solidworks_adams_simuilink联合仿真简易教程

简介:本文将从以下几方面讲述(同时说明一下,我所使用的的软件版本分别为solidworks2016,adams2017,matlab2018a)该文章用到的相关文件在该连接中 链接https://pan.baidu.com/s/1Sv5wVeCF0CqMGv2waMdoMg 提取码:gvfr

  • solidworks建模和导出
    • 一、slidworks建模
    • 二、模型导出
      • 1.保存
      • 2.导出
  • adams模型导入和控制系统搭建和导出
    • 一、 adams模型导入
      • 1.打开Adams,点新建模型
      • 2.确定相关设置
      • 3.导入Parasolid文件
        • (1)选择目录中的文件>导入
        • (2)选择文件类型
        • (3)读取文件
        • (4)模型名称
        • (5)点击确定
        • (6)保存模型
    • 二、运动副添加
      • 1.添加转动副
    • 三、添加驱动
    • 四、系统单元创建
        • 1.驱动系统单元创建
        • 2.角度系统单元创建
    • 五、系统单元与驱动之间的关系建立
    • 六、控制系统导出
  • simuilink模型搭建及与adams联合仿真
    • 一、前期准备工作
    • 二、simulink控制模型搭建
    • 三、运行

链接https://pan.baidu.com/s/1Sv5wVeCF0CqMGv2waMdoMg
提取码:gvfr)

solidworks建模和导出

一、slidworks建模

这里不详细讲解solidworks2016如何建模,提供一些模型相关数据,或者有需要的,我会在文章末位提供网盘链接,本文章所有需要的模型和文件都会提供给大家。同时提醒一个问题,若是你的装配体中含有同名文件,建议最好改成不同名称的,因为在Adams中会将同名文件视作一个零件,在后面的运动副添加中容易出现问题。同时最好先在solidworks中添加好材料属性后再导入到Adams,若是未添加,则会在adams中零件不出现质心坐标,影响后续的相关操作。当然材料属性也可以在adams中再添加也可以。
1.选择右视基准面进行草图绘制
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2.两侧对称拉伸
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3.任选一个端面进行草图绘制
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4.拉伸
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二、模型导出

1.保存

将建好的模型保存为英文名并保存为纯英文路径(adams不支持中文路径和中文零件名)
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2.导出

本来adams支持solidworks的.SLDPRT和.SLDASM文件,但使用中发现adams对该种文件支持不好,在使用过程中问题频出。所以更换另外一种支持更好的文件格式Parasolid格式,后缀为.x_t
solidworks中选另存为Parasolid(.x_t)格式,选择一个纯英文路径保存
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到这一步我们完成了基本的模型准备工作。

adams模型导入和控制系统搭建和导出

一、 adams模型导入

1.打开Adams,点新建模型

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2.确定相关设置

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工作路径也为全英文路径,模型名称可默认,也可以根据自己喜好重新设置,单位选择国际单位
设置好后点击确定

3.导入Parasolid文件

(1)选择目录中的文件>导入

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(2)选择文件类型

在跳出的File Import中选择文件类型为Parasolid
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(3)读取文件

在读取文件的框中右键,而后选择浏览到之前保存的Parasolid文件

(4)模型名称

在对应的文本框中右键,而后选择 模型>浏览
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在跳出的Database Navigator中选取模型后确定
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(5)点击确定

而后单击确定(不要点应用,否则可能会出现一些奇怪的问题,尤其是当你的导入文件中包含多个零件时)

(6)保存模型

该模型将保存到之前设置的工作路径之中
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二、运动副添加

运动副为零件之间的相对运动关系,点击工具栏中的连接,就可以看到Adams提供的运动副类型,将鼠标悬停在每个图标上一段时间后,便会弹出对该图标的解释
在这里插入图片描述
点击右下角的工具栏中的黄色球图标为模型在线架和实体之间转换
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1.添加转动副

点击转动图标
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在右侧跳出的属性栏中设置如下
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而后,在软件界面的左下角将会提示你如何选择,我们选择零件,大地(空白无零件区域),而后选择杆中心为运动副连接点
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经过如上步骤我们添加完成运动副

三、添加驱动

过程与添加运动副一样
选择转动驱动
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根据左下角提示,选择之前的转动副
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可以在左侧查看运动副和驱动是否添加上
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仿真
我们可以用adams内置的仿真模块,简单观察以下模型及相关运动副驱动的添加是否正常
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点击后跳出,调整步数为500(步数若是太少,计算精度容易不足)
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点击绿色箭头,仿真,观察该物体是否绕着中心旋转,若是未如此运动,请按之前的步骤,重新添加运动副和驱动
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四、系统单元创建

1.驱动系统单元创建

作为外部控制数据的接入口
(1)更换到单元工具栏,选择系统单元中的第一个,x,创建系统单元
在这里插入图片描述
(2)在跳出的对话框中,将名称设置为motion1
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(3)点击应用,可以在右侧看到,motion1系统单元创建成功
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2.角度系统单元创建

