matlab simmechanic

1、產(chǎn)品概述. 1-2產(chǎn)品定義. 1-2機械仿真和物理建模. 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運行演示模型. 1-6WhattheDemoRepresents . 1-6WhattheDemoIllustrates . 1-7打開模型. 1-8運行模式. 1-11修改模型. 1-12可視化和動畫模型. 1-14你能與SimMechanics軟件呢？ . 1-18關(guān)于SimMechanics軟件. 1-18建模機械系統(tǒng). 1-18機構(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模擬和分析機械運動. 1-20可視化和動畫模型. 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，可視化和簡單機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)建和運行機械型號. 2-7關(guān)于機建模與仿真. 2-7基本步驟建立一個模型. 2-7必要的步驟來配置和運行模式. 2-9創(chuàng)建一個簡單的機械模型. 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添加一個傳感器和啟動仿真. 2-25可視化一個簡單的機械模型. 2-32可視化和動畫的單擺. 2-32啟動可視化. 2-32選擇的Body Geometry . 2-34顯示鐘擺. 2-34建模與可視化更復(fù)雜的機器. 2-37創(chuàng)建一個閉環(huán)機械模型. 2-38建模的四桿機構(gòu). 2-38計算自由度. 2-39配置機械環(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感知運動和運行模式. 2-54ForMoreAbouttheFourBarMechanism . 2-59iv目錄代表議案3運動學(xué)和運動的機器的省份. 3-2關(guān)于運動學(xué). 3-2自由.

4、 3-2度運動. 3-2的狀態(tài)回家，初始， andAssembledConfigurations . 3-3欲了解更多信息. 3-3身體運動的SimMechanics交涉. 3-5關(guān)于身體運動. 3-5機床幾何和運動. 3-5參照系和坐標(biāo)系. 3-6有關(guān)坐標(biāo)系的相對運動. 3-6在不同坐標(biāo)系觀察身體運動. 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. 3-18一個定向機構(gòu)及其坐標(biāo)系. 3-19關(guān)于身體取向的例子. 3-19設(shè)置測試身體. 3-19RotatingtheBodyandItsCGCSRelativetoWorld . 3-22旋轉(zhuǎn)體相對于它的重心. 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“機械仿真和物理建模”產(chǎn)品定義SimMechanics軟件是為一個方框圖建模環(huán)境工程設(shè)計與仿真剛體機器和它們的運動，使用力和力矩的標(biāo)準(zhǔn)牛頓動力學(xué)。與SimMechanics軟件，可以建模和仿真機械用一套工具來指定機構(gòu)及其質(zhì)量特性，系統(tǒng)的可能的運動，運動約束和坐標(biāo)系，并發(fā)起并測量身體動作。您可以通過一個代表一個機械系統(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軟件顯示和動畫的可視化工具的3 -D機的簡化的標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀，前，在模擬過程中。機械仿真和物理建模SimMechanics軟件是基于的Simscape 軟件，該平臺產(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。在Simulink環(huán)境中的Simscape軟件運行和接口無縫使用Simulink的休息和用MATLAB 。不像其他的Simulink模塊，它代表數(shù)學(xué)運算或操作上的信號的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，以顯示和動畫機械系統(tǒng)。您可以通過添加一個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)。模擬動畫是中央處理器和圖形卡的速度和內(nèi)存敏感。實驗發(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stereolithographic （

9、 STL）的圖形文件每個定制的身體。您可以從計算機輔助設(shè)計（CAD ）獲取這些通過SimMechanics組件連結(jié)出口國，從圖形編輯器，或通過手工創(chuàng)建。支持錄制的動畫您可以animationsin微軟音頻視頻交錯記錄模擬®使用SimMechanics可視化（AVI）格式。要播放AVI1-31Introducing SimMechanics 軟件文件，你需要一個AVI兼容的媒體應(yīng)用程序。 MATLAB有一個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鏈接實用的MATLAB接口與外部機械應(yīng)用如CAD platforms.It生成物理模型的XML您可以導(dǎo)入自動生成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)。運行演示模型 在本節(jié)中. 1-6頁上的“演示三個代表”“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“運行模式”1-12頁的“修改模型”1-14頁上的“可視化和動畫模型”什么是三個代表演示 該演示模型使用幾個街區(qū)庫中，以模擬一個簡單的機器 反饋控制。你會看到SimMechanics功能如何建立在 標(biāo)準(zhǔn)的Simulink功能的機械系統(tǒng)進(jìn)行建模。 該演示模型模擬conveyorbelt加載機制。一個簡單的 控制器（未示出），具有傳感器和致動器，引導(dǎo)機構(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)置停止點的推動器。什么是演示展示輸送機制的演示說明了一些重要的SimMechanics特點：代表機構(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，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 軟件其組成機構(gòu)可視化和動畫的機制CautionYou可能要進(jìn)行修改這個演示模型。至避免錯誤，不要嘗試直接連接Simulink的信號線SimMechanics塊比作動器和傳感器等。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，請執(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列表中的任何具體的演示項目?；蛘?，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頁上的輸送機裝載機機制：1-91Introducing Sim

