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题目:基于ADAMS二次开发的机械系统的联合仿真研究

关键词:联合仿真;用户子程序;ADAMS;二次开发;控制器仿真程序

  摘要


在对宇宙飞船转位过程的仿真当中,需要控制器仿真程序和ADAMS联合仿真来完成。其中,ADAMS软件负责飞船的动力学仿真,输出转位机构的受力数据,控制器仿真程序则根据转位机构的受力数据运算出飞船的飞行数据,ADAMS将根据飞船的飞行数据进行下一步的动力学仿真,如此循环完成联合仿真。控制器仿真程序已经编写完成并实现了模块化的封装,还预留了输入输出接口。而传统的ADAMS仿真都是提前设置好仿真的初始条件,在仿真过程中无法对仿真过程进行干涉,无法实现联合仿真。为此,本文通过用户子程序实现了对ADAMS的二次开发,将动力学仿真过程进行拆分,开发出输入输出接口,最终实现ADAMS与控制器仿真程序关于飞船转位过程的联合仿真。本文研究的主要内容有:

1.介绍了ADAMS二次开发的理论基础。介绍了ADAMS软件的内部算法,ADAMS仿真运动学方程以及仿真动力学方程。介绍了ADAMS用户子程序的类型,用户子程序的作用以及用户子程序之间的调用关系。

2.建立了飞船ADAMS模型。首先通过Solidworks软件创建了飞船的三维模型,其次通过Ansys软件创建了飞船太阳翼的柔性体模型,最终完成对飞船ADAMS模型的创建,再根据转位过程的实际情况利用step函数完成了对转位过程的轨迹规划。

3.搭建了联合仿真的平台。创建了ADAMS二次开发文件夹,确定了用户子程序的编写模板,实现了对用户子程序的编译,完成了用户子程序与ADAMS软件的关联,实现通过用户子程序控制ADAMS的仿真。

4.完成了用户子程序的编写,实现对ADAMS的二次开发。通过用户子程序的编写,攻克了联合仿真当中的诸多难题,开发出了ADAMS输入输出接口,打通了数据传输的渠道,统一了联合仿真的步伐,提高了仿真的速度,最终完成了对ADAMS软件的二次开发。

5.完成了ADAMS与通过C语言及Matlab编写的控制器仿真程序的联合仿真。通过仿真得到了飞船乘员舱转位过程的飞行数据,给飞船的研发带来了强有力的数据参考。