作为内部数据输出至外部用于观察和控制系统的反馈
(1)设置名称为angle1
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(2)点击F(time,…)右侧的设置按钮solidworks_adams_simuilink联合仿真简易教程_第27张图片
(3)进入设置界面后,先选择右上角为完整名称,而后在下拉函数列表中选择位移
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(4)在位移函数中,选择Angle about z(因为,我们当前所设置的转动副为绕z轴旋转,在xy平面内转动)
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(5)在上方的 定义运行时间函数 的编辑框内可以看到选择后的函数形式为AZ( To_Marker , From_Marker )(记得删掉原始的那个0,否则会报错)
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To_Marker为参考系中的运动点,From_Marker为参考系,及从一个点到另一个点的矢量的意思。
(6)选大地为From_Marker,该模型质心为To_Marker.在获取对象数据的右边文本框中鼠标右键单击>标记点>浏览
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(7)在跳出的Database Navigator中选择PART2下的MARKER_1,然后点击确定
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(8)点击插入名称,将该对象名称插入到函数中,完成To_Marker的插入
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(9)同样的步骤,选择大地为From_Marker插入(记得两个Marker中间加逗号分开),添加完成后点击右下角的验证,软件会判断语法和你的添加是否正确
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(10)点击确定
(11)在Modify State variable 对话框中点击确定
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五、系统单元与驱动之间的关系建立

之前创建的motion1为外部数据的输入系统单元,但是,该系统单元还未与系统内的驱动建立联系。如下便是联系建立过程
(1)在 驱动 中找到之前添加的驱动MOTION_1,鼠标右键,在跳出的菜单中选择修改
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(2)在跳出的Joint Motion对话框中,在 类型 下拉框中选择加速度,而后点击 函数(时间) 右侧的设置按钮,进入函数设置
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(3)删除原始函数,在下拉函数中选择 数据单元
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(4)在数据单元函数中 选择Algebraic Variable Value
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(5) 将函数中的 Algebraic_Variable_Name 换系统单元 motion1,选取方法仍和之前的步骤一致
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(6)选择motion_1,而后确定
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(7)插入对象,验证正确后,确定
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(8)点击确定
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(9)保存(跳出的对话框中原意为:该文件已存在,是否创建备份保存,不创建备份,所以点否)
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六、控制系统导出

(1)进入机械系统导出界面
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(2)机械系统输入选择 motion1
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(3)机械系统输出选择 angle1
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(4)选择目标软件未matlab,分析类型为 非线性,Adams Solver选项 选择FORTRAN(adams解法器最初用该语言书写,支持较好),而后点击确定
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(5)查看,在工作路径下,便会导出相关文件(最后一个.bin文件为adams模型文件,不是控制系统导出文件)
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simuilink模型搭建及与adams联合仿真

一、前期准备工作

(1)将adams工作路径添加到matlab路径下

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(2)点击进入该文件夹内(必须在该文件夹路径下,因为,后期运行相关会产生相关文件,若不在该路径下,会报找不到某些文件的错误)
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(3)运行 Controls_Plant2.m(你们的不一定是这个名称,只要运行产生文件中唯一的.m文件即可),运行成功后,便会有如下信息产生
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(4)输入命令 adams_sys ,回车运行solidworks_adams_simuilink联合仿真简易教程_第54张图片
(5)删除左面的两个模块(这两模块,目前系统用不到,不进行相关设置,若不删除,会报错)
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(这两模块,目前系统用不到,不进行相关设置,若不删除,会报如下错误)
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(6)进行仿真设置
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设置Animation mode 为interactive(batch为simulink内部计算,不启动Adams联动观察,interactive为与adams联动,其余设置不变),点击ok
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二、simulink控制模型搭建

simulink模块添加,可点击空白区域后文字输入添加(在知道该模块名称的前提下),也可以在库中选择
(1)constant 模块添加,并将值改为0
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(2)添加 sum 模块
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(3)更改sum模块接口符号,
双击该模块进入对话框
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(4)PID模块搭建(虽然simulink中自带PID控制器,但是是增加滤波因子的改良型PID控制器,非最原始PID,所以为了与一些高校的课本接轨,自己手动搭建最原始的PID控制器)
a、三个 Gain 模块,作为Kp,KI,KD
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b、积分器Integrator,微分器Derivative
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(5)添加sum,并将接口改为三个正值输入
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(6)连线
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(7)因为之前设置的驱动输入为加速度,而我们需要高模型达到某个角度,又因为初始值为0度,若设置为0度,那么将看不到该系统的调节效果,所以我们更改constant模块的值为90度,也就是pi/4
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三、运行

按上述参数设置(并未调整好,只是作为演示,有兴趣的可以尝试调一下),点击运行,adams将会启动,你将看到联合仿真的效果
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反馈回的角度
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