一、创建多体模型

  • 步骤一:研究模型的系统。确定要在模型中合并的相关主体、关节和约束条件。考虑作用于物体之间或直接作用在关节处的力和扭矩。
  • 步骤二:对实体建模。指定各实体的属性。 将坐标系添加到实体,以便可以连接关节和约束、施加力和扭矩以及感知运动。
  • 步骤三:组装多体系统。通过关节成对地连接实体。通过齿轮和其他运动学约束来约束实体的运动。
  • 步骤四:指定并感知动态变量。模拟外部载荷、实体之间的相互作用和联合驱动输入。感知力、力矩和运动变量作为时间的函数。

二、创建模型准备工作

可以直接通过在MATLAB命令提示符中输入smnew,启动一个新的Simscape Multibody模型。smnew函数打开一个带有常用模块和最佳性能的变步长自动求解器的Simscape Multibody模型模板。下图显示了该模板。

>>smnew

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还可以通过直接在MATLAB命令提示符中输入sm_lib打开Simscape Multibody模块库。浏览该模块库来给你的模型选择所需的模块。或者,在Simulink Model window中输入模块名,并从搜索结果中选择匹配项。

>>sm_lib

三、创建单连杆模型

1.教程概述

机械连杆是连杆、机械机构和机器中的常见构件。单摆是一个仅有一根连杆的例子。将建模一个带有两个末端坐标系的单连杆,后面将其连接到关节上。Rigid Transform模块提供末端坐标系,而Solid模块提供几何图形、惯性和颜色。为简单起见,该模型假设连杆为长方体。
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2.建立模型

  1. 在MATLAB命令提示符中输入smnew,打开Simscape Multibody模块库和具有常用模块的模板。

  2. 复制一个 Rigid Transform模块,并将其粘贴到模型中。使用Rigid
    Transform模块可以创建新坐标系,在多体模型装配时用来连接关节。

  3. 根据模型需要,选择删除 Simulink-PS Converter, PS-Simulink Converter,和 Scope这些模块。

  4. 按照图中所示连接其余的块。确保 Rigid Transform模块的基础坐标系(B)口都连向Solid模块坐标系(R)接口。由于每个Rigid Transform模块都对其坐标系应用空间变换,因此交换接口连接会改变两坐标系的空间关系。
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  5. 在Solid对话框中,指定以下参数。稍后,将使用包含Solid和 Rigid
    Transform的子系统块来定义所显示的MATLAB变量。其优点是,该方法从一处更新在多个模块中使用的变量。
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  6. 在 Rigid Transform 和 Rigid Transform1 模块的对话框中,指定以下参数。 这些参数指,相对于Solid参考坐标系, Rigid Transform模块的B和F坐标系之间的偏移。
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3.生成子系统

  1. 选择Solid模块和两个Rigid Transform模块。
  2. 右键单击高亮显示的区域,然后选择“从选择中创建子系统”。Simulink添加了一个新的子系统块,其中包含Solid和Rigid Transform。
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  3. 右键子系统模块,然后选择 Mask > Create Mask。将打开一个编辑器,能够指定在实体和刚性变换块对话框中输入的MATLAB变量的数值。
  4. 在Parameters & Dialog选项卡中,向Parameters文件夹添加5个edit。在edit中,指定以下参数并单击OK。 Prompt是子系统块对话框中每个参数所需的文本。 Name是与每个子系统块参数相关联的MATLAB变量。
  5. 双击子系统块对话框,并输入以下数值。这些是在Solid和Rigid Transform对话框中输入的MATLAB变量的值。
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  6. 设置完参数后,再双击子系统模块,可以发现之前设置的五个参数的数值均已被设置好。
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4.模型可视化

更新模块。在Simulink菜单栏中选择Simulation > Update Diagram。在Mechanics Explorer窗口下选择单连杆模型的前视图,选择等距视图按钮以获得如下图所示的三维视图。要查看模型中显示的坐标系,包括使用Rigid Transform创建的坐标系,在Mechanics Explorer菜单栏中 View > Show
Frames。
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题目如下(《机器人基础》P155.1) %第七章题目,连杆机械手关节静止位置为θ0=-5.该机械手从静止位置开始在4s内平滑转动到θf=80°停止位置。试进行下列计算: %1)计算完成此运动并使机械臂停在目标点的三次曲线的系数 %2)计算带抛物线过渡的线型插值的各个参数 %3)画出该关节的位移、速度和加速度曲线 (以下代码为无初速度情况,可以改代码角度,分段曲线的衔接没弄好懒得想了,欢迎指导。) clc ,clear %先列一下题目条件的数据 tf=4; t0=0; theta0=-5; thetaf=8 提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录一、Simscape Multibody产品描述1.Simscape Multibody建模和仿真2.主要功能二、Multibody模型分析1.基本模型组成1.1四连杆模型的基本组件1.2子系统组成2.模型驱动3.动态传感 一、Simscape Multibody产品描述 1.Simscape Multibody建模和仿真 Simscape Multibody为三维机械系统提供了一个多体仿真环境,如机器人、车辆悬架、建筑设备和飞. 一、什么是Simscapes 1、Simscape是Simulink模型库的一部分,用于电学、化学、材料、力学、机械等物理系统仿真。可以理解为Simulink基于Matlab,而Simscape基于Simulink; 2、Simulink和Simscape模型的不同: ①Simulink模型的连接线是向箭头,Simscape模型的连接线是双向无箭头; 1 库构成 Simscape库由基础库与高级库构成:基础库涵盖电、磁、机械、热、液、气、两相流等物理域,如图1所示;高级库涵盖电气、传动、多体、流体等物理域,如图2所示;此外支持自定义模块,sscnewfile(‘自定义模块名称’)。 图1 基础库 图2 高级库 基础库中模块主要分为Elements(元件)、Sensors(传感器 对影响汽车行驶安全的各方面因素进行了较为深入的分析和研究,建立停车动力学数学模型;该汽车数学模型不需引入很多的人为假设;.利用MATLAB语言开发了一个模块化的仿真软件,该软件能够满足所建模型的校验和在特殊工况下的仿真研究;也可以进一步完善该软件使之服务于汽车运行的其他方面的仿真研究.function [x,result,Hfree,free,trace] = boxQP(H,g,lower,upper,x0,options)% Minimize 0.5*x'*H*x + x'*g s.t. lower 本文主要对于二维和三维空间位姿描述相关函数进行仔细整理分析,并从旋转矩阵、欧拉角、四元数等多方面表示方法进行研究,最后整理了动力学模型相关的函数使用方法,方便查询有关matlab中的robotics toolbox工具箱的函数... 文章目录1. 概述2. 仿真搭建2.1 运动轨迹函数2.2 机器人的机械仿真模型2.3 机器人的电气仿真模型2.3.1 直流电机部分2.3.2 减速器与传动装置 1. 概述 使用 simulink 搭建《用MATLAB玩转机器人》的第六章——关节机器人的仿真,详细记录并积累 simulink 的使用技巧。 2. 仿真搭建 对于关节机器人的位置控制,大致分为四个过程: 规划出杆自由端的运动轨... 近期对Simulink Toolbox库模块中掌握有真空地带的模块,抽时间填补了一下,把它总结分享出来。这里边包括尝鲜一些第一次用的模块,巩固一下不是很熟练的模块,还有对一些模块小细节的查漏补缺。本文是该专题的第三篇文章,主要讲解了Simscape 电路仿真模块的背景知识,展示了它的求解使用方法,最后分析了该模块的特点和适用场景。