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1、第27卷第5期北京工商大学学报(自然科学版)Vol27No.5142009年9月JournalofBeijingTechnologyandBusinessUniversity(NaturalScienceEdition)Sep.2009文章编号:16711513(2009)05001404ADAMS和MATLAB联合仿真技术应用112衣袖帅,黄志刚,孙明涛(1北京工商大学机械工程学院,北京100048;2华北电力大学后勤与资产管理处,北京102206)摘要:针对ADAMS不能对机械系统
2、实现复杂控制的状况,提出了将ADAMS与控制应用软件MATLAB结合起来对系统进行联合仿真的方法.以汽车ABS控制系统为例,研究ADAMS和MATLAB之间的接口,实现了复杂机电系统的联合仿真.关键词:ADAMS;MATLAB;联合仿真;防抱制动系统+中图分类号:TP3919;U463526文献标识码:A随着计算机技术的普及和发展,利用软件进行辅助设计与分析已经成为产品设计的一项重要工1ADAMS和MATLAB软件作.但是这些软件通常彼此之间各自独立工作,缺11ADAMS简介乏整体协同交互,
3、设计中存在的问题只有在物理样ADAMS软件是美国MDI(MechanicalDynam机上进行集成测试的时候才能被发现,这导致设计icsInc.)公司开发的机械系统动力学仿真分析软效率的下降,造成大量的人力物力浪费.件,它使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,基于多领域的建模与仿真的虚拟样机技术很好创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采地解决了这个问题,为机械和控制系统进行联合分用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法,析提供了一种全新的设计方法.在传统的机电一体建立系统动力学方程,对虚拟机械系统
4、进行静力学、化研究设计过程中,机械工程师和控制工程师虽然运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反在共同设计开发一个系统,但是他们各自都需要建作用力曲线.ADAMS软件的仿真可用于预测机械立一个模型,然后分别采用不同的分析软件,对机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计系统和控制系统进行独立的设计、调试和实验,最后[2]算有限元的输入载荷等.进行机械系统和控制系统各自的物理样机联合调ADAMS/Controls是ADAMS软件包中的一个试,如果发现问题又要回到各自的模型中分别修改,集成可选模块.在
5、ADAMS/Controls中,设计师可然后再联合调试.而使用ADAMS(automaticdy以设计简单的控制机构,也可以利用通用控制系统namicanalysisofmechanicalsystem,简称ADAMS)软件(如MATLAB,EASY5)建立控制系统框图,建和MATLAB的联合仿真,各个专业的工程师在设立包括控制系统、液压系统、气动系统和机械运动系计过程中可以共享一个产品虚拟样机,无需制作物统的仿真模型.理样机就能够随时对虚拟样机的整体特性进行反复12MATLAB简介[1]的仿真测试,直到
6、获得满意的设计结果.现以汽MATLAB是Mathworks公司推出的一套高性车防抱死制动系统为例,介绍ADAMS与MATLAB能数值计算和可视化软件,在系统建模和仿真、科学联合仿真的方法.和工程绘图及应用程序开发等方面有着广泛的应用.Simulink是MATLAB最重要的软件包之一,它收稿日期:20090506基金项目:北京市高校骨干教师资助项目(20072009).作者简介:衣袖帅(1982),男,山东招远人,硕士研究生,研究方向为汽车电子;黄志刚(1966),男,上海人,教授,博士,主要从事车辆工
7、程、农产品加工及贮藏的研究.通讯作者.第27卷第5期衣袖帅等:ADAMS和MATLAB联合仿真技术应用15具有面向框图的建模与仿真功能,可以很容易地构虚拟样机模型进行联合仿真,绘出仿真曲线,观察仿建动态系统的仿真模型,准确地进行仿真分析.真结果.根据需要随时修改机械系统或者控制系Simulink模块库的模块允许用户在一个GUI框架统.直到整个虚拟样机达到要求为止.下面对含有控制环节、机械环节和电子/电机环节的系统进行建模与仿真,这是目前其他计算机语言无3联合仿真在汽车制动系统中的应用[3]
8、法做到的.防抱死制动系统(antilockbrakingsystem,简称2ADAMS与MATLAB联合仿真设ABS)的主要功能是在汽车制动过程中,自动调节车轮轮缸的制动压力,把车轮的滑移率控制在一定范计步骤围内,防止车轮抱死,提高汽车紧急制动的稳定性和21构造ADAMS样机模型方向可控性,缩短制动距离,延长轮胎的使用寿[4]对于简单的集合模型可以利用ADAMS软件直命.接建模
