基于MATLAB虚拟仿真的四杆机构运动分析

「爱情、让人受尽委屈。」 2024-04-03 10:35 62阅读 0赞

目 录  
1 绪论 (1)  
1.1 本文研究的目的意义 (1)  
1.2 四杆机构的发展与应用 (1)  
1.3 本文研究的主要内容 (2)  
2 平面四杆机构运动学分析 (3)  
2.1 四杆机构自由度的计算 (3)  
2.2 角位移分析 (3)  
2.3 角速度分析 (3)  
2.4 角加速度分析 (3)  
2.5 计算仿真前四杆机构的初始参数值 (4)  
3 平面四杆机构的MATLAB仿真 (6)  
3.1 平面四杆机构的数值型模块仿真 (6)  
3.1.1 数值型仿真模块介绍 (6)  
3.1.2 模块参数设置 (7)  
3.1.3 仿真结果 (11)  
3.2 平面四杆机构机械建模型仿真 (15)  
3.2.1 SimMechanics机构系统介绍 (15)  
3.2.2 机械建模型仿真模块介绍 (15)  
3.2.3 模块连接过程 (16)  
3.2.4 模块参数设置 (20)  
3.2.5 仿真结果 (23)  
3.3 两种建模仿真对比 (28)  
总结 (29)  
参考文献 (30)  
（1）对四杆机构进行运动学分析，分析其位移、速度、加速度。  
（2）对四杆机构进行数学描述。如：几何位置的分析，速度的分析，加速度的分析以及矩阵模型的建立。用数学方法来推出其他参数的值。  
（3）利用上面的对四杆机构的数学描述的结果，用MATLAB/simulink对四杆机构进行数学模型的仿真。  
（4）运用MATLAB/simulink中的SimMechanics 动态仿真工具构建四杆机构模型。  
（5）通过仿真分析从动杆的瞬时角速度、瞬时角加速度、角位移变化等数据。  
（6）对比基于MATLAB的两种仿真方法。

3.1.3 仿真结果  
模块数据调好后将模块连接起来如图3.16所示。  
3号连续积分模块模块输入为杆1的角速度，输出为的角位移。  
四杆机构数值型仿真的核心在于4号MATLAB函数模块（MATLAB Function），本仿真中MATLAB函数模块（MATLAB Function）有7个输入参数，分别是杆1的角加速度、杆1的角速度、杆2的角速度、杆3的角速度、角的角位移、角的角位移和角的角位移。经过MATLAB函数模块中的函数M文件计算处理，输出杆2的角加速度和杆3的角加速度。通过总线信号分解抽离模块，输出的角加速度信号传给示波器和7号连续积分模块，输出的角加速度信号传给示波器和9号连续积分模块。  
7号连续积分模块输入杆2的角加速度，输出杆2的角速度，输出的角速度分别传给11号示波器模块、通过4号信号合成模块传给5号MATLAB函数模块和8号连续积分模块。  
9号连续积分模块输入杆3的角加速度，输出杆3的角速度，输出的角速度分别传给11号示波器模块、本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=14201通过4号信号合成模块传给5号MATLAB函数模块和10号连续积分模块。  
8号连续积分模块输入杆2的角速度，输出的角位移，输出的角位移分别传给11号示波器模块通过4号信号合成模块和5号MATLAB函数模块。  
10号连续积分模块输入杆3的角速度，输出的角位移，输出的角位移分别传给11号示波器模块通过4号信号合成模块和5号MATLAB函数模块。  
11号示波器模块输入的角位移、杆2的角速度、杆2的角加速度、的角位移、杆3的角速度和杆3的角加速度。

打开Simulation下的Model Comfiguration Parameters ，设置仿真的时间区间为0.0~0.1秒。  
运行仿真模型，双击11号示波器模块，示波器模块会分别显示的角位移、杆2的角速度、杆2的角加速度、的角位移、杆3的角速度和杆3的角加速度在时间区间为0.0~0.1秒内的曲线变化图，如图3.17所示。  
左边第一条曲线为的角度变化曲线，左边第二条曲线为杆2的角速度变化曲线，左边第三条曲线为杆2的角加速度变化曲线。对的角度变化曲线求导可以得到杆2的角速度变化曲线，对杆2的角速度变化曲线求导可以得到杆2的角加速度变化曲线。  
右边第一条曲线为的角度变化曲线，右边第二条曲线为杆3的角速度变化曲线，右边第三条曲线为杆3的角加速度变化曲线。对的角度变化曲线求导可以得到杆3的角速度变化曲线，对杆3的角速度变化曲线求导可以得到杆3的角加速度变化曲线。

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