机械5

目录 1绪论(2) 1.1引言(2) 1.2平面连杆机构及杆组概述(2) 1.3进行杆组系统仿真的意义(3) 1.4仿真软件的发展状况与应用(3) 1.5 MATLAB概述(3) 2 7R六杆Ⅲ级机构运动学仿真(5) 2.1曲柄原动件运动学分析(5) 2.2 6RⅢ级杆组运动学分析(6) 2.3 7R六杆Ⅲ级机构MATLAB仿真积分模块初值的确定(11) 2.4 7R六杆Ⅲ级机构运动学仿真模型及结果(16) 3 7R六杆Ⅲ级机构动力学仿真(23) 3.1曲柄原动件动力学数学模型的建立(23) 3.2 6RⅢ级杆组动力学数学模型的建立(25) 3.3需要引用的函数(30) 3.4 7R六杆Ⅲ级机构运动学仿真模型及结果(32) 4结论(39) 参考文献(40) 致谢(41) 1.3进行杆组系统仿真的意义 系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假设的系统进行试验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合的实验性学科。 仿真技术是分析、研究各种系统，尤其是复杂系统的重要工具。随着机械行业的迅速发展，对研究、设计的机械设备越来越复杂，用于制造各种零件的材料价格越来越昂贵，不可能每一步都采取试制再修改的方法进行设计，采用仿真的方法可以在一定程度上克服这种不足的不足，降低研究成本，提高效率。而连杆机构作为常见的传动机构，对其进行运动学和动力学仿真，建立起基本杆组模块的仿真模型，无疑对日后的设计大有裨益。 一般机构的运动分析，使用Quik BASIC语言或Fortra
n语言编写程序进行计算，其缺点“透明性”差，修改麻烦等．而用MATLAB对机构进行运动仿真，利用MATLAB的simuli
nk仿真模型的数据可视化的特点，就可以很容易观察到运动参数是如何变化的，极其简便．同时，用MATLAB建立和修改仿真模型具有方便、快捷、很容易扩展等优点．MATLAB仿真求解器提供很多解不同微分方程的方法，可以根据不同的微分方程类型选择相应的求解方法． 机构的动力学分析，由已知工作阻力，求出运动副的约束反力和驱动力（或力矩），为选择和设计轴承和零部件强度的计算及选择原动机提供理论依据。 1.4仿真软件的发展状况与应用 早期的计算机仿真技术大致经历了几个阶段：20世纪40年代模拟计算机仿真；50年代初数字仿真；60年代早期仿真语言的出现等。80年代出现的面向对象仿真技术为系统仿真方法注入了活力。我国早在50年代就开始研究仿真技术了，当时主要用于国防领域，以模拟计算机的仿真为主。70年代初开始应用数字计算机进行仿真[4]。随着数字计算机的普及，近20年以来，国际、国内出现了许多专门用于计算机数字仿真的仿真语言与工具，如CSMP，ACSL， SIMNOM， MATLAB/Simuli
nk， Matrix/System Build， CSMP-C等。 1.5 MATLAB概述 MATLAB是国际上仿真领域最权威、最实用的计算机工具。它是MathWork公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件，被誉为“巨人肩上的工具”。 MATLAB是一种应用于计算技术的高性能语言。它将计算，可视化和编程结合在一个易于使用的环境中，此而将问题解决方案表示成我们所熟悉的数学符号，其典型的使用包括: .数学计算 .运算法则的推导 .模型仿真和还原 .数据分析，采集及可视化 .科技和工程制图 .开发软件，包括图形用户界面的建立 MATLAB是一个交互式系统，它的基本数据元素是矩阵，且不需要指定大校通过它可以解决很多技术计算问题，尤其是带有矩阵和矢量公式推导的问题，有时还能写入非交互式语言如C和Fortra
n等。 MATLAB的名字象征着矩阵库。它最初被开发出来是为了方便访问由LINPACK和EISPAK开发的矩阵软件，其代表着艺术级的矩阵计算软件。 MATLAB在拥有很多用户的同时经历了许多年的发展时期。在大学环境中，它作为介绍性的教育工具，以及在进阶课程中应用于数学，工程和科学。在工业上它是用于高生产力研究，开发，分析的工具之一。 Simuli
nk概述Simuli
nk是用于仿真建模及分析动态系统的一组程序包，它支持线形和非线性系统，能在连续时间，离散时间或两者的复合情况下建模。系统也能采用复合速率，也就是用不同的部分用不同的速率来采样和更新。 Simuli
nk提供一个图形化用户界面用于建模，用鼠标拖拉块状图表即可完成建模。在此界面下能像用铅笔在纸上一样画模型。相对于以前的仿真需要用语言和程序来表明不同的方程式而言有了极大的进步。Simuli
nk拥有全面的库，如接收器，信号源，线形及非线形组块和连接器。同时也能自己定义和建立自己的块。模块有等级之分，因此可以由顶层往下的步骤也可以选择从底层往上建模。可以在高层上统观系统，然后双击模块来观看下一层的模型细节。这种途径可以深入了解模型的组织和模块之间的相互作用。