曲柄滑块机构SIMULINK仿真.docx

曲柄滑块结构的simulink仿真
曲柄滑缺机构的闭环矢量方程
为了说明这种方法，对一个曲柄以匀速旋转若干困的曲柄滑块机构进行运动学仿真分析。图4—1给出了曲柄滑块机构的示意图。通常，单缸四冲程发动机中就有这种机构。

图4—2结出了描述曲柄滑块机构的矢量环。对于曲柄滑块机构，矢量x1的大小随时间变化，而方向保持不变。这一点在计算对时间的导数时是非常重要的。

曲柄滑块机构的闭环矢量方程为

将此矢量方程分解到z和y坐标轴上，得到

将上式对时间求导数，有

其中是矢量大小的变化率，也是滑块相对于地面的平移速度。可以写成如下的矩阵形式：

如果曲柄的速度omega2已知，方程描述的是曲柄滑块机构速度问题。
曲柄滑块结构的simulink仿真
当Omega2和连杆2的长度已知，通过

可求出omega3和dr1.如果将omega2作为仿真输入，可以用数值积分从速度中求出theta2,theta3,r1。
1、在面向模块的simulink仿真中，实现这一过程需要三个积分模块作为仿真的开始。

2、将积分器的输入和函数的输出联系起来

3.编写matlab函数
function[x]=compvel(u)
%u(1)=omega-2
%u(2)=theta-2
%u(3)=theta-3
%
r2=1.0;
r3=4.0;
%
a=[r3*sin(u(3))1;-r3*cos(u(3))0];
b=[-12*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))];
%
x=inv(a)*b;
4、将适当的信号和函数的输入联系起来

5.匀速输入时完成的运动学仿真

6、建立初始条件
在仿真运行之前，必须为积分器建立初始条件。这是求解任何微分方程的关键一步，而且，这对于运动学仿真显得特别重要。如果使用了不相容的初始条件，就会导致仿真失败。Theta2、theta3、r1必须是机构某个真实位置时的角度和长度。
假设仿真的初始条件：
Theta2=0rad；theta3=0rad；r1=177mm
7、运行仿真结果
输入：
Th20=0;
Th30=0;
R10=177;
Plot(tout,simout(:,5))