16、Mechanics 軟件- 有四個旋轉(zhuǎn)的連桿機構(gòu)和一個滑動推動體，如以及對不動的3點接地安裝所表示地面塊。雙擊身體與地面塊看到自己對話框。- 推進(jìn)器滑動并連結(jié)旋轉(zhuǎn)相對于彼此并地面點上的安裝。有七個明顯度自由（自由度）的系統(tǒng)中，由7表示的接頭，但在幾何約束的動議，以一個實際的自由度。雙擊回轉(zhuǎn)塊怎么看rotationalDoFs均以其對話框箱子。- 該棱鏡塊表示推桿的相對的線性運動，以Ground_2 。外卷塊表示LINK4的角運動（整個機制的曲柄）相對于Ground_1 。聯(lián)合傳感器檢測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，以查看機械運動的方

17、式和力/力矩轉(zhuǎn)化為Simulink的信號。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來驅(qū)動Revolute旋轉(zhuǎn)運動，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。基準(zhǔn)位置的塊使您可以控制的停止位置的推動器，通過調(diào)節(jié)該致動Revolute旋轉(zhuǎn)運動的控制信號。保持最初的推桿位置需要在Revolute旋轉(zhuǎn)運動固定的扭矩。打開Scope模塊。您可以以毫米為單位同時看到推桿位置（毫米）相對于Ground_2作為測量的位置情節(jié)和扭矩牛頓米（Nm ）適用于LINK4相對Ground_1的扭矩情節(jié)。運行模式你現(xiàn)在可以運行的模型，因為它是當(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)對話框。選擇theSolvernode ：一本presetStop timeisinf ，所以模擬保持運行，一旦你啟動它。你應(yīng)該把它atinfand手動停止模擬前幾次你運行它。如果你想以后你可以申請一個有限的停止時間（以秒為單位） 。b發(fā)表theSolver optionsentries為默認(rèn)值，并關(guān)閉對話框。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。它說明了簡單的用戶驅(qū)動控制器，可以調(diào)整改變推桿的運動。為了進(jìn)行這些修改，最好是關(guān)閉并重新啟動演示。更換推桿參考位置基準(zhǔn)位置的模塊實際上是一個Simulink的滑塊增益模塊（從在Simulink數(shù)學(xué)庫）和對照組，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。你看到一個可調(diào)節(jié)的滑塊設(shè)置推桿的休息點的位置。1-12運行演示模型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，這您也可以通過點擊和拖動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。例如，重設(shè)基準(zhǔn)位置to0.1and重新啟動示范生產(chǎn)這些范圍的地塊， withAutoscaleand縮放功

21、能應(yīng)用。漸近測量的位置現(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：開始演示與參考塊的位置和開放移動滑塊上下和模擬運行。觀看范圍。實測位置和所需的扭矩changeto按照新的參考位置。1-131Introducing SimMechanics 軟件可視化andAnimating模型另一個修改可以使顯示了強大的SimMechanics功能，其模擬運動的機制和動畫的可視化。您可以通過打開可視化和動畫的輸送機制SimMechanics可視化窗口。通過該窗口可以顯示機構(gòu)在兩個標(biāo)準(zhǔn)的抽象形式：等效ellipsoidsuse該機構(gòu)的慣性張量和質(zhì)量。每個主體都有均勻相當(dāng)于一個獨特的橢

