matlab与adams联合仿真+仿真结果动画的保存与后处理.doc

Matlab与adams联合仿真实例本实例以matlab为外部控制程序,使用PID算法控制偏心杆的摆动,使偏心杆平衡到指定位置。在adams/view中建立偏心杆模型图1偏心杆模型新建模型如图所示,将Units设置为MMKS。设置自己的WorkingDirectory,这里设置为C:\adams\exercise。点击OK按钮。图2新建模型对话框创建连杆设置连杆参数为Length=400,Width=20,Depth=20,创建如图所示的连杆。图3创建连杆创建转动幅在连杆质心MARKER点处创建转动幅,旋转副的参数设置为1Location和NormalTogrid将连杆与大地相连。图4创建转动幅创建球体球体选项设置为Addtopart,半径设置为20,单击连杆右侧Marker点,将球体添加到连杆上图5创建球体创建单分量力矩单击Forces>CreateaTorque(ponent)AppliedForces,设置为SpaceFixed,NormaltoGrid,将Characteristic设置为Constant,勾选Torque并输入0,单击连杆,再点击连杆左侧的Marker点,在连杆上创建一个单分量力矩。图6创建单分量力矩模型参数设置创建状态变量图7新建状态变量点击图上所示得按钮,弹出创建状态变量对话框,创建输入状态变量Torque,。图8新建输入状态变量Torque再分别创建状态变量Angel和Velocity(后面所设计控制系统为角度PID控制,反馈变量为Angel,Velocity为Angel对时间求导,不需要变量Velocity,这里设置Velocity是为了展示多个变量的创建)。设置Angel的函数AZ(MARKER_3,MARKER_4)*180/PI,Velocity的函数为WZ(MARKER_3,MARKER_4)*180/PI。(MARKER_3为连杆上的点,MARKER_4为地面上固定的点)AZ(MARKER_i,MARKER_j)表示MARKER_i绕MARKER_j的Z轴旋转的角度,WZ表示MARKER_i绕MARKER_j的Z轴旋转的角速度。图9新建输出状态变量Angel、Velocity将输入状态变量Torque与模型关联双击单分量力矩图标,弹出ModifyTorque对话框,修改Function为VARVAL(.),VARVAL是用于返回Torque的值。 图10将输入状态变量Torque与模型关联指定输入输出变量 点击,右键单击VariableName右边的文本框,如图所示选择Torque。图11指定输入变量图12指定输入变量Torque点击,分别两次右键单击VariableName右边的文本框,分别选择Angel和Velocity。 图13指定输出变量图14指定输出变量为Angel、Velocity4)导出控制参数点击Plugins>Controls>Plant_Export。图15导出控制参数点击FromPinput,选择PINPUT_1。图16设置输入输出参数同样的方法,点击FromPoutput选择POUTPUT_1。将TargetSoftware设置为MATLAB。设置为controls_PID,其他按照默认设置不做改动。图17导出控制参数对话框建立MATLAB控制模型导出ADAMS模型在MATLAB中的模块启动MATLAB,先将MATLAB的工作目录指向ADAMS的工作目录,方法是修改当前的工作目录为之前在ADAMS中新建模型时的工作目录,这里是C:\adams。点击浏览文件夹选择文件夹C:\adams。在命令窗口提示符》下输入Controls_PID,,再在命令提示符》下输入adams_sys,弹出一个新窗口,这个窗口是MATLAB/Simulink的选择窗口其中S-Function方框表示ADAMS模型的非线性模型,即进行动力学计算的模型,State-Space表示ADAMS模型的线性化模型,在ADSMA_sub中包含有非线性方程,也包含许多有用的变量。图18导出ADAMS在MATLAB中的模块图19ADAMS在MATLAB中的模块建立控制方案在MATLAB/Simulink选择窗口中,单击菜单>model或直接单击新建模型按钮,弹出新的Simulink窗口,单击工具栏中的保存按钮,()。将ADAMS_sub方框拖拽到control_model窗口中,并搭建如图所示控制系统,此控制系统采用角度PID控制对偏心杆的角度进行控制。也可以采用其他的控制方案。图20Simulink中PID控制图设置MAT