matlab simmechanic

1、產(chǎn)品概述. 1-2產(chǎn)品定義. 1-2機(jī)械仿真和物理建模. 1-2相關(guān)產(chǎn)品. 1-3所需產(chǎn)品. 1-3其他相關(guān)產(chǎn)品. 1-4運(yùn)行演示模型. 1-6WhattheDemoRepresents . 1-6WhattheDemoIllustrates . 1-7打開模型. 1-8運(yùn)行模式. 1-11修改模型. 1-12可視化和動(dòng)畫模型. 1-14你能與SimMechanics軟件呢？ . 1-18關(guān)于SimMechanics軟件. 1-18建模機(jī)械系統(tǒng). 1-18機(jī)構(gòu)，坐標(biāo)系，接頭和約束. 1-19傳感器，執(zhí)行器，摩擦和力量元素. 1-20模擬和分析機(jī)械運(yùn)動(dòng). 1-20可視化和動(dòng)畫模型. 1-22欲了

2、解更多信息. 1-26了解更多. 1-27使用MATLAB幫助系統(tǒng)和文檔演示. 1-27尋找特別SimMechanics幫助. 1-27三建模，模擬，可視化和簡(jiǎn)單機(jī)2介紹了SimMechanics塊庫. 2-2關(guān)于SimMechanics功能塊庫. 2-2訪問庫. 2-2使用庫. 2-4必要的步驟來構(gòu)建和運(yùn)行機(jī)械型號(hào). 2-7關(guān)于機(jī)建模與仿真. 2-7基本步驟建立一個(gè)模型. 2-7必要的步驟來配置和運(yùn)行模式. 2-9創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械模型. 2-11造型單擺. 2-11打開SimMechanics功能塊庫. 2-12世界坐標(biāo)系和重力. 2-12配置地面座. 2-13配置車身座. 2-15配置聯(lián)

3、合座. 2-21添加一個(gè)傳感器和啟動(dòng)仿真. 2-25可視化一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械模型. 2-32可視化和動(dòng)畫的單擺. 2-32啟動(dòng)可視化. 2-32選擇的Body Geometry . 2-34顯示鐘擺. 2-34建模與可視化更復(fù)雜的機(jī)器. 2-37創(chuàng)建一個(gè)閉環(huán)機(jī)械模型. 2-38建模的四桿機(jī)構(gòu). 2-38計(jì)算自由度. 2-39配置機(jī)械環(huán)境. 2-40設(shè)置框圖. 2-42配置和接地連接塊. 2-45配置車身塊. 2-49感知運(yùn)動(dòng)和運(yùn)行模式. 2-54ForMoreAbouttheFourBarMechanism . 2-59iv目錄代表議案3運(yùn)動(dòng)學(xué)和運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的省份. 3-2關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué). 3-2自由.

4、 3-2度運(yùn)動(dòng). 3-2的狀態(tài)回家，初始， andAssembledConfigurations . 3-3欲了解更多信息. 3-3身體運(yùn)動(dòng)的SimMechanics交涉. 3-5關(guān)于身體運(yùn)動(dòng). 3-5機(jī)床幾何和運(yùn)動(dòng). 3-5參照系和坐標(biāo)系. 3-6有關(guān)坐標(biāo)系的相對(duì)運(yùn)動(dòng). 3-6在不同坐標(biāo)系觀察身體運(yùn)動(dòng). 3-8代表身體平移和旋轉(zhuǎn). 3-10參考文獻(xiàn). 3-11在SimMechanics陳述的身體取向. 3-12關(guān)于身體取向陳述. 3-12軸角度表示. 3-12四元數(shù)表示. 3-13旋轉(zhuǎn)矩陣表示. 3-13歐拉角表示. 3-14轉(zhuǎn)換RotationRepresentations . 3-15轉(zhuǎn)

5、換角速度. 3-18一個(gè)定向機(jī)構(gòu)及其坐標(biāo)系. 3-19關(guān)于身體取向的例子. 3-19設(shè)置測(cè)試身體. 3-19RotatingtheBodyandItsCGCSRelativetoWorld . 3-22旋轉(zhuǎn)體相對(duì)于它的重心. 3-23創(chuàng)建和身體旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系. 3-25v技術(shù)慣例一機(jī)械公約和縮略語. A- 2右手定則IsAssumed . A- 2向量乘法. A- 2常見的縮寫. A- 2術(shù)語表. A- 2機(jī)械單位. A- 3 “產(chǎn)品概述”第1-2頁第1-3頁上的“相關(guān)產(chǎn)品”第1-6頁上的“運(yùn)行演示模型”第1-18頁上的“可以做什么用SimMechanics軟件？ ”第1 27bbreviatio

6、ns “了解更多信息” . A- 2右手定則IsAssumed . A- 2向量乘法. A- 2常見的縮寫. A- 2術(shù)語表. A- 2機(jī)械單位. A- 3產(chǎn)品概述 在本節(jié)中. “產(chǎn)品定義”第1-2頁 第1-2頁的“機(jī)械仿真和物理建模”產(chǎn)品定義SimMechanics軟件是為一個(gè)方框圖建模環(huán)境工程設(shè)計(jì)與仿真剛體機(jī)器和它們的運(yùn)動(dòng)，使用力和力矩的標(biāo)準(zhǔn)牛頓動(dòng)力學(xué)。與SimMechanics軟件，可以建模和仿真機(jī)械用一套工具來指定機(jī)構(gòu)及其質(zhì)量特性，系統(tǒng)的可能的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)約束和坐標(biāo)系，并發(fā)起并測(cè)量身體動(dòng)作。您可以通過一個(gè)代表一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)連接框圖，像其他的Simulink模型，你可以將分層子系統(tǒng)。SimM

