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設(shè)計(jì)仿真 | Adams_Controls變拓?fù)浞治?/h1>

海克斯康制造智能技術(shù)（青島）有限公司

2024/12/30 23:16:32

文章摘要

Adams的機(jī)電聯(lián)合仿真解決方案在工程中有眾多的應(yīng)用，我們可以方便地利用聯(lián)合仿真方式將Adams創(chuàng)建的機(jī)械模型輸出到指定的一維軟件環(huán)境中，不論是Matlab還是其它類似軟件都可以實(shí)現(xiàn)。但是，用戶經(jīng)?？鄲烙趩渭兊腁dams仿真，他們可以使用腳本輕松地實(shí)現(xiàn)絕大部分的變拓?fù)浞治?，但是將Adams模型導(dǎo)入Matlab后，由于腳本不再能用，仿真以Matlab為主導(dǎo)進(jìn)行，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)Adams模型在仿真過程中的調(diào)整。本文針對(duì)該問題進(jìn)行處理。

解決方法

?第一種解決方法，不再使用聯(lián)合仿真方式，而是使用控制模型導(dǎo)入Adams的方式，由于所有計(jì)算都是在Adams環(huán)境中完成的，腳本仿真仍舊可以使用，因此，這是一種比較直接的方法，也是很有效的。但是，使用該方法需要用戶對(duì)Matlab模型轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)連接庫的流程要比較熟悉，而且并不是所有Simulink元素都支持這種應(yīng)用方法。

? 第二種解決方法，仍舊采用聯(lián)合仿真方式，此時(shí)，需要引用一下《Adams變拓?fù)浞治鲋卣{(diào)子程序》中所闡述的方法，通過回調(diào)函數(shù)以及傳感器的綜合使用，達(dá)到我們的目的。當(dāng)然還有一些方法也可以實(shí)現(xiàn)，比如通過參數(shù)傳遞的方式，通過控制一些彈性連接對(duì)象實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能等。本文主要針對(duì)第二種解決方法的實(shí)現(xiàn)展開應(yīng)用說明。

軟件應(yīng)用

由于涉及到多個(gè)軟件的應(yīng)用，因此，需要明確一下軟件的版本： 

Adams2023.2 

Matlab R2019b

所使用的模型為Adams安裝路徑下的ball_beam模型，只不過需要對(duì)模型做一點(diǎn)修改，具體如下所示：

圖 1 平衡木基本模型

為了展示聯(lián)合仿真過程中對(duì)模型拓?fù)涞男薷?，在基礎(chǔ)模型上添加了兩個(gè)部件球體，一個(gè)位于小球的質(zhì)心處，一個(gè)位于平衡木的左側(cè)，然后分別定義固定副與原有小球和平衡木連接。另外，定義兩個(gè)對(duì)應(yīng)的sensor，為了方便，以時(shí)間為監(jiān)測(cè)對(duì)象，分別設(shè)置了8秒和10秒的觸發(fā)時(shí)間，也即8秒后與小球固連的部件自由落體，10秒后與平衡木固連的部件自由落體。最后，定義了回調(diào)對(duì)象，指定回調(diào)子程序。具體如下所示：

圖 2 平衡木修改后模型

上圖中可以看到綠色部件與小球在質(zhì)心處固連，紅色部件與平衡木在左側(cè)一個(gè)位置固連。傳感器的定義以時(shí)間為監(jiān)測(cè)對(duì)象，必須指定一個(gè)響應(yīng)動(dòng)作。

圖 3 兩個(gè)傳感器的定義

圖 4 回調(diào)對(duì)象定義  

指向czw_cbk_c.dll中的CBKSUB函數(shù)。關(guān)于CBKSUB程序的內(nèi)容與《Adams變拓?fù)浞治鲋卣{(diào)子程序》完全相同。

圖 5 機(jī)械模型輸出

按照常規(guī)的聯(lián)合仿真步驟進(jìn)行Adams模型的輸出，選擇Matlab目標(biāo)軟件，輸入和輸出物理量。這里需要注意的一點(diǎn)是下部的User Defined Library Name處，可以指向回調(diào)函數(shù)的動(dòng)態(tài)鏈接庫，再配合回調(diào)對(duì)象中的設(shè)置；也可以不設(shè)置，因?yàn)?，回調(diào)函數(shù)的動(dòng)態(tài)鏈接庫已經(jīng)在當(dāng)前工作路徑之下，該路徑也是一個(gè)變量對(duì)象。

完成模型輸出后，剩余的操作轉(zhuǎn)入Matlab中，通過執(zhí)行接口m文件，將一些列用于聯(lián)合仿真的設(shè)計(jì)量讀入到workspace中，然后執(zhí)行adams_sys將代表Adams模型的框?qū)ο蟠蜷_，并與Matlab的控制模型融為一體。實(shí)現(xiàn)后的效果。

圖 6 機(jī)電模型融合過程

圖 7 機(jī)電一體化模型

最后在Matlab中提交仿真，這里為了方便將仿真時(shí)間設(shè)置為11秒。聯(lián)合仿真完成后，將Adams的計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入進(jìn)來，可進(jìn)行如下分析查看及驗(yàn)證工作。

圖 8 8秒后綠色球與白色球固定副失效     

圖 9 10秒后紅色球與平衡木間的固定副失效

總  結(jié)

通過回調(diào)函數(shù)子程序與傳感器的聯(lián)合應(yīng)用，在Adams/Controls聯(lián)合仿真中，可以有效地完成約束的失效等類似腳本仿真實(shí)現(xiàn)的功能，甚至一些腳本仿真實(shí)現(xiàn)不了的功能。這為擴(kuò)展Adams/Controls聯(lián)合仿真應(yīng)用場(chǎng)景提供了便利條件，為復(fù)雜的機(jī)電仿真工況模擬提供了新的手段。

審核編輯(

唐楠

)

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