基于adams和amesim的工程机械臂液压控制系统联合仿真研究

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1、基于ADAMS和AMEsim的工程机械臂液压控制系统联合仿真研究究袁亮信息工程学院控制工程于春梅教授杨全安高级工程师20160530ClassifiedIndex:TP277U.D.C:621.3SouthwestUniversityOfTechnologyandEngineeringMasterDegreeThesisTheCo-simulationReasearchofEngineeringManipulatorHydraulicControlSystemBasedonADAMSandAMEsimGrade

2、:2013Candidate:YUANLiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ControlEngineeringSupervisor:Prof.YUChun-meiMay.30,2016独创性声明丄作及取糾的啡听成ｉ，本人卢叫所巧纪的论义化巧个人化＾帅抗巧Ｋ进ｆｒ的研化Ｍ尽化所化，除／乂中巧別加Ｗ柄化和故谢的地片外，胶义中小佔；ｔＫ化人。巧发私诚撰过的研’ｉ．山ＨＳ而化川过的村料。究化１Ｕ，化小包巧为化得脚桐科巧人京或化它巧巧化树的节化述

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4、压机械臂广泛应用于城市建设、国防建设、交通运输和能源开采等领域，采用虚拟样机技术对其进行设计可极大缩短产品开发周期。本文以三关节工程机械臂为研究对象，结合Solidworks、ADAMS和AMEsim等软件建立机-液联合仿真模型，对其进行机械臂建模及验证、运动学分析、动力学分析及机械臂末端位置控制等，论文主要内容包括：（1）机械臂建模及验证。在Solidworks软件中建立三关节机械臂模型，导入ADAMS中添加约束和相关运动函数；采用拉格朗日方法得到其动力学数学模型并进行运动学和动力学仿真分析，验证模型的正确性

5、。（2）基于ADAMS的机械臂末端轨迹规划。在ADAMS中进行运动学逆向仿真，导出测量的关节角度和角速度等物理量；将这些物理量设为轨迹跟踪目标在MATLAB/Simulink中进行控制系统设计和仿真。（3）建立AMEsim的液压系统模型，实现基于ADAMS和AMEsim的机械臂末端位置控制。在AMEsim软件中搭建液压系统驱动模型，以轨迹规划中机械臂末端轨迹为控制目标，选择PID控制算法实现机-液联合仿真，通过仿真结果验证液压控制系统设计的合理性和有效性。关键词：机械臂；模型验证；ADAMS；AMEsim；机-

6、液联合仿真西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractHydraulicmanipulatorhasbeenwidelyusedinthefieldofurbanconstruction,nationaldefenseconstruction,transportationandenergyexploitation.Thewayusingvirtualprototypingtechnologytodesignhydraulicmanipulatorcangreatlyshortentheproductd

7、evelopmentcycle.Buildingmechanical-hydraulicmodelof3-jointmanipulatorbasedonSolidworks,ADAMSandAMEsim,thispaperstudiesonmodelingandverificationofmanipulator,kinematicanalysis,dynamicanalysisandpositioncontrolofmanipulatorendpoint.Themaincontentsincludethefol

8、lowingthreeparts:(1)Modelingandverificationofmanipulator.Themodelof3-jointmanipulatorisconstructedinSolidworks,importedintoADAMSanddefinedconstraintsandrelevantmotionfunctions.Then,mathematicalm