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顯示為凸殼體：1從theSimulationmenu ， selectConfiguration配置參數(shù);出現(xiàn)配置參數(shù)對話框。2選擇theSimMechanicsnode 。在theVisualizationarea ，選擇更新diagramandShow動畫后顯示機在simulationcheck箱。3Leave其他默認(rèn)值，因為它們并關(guān)閉對話框。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。窗口動畫傳送帶運動。您 這項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，彩色填充在連接體的CS體表補丁

24、同樣的身體，和用戶視點方向。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)在動畫傳送帶運動。3使用菜單進(jìn)行實驗的可視化設(shè)置。工具欄包含了大部分功能，以及4在監(jiān)看的動畫運行，打開參考點和塊 移動滑塊上下。除了你可以在范圍看 地塊，窗口動畫直接在太空推進(jìn)器

25、軌跡為 機制來響應(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“建模機械系統(tǒng)”1-19頁上的“機構(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“模擬和分析機械運動”1-22頁上的“可視化和動畫模型”“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，你需要建模的機械元素由任意數(shù)量的ofrigid

26、機構(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。您可以并處運動約束，施加力/力矩，整合了牛頓力學(xué)和衡量由此產(chǎn)生的運動。你可以看到其中的一些功能在工作中在輸送機裝載機的演示模型。詞匯TermsFor的重要術(shù)語的解釋，請參閱“詞匯表” 。模擬機械系統(tǒng)這些都是您按照建立和運行模型表示的主要步驟：一機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)附著體來測量運動和力的系統(tǒng)。2按著用傳感器來記錄運動andforces ，以及致動器和力元素發(fā)起運動和施加力，包括連續(xù)和不連續(xù)的摩擦。3開始模擬

27、時，調(diào)用的Simulink求解器找到的議案系統(tǒng)，同時保持任何強加的限制。您還可以生成，編譯和運行代碼的版本的車型。4Visualize機器同時建立模型和動畫仿真在運行它，使用SimMechanics可視化窗口。機構(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）。你的機構(gòu)連接到一個另一個與代表機構(gòu)相對于一個可能的運動接頭自由的系統(tǒng)的另一度（自由度） 。您可以并處運動制約了系統(tǒng)的機構(gòu)所允許的相對運動。這些約束限制自由度或驅(qū)動器的自由度為時間明確的功能。該SimMechanics界面為您提供了多種方式來指定船級社，約束/驅(qū)動器，和力/力矩。您可以將身體CS的

28、不同點onBody塊來指定局部坐標(biāo)軸和起源用于致動和傳感。采取聯(lián)合阻止了SimMechanics庫或擴大現(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模型自動包含一個慣性系和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，并與機構(gòu)的硬性移動1-191Introducing SimMechanics 軟件運動學(xué)約束指定任何兩個物體之間的運動關(guān)系，你可以限制該系統(tǒng)通過連接約束塊對機構(gòu)的議案。

29、連接驅(qū)動器模塊適用于隨時間變化的限制。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。傳感器模塊檢測機構(gòu)和關(guān)節(jié)的運動。- 傳感器模塊輸出，你可以像使用任何Simulink的信號其他Simulink的信號。您可以將傳感器模塊連接到Simulink的Scope模塊，并在系統(tǒng)中顯示的動作。- 你可以回去養(yǎng)活這些傳感器的輸出信號到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)行器模塊指定機構(gòu)或關(guān)節(jié)的運動。- 他們接受從Simulink力/力矩信號，并可以申請在身體或共同從這些

30、信號勢力/扭矩。在Simulink信號可以包括從系統(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)或加速時間明確的功能。- 他們準(zhǔn)備一個系統(tǒng)的初始運動狀態(tài)（位置和速度）對于牛頓動力學(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)力機構(gòu)之間。內(nèi)力只取決于位置和速度該機構(gòu)本身的，獨立的外部信號。模擬和分析機械運動SimMechanics軟件提供四種模式，用于分析機械你的系統(tǒng)模擬：正向動力學(xué)，裁剪，逆動力學(xué)，并1-20你能與SimMechanics 軟件呢？運動學(xué)。您也可以將任何力學(xué)模型，在任何模式下，在portabl

