方法的可行性和有效性,以及欠驱动柔性机械臂动力学模型的正确性。     

ADAMS柔性体运动仿真分析研究及运用

介绍ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中调入柔性体的几种方法 ,着重分析如何在ADAMS中引入ANSYS模态中性文件 ,构建机械系统仿真模型。通过一个实例验证了ADAMS柔性体运动仿真分析的实效     

ADAMS柔性体运动仿真分析及运用

介绍机械系统自动动力学分析软件(ADAMS)柔性体基本理论及在ADAMS中生成柔性体的几种方法,并构建机械系统仿真模型,通过一个实例验证ADAMS柔性体运动仿真分析的实效.     

永磁直线进给系统多柔性体机电耦合动力学特性分析

针对高精度数控机床直接驱动进给系统动力学特性易受机械部件弹性变形、电气系统控制参数影响的特点,从机电耦合角度出发,用有限元法将永磁直线进给工作台进行柔性化,应用拉格朗日-麦克斯韦方程建立直线进给系统多柔性体的机电耦合模型。结合有限元分析软件ANSYS、动力学仿真软件ADAMS建立直线进给系统多柔性体的机电耦合仿真模型,并对系统进行动力学仿真分析和实验验证。结果表明,工作台柔性化更接近真实的工作情况;电气控制参数对系统动力学特性有显著影响。直线进给系统多柔性体机电耦合模型的建立可为直接驱动系统结构优化设计提供依据。     

基于ADAMS和MATLAB的动力学联合仿真

针对ADAMS不能对机械系统实现复杂控制的状况,提出了将ADAMS与控制系统应用软件MATLAB结合起来对系统进行联合仿真的方法。通过实例,研究了它们之间的接口,为实现复杂的机电联合仿真奠定了基础。     

柔性齿轮系统的多体动力学仿真研究

以渐开线齿轮为例,通过程序求得渐开线上的关键点,又在ANSYS中通过关键点创建齿轮渐开线,建立齿轮的有限元模型,导入到ADAMS中进行多体动力学仿真。通过ADAMS和ANSYS的结合,成功地实现了柔性齿轮系统动力学的仿真计算,使仿真结果更加贴合实际。实例表明,该柔性体仿真方法对包括齿轮机构存内的复杂机械系统的多体系统动力学仿真具有一定的参考意义。     

基于ADAMS和MATLAB的双回路PID控制倒立摆联合仿真

倒立摆系统是典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,是检验各种控制理论的理想模型。研究了倒立摆系统的构成并建立了数学模型,针对摆杆角度和小车位移两个输出量采用双回路PID控制并设计了PID控制器,在ADAMS软件中建立了倒立摆系统的机械模型,在MATLAB软件中建立了控制模型,通过接口实现了双回路PID控制倒立摆的联合仿真。文中方法直接从ADAMS中产生机械系统仿真模型,避免了推导、列写较复杂的方程描述机械系统,大大简化了建模过程,而且能够更直观地观察仿真结果。     

联合仿真技术在3-RPS并联机构中的实践研究

这里采用机械与控制联合仿真的方法,在ADAMS中创建3-RPS并联机构的动力学模型,并在SIMULINK中建立3-RPS并联机构的控制模型;利用ADAMS/controls模块构成机构联合仿真模型,进行了联合仿真分析。最后通过联合仿真方法对3-RPS并联机构进行了精度分析,提出了提高3-RPS并联机构运行精度的措施。     

修正的Craig-Bampton方法在多体系统动力学建模中的应用

针对空间实验室、柔性机械臂等柔性多体系统，借助结构动力学中的Craig-Bampton模态综合方法，对其进行修改并用于描述弹性变形，将模态综合方法和多体系统建模常用的混合坐标法相结合，以适合刚体运动与弹性运动的耦合，更好地反映了系统的动力学特性。结合ADAMS、ANSYS软件，可充分利用该方法对柔性多体系统进行计算机仿真分析，进而进行优化设计等。     

并联机器人单支链伺服控制研究

以并联机器人单支链系统为研究对象,利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立系统的动力学模型,并添加外部载荷及约束.在控制系统仿真软件Matlab中设计伺服系统的控制算法,利用控制输出来驱动机械模型.通过ADAMS/Controls模块作为两软件的接口,将AD-AMS中的机械模型杆位置、电动机速度输出反馈给控制模型,实现机械系统与控制系统的联合仿真.通过联合仿真,可以为单支链控制系统的设计与调试提供可靠依据.     

Study on the dynamic model and simulation of a flexible mechanical arm considering its random parameters

Randomness exists in engineering Tolerance, assemble-error, environment temperature and wear make the parameters of a mechanical system uncertain So the behavior or response of the mechanical system is uncertain In this paper, the uncertain parameters are treated as random variables So if the probability distribution of a random parameter is known, the simulation of mechanical multibody dynamics can be made by Monte-Carlo method Thus multibody dynamics simulation results can be obtained in statistics A new concept called functional reliability is put forward in this paper, which can be defined as the probability of the dynamic parameters (such as position, orientation, velocity, acceleration etc) of the key parts of a mechanical multibody system belong to their tolerance values A flexible mechanical arm with random parameters is studied in this paper The length, width, thickness and density of the flexible arm are treated as random variables and Gaussian distribution is used with given mean and variance Computer code is developed based on the dynamic model and Monte-Carlo method to simulate the dynamic behavior of the flexible arm At the same time the end effector’s locating reliability is calculated with cncular tolerance area The theory and method presented in this paper are applicable on the dynamics modeling of general multibody systems