Adams與Matlab的聯(lián)合仿真通過(guò)Adams/Controls中的接口功能已經(jīng)很早就實(shí)現(xiàn)叁渣，具體是通過(guò)Adams安裝路徑下的支持文件秫废，利用Adams/Controls中的導(dǎo)出功能末径，將Adams模型生成模型文件以及同Matlab的接口文件*.m，然后在Matlab中執(zhí)行該*.m文件后情丛，再執(zhí)行相關(guān)命令將機(jī)械和控制融合為一個(gè)模型進(jìn)行求解肉棕。該功能實(shí)現(xiàn)比較容易，操作比較簡(jiǎn)單暂铭，因此工程師普遍接受并展開(kāi)了廣泛的工程應(yīng)用披腻，而隨著FMI技術(shù)的發(fā)展，有了更多借助FMU實(shí)現(xiàn)二者聯(lián)合仿真的需求底咳，為此唱撩，本文針對(duì)Adams與Matlab通過(guò)FMI協(xié)議接口進(jìn)行聯(lián)合仿真展開(kāi)描述。

01    模 型 準(zhǔn) 備  

Adams & Matlab

為了展現(xiàn)本文的通用性珍霉，使用Adams安裝路徑下的模型殃倒，具體為：

將上述路徑下的antenna.cmd和antenna.mdl拷貝到指定的工作路徑下，二者分別對(duì)應(yīng)Adams和Matlab/Simulink的模型怎猜。

02    聯(lián) 合 仿 真  

Adams & Matlab

基于FMI協(xié)議接口的聯(lián)合仿真與二者傳統(tǒng)的方式類(lèi)似耽翁，需要在多體模型中將輸入輸出信號(hào)以狀態(tài)變量的方式定義好并與模型建立關(guān)聯(lián)，控制模型需要將多體模型融合怔接，將輸入與輸出信號(hào)按照規(guī)定的邏輯關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)搪泳。

Adams模型的操作

首先將描述點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的azimuth_motion_csd失效，因?yàn)槎笃辏覀儗⑹褂肕atlab傳過(guò)來(lái)的驅(qū)動(dòng)力矩替換它岸军。

Adams與Matlab聯(lián)合仿真，需要基于Adams狀態(tài)變量描述輸入和輸出信號(hào)瓦侮，本文提供的模型艰赞，輸入和輸出狀態(tài)變量已經(jīng)定義好，如下所示：

然后，利用Adams/Controls中的FMI功能將模型導(dǎo)出為相應(yīng)的FMU模型方妖。當(dāng)然狭魂，我們對(duì)FMI協(xié)議的類(lèi)型需要明確一下，Cosim和ModelExchange并且二者還會(huì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用劃分為Master和Slave等模式党觅。我們這里以Adams的角度看雌澄，展示的是Cosim中的Slave的模型，因此杯瞻，通過(guò)Adams將模型導(dǎo)出為FMU后略雪，再將其導(dǎo)入Matlab中，在后者環(huán)境中提交仿真渴肿。另外摩赎，在生成FMU時(shí)，Adams支持FMI1.0和2.0兩個(gè)版本肥爵，兩者對(duì)編譯環(huán)境的依賴有所區(qū)別隘唁，為了方便，這里使用了FMI2.0版本生成FMU拴挫。具體生成FMU如下所示：

上圖中生成的Controls plant名稱默峦、前綴等保持默認(rèn)不變，將輸入輸出信號(hào)進(jìn)行選擇揩榴，將Target Software進(jìn)行選擇FMU v2.0，其它保持不變寨支。這里需要說(shuō)明的是柱爵，在本對(duì)話框最下端有SmartFMU的選擇項(xiàng)，這個(gè)功能是近期MSC軟件所推出的一組功能惭舒，主要涉及Adams/Easy5/Elements三個(gè)產(chǎn)品在FMI方面的應(yīng)用晒来，可以只生成一次FMU，用戶可以方便地對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修改等郑现，是一項(xiàng)非常實(shí)用的功能湃崩。生成的文件如下：

Matlab模型的操作

在Matlab中，首先打開(kāi)控制模型antenna.mdl接箫，之后將其中的橙色框刪除攒读，此時(shí)為控制模型的初始狀態(tài)。然后辛友，在Simulink庫(kù)中找到FMU的功能元件薄扁，拖拽到Simulink控制模型中，最后废累，將所需的FMU模型通過(guò)路徑進(jìn)行指定和選擇邓梅，并將輸入輸出信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。完成后的狀態(tài)如下所示：

聯(lián)合仿真提交計(jì)算與結(jié)果

本次仿真以Matlab為主進(jìn)行任務(wù)提交，因此日缨，需要借助Matlab環(huán)境完成钱反，可以對(duì)其求解器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后點(diǎn)擊Run進(jìn)行任務(wù)提交匣距。

仿真完成后其輸入輸出的時(shí)域曲線可以通過(guò)雙擊Scope進(jìn)行展現(xiàn)卸橘，具體如下所示：

上圖中分別對(duì)應(yīng)控制扭矩、角位移和角速度隨時(shí)間的歷程盔锦。

既然是聯(lián)合仿真塞这，那么同樣可以在Adams中查看結(jié)果。為此奖冻，需要首先找到聯(lián)合仿真的計(jì)算結(jié)果窜鳍，然后導(dǎo)入Adams中，在其后處理環(huán)境中進(jìn)行查看癞糙。

由于不同軟件的設(shè)置不同稻嘱，聯(lián)合仿真結(jié)果存放的位置也是不同的，甚至有些軟件基于FMI聯(lián)合仿真后伦朵，其聯(lián)合仿真的結(jié)果僅在聯(lián)合仿真過(guò)程中存在臨時(shí)文件中罢令，一旦仿真終止，其結(jié)果也會(huì)刪除暑赏。對(duì)于Adams與Matlab通過(guò)FMI的聯(lián)合仿真媒埃，其結(jié)果存在于聯(lián)合仿真的工作路徑之下，會(huì)新形成一個(gè)文件夾slprj贼穆，然后在其中找對(duì)應(yīng)FMU名稱的文件夾题山，一直深入到resources文件中可以看到對(duì)應(yīng)的結(jié)果文件，如下所示：

在Adams后處理中故痊，可以看到如下結(jié)果顶瞳，分別為角位移、扭矩和角速度等愕秫。

03     結(jié)     論   

Adams & Matlab

通過(guò)上述內(nèi)容慨菱，可以看到Adams與Matlab通過(guò)FMI接口可以方便地完成聯(lián)合仿真應(yīng)用流程，整個(gè)流程設(shè)置相似于傳統(tǒng)生成M文件的方式戴甩，甚至還要更簡(jiǎn)潔符喝。比如，傳統(tǒng)生成M文件方式在Matlab中融合模型時(shí)等恐，需要執(zhí)行.m文件并錄入adams_sys命令將橙色框調(diào)出兩步洲劣，而實(shí)用FMI的話只需要將FMI框調(diào)出設(shè)置好指定的FMU路徑一步即可。另外课蔬，如果使用MSC系列軟件新功能SmartFMU的話會(huì)有更方便的工程應(yīng)用囱稽。

（航汲ⅲ克斯康工業(yè)軟件）

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