7、echanics軟件顯示和動(dòng)畫的可視化工具的3 -D機(jī)的簡(jiǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀，前，在模擬過程中。機(jī)械仿真和物理建模SimMechanics軟件是基于的Simscape 軟件，該平臺(tái)產(chǎn)品的Simulink物理建模系列，涵蓋了根據(jù)基本的物理原理建模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在Simulink環(huán)境中的Simscape軟件運(yùn)行和接口無縫使用Simulink的休息和用MATLAB 。不像其他的Simulink模塊，它代表數(shù)學(xué)運(yùn)算或操作上的信號(hào)的Simscape塊代表的物理組件或關(guān)系直接。相關(guān)產(chǎn)品在本節(jié)中.第1-3頁的“所需的產(chǎn)品”第1-4頁的“相關(guān)產(chǎn)品”所需產(chǎn)品你必須安裝使用下列產(chǎn)品的當(dāng)前版本SimMechanics軟

8、件： MATLAB Simulink的的SimscapeSimMechanics可視化需求該SimMechanics可視化窗口，需要的Silicon Graphics的OpenGL®圖形系統(tǒng)上的支持，以顯示和動(dòng)畫機(jī)械系統(tǒng)。您可以通過添加一個(gè)圖形提高你的速度和分辨率的圖形加速器硬件卡到你的系統(tǒng)。模擬動(dòng)畫是中央處理器和圖形卡的速度和內(nèi)存敏感。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和速度之間的合理妥協(xié)您的系統(tǒng)。STL圖形文件從定制車身Shapes.To開關(guān)SimMechanics可視化默認(rèn)bodysurfacegeometriestocustomized身體的形狀，你需要一個(gè)stereolithographic （

9、 STL）的圖形文件每個(gè)定制的身體。您可以從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD ）獲取這些通過SimMechanics組件連結(jié)出口國(guó)，從圖形編輯器，或通過手工創(chuàng)建。支持錄制的動(dòng)畫您可以animationsin微軟音頻視頻交錯(cuò)記錄模擬®使用SimMechanics可視化（AVI）格式。要播放AVI1-31Introducing SimMechanics 軟件文件，你需要一個(gè)AVI兼容的媒體應(yīng)用程序。 MATLAB有一個(gè)internalmovieplayercompatiblewithAVI.YoucanalsouseanexternalAVI兼容播放器。如果你要壓縮的AVI SimMechanic

10、s錄音，你需要的的Indeo編解碼器5安裝在系統(tǒng)上記錄它們。您的AVI播放器可能還要求該編解碼器來查看壓縮錄音。其他相關(guān)產(chǎn)品在本SimMechanics產(chǎn)品頁面上列出的相關(guān)產(chǎn)品MathWorks公司網(wǎng)站包括工具箱和模塊集，擴(kuò)展了MATLAB和Simulink的能力。這些產(chǎn)品將提高你的SimMechanics experiencein各種應(yīng)用。SimMechanics Link工具該SimMechanics鏈接實(shí)用的MATLAB接口與外部機(jī)械應(yīng)用如CAD platforms.It生成物理模型的XML您可以導(dǎo)入自動(dòng)生成SimMechanics模型文件代表CAD裝配。見SimMechanics鏈接文

11、檔和theSimMechanics可視化和導(dǎo)入指南。物理模擬產(chǎn)品系列使用物理建模產(chǎn)品系列來模擬物理系統(tǒng)中Simulink的。除了SimMechanics軟件，它們包括：的Simscape ，平臺(tái)和統(tǒng)一的環(huán)境，物理建模產(chǎn)品 SimElectronics中®，建模和仿真電子系統(tǒng) SimDriveline ，用于建模andsimulating傳動(dòng)系統(tǒng) SimHydraulics ®，建模和仿真流體力學(xué)系統(tǒng) SimPowerSystems的 ，用于建模和仿真電力系統(tǒng)欲了解更多信息了解MathWorks產(chǎn)品有關(guān)MathWorks公司的任何軟件產(chǎn)品的更多信息，請(qǐng)參見要么1-4相關(guān)產(chǎn)品如

12、果已安裝的在線文檔該產(chǎn)品TheMathWorksW ，見“產(chǎn)品服務(wù)“一節(jié)。運(yùn)行演示模型 在本節(jié)中. 1-6頁上的“演示三個(gè)代表”“什么是演示說明了”1-7頁 1-8頁上的“打開模型”第1-11頁上的“運(yùn)行模式”1-12頁的“修改模型”1-14頁上的“可視化和動(dòng)畫模型”什么是三個(gè)代表演示 該演示模型使用幾個(gè)街區(qū)庫中，以模擬一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器 反饋控制。你會(huì)看到SimMechanics功能如何建立在 標(biāo)準(zhǔn)的Simulink功能的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行建模。 該演示模型模擬conveyorbelt加載機(jī)制。一個(gè)簡(jiǎn)單的 控制器（未示出），具有傳感器和致動(dòng)器，引導(dǎo)機(jī)構(gòu) 用飽和極限和抗飽和邏輯，用于施加扭矩。該 控制器

13、是用戶可調(diào)節(jié)的，并設(shè)置停止點(diǎn)的推動(dòng)器。什么是演示展示輸送機(jī)制的演示說明了一些重要的SimMechanics特點(diǎn)：代表機(jī)構(gòu)和自由度與身體和關(guān)節(jié)塊，分別使用SimMechanics模塊與正常的Simulink模塊飼喂Simulink的信號(hào)，并從SimMechanics模塊與執(zhí)行器和傳感器模塊，分別為封裝塊組成子系統(tǒng)1-71Introducing SimMechanics 軟件其組成機(jī)構(gòu)可視化和動(dòng)畫的機(jī)制CautionYou可能要進(jìn)行修改這個(gè)演示模型。至避免錯(cuò)誤，不要嘗試直接連接Simulink的信號(hào)線SimMechanics塊比作動(dòng)器和傳感器等。保持身體的搭配協(xié)調(diào)的兩側(cè)制度的起源各組裝聯(lián)合裝配的公

