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《張海濤2013424064第三次作業(yè)修改張海濤2013424064第三次作業(yè)修改.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析上次第三次作業(yè)的修改：由于上次作業(yè)，matlab中各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量使用ml212計(jì)算，但是ADAMS中的桿件不是嚴(yán)格長方體桿件，導(dǎo)致ADAMS計(jì)算的各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與matlab不一樣，導(dǎo)致matlab的仿真結(jié)果與ADAMS相差過大。由ml212算出的各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為2116kg?mm2、69026kg?mm2、40016kg?mm2，而ADAMS算出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為3246.2937888297kg?mm2、78327.27911kg?mm2、58297.131592kg?mm2，明顯可以看出mat
2、lab中算出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以matlab算出的各桿轉(zhuǎn)動(dòng)速度比ADAMS快，曲線提前一定相位，如下圖所示。圖0轉(zhuǎn)動(dòng)慣量使用ml212時(shí)的仿真曲線對比目錄一、動(dòng)力學(xué)分析31、外力矢量32、外力所做的虛功33、系統(tǒng)的約束方程34、雅克比矩陣Cq35、Qd46、系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程4二、說明5三、Matlab與ADAMS仿真曲線對比8附錄一：求雅克比矩陣的Matlab程序16附錄二：求Qd的Matlab程序16附錄三：用歐拉迭代法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的Matlab程序17使用ADAMS建立如圖1所示的四連桿機(jī)構(gòu)，二桿長150mm，三
3、桿長500mm，四桿長450mm，二桿所受的轉(zhuǎn)矩為40N?m，三個(gè)桿都受重力，二桿初始角度為90度。運(yùn)用歐拉法，用Matlab對該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，并與ADAMS仿真結(jié)果進(jìn)行對比。力矩二桿四桿三桿圖1四桿機(jī)構(gòu)一、動(dòng)力學(xué)分析1、外力矢量2、外力所做的虛功3、系統(tǒng)的約束方程Rx2-l22cosθ2=0Ry2-l22sinθ2=0Rx2+l22cosθ2-Rx3+l32cosθ3=0Ry2+l22sinθ2-Ry3+l32sinθ3=0Rx3+l32cosθ3-Rx4+l42cosθ4=0Ry3+l32sinθ3-Ry4
4、+l42sinθ4=0Rx4+l42cosθ4-l5cosθ1=0Ry4+l42sinθ4-l5sinθ1=04、雅克比矩陣Cq由系統(tǒng)的約束方程，求雅克比矩陣得Cq。具體程序見附錄一，可得雅克比矩陣Cq：5、Qd具體程序見附錄二，可得Qd：6、系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程其中：M=使用歐拉迭代法就可以計(jì)算出各個(gè)曲線，循環(huán)運(yùn)算1666667次，具體Matlab程序見附錄三。二、說明1、由于本程序采用歐拉迭代法求解，所以計(jì)算過程有誤差。當(dāng)仿真時(shí)間越長時(shí)，與ADAMS曲線相差越大，但曲線形狀一致，只有相位提前。2、Matlab的仿真時(shí)
5、間間隔越小，仿真結(jié)果越真實(shí)。但當(dāng)間隔非常小時(shí)，再降低時(shí)間間隔仿真結(jié)果相差不大。3、當(dāng)ADMAS的仿真步數(shù)很大時(shí)，再增加仿真步數(shù)對結(jié)果影響很小。4、當(dāng)改變ADAMS的誤差時(shí)，仿真結(jié)果也有差別，如圖2-6所示。當(dāng)誤差小于10-6時(shí)，再減小誤差，曲線差別很小。5、由于在ADAMS中只能由三個(gè)點(diǎn)測角度，三桿的角度無法測量。所以再建立兩個(gè)輔助桿，并設(shè)這兩個(gè)輔助桿的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都為零，用于測量三桿的角度，如圖2中輔助桿1和輔助桿2。再就可以測量由E、F、G點(diǎn)組成的角度作為三桿的角度。點(diǎn)F點(diǎn)G點(diǎn)E輔助桿2輔助桿1圖2輔助測量桿圖
6、3誤差為1*10-3二桿質(zhì)心X方向位移變化曲線圖4誤差為5*10-3二桿質(zhì)心X方向位移變化曲線圖5誤差為1*10-4二桿質(zhì)心X方向位移變化曲線圖6誤差為1*10-6二桿質(zhì)心X方向位移變化曲線圖7誤差為1*10-9二桿質(zhì)心X方向位移變化曲線三、Matlab與ADAMS仿真曲線對比局部放大圖8鉸鏈1處作用力變化曲線圖9上圖局部放大的曲線對比局部放大圖10鉸鏈2處作用力變化曲線圖11上圖局部放大的曲線對比圖12鉸鏈3處作用力變化曲線圖13鉸鏈4處作用力變化曲線圖14二桿位置變化曲線圖15三桿位置變化曲線圖16四桿位置變化曲
7、線圖17二桿速度變化曲線圖18三桿速度變化曲線圖19四桿速度變化曲線圖20二桿加速度變化曲線圖21三桿加速度變化曲線圖22四桿加速度變化曲線附錄一：求雅克比矩陣的Matlab程序clcclearsymsl2l3l4l5;symsm2m3m4;symsx4x5x6x7x8x9x10x11x12g=[x4-l2/2*cos(x6);x5-l2/2*sin(x6);x4+l2/2*cos(x6)-x7+l3/2*cos(x9);x5+l2/2*sin(x6)-x8+l3/2*sin(x9);x7+l3/2*cos(x9)-
8、x10+l4/2*cos(x12);x8+l3/2*sin(x9)-x11+l4/2*sin(x12);x10+l4/2*cos(x12)-l5;x11+l4/2*sin(x12);]cq=jacobian(g,[x4x5x6x7x8x9x10x11x12])m=[m200000000;0m20000000;00m2/12*(l2)^20000
