Tài liệu chuyên ngành xây dựng, khoa học kỹ thuât, máy móc...
Nội quy chuyên mục: - Hiện nay có khá nhiều trang chia sẻ Tài liệu nhưng mất phí, đó là lý do ket-noi mở ra chuyên mục Tài liệu miễn phí.

- Ai có tài liệu gì hay, hãy đăng lên đây để chia sẻ với mọi người nhé! Bạn chia sẻ hôm nay, ngày mai mọi người sẽ chia sẻ với bạn!
Cách chia sẻ, Upload tài liệu trên ket-noi

- Những bạn nào tích cực chia sẻ tài liệu, sẽ được ưu tiên cung cấp tài liệu khi có yêu cầu.
Nhận download tài liệu miễn phí
By apple_loveyou_forever_bff
#966913 Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn ThS. Cơ học kỹ thuật -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Giới thiệu về phần mềm simmechanics. Nghiên cứu một số mô hình 3D đẫ được mô phỏng trên Simmechanics như: mô hình hệ 4 thanh lấy dữ liệu Body có sẵn, mô hình một băng tải cơ học, robot 6 bậc tự do. Tìm hiểu mô hình hóa và mô phỏng một số hệ thống thực tế: Mô phỏng con lắc 2 bậc tự do, cách tay robot 5 bậc tự do


1.1.1 Khối Body ………………………………………………………………………2
1.1.2 Khối Ground……………………………………………………………………6
1.2 Thư viện Constraints và Drivers………………………………………….7
1.2.1 Khối Angle driver………………………………………………………………7
1.2.2 Khối Distance Driver………………………………………………………….8
1.2.3 Khối Linear driver……………………………………………………………..9
1.2.4 Khối Velocity Driver…………………………………………………………..10
1.2.5 Khối Point - curve driver……………………………………………………..12
1.2.6 Khối Parallel constraint………………………………………………………14
1.2.7 Khối Gear constraint………………………………………………………….15
1.3 Thư viện Joint…………………………………………………………………….16
1.3.1 Khối Prismatic…………………………………………………………………16
1.3.2 Khối Revolute………………………………………………………………….19
1.3.3 Khối Spherical…………………………………………………………………20
1.3.4 Khối Planar…………………………………………………………………….21
1.3.5 Khối Univesal………………………………………………………………….22
1.3.6 Khối Cylindrical……………………………………………………………….23
1.3.7 Khối Gimbal……………………………………………………………………25
1.3.8 Khối Custom Joint……………………………………………………………26
1.3.9 Khối Weld……………………………………………………………………...27
1.3.10 Khối Telescoping……………………………………………………………28
1.3.11 Khối In-Plane……………………………………………………………….29
.3.12 Khối Bushing…………………………………………………………………30
1.3.13 Khối Bearing……………………………………………………………….31
1.3.14 Khối Six-DoF……………………………………………………………….32
1.3.15 Khối Screw………………………………………………………………….33
1.4 Thư viện Sensor & Actuator……………………………………………35

1.4.1 Khối Body Actuator…………………………………………………………35
1.4.2 Khối Joint Actuator…………………………………………………………36
1.4.3 Khối Driver Actuator………………………………………………………39
1.4.4 Khối Body sensor………………………………………………………40
1.4.5 Khối Joint Sensor………………………………………………………42
1.4.6 Khối Constraint & Driver sensor……………………………………47
1.4.7 Khối Joint Initial Condition Actuator………………………………49
1.4.8 Khối Joint Stiction Actuator………………………………………….50
1.5 Thư viện Utilities…………………………………………………………52
1.6 Liên kết các khối và tạo mô hình………………………………….54
1.6.1 Thiết lập Sơ đồ khối……………………………………………………54
Chương 2 - MỘT SỐ MÔ HÌNH 3D ĐÃ ĐƯỢC MÔ PHỎNG TRÊN
SIMMECHANICS………………………………………………..57
2.1 Mô hình hệ 4 thanh lấy dữ liệu Body có sẵn………………………57
2.1.1 Sơ đồ khối………………………………………………………………..57
2.1.2 Mô hình 3D……………………………………………………………...58
2.2 Mô hình một băng tải cơ học……………………………..………...58
2.3 Mô phỏng robot 6 bậc tự do………………………………..……….59
2.3.1 Sơ đồ khối………………………………..……………………………….59
2.3.3 Khối điều khiển……………………………………..……..……....60
2.3.4 Mô hình sau khi mô hình hóa và mô ……………………..……….61
Chương 3 - MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG MỘT SỐ HỆ THỐNG THỰC TẾ…….62
3.1 Mô phỏng con lắc 2 bậc tự do……………………………………..……..……........62
3.1.1 Sơ đồ khối……………………………………..……..……....................................62
3.1.2 Mô hình 3D của con lắc 2 bậc tự do sau khi chạy………………………………........62
3.2 Mô phỏng cánh tay robot 5 bậc tự do……………………………….........................63
3.2.1 Tính toán động học cho cánh tay robot 5 bậc tự do……………………………........63
3.2.2 Bài toán động học ngược……………………………….......................................66
3.2.3 Mô hình hóa và mô phỏng cánh tay robot 5 bậc tự do……………………...........69
KẾT LUẬN……………………………………..……..…….........................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………..............................................92

MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, các hệ thống máy
móc được phát minh và cải tiến hàng ngày. Cùng với nó là hệ thống các phần mềm mô
phỏng cũng được sinh ra để đáp ứng nhu cầu tiết kiệm chi phí sản xuất, giảm giá thành
đáng kể và tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm. Trong đó, Simulink là một môi trường
hoàn hảo đáp ứng tốt các yêu cầu mô phỏng của người sử dụng với một khối lượng thư
viện khá phong phú và đầy đủ.
Trong luận văn này, tui đề cập chủ yếu đến phần mềm SimMechanics - một
thành phần của Simulink. Phần mềm SimMechanics là một môi trường mô hình hóa
biểu đồ khối cho thiết kế kỹ thuật và mô phỏng của hệ vật rắn và các hoạt động của
chúng, sử dụng tiêu chuẩn động học Newton về lực và moment.
Phần mềm SimMechanics có thể mô hình hóa và mô phỏng được các hệ cơ học
với một hệ thống công cụ để xác định các vật với đặc điểm về khối lượng, hoạt động
của chúng, động học và các hệ tọa độ. Nó giúp người sử dụng có thể miêu tả một hệ cơ
học bằng một hệ thống sơ đồ khối được liên kết với nhau, giống như các mô hình
Simulink khác và cũng có thể kết hợp với các hệ con khác.
Các công cụ của phần mềm SimMechanics trình bày và biểu diễn sống động
các hình học máy 3-D, trước và trong suốt quá trình mô phỏng.
Bên cạnh việc mô phỏng bằng phần mềm SimMechanics và tính toán bài toán
động học thuận cho mô hình, việc tiếp cận giải bài toán động học ngược cũng là vấn
đề cần làm để việc mô hình hóa và mô phỏng được đầy đủ và hoàn thiện hơn, đáp ứng
được những yêu cầu đặt ra trong thực tế, ví dụ đối với các hệ thống máy cắt gọt, máy
khoan theo hình dạng yêu cầu của người sử dụng.

Chương 1 - GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SIMMECHANICS
SimMechanics là một phần mềm cho phép người dùng mô phỏng được các chi tiết cơ
khí, từ đó xây dựng được mô hình các bộ phận máy, các máy móc cơ học, robot. Phần
mềm SimMechanics gồm các thư viện và các khối sau:
1.1 Thư viện Bodies
1.1.1 Khối Body
Mục đích:
Dùng để biểu diễn một vật thể với các thông số được thiết lập tùy thuộc vào người sử
dụng
Miêu tả:
Khối Body biểu diễn một vật thể cứng với các thông số được thiết lập tùy thuộc vào
người dùng. Các thông số được thiết lập bao gồm:
- Khối lượng của vật và mô men quán tính
- Tọa độ trọng tâm của vật (CG)
- Một số hệ tọa độ vật (CSs)
Một vật thể được xác định bởi việc xác định vị trí trọng tâm và hướng của nó trong
một hệ trục tọa độ nào đó. Việc đặt các điều kiện ban đầu như: vị trí, hướng ban đầu
của vật thể được nhập vào hộp thoại Body. Những điều kiện ban đầu đó không thay
đổi trừ khi ta nối nó với khối tạo điều kiện ban đầu và kích động hoạt động cho khớp
nối. Khi đó, ta phải thay đổi điều kiện ban đầu của khớp được nối với Body đó, hoặc
kích động Body với một khối Body Actuator.
Trong SimMechanics, người sử dụng phải nhập hai thuộc tính của Body là thuộc tính
hình học và thuộc tính khối lượng:
- Thuộc tính hình học được xác định dựa vào việc đặt hệ tọa độ Body cho vật.
+ Trước hết, cần xác định hệ tọa độ và gốc của nó tại trọng tâm của vật. Trọng
tâm của vật dùng để xác định cả vị trí ban đầu của Body và là gốc của hệ tọa độ
trọng tâm.
+ Đặt hướng cho những trục hệ tọa độ trọng tâm.
+ Có thể đặt thêm một số hệ tọa độ Body trên Body. Người sử dụng phải định
nghĩa mỗi hệ tọa độ Body bởi vị trí gốc và hướng các trục tọa độ của nó.
+ Mỗi kết nối của một khối Joint, Constraint/Driver, Actuator hay Sensor với
một Body cần có một điểm mấu trên Body. Điểm mấu này là một trong số
những điểm gốc hệ tọa độ Body.
+ Hệ tọa độ Body dùng cho việc nối kết được hiện lên bởi cổng hệ tọa độ Body
trên các mặt của khối. Người sử dụng có thể cho ẩn hay hiện mỗi hệ tọa độ
Body theo các mặt của khối.