14、差范圍內(nèi)。保存修改的演示模型從演示不同的文件夾是推薦。打開模型為了得到與輸送演示模式迅速啟動(dòng)，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟： Entermech_conveyorat MATLAB命令行。在線幫助用戶可以單擊模型namemech_conveyorhere 。開幕大會(huì)SimMechanics演示您可以通過打開完整SimMechanics演示列表：在MATLAB桌面的左下角1Clicking theStartbutton 。2在彈出的菜單中， selectingSimulink ， thenSimMechanics ， ANDTHEN演示。這將打開SimMechanics演示列表中的MATLAB的幫助瀏覽器。你

15、可以找到并選擇從型號(hào)列表中的任何具體的演示項(xiàng)目。或者，您也可以通過輸入打開相同的SimMechanics演示列表演示SIMULINK simmechanicsordemo （' SIMULINK '，' simmechanics ' ）在MATLAB命令行。1-8運(yùn)行演示模型框圖模型框圖模型在模型窗口中打開。什么是模型中包含下面是該模型的一些關(guān)鍵特性：忽略了位置控制器，聯(lián)合傳感器和執(zhí)行器的聯(lián)合塊片刻。注意，加載mechanismfollowsthetreeofbodiesand圖中所示的關(guān)節(jié)，第1-7頁上的輸送機(jī)裝載機(jī)機(jī)制：1-91Introducing Sim

16、Mechanics 軟件- 有四個(gè)旋轉(zhuǎn)的連桿機(jī)構(gòu)和一個(gè)滑動(dòng)推動(dòng)體，如以及對(duì)不動(dòng)的3點(diǎn)接地安裝所表示地面塊。雙擊身體與地面塊看到自己對(duì)話框。- 推進(jìn)器滑動(dòng)并連結(jié)旋轉(zhuǎn)相對(duì)于彼此并地面點(diǎn)上的安裝。有七個(gè)明顯度自由（自由度）的系統(tǒng)中，由7表示的接頭，但在幾何約束的動(dòng)議，以一個(gè)實(shí)際的自由度。雙擊回轉(zhuǎn)塊怎么看rotationalDoFs均以其對(duì)話框箱子。- 該棱鏡塊表示推桿的相對(duì)的線性運(yùn)動(dòng)，以Ground_2 。外卷塊表示LINK4的角運(yùn)動(dòng)（整個(gè)機(jī)制的曲柄）相對(duì)于Ground_1 。聯(lián)合傳感器檢測(cè)推桿的通過棱塊的位置。該聯(lián)合執(zhí)行器通過外卷的塊適用扭矩LINK4 。雙擊傳感器和執(zhí)行器模塊，以查看機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方

17、式和力/力矩轉(zhuǎn)化為Simulink的信號(hào)。位置控制器子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的推進(jìn)器的位置信息到的反饋信號(hào)來驅(qū)動(dòng)Revolute旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而LINK4 。您可以打開位置控制器模塊來查看該子系統(tǒng)，它是由正常的Simulink模塊?；鶞?zhǔn)位置的塊使您可以控制的停止位置的推動(dòng)器，通過調(diào)節(jié)該致動(dòng)Revolute旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)。保持最初的推桿位置需要在Revolute旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)固定的扭矩。打開Scope模塊。您可以以毫米為單位同時(shí)看到推桿位置（毫米）相對(duì)于Ground_2作為測(cè)量的位置情節(jié)和扭矩牛頓米（Nm ）適用于LINK4相對(duì)Ground_1的扭矩情節(jié)。運(yùn)行模式你現(xiàn)在可以運(yùn)行的模型，因?yàn)樗钱?dāng)你第一次打開它：1

18、英寸theSimulationmenu ， selectConfiguration配置參數(shù);出現(xiàn)配置參數(shù)對(duì)話框。選擇theSolvernode ：一本presetStop timeisinf ，所以模擬保持運(yùn)行，一旦你啟動(dòng)它。你應(yīng)該把它atinfand手動(dòng)停止模擬前幾次你運(yùn)行它。如果你想以后你可以申請(qǐng)一個(gè)有限的停止時(shí)間（以秒為單位） 。b發(fā)表theSolver optionsentries為默認(rèn)值，并關(guān)閉對(duì)話框。2從theSimulationmenu ，選擇開始。在Microsoft Windows® ，佑康還可以單擊theStartbutton在模型窗口工具欄。Themeasure

19、dpositionofthepusherandthetorqueappliedtomaintain那個(gè)位置開始并保持基本恒定的范圍地塊。該施加的扭矩被調(diào)整，以保持初始推進(jìn)器的位置3Toseegreaterdetailatthesimulationstart ，停止前的模擬時(shí)間的流逝20秒，放大的范圍地塊。修改模型這里是演示，您可以嘗試的修改。它說明了簡(jiǎn)單的用戶驅(qū)動(dòng)控制器，可以調(diào)整改變推桿的運(yùn)動(dòng)。為了進(jìn)行這些修改，最好是關(guān)閉并重新啟動(dòng)演示。更換推桿參考位置基準(zhǔn)位置的模塊實(shí)際上是一個(gè)Simulink的滑塊增益模塊（從在Simulink數(shù)學(xué)庫）和對(duì)照組，其中推來休息。您可以調(diào)整基準(zhǔn)位置的塊來改變那里

