MATLAB-SimMechanics机构动态仿真.ppt

4.SimMechanics建模及机构系统仿真4.1SimMechanics简介4.2SimMechanics模块模块组包含刚体子模块组（Bodies）、约束与驱动模块组（Constraints&Drivers）、力单元模块组（ForceElements）、接口单元模块组（InterfaceElements）、运动铰模块组（Joints）及传感器和激励器模块组（Sensors&Actuators）和辅助工具模块组（Utilities）。4.2.1刚体子模块组（Bodies）4.2.2约束与驱动模块组（Constraints&Drivers）4.2.3力单元模块组（ForceElements）4.2.4接口模块组（InterfaceElements）4.2.5运动铰模块组（Joints）4.2.6传感器与激励器模块组（Sensors&Actuators）4.2.7辅助工具模块组（Utilities）4.2.1刚体子模块组（Bodies）刚体有两个连接端，其中一个为主动端，另一端为从动端。使用刚体时可以定义质量、惯性矩、坐标原点、刚体的初始位置和角度。双击该模块组，弹出如图所示。AngleDriver：设定两个刚体坐标间的角度。DistanceDriver：设定两个坐标原点的距离。GearConstraint：齿轮约束。LinearDriver：确定两个刚体坐标间的向量差。ParallelConstrant：平行约束。Point-Constraint：曲线约束。VelocityDriver：确定两个刚体坐标间的相对线速度和角速度。4.2.3力单元模块组（ForceElements）4.2.4接口模块组（InterfaceElements）4.2.5运动铰模块组（Joints）此模块组中提供了各种运动铰，利用这些运动铰就可以将刚体构件连接起来。分别有Bearing（三个方向转动）、Bushing（三个方向移动，三个方向转动）、CustomJoint（自定义铰）、Cylindrical（柱面铰）、Gimbal（万向铰，旋转三个角度）、In-plane（平面内移动）、Planar（平面铰）、Prismatic（单自由运动铰）、Revolute（单自由转动铰）、Screw（螺旋铰）、Six-DoF（六自由度）、Spherical（球面铰，三个自由度）、Telescoping（一个方向移动一个方向转动）、Universal（万向铰，旋转两个角度）、Weld（刚节点）。打开其中包含的两个子模块组DisassembledJoints和MasslessConnectors。1.双击DisassembledJoints，弹出如图模块组，其中模块是分解后的铰，不同于Joints中对应的铰，它们有不同的基准点。2.双击MasslessConnectors，弹出如图模块组，其中模块是Joint中对应的铰的组合。4.2.6传感器与激励器模块组（Sensors&Actuators）BodyActuator：通过广义力或力矩来驱动刚体。BodySensor：刚体检测模块。Constraint&DrivrSensor：检测一对受约束刚体间的力或力矩。DriverActuator：对一对互相约束的刚体施加相对运动。JointActuator：在铰链处施加力或力矩。JointInitialCondition：在仿真之前给铰施加初始位移和速度。JointSensor：铰检测模块。JointStictionActuator：给铰施加初始位移和速度。VariableMass&InertiaActuator：在一个坐标系中，刚体的质量随时间变化。4.2.7辅助工具模块组（Utilities）ConnectionPort：子系统物理建模连接端口。ContinuousAngle：将传感器输出的非连续、有界角度转换成无界连续的角输出。ConvertfromRotationMatrixtoVirtualRealityToolbox：将3*3的旋转矩阵转换成等价的VRML（虚拟现实语言）的旋转轴和角的形式。MechanicalBranchingBar：将多个sensor/actuator映射为铰（Joint）、约束（Constraint）、驱动器（Driver）或刚体坐标的系统的一个sensor/actuator端口。4.3SimMechnics建模MachineEnvironment模块是用来设定机器的机械参数设置。Ground模块表示将一个系统固结在一个惯性系统中。Body模块就表示刚体构件。Joint模块表示互相连接构件之间的相对运动。（2）定位于联接模块：将Joint和Body模块拖放到适当的位置，然后按正确的顺序将它们依次连接起来，可参考如下形式：MachineEnviro