基于ADAMS和AMEsim的工程机械臂液压控制系统联合仿真研究

【摘要】：液压机械臂广泛应用于城市建设、国防建设、交通运输和能源开采等领域,采用虚拟样机技术对其进行设计可极大缩短产品开发周期。本文以三关节工程机械臂为研究对象,结合Solidworks、ADAMS和AMEsim等软件建立机-液联合仿真模型,对其进行机械臂建模及验证、运动学分析、动力学分析及机械臂末端位置控制等,论文主要内容包括:(1)机械臂建模及验证。在Solidworks软件中建立三关节机械臂模型,导入ADAMS中添加约束和相关运动函数;采用拉格朗日方法得到其动力学数学模型并进行运动学和动力学仿真分析,验证模型的正确性。(2)基于ADAMS的机械臂末端轨迹规划。在ADAMS中进行运动学逆向仿真,导出测量的关节角度和角速度等物理量;将这些物理量设为轨迹跟踪目标在MATLAB/Simulink中进行控制系统设计和仿真。(3)建立AMEsim的液压系统模型,实现基于ADAMS和AMEsim的机械臂末端位置控制。在AMEsim软件中搭建液压系统驱动模型,以轨迹规划中机械臂末端轨迹为控制目标,选择PID控制算法实现机-液联合仿真,通过仿真结果验证液压控制系统设计的合理性和有效性。