20、的推進(jìn)器停止：1打開參考位置塊。你看到一個(gè)可調(diào)節(jié)的滑塊設(shè)置推桿的休息點(diǎn)的位置。1-12運(yùn)行演示模型2輸入在theLowandHighfields值來設(shè)置下限和上限所允許的滑塊范圍。在這個(gè)演示are0and0.2默認(rèn)值，與米（米）隱含的單位。3輸入在中央字段中的值來設(shè)置推桿停點(diǎn)，這您也可以通過點(diǎn)擊和拖動(dòng)之間的較低的滑塊調(diào)整和上限。默認(rèn)IS0 （米） 。您可以更改應(yīng)用到參考位置，有兩種方式模擬：重設(shè)基準(zhǔn)位置的塊，然后再開始演示。你看，推桿軌跡跟蹤differentlynow ，向著新的停車點(diǎn)。例如，重設(shè)基準(zhǔn)位置to0.1and重新啟動(dòng)示范生產(chǎn)這些范圍的地塊， withAutoscaleand縮放功

21、能應(yīng)用。漸近測(cè)量的位置現(xiàn)在傾向于到100毫米（0.1微米），該用于保持推桿有扭矩發(fā)生了變化：開始演示與參考?jí)K的位置和開放移動(dòng)滑塊上下和模擬運(yùn)行。觀看范圍。實(shí)測(cè)位置和所需的扭矩changeto按照新的參考位置。1-131Introducing SimMechanics 軟件可視化andAnimating模型另一個(gè)修改可以使顯示了強(qiáng)大的SimMechanics功能，其模擬運(yùn)動(dòng)的機(jī)制和動(dòng)畫的可視化。您可以通過打開可視化和動(dòng)畫的輸送機(jī)制SimMechanics可視化窗口。通過該窗口可以顯示機(jī)構(gòu)在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的抽象形式：等效ellipsoidsuse該機(jī)構(gòu)的慣性張量和質(zhì)量。每個(gè)主體都有均勻相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)特的橢

22、圓形，以它的質(zhì)量和慣性張量。凸hullsuse所附的身體協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)（ CSS）定義由CS起源概述的形狀。凸殼第一次嘗試的可視化與輸送機(jī)顯示為凸殼體：1從theSimulationmenu ， selectConfiguration配置參數(shù);出現(xiàn)配置參數(shù)對(duì)話框。2選擇theSimMechanicsnode 。在theVisualizationarea ，選擇更新diagramandShow動(dòng)畫后顯示機(jī)在simulationcheck箱。3Leave其他默認(rèn)值，因?yàn)樗鼈儾㈥P(guān)閉對(duì)話框。從theEdit菜單， selectUpdate圖。出現(xiàn)ASimMechanics可視化窗口，在顯示所述輸送帶休

23、息在它的初始狀態(tài)。該機(jī)構(gòu)在將顯示在默認(rèn)的幾何形狀，如凸包。該身體和身體坐標(biāo)系axistriadsarealsodisplayedas默認(rèn)值。4Change參考位置為非零值， as0.1or0.25Restart模擬。窗口動(dòng)畫傳送帶運(yùn)動(dòng)。您 這項(xiàng)議案可以比較的地塊范圍內(nèi)。在visualizationwindow 6按一下身體。在模型窗口中，相應(yīng)的體塊以紅色突出顯示。塊的名稱將出現(xiàn)在可視化窗口的左下角。7Examine的可視化窗口的菜單和工具欄。1-151Introducing SimMechanics 軟件在這里，你可以重新配置的顯示屬性：身體，身體的CS軸黑社會(huì)，彩色填充在連接體的CS體表補(bǔ)丁

24、同樣的身體，和用戶視點(diǎn)方向。8Leave可視化窗口中打開下一組步驟。等效橢球現(xiàn)在想象的輸送機(jī)顯示為橢圓體：1從theModelmenu在菜單欄中， selectBody幾何圖形>橢球，所以在出現(xiàn)的菜單條目旁邊的復(fù)選框。Thedisplayinthevisualizationwindowchanges.Theconveyorappearsat休息在它的初始狀態(tài)，但與顯示為等效橢球的尸體。2Restart模擬。觀眾現(xiàn)在動(dòng)畫傳送帶運(yùn)動(dòng)。3使用菜單進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的可視化設(shè)置。工具欄包含了大部分功能，以及4在監(jiān)看的動(dòng)畫運(yùn)行，打開參考點(diǎn)和塊 移動(dòng)滑塊上下。除了你可以在范圍看 地塊，窗口動(dòng)畫直接在太空推進(jìn)器

25、軌跡為 機(jī)制來響應(yīng)你的調(diào)整。你能與SimMechanics軟件呢？在本節(jié)中.“關(guān)于SimMechanics軟件” 1-18頁1-18頁上的“建模機(jī)械系統(tǒng)”1-19頁上的“機(jī)構(gòu)，坐標(biāo)系，接頭和約束”1-20頁上的“傳感器，執(zhí)行器，摩擦和力量元素”1-20頁上的“模擬和分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)”1-22頁上的“可視化和動(dòng)畫模型”“詳細(xì)信息”頁1-26關(guān)于SimMechanics軟件SimMechanics軟件是一套功能塊庫和機(jī)械建模和仿真工具與Simulink的使用。您連接SimMechanics模塊通過傳感器和執(zhí)行器模塊正常Simulink模塊。在這些庫中的塊，你需要建模的機(jī)械元素由任意數(shù)量的ofrigid