31、ecodeversion 。剛體運動的數(shù)學(xué)測定用于前向動力學(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時刻作用于每一個身體都眾所周知的。指定為約束條件之間的中間DoFsare任何運動約束單獨的位置和/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)的運動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。對于逆動力學(xué)分析，您指定的動作，而不是和獲得力/力矩生產(chǎn)所需的那些動作。前進(jìn)動力，裁剪，和線性化在正向動力學(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/扭矩和獲得造成運動。常微分方程求解器投影自由度的運動到的運動約束的數(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，以搜索在機械運動穩(wěn)定或平衡狀態(tài)。這些狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)，是起點線性化分析。Linearization.You可以使用Simulink的線性化工具來線性化轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的運動，并取得其對小擾動力/力矩，約束和初始條件。1-211Introducing SimMechanics 軟件逆動力學(xué)一個SimMechanics仿真可以解決前進(jìn)動力的反向問題，確定需要產(chǎn)生一組給定的力/力矩您應(yīng)用到系統(tǒng)中的運動。根據(jù)您的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)，你從兩個SimM

33、echanics模式有效分析選擇其逆動力學(xué)：逆動力學(xué)模式的工作withopentopology系統(tǒng)（模型圖無閉回路） 。運動學(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)動程序塊可以在封閉循環(huán)使用才會出現(xiàn)，所以運動學(xué)模式來分析約束反力/力矩為好。提示YoucanusetheForwardDynamicsmodetoanalyzeinversedynamics 。但逆動力學(xué)和運動學(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)動力。生成代碼SimMechanics軟件是compatiblewith Simulink的加速模式，

34、實時車間®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蛣赢嬆Ｐ蚐imMechanics軟件支持內(nèi)部為可視化窗口作為強大的輔助建筑，動畫和調(diào)試模型。舉個例子它的使用，請參見第1-6頁上的“運行演示模式” 。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。您還可以自動從數(shù)據(jù)文件生成SimMechanics模型代表了計算機輔助設(shè)計（CAD ）從外部程序集導(dǎo)出CAD平臺。機構(gòu)的可視化建模過程中使用可視化窗口的一個方法是你在構(gòu)建模型時：您可以打開一個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)建和配置它們在模型中的窗口。這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。您也可以建立一個模型，而無需可視化，然后打開一個可視化窗口時，你已經(jīng)說完，就看到完成的模型。顯示機構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)幾何體在可視化窗口有兩個標(biāo)準(zhǔn)抽象的形狀

36、，以顯示團(tuán)體，一個來自身體質(zhì)量屬性派生，連接其他的機構(gòu)的體坐標(biāo)系統(tǒng)（CSS）。這些形狀的幾何原理，是根據(jù)對身體的塊對話框中指定的有限體信息。大眾性質(zhì)方面剛體的動力學(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。任何剛體都有一個唯一的對應(yīng)均勻橢圓形具有相同的質(zhì)量和慣性張量。使用theseequivalent ellipsoidsis顯示的一個可視化模式體。橢球坐標(biāo)軸的相對大小指示的相對慣性每個軸的時刻。1-231Introducing SimMechanics 軟件這里顯示為一個等效橢圓的剛性體。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)動器， 致動器，或傳感器連接到一個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CS起源產(chǎn)生簡單的身體上的數(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凸包。四體CS起源 非共面在這種情況下，與船體是一個四

38、面體。運動動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完整的模型，你也可以保持可視化窗口打開而模型運行在Simulink模型窗口。該窗口的動畫模擬機構(gòu)的運動，不管你選擇顯示機構(gòu)為橢圓或作為凸殼，并在移動并聯(lián)模式的變化在Simulink的一面。用計算機輔助設(shè)計接口您可以使用SimMechanics進(jìn)口自動生成基于先前導(dǎo)出的外部數(shù)據(jù)文件SimMechanics模型從受支持的CAD平臺。 Thisdata文件捕捉動態(tài)一個CAD assemblyrepresenting一個機械系統(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： “模擬機械系統(tǒng)” ，有關(guān)機器，身體，關(guān)節(jié)，約束，驅(qū)動器，傳感器，執(zhí)行器和力元素 “運行機械模型” ，對仿真和代碼生成 “分析的議案” ，關(guān)于運動分析模式 “運動，控制和實時仿真” ，關(guān)于高級應(yīng)用結(jié)合運動分析，控制系統(tǒng)設(shè)計，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、的機械設(shè)計機信息。它包括的章節(jié)： “引進(jìn)可視化與動畫” ，概述 “入門可視化窗口” ，實際的步驟，可視化的機器 “自定義可視化與動畫”，用可視化延伸你自己的身體形狀和顏色 “導(dǎo)入機械模型” ，開始使用導(dǎo)入外部機械信息生成模型 “計算機輔助設(shè)計翻譯” ，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)機索引和搜索系統(tǒng)。請教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”解釋機械慣例，縮寫，和單位?！皡⒖嘉墨I(xiàn)”列出力學(xué)，機械外部引用仿真和相關(guān)主題。“詞匯表”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。單擊此符號可以打開該演示的文檔在幫助瀏覽器。1-27建模，仿真，和簡單的可視化機構(gòu)建簡單的SimMechanics

