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基于ADAMS与MATLAB的两轮机器人平衡仿真的研究.pdf

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简介：
本论文探讨了利用ADAMS和MATLAB软件进行两轮机器人的动态仿真分析，旨在通过联合建模方法优化其平衡控制系统。 两轮自平衡机器人具有结构简单、运动灵活以及成本低廉等特点。笔者基于Lagrange方程建立了机器人的动力学模型，并采用了模糊PID控制方法。通过比较三种不同的模糊规则，选择了综合控制效果最佳的规则。该规则能够在模糊PID控制下自动调整PID参数，在MATLAB/SIMULINK和ADAMS联合仿真中实现了两轮机器人系统的平衡控制功能。

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  • 基于ADAMS与MATLAB的两轮机器人平衡仿真的研究.pdf
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    本论文探讨了利用ADAMS和MATLAB软件进行两轮机器人的动态仿真分析，旨在通过联合建模方法优化其平衡控制系统。 两轮自平衡机器人具有结构简单、运动灵活以及成本低廉等特点。笔者基于Lagrange方程建立了机器人的动力学模型，并采用了模糊PID控制方法。通过比较三种不同的模糊规则，选择了综合控制效果最佳的规则。该规则能够在模糊PID控制下自动调整PID参数，在MATLAB/SIMULINK和ADAMS联合仿真中实现了两轮机器人系统的平衡控制功能。
     
  • 基于ADAMS的机器人动力学仿真研究.pdf
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    本文通过ADAMS软件对机器人的动力学特性进行深入分析与仿真研究，旨在优化机器人设计和提高运动精度。 ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一款由美国MDI公司开发、后被ANSYS公司收购的机械系统动力学分析软件。该软件广泛应用于汽车、航空航天、机器人、机床等多个领域，主要用途是利用多体动力学理论建立系统的动力学模型，并进行仿真分析以预测动态性能。 基于ADAMS的机器人动力学仿真通常包括以下步骤： 1. **建模**：在ADAMS中定义机器人的各个构件，如连杆、关节和驱动器等。这需要设定每个构件的质量、惯性、尺寸及材料特性以及它们之间的连接方式。 2. **约束与驱动力设置**：为机器人模型添加运动学约束（转动副、移动副等）以确定其自由度，并施加适当的力或转矩作为输入。 3. **仿真条件设定**：包括时间长度、步长大小及接触和摩擦特性，这些都直接影响到仿真的准确性。 4. **动力学仿真计算**：启动ADAMS的仿真引擎进行动态行为预测。软件根据牛顿第二定律与拉格朗日方程来模拟机器人在不同情况下的表现。 5. **结果分析**：通过查看速度、加速度等参数，对机器人的性能进行全面评估，并确认其是否符合设计标准。 6. **优化设计**：依据仿真数据调整结构和动力学参数以改善运动平顺性或减少能量损耗等方面的指标。 7. **可靠性验证**：在预定的工作条件下模拟运行情况，确保机器人能够可靠地工作并识别潜在的设计缺陷。 通过这个循环过程，工程师可以预测机器人的性能、优化设计，并进行故障诊断。此外，动力学仿真有助于缩短研发周期和降低成本，同时提高产品整体的稳定性和有效性。 执行这项任务要求具备机械系统建模、控制理论及计算机仿真的相关知识，还需熟练掌握ADAMS软件的操作技巧以确保正确设置仿真环境与参数。
     
  • 基于ADAMS和MatLab的双足机器人联合仿真的研究.pdf
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    本文探讨了利用ADAMS与MATLAB进行双足机器人动力学建模及仿真分析的方法，旨在提高机器人的运动性能和稳定性。 为了提高双足机器人的设计效率与可靠性，我们建立了一个基于虚拟样机技术的仿真系统。在ADAMS软件中构建了双足机器人的机械动力学模型，并使用Matlab中的Simulink工具箱来创建控制系统。通过ADAMS和Matlab之间的接口——ADAMS/Controls模块，实现了结合这两种软件进行双足机器人步行仿真的功能。
     