26、機(jī)構(gòu)，由關(guān)節(jié)連接的系統(tǒng)較平移和旋轉(zhuǎn)自由度。您可以代表的機(jī)械系統(tǒng)組織成層次結(jié)構(gòu)組件子系統(tǒng)，如在正常Simulink模型。您可以并處運(yùn)動(dòng)約束，施加力/力矩，整合了牛頓力學(xué)和衡量由此產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。你可以看到其中的一些功能在工作中在輸送機(jī)裝載機(jī)的演示模型。詞匯TermsFor的重要術(shù)語的解釋，請(qǐng)參閱“詞匯表” 。模擬機(jī)械系統(tǒng)這些都是您按照建立和運(yùn)行模型表示的主要步驟：一機(jī)1-18你能與SimMechanics 軟件呢？1指定身體的慣性性質(zhì)，自由度和約束，沿與協(xié)調(diào)附著體來測(cè)量運(yùn)動(dòng)和力的系統(tǒng)。2按著用傳感器來記錄運(yùn)動(dòng)andforces ，以及致動(dòng)器和力元素發(fā)起運(yùn)動(dòng)和施加力，包括連續(xù)和不連續(xù)的摩擦。3開始模擬

27、時(shí)，調(diào)用的Simulink求解器找到的議案系統(tǒng)，同時(shí)保持任何強(qiáng)加的限制。您還可以生成，編譯和運(yùn)行代碼的版本的車型。4Visualize機(jī)器同時(shí)建立模型和動(dòng)畫仿真在運(yùn)行它，使用SimMechanics可視化窗口。機(jī)構(gòu)，坐標(biāo)系，接頭和約束你模型體與它們的質(zhì)量，慣性張量指定的塊體，和連接體坐標(biāo)系統(tǒng)（CSS）。你的機(jī)構(gòu)連接到一個(gè)另一個(gè)與代表機(jī)構(gòu)相對(duì)于一個(gè)可能的運(yùn)動(dòng)接頭自由的系統(tǒng)的另一度（自由度） 。您可以并處運(yùn)動(dòng)制約了系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)所允許的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這些約束限制自由度或驅(qū)動(dòng)器的自由度為時(shí)間明確的功能。該SimMechanics界面為您提供了多種方式來指定船級(jí)社，約束/驅(qū)動(dòng)器，和力/力矩。您可以將身體CS的

28、不同點(diǎn)onBody塊來指定局部坐標(biāo)軸和起源用于致動(dòng)和傳感。采取聯(lián)合阻止了SimMechanics庫或擴(kuò)大現(xiàn)有聯(lián)合圖書館通過構(gòu)建自己的定制接頭。使用其他的Simulink工具，以及MATLAB的表達(dá)式。用戶定義的局部坐標(biāo)系SimMechanics模型自動(dòng)包含一個(gè)慣性系和CS calledWorld 。您也可以建立自己的本地的CSS：接地CSsattached地面塊atrest的世界，但流離失所從世界CS起源車身CSsfixed上，并與機(jī)構(gòu)的硬性移動(dòng)1-191Introducing SimMechanics 軟件運(yùn)動(dòng)學(xué)約束指定任何兩個(gè)物體之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，你可以限制該系統(tǒng)通過連接約束塊對(duì)機(jī)構(gòu)的議案。

29、連接驅(qū)動(dòng)器模塊適用于隨時(shí)間變化的限制。傳感器，執(zhí)行器，摩擦和力量元素傳感器和執(zhí)行器都使用正常之間的接口塊Simulink模塊和SimMechanics塊。力元素表示內(nèi)部即不需要外部輸入力量。傳感器模塊檢測(cè)機(jī)構(gòu)和關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。- 傳感器模塊輸出，你可以像使用任何Simulink的信號(hào)其他Simulink的信號(hào)。您可以將傳感器模塊連接到Simulink的Scope模塊，并在系統(tǒng)中顯示的動(dòng)作。- 你可以回去養(yǎng)活這些傳感器的輸出信號(hào)到SimMechanics系統(tǒng)通過執(zhí)行器模塊，可以指定在系統(tǒng)力/力矩。執(zhí)行器模塊指定機(jī)構(gòu)或關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。- 他們接受從Simulink力/力矩信號(hào)，并可以申請(qǐng)?jiān)谏眢w或共同從這些

30、信號(hào)勢(shì)力/扭矩。在Simulink信號(hào)可以包括從系統(tǒng)自身反饋傳感器模塊輸出。- 他們發(fā)現(xiàn)接頭的離散鎖定andunlocking實(shí)施不連續(xù)的靜摩擦力。- 它們指定為位置，速度和身體關(guān)節(jié)或加速時(shí)間明確的功能。- 他們準(zhǔn)備一個(gè)系統(tǒng)的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（位置和速度）對(duì)于牛頓動(dòng)力學(xué)的前向一體化。間團(tuán)體或作用于關(guān)節(jié)力要素模型內(nèi)力機(jī)構(gòu)之間。內(nèi)力只取決于位置和速度該機(jī)構(gòu)本身的，獨(dú)立的外部信號(hào)。模擬和分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)SimMechanics軟件提供四種模式，用于分析機(jī)械你的系統(tǒng)模擬：正向動(dòng)力學(xué)，裁剪，逆動(dòng)力學(xué)，并1-20你能與SimMechanics 軟件呢？運(yùn)動(dòng)學(xué)。您也可以將任何力學(xué)模型，在任何模式下，在portabl

31、ecodeversion 。剛體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)測(cè)定用于前向動(dòng)力學(xué)是數(shù)學(xué)上可解，該系統(tǒng)必須滿足一定的條件：所有機(jī)構(gòu)的質(zhì)量和慣性張量是已知的。所有的力和力矩在每個(gè)時(shí)刻作用于每一個(gè)身體都眾所周知的。指定為約束條件之間的中間DoFsare任何運(yùn)動(dòng)約束單獨(dú)的位置和/或速度。如果約束是相互一致的且數(shù)量較少比自由度，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是平凡并且可以通過整合被發(fā)現(xiàn)。初始條件（初始位置和速度）指定并與所有約束相一致。對(duì)于逆動(dòng)力學(xué)分析，您指定的動(dòng)作，而不是和獲得力/力矩生產(chǎn)所需的那些動(dòng)作。前進(jìn)動(dòng)力，裁剪，和線性化在正向動(dòng)力學(xué)模式， SimMechanics模擬使用Simulink的套件常微分方程（ ODE）求解解決牛頓方程，

