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基于ADAMS和MATLAB的动力学联合仿真
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现代机械ꢀ 2007年第 5期
ꢀ 60ꢀ
文章编号: 1002- 6886( 2007) 05- 0060- 03
基于 ADAM S和MATLAB的动力学联合仿真*
何亚银
(陕西理工学院 机械工程学院, 陕西 ꢀ 汉中 ꢀ 723003)
摘要: 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。
关键词: ADAMSꢀ MATLABꢀ 动力学 ꢀ 联合仿真
中图分类号: TP391. 9 ꢀ ꢀ 文献标识码: A
United Simulation about Dynam ics Based on ADAM S and MATLAB
HE Yaꢀyin
Abstract: In view ofADAMS could not realize comp lex controls of them echan ical system, this paper proposed the united smi u laꢀ
tion m ethod by ADAMS and control system application softwareMATLAB . Through the examp le, the author has stud ied the connection
betw een them, and laid the foundation for them ore comp lex un ited sim ulation of the mechan ical and electrical engineering.
Key words: ADAM S; MATLAB; dynam ics; un ited simu lation
1ꢀ 引言
2ꢀ ADAMS与Matlab/Simulink联合仿真设计流程
ADAM S软件是虚拟样机领域非常优秀的软件, 它的
利用 ADAM S/Contro ls控制系统与 M atlab/Smi ulink实
现联合仿真的设计流程如图 1。
功能很强大, 给用户提供了友好的界面, 快速简便的建模
功能, 强大的函数库, 交互式仿真和动画显示功能等等。
该软件的主要特点是通过它建立的虚拟模型能很好地反
映实际的物理模型, 其仿真的结果也能很好地与实际物理
模型的结果相吻合。但是对于控制系统的设计, ADAM S
提供的控制工具箱只能处理一般的控制环节 (比如 P ID 控
制 ), 而 MATLAB是大型控制系统设计软件, 能够处理各
种高级控制环节 (比如智能控制系统 )。如果能将两者结
合起来使用, 充分发挥它们各自的优势, 这将给那些复杂
系统的研究提供一种新的途径。
1)建立与验证机械系统模型
对于几何模型, 对简单的模型可以利用 ADAM S软件
直接建模。而对于比较复杂的模型, 可以较为方便地在各
种三维建模软件, 如: Solidworks、UG、ProE等中进行, 然后
按照一定的格式导入到 ADAM S中, 再给模型施加约束和
作用力。在进行机械和控制两大系统联合仿真分析之前,
应该先利用 ADAM S/V iew 进行机械系统的仿真分析, 确
认机械系统建模正确无误后, 再向样机模型添加控制系
统。
ADAM S/Controls(控制模块 )是 ADAM S软件包中的
一个集成可选模块, 它可以将 ADAM S的机械系统模型与
控制系统应用软件 (如: MATLAB、EASY5或 MATRIX )连
接起来, 通过在控制系统中建立控制系统框图来建立包括
控制系统、液压系统、气动系统等仿真模型。实现在控制
系统软件环境下进行交互式仿真, 还可以在 ADAM S/V iew
中观察仿 真结果。本 文使用 ADAM S 与 M atlab/Simulink
的联合仿真, 研究了它们之间的接口方法。以一动力学仿
真系统为例, 利用 Smi ulink向 ADAM S输入了输入转速与
外加负载。这样可以改变 ADAM S只能仿真理想电机的
局限, 为以后使用 Smi ulink构造复杂的电机模型和控制方
式提供了基础。
2)确定 ADAM S的输入、输出
ADAM S的输入输出是与 M atlab设计的控制系统进行
数据传递的接口。ADAM S的输出变量是进入控制系统的
变量, 输入变量是返回到
ADAM S 中 的变 量, 从而
完成了包括从 ADAM S和
M atlab/Simulink的一个闭
环系统, 如图 2所示。 ADAM S中的输入变量相当于要求
的输入控制量, 输出变量相当于虚拟传感器的测量量。要
注意的是, 所有的输入必须被设置成变量, 输出则可以是
* 基金项目: 陕西理工学院科研基金资助项目( SLG0617)。
ꢀ 作者简介: 何亚银 ( 1975ꢀ ), 女, 陕西蒲城人, 陕西理工学院机械工程学院讲师, 主要从事机械设计及理论,机械系统的计算机辅助设计的研究。
ꢀ 收稿日期: 2007- 5- 9
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