基于adams動力學仿真參數(shù)設置的研究

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1、第23卷第9期計算機仿真2006年9月文章編號:1006-9348(2006)09-0103-05基于ADAMS動力學仿真參數(shù)設置的研究于殿勇,錢玉進(哈爾濱工業(yè)大學機器人所,黑龍江哈爾濱150080)摘要:在ADAMS動力學仿真過程中,針對同樣的模型設置不同的仿真參數(shù),其仿真結果都不相同,甚至出現(xiàn)仿真失敗的現(xiàn)象。該文根據(jù)動力學數(shù)值計算流程,對于不同的積分器以及積分格式作了比較研究,分析了不同積分器和積分格式的優(yōu)缺點和適用場合,并對動力學仿真中其它參數(shù)設置作了介紹,針對動力學仿真過程中幾種常見的仿真失敗進行了原因分析并

2、提出解決措施,并通過具體的實例對上述分析進行說明,最后提出了基于ADAMS動力學仿真參數(shù)設置一般步驟和原則,為獲得最佳仿真效果奠定了基礎,具有一定的理論價值。關鍵詞:多體系統(tǒng)動力學;積分器;積分格式中圖分類號:TP391.9文獻標識碼:AParameter-SettingsfortheDynamicSimulationBasedonADAMSYUDian-yong,QIANYu-jin(RoboticsInstituteofHarbinInstituteofTechnology,HarbinHeilongjiang15

3、0080,China)ABSTRACT:DuringthedynamicsimulationofADAMS,differentresultscanbeachievedbydifferentparameter-settings.Basedontheprocessofthenumericalcalculationfordynamics,acomparisonresearchamongdifferentinte2gratorsandtheirformulationsisproceed,whichtellsthemerits,

4、demeritsandtheuse-occasionsofboth.Alsoanin2troductionabouttheotherintegrator-settingsfordynamicsimulationisexplained,thecausesaregivenofthefailuresforthedynamicsimulationareanalyzedandsomeremediesforeachfailure.Totestifythetruthoftheanalysis,anac2tualexampleissp

5、ecified.Atlast,theecumenicalapproachesandprinciplesoftheparameter-settingsforthedy2namicsimulationbasedonADAMSarebroughtforward,whicharethebasisforthebestsimulationresults.KEYWORDS:Multi-bodysystemdynamic;Integrator;Formulationoftheintegrator1引言立系統(tǒng)的動力學微分-代數(shù)方程,如式

6、(1)所示。對于動力ADAMS是美國MDI公司開發(fā)的虛擬樣機分析軟件,該學微分-代數(shù)方程式,ADAMS根據(jù)機械系統(tǒng)特性,選擇不同[1][2]軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫,創(chuàng)建完全的積分算法:·TT參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型,建立系統(tǒng)動力學方程,對虛擬P-5T/5q+Φqλ+HF=0樣機進行靜力學、運動學和動力學分析。在軟件使用過程中P=5T/5q?我們不難發(fā)現(xiàn),針對同樣的模型設置不同的仿真參數(shù),其仿u=q?(1)真效果和精度都不相同,有的還相差很大,甚至會出現(xiàn)仿真Φ(q,t)=0失敗的現(xiàn)象。如何根據(jù)不同的

7、模型來設置仿真參數(shù),是獲得F=f(u,q,t)理想仿真的前提和基礎。本文以動力學分析為例,基于AD2對于剛性系統(tǒng),ADAMS采用變系數(shù)的向后微分公式AMS12.0在這一方面作一些初步研究和探討。(BackwardsDifferentiationFormulation,BDF)剛性積分程序,它是自動變階、變步長的預估校正法,并分別以Index3、SI2、2動力學數(shù)值計算數(shù)據(jù)流程SI1積分格式,在積分的每一步采用了修正的Newton-Raph2多體系統(tǒng)的動力學分析是根據(jù)牛頓定理,給出自由物體son迭代算法。的變分運動方程,

8、再運用拉格朗日乘子定理,導出基于約束對高頻系統(tǒng),ADAMS采用坐標分離法,將微分-代數(shù)方的多體系統(tǒng)動力學方程。集成約束方程的ADAMS可自動建程減縮成用獨立廣義坐標表示的純微分方程,然后分別利用ABAM(AdamsBash-forthAdamsMoulton)方法或龍格-庫塔(RKF45)方法求解。收稿日期:2005-06-22—

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