32、積分作用力/扭矩和獲得造成運(yùn)動(dòng)。常微分方程求解器投影自由度的運(yùn)動(dòng)到的運(yùn)動(dòng)約束的數(shù)學(xué)歧管和屈服約束系統(tǒng)內(nèi)行事的力/力矩。修剪。剪裁模式下，可以使用Simulink的修剪功能，以搜索在機(jī)械運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定或平衡狀態(tài)。這些狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)，是起點(diǎn)線性化分析。Linearization.You可以使用Simulink的線性化工具來線性化轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，并取得其對(duì)小擾動(dòng)力/力矩，約束和初始條件。1-211Introducing SimMechanics 軟件逆動(dòng)力學(xué)一個(gè)SimMechanics仿真可以解決前進(jìn)動(dòng)力的反向問題，確定需要產(chǎn)生一組給定的力/力矩您應(yīng)用到系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)您的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)，你從兩個(gè)SimM

33、echanics模式有效分析選擇其逆動(dòng)力學(xué)：逆動(dòng)力學(xué)模式的工作withopentopology系統(tǒng)（模型圖無閉回路） 。運(yùn)動(dòng)學(xué)模式分析的議案ofclosed - loopmodels ，包括無形的約束通過循環(huán)封閉罰款。約束和驅(qū)動(dòng)程序塊可以在封閉循環(huán)使用才會(huì)出現(xiàn)，所以運(yùn)動(dòng)學(xué)模式來分析約束反力/力矩為好。提示YoucanusetheForwardDynamicsmodetoanalyzeinversedynamics 。但逆動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模式進(jìn)行了優(yōu)化，例如分析更快，更有效地比不解決這樣的問題前進(jìn)動(dòng)力。生成代碼SimMechanics軟件是compatiblewith Simulink的加速模式，

34、實(shí)時(shí)車間®和xPC的目標(biāo)軟件。他們讓你生成代碼你原來在Simulink中創(chuàng)建程序框圖的車型版本，提高仿真速度和模型的可移植性。靜摩擦的力學(xué)模型的存在產(chǎn)生動(dòng)力不連續(xù)和觸發(fā)模式迭代在Simulink中。這些不連續(xù)和迭代模式上放置代碼生成一定的限制?？梢暬蛣?dòng)畫模型SimMechanics軟件支持內(nèi)部為可視化窗口作為強(qiáng)大的輔助建筑，動(dòng)畫和調(diào)試模型。舉個(gè)例子它的使用，請(qǐng)參見第1-6頁上的“運(yùn)行演示模式” 。該窗口顯示的尸體，并在其身體上的坐標(biāo)系（CSS ） ：1-22你能與SimMechanics 軟件呢？抽象，簡(jiǎn)化的形狀，凸殼或等效橢球。這些是標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀。通過外部圖形文件中指定自定義的

35、幾何形狀。您還可以自動(dòng)從數(shù)據(jù)文件生成SimMechanics模型代表了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD ）從外部程序集導(dǎo)出CAD平臺(tái)。機(jī)構(gòu)的可視化建模過程中使用可視化窗口的一個(gè)方法是你在構(gòu)建模型時(shí)：您可以打開一個(gè)SimMechanics可視化窗口你開始之前建立，然后看尸體出現(xiàn)，并在顯示屏上被配置為創(chuàng)建和配置它們?cè)谀Ｐ椭械拇翱凇＿@種方法是特別有用的，如果你剛開始學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建復(fù)雜的SimMechanics模型。在這種情況下，可視化可以引導(dǎo)您在組裝體的幾何形狀和連接。您也可以建立一個(gè)模型，而無需可視化，然后打開一個(gè)可視化窗口時(shí)，你已經(jīng)說完，就看到完成的模型。顯示機(jī)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)幾何體在可視化窗口有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)抽象的形狀

36、，以顯示團(tuán)體，一個(gè)來自身體質(zhì)量屬性派生，連接其他的機(jī)構(gòu)的體坐標(biāo)系統(tǒng)（CSS）。這些形狀的幾何原理，是根據(jù)對(duì)身體的塊對(duì)話框中指定的有限體信息。大眾性質(zhì)方面剛體的動(dòng)力學(xué)部分被確定人體的總質(zhì)量，以及如何，大規(guī)模分布在空間中，作為封裝在它的慣性張量。任何剛體都有一個(gè)唯一的對(duì)應(yīng)均勻橢圓形具有相同的質(zhì)量和慣性張量。使用theseequivalent ellipsoidsis顯示的一個(gè)可視化模式體。橢球坐標(biāo)軸的相對(duì)大小指示的相對(duì)慣性每個(gè)軸的時(shí)刻。1-231Introducing SimMechanics 軟件這里顯示為一個(gè)等效橢圓的剛性體。幾何Properties.Every SimMechanics體由身

37、體所表示 有至少一個(gè)連接體的CS阻止。最低身體CS起源 位于重力的身體的中心（CG）。 您也可以在身體上造成其他身體上的CSS。任何關(guān)節(jié)，約束/驅(qū)動(dòng)器， 致動(dòng)器，或傳感器連接到一個(gè)體必須連接在身體上的CS起源。 該套體CS起源可以通過表面包膜，如果有更多的 超過三個(gè)非共面的起源，表面包圍的體積。最小 表面向外彎曲曲率包絡(luò)這一套是theconvex 船體，這是其他抽象的形狀可用于可視化的主體中 空間。少于四個(gè)CS起源產(chǎn)生簡(jiǎn)單的身體上的數(shù)字。凸 船體排除身體重心的CS。 1-24 你能與SimMechanics軟件呢？ 下面是同樣的身體作為一個(gè)凸包。四體CS起源 非共面在這種情況下，與船體是一個(gè)四

