拨禾轮运动轨迹的计算机仿真.doc

拨禾轮运动轨迹的计算机仿真
杨树川,杨术明,佘永卫
(宁夏大学机械工程学院,银川750021
摘要:为了快速获得拨禾轮在不同运动参数下的运动轨迹,显示其运动状态,分别借助MATLAB,LABVIEW和AMEsim软件,利用拨禾轮的数学 curve zone,V,R,W,H和h等6个静态字符串,添加5个编辑文本框,分别存放V,R,W,H,h的设定值;添加1个坐标系用来绘制给定条件的图形;添加1个start按钮用来执行给定参数下的计算和绘图。在GUI中要编写回调函数,现给出start按钮的回调函数程序如下:
function pushbutton1_Callback(hObject,eventdata, handles
%hObject handle to pushbutton1(see GCBO
%eventdata reserved－to be defined in a future version of MATLAB
%handles structure with handles and user data(see GUIDATA
插入如下编程:
t=0:0．01:10;
m=str2double(get(handles．V,＇string＇;
R=str2double(get(handles．R,＇string＇;
W=str2double(get(handles．W,＇string＇;
H=str2double(get(handles．H,＇string＇;
h=str2double(get(handles．n,＇string＇;
A=m*t+R*cos(W*t;
B=H+h－R*sin(W*t;
axes(handles．axes1;
plot(A,B;
set(handles．axes1;
grid on
编写好回调函数,对拨禾轮的结构以及运动参数设置后,按start按钮即可开始仿真,其仿真结果见图6所示

。
图4拨禾轮运动轨迹的Simulink模型图
Fig．4Simulink model diagram of the reel trajectory
图5基于Simulink的拨禾轮运动轨迹图
Fig．5Simulink－based Reel trajectory

diagram
图6拨禾轮运动轨迹仿真的GUI界面
Fig．6GUI interface for reel trajectory simulation
4基于LABVIEW的拨禾轮运功轨迹仿真
LABVIEW是一种程序开发环境。它使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。在LABVIEW中开发的程序都被称为VI(虚拟仪器,其扩展名默认为．vi。所有的VI都包含3部分:前面板、程序框图和图标。前面板是图形化用户界面,该界面上有交互式的输入和输出两类对象,分别称为控制器和显示器。控制器包括开关、旋钮、按钮和其他各种输入设备。显示器包括图形和其他显示输出对象,该界面可以模拟真实仪器的前面板,用于设置输入数值和观察输出量。程序框图是定义VI逻辑功能的图形化源代码:框图中的编程元素除了包括与前面板上的控制器和显示器对应的连线端子外,还有函数、子VI、常量、结构和连线等。在程序框图中对VI编程的主要工作是从前面板上的控制器获得用户输入信息,并进行计算和处理,最后在显示器中反馈给用户处理结果。只要在前面板中放有输入或显示控件,用户就可以在程序框图中看到相应的图表函数等内容[5]。拨禾轮轨迹的程序框图和前面板见图7和图8所示。
图7拨禾轮轨迹的程序框图
Fig．7Block diagram of reel

trajectory
图8拨禾轮轨迹的前面板
Fig．8Front panel for reel trajectory simulation
5基于AMEsim信号模块的拨禾轮运动轨迹仿真
AMEsim是世界著名的工程系统高级建模与仿真平台。它提供了一个系统级工程设计的完整平台,使得用户可以在单一的平台上建立复杂的一维多学科领域的机电液一体化系统模型,并在此基础上进行仿真计算和深入分析。工程师在一个基于工程应用的AMEsim友好环境下可研究任何元件或者系统的稳态和动态性能。AMEsim的图形化用户界面使得用户可以在完整的应用模型库中选择需要的模块来构建复杂系统的模型[6]。根据拨禾轮运动轨迹的数学模型,利用AMEsim信号控制库搭建的仿真模型图及轨迹曲线图见图9、图10和图11所示。

图9基于AMEsim信号模块的拨禾轮运动轨迹模型Fig．9Reel trajectory model based on AMEsim signal

module