42、模型是簡單易學(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)建和運行一個機械模型”第2-7頁第2-11頁上的“創(chuàng)建一個簡單的機械模型”第2-32頁上的“可視化一個簡單的機械模型” 2-38頁的“創(chuàng)建一個閉環(huán)機械模型”2Modeling ，模擬，可視化和簡單機械介紹了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，那么SimMechanics分項，在目錄樹。您也可以直接訪問SimMechanics庫中的塊 在幾個方面： 在Simulink庫瀏覽器中，右鍵單擊該SimMechanics子項目 的Simscape和selectOpen SimMechan

44、ics Library.Thelibrary下 出現(xiàn)。 2-3 2Modeling，模擬，可視化和簡單機械 點擊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。您可以展開每個庫通過雙擊其圖標(biāo)。關(guān)節(jié)庫包含第二級子庫。下一節(jié)總結(jié)了每個庫中的塊和它們的使用。對于各個塊的解釋，請參考SimMechanics “座參考“的參

45、考。使用庫該SimMechanics模塊庫被組織成單獨的庫，每個與不同類型的機械塊的。機構(gòu)該機構(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的接地點接地模塊，它有自己的接地CSS和機器環(huán)境塊，用于配置SimMechanics框圖的機械設(shè)置。接頭關(guān)節(jié)庫提供的塊來表示的相對運動身體作為自由度（自由度） 。該庫是由組裝關(guān)節(jié)單獨和專門的聯(lián)合塊的兩個子庫中列出。組裝的合資限制了身體的CS這兩個機構(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對于兩個連接體或這兩個機構(gòu)的自由度軸。您可以只用拆接頭，收在你的機器循環(huán)。你不能感或開動拆接頭。接頭/無質(zhì)量Connectors.The無質(zhì)量連接器子庫提供對于無質(zhì)量塊的連接器，復(fù)合關(guān)節(jié)，其自由度是由分離一個固定的距離。你不能開動或感應(yīng)無質(zhì)量連接器。制約與驅(qū)動程序的約束和驅(qū)動程序庫提供了塊指定的限制之前在機構(gòu)間的自由度。這些限制可以是與時間無關(guān)約束或自由度與Simulink的信號隨時間變化的驅(qū)動。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和啟動關(guān)節(jié)和身體的運動。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)用運動和力“和”傳感議案和部隊“ 。2-52Modeling ，模擬，可視化和簡單機械力要素警隊元素庫提供塊用于創(chuàng)建力或力矩機構(gòu)之間。這些塊modelforces內(nèi)部到你的機器。界面元素界面元素庫，包括塊連接三維仿照SimMechanics模塊和一維機機械的Simscape電路。公用事業(yè)該實用程序庫包含在建筑模型雜塊有用必要的步驟來構(gòu)建和運行機械模型在本節(jié)中.“關(guān)于機器的建模與仿真”第2-7頁2-7頁上的“基本步驟建立一個模型”“必要的步驟來配置和運行模式” 2-9頁關(guān)

48、于機建模與仿真成為舒適的建筑機械模型，你可能會發(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軟件元素來模擬簡單機械。本節(jié)為您提供了建立模型的概述過程beforeyoustart ：第2-7頁上的“基本步驟建立一個模型” “基本步驟來配置和運行模式” 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。1選擇地面，身體和聯(lián)合blocks.From的機構(gòu)和接頭庫，拖放來表示所需要的身體和關(guān)節(jié)塊你機，包括一個機器環(huán)境嵌段和至少一個地面塊，到Simulink模型窗口。本機環(huán)境塊表示你的機器的機械設(shè)置。2-72Modeling ，模擬，可視化和簡單機械地面塊代表不可移動的地面點處休息，絕對（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運動到它們連接。在適當(dāng)?shù)南鄬? - 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 - 地面 -