38、面體。運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫模擬過程中除了顯示你的模型的身體，而不是你建立的模型或一個(gè)完整的模型，你也可以保持可視化窗口打開而模型運(yùn)行在Simulink模型窗口。該窗口的動(dòng)畫模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，不管你選擇顯示機(jī)構(gòu)為橢圓或作為凸殼，并在移動(dòng)并聯(lián)模式的變化在Simulink的一面。用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)接口您可以使用SimMechanics進(jìn)口自動(dòng)生成基于先前導(dǎo)出的外部數(shù)據(jù)文件SimMechanics模型從受支持的CAD平臺(tái)。 Thisdata文件捕捉動(dòng)態(tài)一個(gè)CAD assemblyrepresenting一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的重要特征。由此產(chǎn)生的模型，一旦產(chǎn)生，可以進(jìn)行修改和擴(kuò)展像任何其他SimMechanics模型。1-25

39、1Introducing SimMechanics 軟件欲了解更多信息見SimMechanics文檔中的這些其他部分更多的細(xì)節(jié)與SimMechanics軟件的工作。用戶指南TheSimMechanics用戶Guidecovers建模和仿真，包括章于： “模擬機(jī)械系統(tǒng)” ，有關(guān)機(jī)器，身體，關(guān)節(jié)，約束，驅(qū)動(dòng)器，傳感器，執(zhí)行器和力元素 “運(yùn)行機(jī)械模型” ，對(duì)仿真和代碼生成 “分析的議案” ，關(guān)于運(yùn)動(dòng)分析模式 “運(yùn)動(dòng)，控制和實(shí)時(shí)仿真” ，關(guān)于高級(jí)應(yīng)用結(jié)合運(yùn)動(dòng)分析，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，代碼生成和硬件在環(huán)路可視化和導(dǎo)入指南TheSimMechanics可視化和進(jìn)口Guidecovers可視化在空間和導(dǎo)入外部定義

40、的機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)信息。它包括的章節(jié)： “引進(jìn)可視化與動(dòng)畫” ，概述 “入門可視化窗口” ，實(shí)際的步驟，可視化的機(jī)器 “自定義可視化與動(dòng)畫”，用可視化延伸你自己的身體形狀和顏色 “導(dǎo)入機(jī)械模型” ，開始使用導(dǎo)入外部機(jī)械信息生成模型 “計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)翻譯” ，關(guān)于CAD到SimMechanics模型轉(zhuǎn)變1-26了解更多了解更多在本節(jié)中.頁上的“使用MATLAB的幫助系統(tǒng)文檔和演示”1-27“尋找特別SimMechanics幫助” 1-27頁使用MATLAB幫助系統(tǒng)的文檔和演示您可以通過多種方式來幫助您在使用網(wǎng)上獲得幫助SimMechanics軟件。 MATLAB的幫助瀏覽器允許您訪問文檔和演示模型對(duì)所

41、有基于MATLAB和Simulink您已安裝的產(chǎn)品。在線幫助包括聯(lián)機(jī)索引和搜索系統(tǒng)。請(qǐng)教theMATLAB入門GuideformoreabouttheMATLAB幫助系統(tǒng)。尋找特別SimMechanics幫助本用戶指南還包括這些參考章節(jié)。 “技術(shù)的公約”解釋機(jī)械慣例，縮寫，和單位。“參考文獻(xiàn)”列出力學(xué)，機(jī)械外部引用仿真和相關(guān)主題?！霸~匯表”解釋特殊termsandphrasesusedinthisguide 。此外，許多SimMechanics演示程序都有所代表的幫助鏈接信息符號(hào)。單擊此符號(hào)可以打開該演示的文檔在幫助瀏覽器。1-27建模，仿真，和簡(jiǎn)單的可視化機(jī)構(gòu)建簡(jiǎn)單的SimMechanics

42、模型是簡(jiǎn)單易學(xué)，如果你已經(jīng)knowhowtomakeSimulinkmodels 。 IfyouarenotalreadyfamiliarwithSimulink中，看到了Simulink的文檔。第2-2頁上的“介紹SimMechanics模塊庫” “基本步驟來構(gòu)建和運(yùn)行一個(gè)機(jī)械模型”第2-7頁第2-11頁上的“創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械模型”第2-32頁上的“可視化一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械模型” 2-38頁的“創(chuàng)建一個(gè)閉環(huán)機(jī)械模型”2Modeling ，模擬，可視化和簡(jiǎn)單機(jī)械介紹了SimMechanics塊庫在本節(jié)中.“關(guān)于SimMechanics功能塊庫”第2-2頁第2-2頁的“訪問庫”2-4頁上的“使用庫

43、”關(guān)于SimMechanics功能塊庫SimMechanics軟件分為一組密切相關(guān)的庫塊。本節(jié)介紹了如何查看這些庫和給你一個(gè)中所包含的內(nèi)容摘要。訪問庫有幾種方法可以打開theSimMechanics塊庫。2-2介紹了SimMechanics 塊庫您可以通過在Simulink庫瀏覽器訪問該塊。打開瀏覽器通過單擊Simulink的按鈕。展開的Simscape項(xiàng)，那么SimMechanics分項(xiàng)，在目錄樹。您也可以直接訪問SimMechanics庫中的塊 在幾個(gè)方面： 在Simulink庫瀏覽器中，右鍵單擊該SimMechanics子項(xiàng)目 的Simscape和selectOpen SimMechan

