MATLAB与SOLIDWORK集成机电系统仿真与实现1
本系列日记假设（这个假设要求也许太高了，但是我力求使整个设计过程的每一个环节有显然的因果关系，这样才能够控制设计的质量，有的论述如果是在假设的基础之上，一个原因是还没找到合理的叙述，但是随着日记的进行，整体上这种问题都会被解决，如果事情的前后找不到一个因果关系，那么很可能将陷入混乱的局面，那是不可能设计出好的产品的，还有一重要方面是，有的博文初次登出时可能暗藏很多错误，当我发现这种错误，会实时修改之）读者有以下方面的基础认识，MATLAB，SIMULINK，控制工具箱，机械工具箱，电子工具箱，优化工具，实时代码生成，单片机或ARM或FPGA或DSP，C语言，SOLIDWORK建模,运动、力学分析。也希望在一些基本的控制方法方面，比如PID，模糊控制，神经网络，模型预测控制，橹棒控制，模式识别，随机控制方面都有所体现。
1.介绍
关于这个论题，很久以前就是我想要的目标，如今把这个过程总结一下，希望与那些 有共识的朋友们分享一下，让我们的设计更加科学与理性。注：以下的设计过程参考了MATLAB的工具箱的案例，然后融合了自己的见识，也许有不妥之处，还望网友不吝于指点。
在这里，我想综合MATLAB和SOLIDWORK建模的各自优点，全面仿真并实现一个机电系统，这个过程会阐述一个系统设计的所涉及的知识范畴，这个过程要表达完整，需要一些时间周期，我期望我能论述好这个过程，在这过程中，用SOLIDWORK来做机械系统模型，做必需的力学分析，对不能确定的技术参数在系统仿真的时候给出答案。把SOLIDWORKS模型导入MATLAB的SIMULINK环境中，从此不需要花时间去确定运动部件的质量属性，这在系统反复修改时有明显的优点。在SIMULINK里，结合其它系统，比如可以是电力电子系统，液压系统，气动系统，嵌入式系统、虚拟现实系统等等，综合成一个完整的控制系统模型，实现整个系统的仿真，仿真期间比较重要的是关注控制目标的定义及实现，仿真的目的就是要看看那些没有把握的控制目标是否可以实现，如果仿真都实现不了的东西（至少对于一般的技术设计），你还去做实物干什么，那些蠢笨的公司有时候就是糟蹋钱，结果是一堆废铜乱铁，好可惜啊！最后我希望把仿真的工作成果移植到硬件实现 ，比较一下仿真和现实之间的差距，可以肯定两者之间有一定的差距，但是不会大（我的目标之一就是把系统分析模型建得力求准确，这样在以后产品的改进中，可以在模型的基础上有条不紊的找到深层的问题的线索，避免陷入胡子头发一把抓的那种伤心的处境），这就是仿真价值所在。
在MATLAB2009版本里，SIMULINK SimMechanicsDEMOS里的Stewart Platform的控制仿真，其显示方式已大为改观，也就是运动机构的显示方式和SOLIDWORK已接近。这样我们的仿真就更形象了，当然这个仿真的机械模型也是SOLIDWORK做的，在MATLAB下仿真显示的机械系统就象下图所示：
文章图片
2.博文具体设计目标
在这个系列文章中，希望解决几个相关的课题，1、PM电机参数的测定，一种方法是直接组建测试系统进行参数测量，还有一种方法是系统辨识的方法，这种方法可以锻炼系统辨识方面的一些基本技巧，电机参数测量是组建伺服系统的第一步，之所以亲自测量是因为加强对测试系统相关领域知识的应用能力。2、选择几个世界名校所构思的自动控制装置为轴线，综合本人对SIMULINK的认识和见解，完成机电系统的设计过程，并实现之。3、在控制器设计方面，尝试不同的控制理论的控制效果。4、掌握在SIMULINK里做设计的技能。
3.用SOLIDWORK建机械模型（单自由度力反馈操纵杆模型）。
3.1伺服和力反馈系统组成与设计框架（原创）
3.2单自由度力反馈操作杆介绍（原创）
3.3永磁直流（PM DC）电机伺服控制装置（原创）
3.4自动控制无处不在(MATAB伺服驱动介绍)
4.运动分析
4.1单自由度力反馈操纵杆SOLIDWORK运动分析
5.静动态力学分析
6.直流电机MATLAB调速控制模型与分析
6.1如何选择直流微电机1
6.2如何选择直流微电机2
6.2如何选择直流微电机3
6.3用SIMULINK协助选择PM DC电机(原创)
6.4精度与不确定度
6.5直流电机参数的测试和估计
6.6SIMULINK_SystemTest_DOE(系统测试与试验设计系统分析方法)
6.7用SIMULINK协助选择测试仪表1（原创）
6.8用SIMULINK协助选择测试仪表2（原创）
6.9用SIMULINK协助选择测试仪表3（原创）
【MATLAB与SOLIDWORK集成机电系统仿真与实现1】 6.10认识灵敏度分析1（不确定性与DOE）（Uncertainty and sensitivity analysis）
6.11用SIMULINK做灵敏度（SA）_不确定度（UA）分析
6.12SIMULINK与误差分配的优化1（原创）
6.13SIMULINK与误差分配的优化2（原创）
6.14橹棒设计与SIMULINK与蒙特卡洛模拟
6.16MATLAB与SOLIDWORK集成机电系统仿真与实现6（原创）
6.17永磁直流（PM DC）电机伺服控制SIMULINK仿真1（原创）
7.直流电机MATLAB力矩控制模型分析
8.直流电机MATLAB位置伺服控制模型分析
9.把SOLIKDWORK模型导入MATLAB模型
9.1把SOLIDWORKS模型导入SIMULINK
10.全局仿真
11.MATLAB下控制器C代码生成
1.Simulink代码生成系列(介绍)1
2.Simulink代码生成系列2_代码类型
3.Simulink代码生成系列3_生成过程
4.Simulink代码生成系列4_代码集成
5.Simulink代码生成系列（DSP）5
6.Simulink代码生成系列（定点运算）6
7.Simulink代码生成系列7（集成现有外设驱动）
8.Simulink代码生成系列（定点数）8
9.Simulink代码生成系列（计算误差）9
10.Simulink代码生成系列（定点转换过程）10
11.Simulink代码生成系列11_代码验证
12.SIMULINK与模型覆盖测试
13.鲁棒设计与SIMULINK与蒙特卡洛模拟与系统不确定性
14.使用MATLAB、SIMULINK计算报告生成工具
12.物理实现
13. 实时运行-理论检验
14. 高指标是否能实现
让我们把这个长日志按以上的小标题分开来写,请点击标题转到具体内容页。
SIMULINK与自动控制装置
SIMULINK_视觉引导移动机器人研究方案
本文转载与 李会先 博客 http://foundy.blog.163.com/blog/static/26338344200991010598136/
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