adamsmatlab联合仿真 adams_controlxu

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1、基于Matlab的控制系统设计简介,2、ADAMS/Controls 控制系统设计流程,3、例子双杆的控制系统设计,4、例子倒立单摆的控制系统设计,基于Matlab的控制系统设计,例: 以二阶线性传递函数为被控对象,进行PID控制。,Simulink方式：,V,H,例：倒立单摆的PID控制系统设计,设摆杆偏离垂直直线的角度：,摆杆重心的坐标：,则有：,根据牛顿定律：建立水平和垂直运动状态方程：,摆杆围绕其重心的转动运动方程：,其中：,摆杆围绕其重心的转动惯量,摆杆重心的水平运动方程：,摆杆重心的垂直运动方程：,小车的水平运动方程：,假设,很小,则以上各式变为：,由此，得单级倒立摆的方程：,取：,单级倒立摆的摆角,单级倒立摆的摆速,小车位置,小车速度,则建立倒立单摆的状态方程为：,其中，,M-文件方式的matlab控制系统仿真,ADAMS/Controls 控制系统设计流程,Design Process Before ADAMS/Controls,Improved Design Process with ADAMS/Controls,基于ADAMS的控制系统设计的二个途径：,基于,ADAMS/View,中的,Controls Toolkit:,针对具有复杂控制装置的机械系统,针对一般的控制环节,基于控制系统软件（,MATLAB、 EASY5,或,MATRIX）：,ADAMS/Controls 的应用,ADAMS/Controls 的设计流程,确定ADAMS的输入和输出变量，生成对象/过程模型,建立控制系统模块,模型的仿真,建立机械系统的ADAMS模型,天线模型的控制系统,模型的导入,ADAMS/Controls,的载入,天线模型,仿真,模型的导入,1、打开ADAMS。,2、选择文件输入。,3、选择模型所在目录， OK。,4、在文件输入窗口，击右键，选择“Browse”，,并选择文件：antenna d。,ADAMS/,Controls,的载入,操作：,ADAMS/View=Tools=Plugin Manger:,选择Load checkbox=Controls,ADAMS 天线模型的介绍,方位角马达通过旋转副约束与大地相连；,减速齿轮通过旋转副约束与大地相连；,圆盘通过旋转副约束与大地相连；,高位轴承通过固定副约束与天线支撑相连；,天线通过旋转副约束与高位轴承相连。,天线支撑通过固定副约束与圆盘相连；,天线模型的分析,失效驱动下的试验仿真,操作：,Edit,选择,Deactivate=,弹出数据导航表,=,双击模,型,main_,olt,=,选择,azimuth_motion_,csd,=OK,ADAMS/CONTROLS,将“,azimuth_motion_,csd,”,失效。,运行天线模型。,确定ADAMS 对象的输入输出,校验输入变量和输入函数,校验输出变量和输出函数,MSC.ADAMS,控制对象文件的产生,核实MSC.ADAMS 对象的输入与输出流程,输入变量定义与修正,选择,BuildSystem ElementsState Variable,Modify,双击,main_olt,选择,“,control_torque,”,按“,ok,”,选择,BuildSystem ElementsState Variable,New,定义,修正,确定输入函数,选择,EditModify,数据导航器,双击,main_olt,选择“,azimuth_actuator,”,OK,VARVAL(id): 变量函数,返回状态变量的当前值。,确定输出函数,天线的机械系统向控制系统输出的两个信号：,天线的方位角：,azimuth_position;,马达转速：,rotor_velocity。,Build,System ElementsState VariableModify数据库浏览器；,双击main_olt,显示ADAMS/VIEW变量表选择azimuth_posistionOK；,显示修改状态变量对话框：,方位角变量表达式定义为：,AZ(.main_olt.bearings.MAR70,.main_olt.ground.MAR.26),其中，,函数AZ(To Marker,From Marker):,返回环绕Z轴旋转的转角,马达转速变量rotor_velocity:,函数 WZ(To Marker, From Marker, About Marker ):,返回两标架角速度矢量差在Z轴旋转的分量。,控制对象的生成：,Control,Plant export:,在Plant input 栏按右键选择plant inputcreate,完成以上过程，构建的模型已经成功的转为,MATLAB可以读取的形式，,包括:,文件名.adm,文件名 d,文件名.m,控制系统设计,Load ADAMS,变量,产生,Simulink,模块,在Matlab工作窗口下：,who,ADAMS_forces,ADAMS_inputs,ADAMS_joints,ADAMS_outputs,ADAMS_prefix,ADAMS_sysdir,ADAMS_uy_ids,ADAMS_mode,ADAMS_utidir,产生Simulink 模块,在,MATLAB,中输入,”adams_sys”,会产生如下的窗口：,S-Function: 实现非线性MSC.ADAMS 模型的,Adams_sub包括,s-function和其他变量,State-Space 是线性化的的模型。,Output File Prefix:,设置文件名，生成仿真分析结果：,仿真结果文件：*.res,仿真要求文件：*.req,仿真图形文件：*.gra,仿真分析模式：,Discrete/continuous,动画显示：,interactive,初始化方式：ADAMS_init,构造控制系统,仿真过程在ADAMS中的重现：,范例：构建机械手臂模型,建立测量用传感器,在JOINT1上按右键选择measure 如下：,创建扭矩,ADAMS/Controls 控制模型输出,建立输入变量,重复，建立扭矩2：Torque2,建立扭矩与变量的联系,模型输出：,选择control,plant export,Matlab 控制,ADAMS 变量的载入,Simulink 模块的生成,Matlab 窗口下：adams_sys,设计简单PID控制器,