44、ics Library.Thelibrary下 出現(xiàn)。 2-3 2Modeling，模擬，可視化和簡(jiǎn)單機(jī)械 點(diǎn)擊theStartbutton在您的MATLAB桌面的左下角。 在彈出的菜單中，selectSimulink，thenSimMechanics，thenBlock 圖書館。 Entermechlibat MATLAB命令行。 SimMechanics庫 一旦您執(zhí)行這些步驟之一，SimMechanics庫打開。提示：該庫顯示頂層塊組。您可以展開每個(gè)庫通過雙擊其圖標(biāo)。關(guān)節(jié)庫包含第二級(jí)子庫。下一節(jié)總結(jié)了每個(gè)庫中的塊和它們的使用。對(duì)于各個(gè)塊的解釋，請(qǐng)參考SimMechanics “座參考“的參

45、考。使用庫該SimMechanics模塊庫被組織成單獨(dú)的庫，每個(gè)與不同類型的機(jī)械塊的。機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)庫為代表的車身塊用戶自定義他們的質(zhì)量屬性（質(zhì)量和慣性張量） ，它們的位置機(jī)構(gòu)2-4介紹了SimMechanics 塊庫和方向，以及其附屬體坐標(biāo)系統(tǒng)（CSS）。這庫還包含代表不動(dòng)的接地點(diǎn)接地模塊，它有自己的接地CSS和機(jī)器環(huán)境塊，用于配置SimMechanics框圖的機(jī)械設(shè)置。接頭關(guān)節(jié)庫提供的塊來表示的相對(duì)運(yùn)動(dòng)身體作為自由度（自由度） 。該庫是由組裝關(guān)節(jié)單獨(dú)和專門的聯(lián)合塊的兩個(gè)子庫中列出。組裝的合資限制了身體的CS這兩個(gè)機(jī)構(gòu)，它是連接。組裝接頭是原始棱鏡，外卷，并球形塊和現(xiàn)成的復(fù)合接頭。除非是明確打成

46、拆卸，你可以假設(shè)一個(gè)通用的聯(lián)合塊組裝。接頭/拆Joints.The拆接頭子庫提供塊拆開接頭，改性關(guān)節(jié)不限制身體CSS對(duì)于兩個(gè)連接體或這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的自由度軸。您可以只用拆接頭，收在你的機(jī)器循環(huán)。你不能感或開動(dòng)拆接頭。接頭/無質(zhì)量Connectors.The無質(zhì)量連接器子庫提供對(duì)于無質(zhì)量塊的連接器，復(fù)合關(guān)節(jié)，其自由度是由分離一個(gè)固定的距離。你不能開動(dòng)或感應(yīng)無質(zhì)量連接器。制約與驅(qū)動(dòng)程序的約束和驅(qū)動(dòng)程序庫提供了塊指定的限制之前在機(jī)構(gòu)間的自由度。這些限制可以是與時(shí)間無關(guān)約束或自由度與Simulink的信號(hào)隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)。傳感器與執(zhí)行器該傳感器與執(zhí)行器庫提供模塊用于檢測(cè)和啟動(dòng)關(guān)節(jié)和身體的運(yùn)動(dòng)。這些塊連接中

47、發(fā)揮著特殊的作用SimMechanics塊到其他Simulink模塊，如在連接“中的說明SimMechanics塊“ ， ”應(yīng)用運(yùn)動(dòng)和力“和”傳感議案和部隊(duì)“ 。2-52Modeling ，模擬，可視化和簡(jiǎn)單機(jī)械力要素警隊(duì)元素庫提供塊用于創(chuàng)建力或力矩機(jī)構(gòu)之間。這些塊modelforces內(nèi)部到你的機(jī)器。界面元素界面元素庫，包括塊連接三維仿照SimMechanics模塊和一維機(jī)機(jī)械的Simscape電路。公用事業(yè)該實(shí)用程序庫包含在建筑模型雜塊有用必要的步驟來構(gòu)建和運(yùn)行機(jī)械模型在本節(jié)中.“關(guān)于機(jī)器的建模與仿真”第2-7頁2-7頁上的“基本步驟建立一個(gè)模型”“必要的步驟來配置和運(yùn)行模式” 2-9頁關(guān)

48、于機(jī)建模與仿真成為舒適的建筑機(jī)械模型，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)它有用工作throughthe在如何后續(xù)部分引導(dǎo)的例子配置andput在一起SimMechanics軟件元素來模擬簡(jiǎn)單機(jī)械。本節(jié)為您提供了建立模型的概述過程beforeyoustart ：第2-7頁上的“基本步驟建立一個(gè)模型” “基本步驟來配置和運(yùn)行模式” 2-9頁本指南中使用的特殊條款概述中的“詞匯表” 。基本步驟建立一個(gè)模型您可以使用相同的基本過程為建設(shè)SimMechanics模型不管它的復(fù)雜性。步驟aresimilar那些為建設(shè)定期Simulink模型。更復(fù)雜的模型添加步驟，而不改變這些基本知識(shí)。1選擇地面，身體和聯(lián)合blocks.From的機(jī)構(gòu)和接頭庫，拖放來表示所需要的身體和關(guān)節(jié)塊你機(jī)，包括一個(gè)機(jī)器環(huán)境嵌段和至少一個(gè)地面塊，到Simulink模型窗口。本機(jī)環(huán)境塊表示你的機(jī)器的機(jī)械設(shè)置。2-72Modeling ，模擬，可視化和簡(jiǎn)單機(jī)械地面塊代表不可移動(dòng)的地面點(diǎn)處休息，絕對(duì)（慣性）的空間。體塊代表剛體。聯(lián)合塊代表的組織塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)到它們連接。在適當(dāng)?shù)南鄬?duì)2 - 位和連接blocks.Place關(guān)節(jié)和身體塊在模型窗口的位置和連接它們以正確的順序。該這一步必不可少的結(jié)果是創(chuàng)造由avalid treeblock圖包膜機(jī) - 地面 -