  • 基于ADAMS的六足机器人运动仿真研究
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    本研究利用ADAMS软件对六足机器人的运动特性进行仿真分析，旨在优化其步态控制和机动性能，为实际应用提供理论依据和技术支持。 本段落探讨了利用ADAMS软件对仿生六足机器人进行运动仿真研究的方法与成果。ADAMS是美国MDI公司开发的一款机械系统动力学仿真工具，在动态分析及优化设计领域应用广泛；而SOLIDWORKS则是三维CAD设计平台，适用于产品的三维建模工作。 该研究首先通过SOLIDWORKS构建仿生六足机器人的三维模型，并将其导入至ADAMS中进行动力学的模拟与评估。仿生六足机器人模仿了昆虫（例如蟑螂）运动特性，具备出色的稳定性和适应性，在复杂地形下表现出色，因此在机器人技术领域占据重要地位。 研究内容涵盖了该类机器人的结构设计介绍以及运用ADAMS软件对其直线行走和转向动作进行的仿真测试。在此过程中，研究人员分析了不同运动状态下机器人质心位移、关节扭矩等关键参数的变化情况。 通过上述仿真实验，团队获取到了有关重心轨迹及各部位承受力矩的重要数据，从而验证结构设计与规划方案的有效性，并揭示潜在的设计缺陷。因此，这项研究为后续的仿生六足机器人原型开发提供了宝贵的参考依据。 文中还提及了几个核心概念：“生物模拟机器人”、“六足”、“运动学”和“动力学”。这些术语反映了基于生物模仿原理进行机器设计及性能分析的研究重点所在。 在仿真操作中，文章详细说明了一些力学参数设定方法及其重要性，包括位移、关节扭矩等。同时强调了正确配置固定与旋转关节类型的重要性，并介绍了接触刚度、阻尼和摩擦系数等关键接触属性的设置技巧，这些都对确保仿真实验结果的真实性和准确性至关重要。 基于上述仿真成果，研究团队能够调整优化机器人的结构设计及控制策略以增强其在复杂环境中的移动能力和稳定性。本段落全面展示了从三维建模到参数设定再到数据分析的过程，并强调了此类虚拟测试方法如何帮助减少实际研发时间和成本、提高开发效率的重要性。
     
  • 基于MATLAB及ADAMS的Delta机器人运动学和动力学仿真研究.pdf
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    本文利用MATLAB与ADAMS软件，对Delta机器人的运动学和动力学特性进行了深入分析与仿真研究，为优化其设计提供了理论依据。 Delta机器人属于并联机器人的范畴，在设计上与传统的串联机器人相比具有结构简单、紧凑以及运动速度快、构件惯性小等特点。由于其高刚度、大承载能力、高精度及末端件惯性小等特性，它在机器人研究中备受关注。特别是在食品、药品和电子行业的包装生产线上，大量重复性的任务通常由人工完成，工作效率低下且可能污染产品。因此，开发高效、精准的工业机械手来替代人工操作显得尤为重要。 本段落利用SolidWorks软件建立了Delta机器人的三维模型，并装配得到完整的三维结构设计。该机器人主要由静平台、动平台、主动臂和从动臂组成。其中，静平台与每个主动臂通过转动副相连，而主动臂和从动臂以及从动臂和动平台则通过球铰连接。三条运动支链均匀分布在静平台上，每条支链包含一个主动臂及由四个球铰组成的闭环平行四边形结构的从动臂。这种设计确保了静平台与动平台之间的相对平行移动，并消除了动平台的转动自由度，保留三个平移自由度。 为了优化Delta机器人的运动特性，本段落采用了修正梯形曲线的方法进行关节空间中的轨迹规划，并通过MATLAB和ADAMS软件进行了联合仿真分析。该方法有助于验证机器人运行时的平稳性和优良性能。仿真实验表明，在X、Y方向上的相对误差分别降低了0.2% 和 0.4%，在Z方向上偏差减少了1.5毫米，这些结果与理论预期相符，为轨迹规划和优化控制提供了重要的依据。 仿真过程首先利用SolidWorks软件建立三维模型，并使用修正梯形曲线进行路径设计。为了验证该方法的有效性，在MATLAB及ADAMS中进行了详细的分析。这两种工具分别适用于算法开发、数据可视化等领域以及机械系统的设计与评估工作，联合运用可以实现对复杂系统的精确模拟。 通过上述仿真研究，研究人员能够全面地评价Delta机器人的运动学和动力学性能，并识别潜在的问题如精度不足或运行不稳定等现象。合理规划路径不仅有助于提升机器人操作的平稳性，还能减少冲击及振动的影响，从而提高其稳定性和可靠性，在实际应用中具有重要意义。 综上所述，本段落提出的基于MATLAB与ADAMS联合仿真的分析方法为Delta机器人的轨迹优化控制提供了新的研究思路和实践手段。该技术能够有效改善机械手的工作路径规划效率，并提升运行精度，最终实现对机器人整体性能的改进。
     