+ Tập hợp các gốc hệ tọa độ Body xác định vỏ lồi của Body.
- Thuộc tính khối lượng được định nghĩa bởi khối lượng của Body và tensor quán
tính
+ Khối lượng là quán tính của Body ứng với gia tốc dịch chuyển của trọng tâm
bằng 1 với một lực tác dụng bằng 1 đơn vị.
+ Tensor quán tính thể hiện sự phân bố mật độ khối lượng trong Body và điều
khiển gia tốc quay của Body xung quanh trọng tâm bằng phản lực với một mô
men tác dụng.
+ Những thành phần của tensor quán tính điều khiển hướng ban đầu của Body
luôn được thể hiện trên hệ tọa độ trọng tâm. Hướng các trục hệ tọa độ trọng tâm
đối với hệ tọa độ khác bên ngoài Body (World CS, một CS trên một Ground,
hay một CS trên một Body khác) sau đó xác định hướng của Body đối với
những Body khác hay đối với World.
+ Tensor quán tính của Body định nghĩa trục chính, mômen và ellipsoid tương
đương của nó.
Trạng thái ban đầu mặc định của một Body xác định bởi hai bộ thuộc tính xác định vị
trí và hướng ban đầu của Body:
- Vị trí ban đầu của Body được đặt bởi vị trí trọng tâm của nó.
- Hướng ban đầu được đặt bởi những thành phần tensor quán tính của nó (trong hệ
tọa độ trọng tâm) và hướng của những trục tọa độ trọng tâm đối với hệ tọa độ khác
trong máy.
Điều kiện ban đầu của một body có thể thay đổi so với khối Joint Initial Condition
Actuator trước khi bắt đầu quá trình mô phỏng. Nếu không thay đổi trạng thái ban đầu
của Body trước khi mô phỏng, SimMechanics sẽ mặc định đặt vận tốc dài/góc ban đầu
của Body là 0.
Hộp thoại và các thông số (Dialog Box and Parameters)
Hình 1. Bảng thông số của Body

Hộp thoại có hai phần, Mass Properties và Body Coordinate Systems.
- Mass Properties
+ Mass
Người sử dụng nhập vào khối lượng của Body trong vùng đầu tiên và chọn đơn vị
trong danh mục thả xuống bên phải là số thực hay biểu thức tương đương trong
Matlab. Giá trị ngầm định là 1 và đơn vị là kg.
+ Inertia tensor
Người sử dụng nhập vào tensor quán tính (đối với các trục của hệ tọa độ trọng tâm
Body) trong vùng đầu tiên và chọn đơn vị trong danh mục thả xuống bên phải. Tensor
phải là ma trận số thực 3x3. Tensor ngầm định là ma trận đơn vị 3x3. Một tensor 0
zeros (3,3) định nghĩa khối lượng điểm. Đơn vị ngầm định là kg-m2.
- Body Coordinate Systems (các hệ tọa độ Body)
+ Configuring a Body Coordinate System (cấu hình một hệ tọa độ Body)
Người sử dụng cần đặt hệ tọa độ Body trong vùng Body coordinate systems:
+ Khối Body gồm ba hệ tọa độ: một hệ tọa độ gắn với trọng tâm của Body gọi là
CG và hai hệ tọa độ Body tùy ý khác, được gọi là CS1 và CS2.
+ Có thể cấu hình hệ tọa độ trọng tâm nhưng không thể thêm hay xóa nó, mặc dù
có thể copy hệ tọa độ trọng tâm dưới một tên khác.
+ Những hệ tọa độ khác có thể được tạo hay xóa tùy ý.
+ Để định hình hệ tọa độ Body cần thực hiện hai bước:
Định vị trí gốc hệ tọa độ Body trong bảng Position
Định hướng các trục hệ tọa độ Body trong bảng Orientation
+ Định nghĩa hệ tọa độ Body cần quy vào hệ tọa độ trước đó. Trong một khối
Body, người sử dụng có thể quy vào hệ tọa độ Body và Grounded theo ba cách.
Gốc và hướng của hệ tọa độ liên quan tới:
Hệ tọa độ World
Hệ tọa độ Body khác trên cùng một Body
Adjoining CS, hệ tọa độ trên Body liền kề hay Ground trực tiếp nối với hệ
tọa độ Body được chọn bởi một Joint, Constraint hay Driver.
+ Lựa chọn các thông số trong mỗi bảng Position hay Orientation.
Mỗi hệ tọa độ Body được gắn với một tên, ví dụ CG cho hệ tọa độ trọng tâm, CS1,
CS2,… cho những hệ tọa độ được thêm vào.
Định cấu hình trong thẻ Position:
Thẻ Position cho phép xác định vị trí gốc của hệ tọa độ như một vector tịnh tiến.
+ Những thành phần bằng số của vector được kèm theo đơn vị
+ Gốc được dời đi từ gốc của một body khác.
+ Những thành phần của vector tịnh tiến được định hướng đối với bộ trục hệ tọa
độ khác.

Link Download bản DOC
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link tải, không dùng IDM để tải:

Bấm vào đây để đăng nhập và xem link!
Kết nối đề xuất:
Learn Synonym
Advertisement