  • 基于Adams与Matlab的机器人手臂运动控制联合仿真的研究
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    本研究探讨了结合使用Adams和Matlab软件进行机器人手臂运动控制仿真技术的方法，旨在优化机器人的运动规划和控制策略。通过这种集成方法，可以更有效地分析和预测机器人操作中的动态行为，从而提高设计效率与性能。 首先，在SolidWorks三维设计软件中创建六自由度串联机械手臂的三维模型。接着将该模型导入到运动学与动力学分析软件Adams中进行详细的运动学分析，以确保虚拟样机模型中的约束条件正确无误。 通过使用Adams/Controls接口模块，我们将上述验证过的虚拟样机引入Matlab软件，并利用其Simulink工具箱搭建控制系统。此时的虚拟样机作为联合仿真控制系统的机械系统组件发挥作用。 我们采用基于计算力矩法的控制策略来动态调整机器人手臂各关节所需的扭矩值。仿真实验结果表明，该机器人的关节展现出了优秀的动态响应性能和精确的轨迹跟踪能力，为后续实物样机的设计与开发提供了有价值的参考依据。
     
  • 基于ADAMS与MATLAB的动力学协同仿真的研究.pdf
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    本文探讨了利用ADAMS和MATLAB软件进行动力学仿真分析的方法与应用，通过两者结合实现高效协同仿真。 基于ADAMS和MATLAB的动力学联合仿真是一种将两个强大工程软件结合的仿真方法，主要用于复杂机械系统的仿真研究。ADAMS（自动动态分析系统）是一款专门用于机械系统动态仿真的软件，而MATLAB Simulink则主要应用于数据处理与控制系统仿真领域。两者相互配合可以充分发挥各自的长处，在需要进行机电一体化仿真的场景中尤为适用。 使用ADAMS能够构建虚拟机械模型，并通过模拟测试获得接近实际物理系统的仿真结果。它特别适合于机械领域的动态分析和设计验证环节，但自带的控制工具箱仅适用于基础类型的控制系统（如PID），对于复杂控制策略的需求则显得不足。此时，MATLAB的优势便凸显出来，其强大的控制系统库可以支持包括智能控制在内的各种复杂系统的设计与模拟。 ADAMSControls是ADAMS软件中的一个附加模块，它能够将机械模型和外部的控制系统应用软件进行结合，在Simulink等环境中实现联合仿真，并在ADAMSView中展示结果。这使得研究者可以在MATLAB环境下对整个系统进行交互式测试并观察到具体效果。 开展动力学联合仿真的设计流程主要包括建立机械系统的模型与验证，以及确定ADAMS和MATLAB之间的输入输出接口。当构建的模型较为简单时可以直接在ADAMS内完成建模；对于复杂度较高的情况，则建议先使用Solidworks、UG或ProE等三维软件进行初步构造后导入到ADAMS中，并添加必要的约束条件及作用力信息。 通过联合仿真，研究者能够针对复杂的机械系统进行动力学方面的模拟实验。文献提到的例子展示了如何借助Simulink向ADAMS输入特定的转速和负载数据，从而突破了仅能对理想电机进行仿真的限制，为后续构建更加复杂精密的电机模型及控制策略打下了坚实的基础。 总体而言，结合使用ADAMS与MATLAB的动力学联合仿真方法不仅提供了一种有效的研究手段给机械系统控制领域，并且极大地拓展了仿真技术的研究深度和广度。这对从事机械工程、控制系统设计以及动力学分析等相关工作的工程师和学者来说是一份宝贵的资源。通过本段落档提供的流程指导，研究人员可以更有效地应对实际工程项目中的复杂问题并提升产品的研发质量和效率。
     
  • 四足除草机器人ADAMS与MATLAB联合仿真的研究.zip
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    本项目探讨了四足除草机器人ADAMS的设计及应用，结合MATLAB进行仿真分析，旨在优化其运动控制和作业效率。研究报告包含设计思路、仿真模型建立及实验验证等内容。 四足除草机器人的ADAMS与MATLAB联合仿真研究
     
  • 关于两轮平衡车的建模与控制研究
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    本研究专注于两轮平衡车系统的数学建模及其控制策略优化，旨在提升车辆动态性能和稳定性，探索智能算法在实际工程中的应用。 两轮平衡车的建模与控制研究
     
  • 基于自抗扰控制的两轮自平衡车仿真控制系统研究
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    本研究旨在探索基于自抗扰控制技术的两轮自平衡车仿真系统，通过优化算法提高车辆在动态环境中的稳定性和响应速度。 为了应对两轮自平衡车在不同用户身高体重差异下导致的系统模型不准确及控制器控制性能不佳的问题，本段落将自抗扰控制技术应用于此类车辆的运动平衡控制系统中。首先利用拉格朗日方法建立了两轮自平衡车的动力学模型，随后根据系统的特性推导出了实现该类车型自平衡控制所需的自抗扰控制器规则。最后，在Simulink仿真平台上构建了两轮自平衡车控制系统的实验环境，并分别使用线性自抗扰控制和经典自抗扰控制方法进行了对比试验。结果显示：相较于传统的自抗扰控制器，改进后的自抗扰控制器能够更好地适应用户身高体重的变化情况，并能更有效地使系统达到稳定的运行状态。