simulink的SimMechanics和adams

本文转自http://www.ilovematlab.cn/thread-44911-1-1.html###  表示感谢

动力学分析的软件很多，有一些事集成在CAD软件里面的，比如说我们的两个“小助手”喜欢使用的PRO/E中的机构模块，我个人经常使用的solidworks平台上的cosmosmotion，还有就是动力学分析的大哥级人物ADAMS和非常专业的集成在simulink平台上的SimMechanics

       在我参加数学建模培训的时候，我第一次打开了Matlab的demos看到了四杆机构的仿真，之后我就踏上了SimMechanics的学习之路。换句话说我开始了机械动力学分析之路。可以说SimMechanics的资料少之又少，市面上可以买到一本操作的书，如Matlab/simulink应用实例仿真与高效算法开发，清华大学出版社出版，只有短短的一章讲到SimMechanics，很遗憾作者很可能是学控制的，所以除了翻译的帮助文档其实没有把SimMechanics的操作和原理说清楚，但是还是建议大家购买这本书，因为里面还有其他的东西啊。

差不多在这个暑假没有开始的时候我开始使用adams，因为有了SimMechanics的基础，所以我就学的非常快，一开始觉得adams的可视化界面真的让人很心动，那还要SimMechanics干什么啊，快点换成ADAMS，建模简单，分析结果快速，但是学学就有不同的想法了，不是说ADAMS不好，可以说每个软件都有自己的特点，所以软件与软件之间应该不是对立，而应该是合作

比较一下SimMechanics的body模块和ADAMS和建模方法
在操作性上上面，SimMechanics毫无疑问是完败，ADAMS的建模模块比SimMechanics要好很多，我也没有用过xml文件导入到SimMechanics之中，所以我个人觉得比如在admas里面做最简单的四杆机构的仿真，ADAMS要明显比SimMechanics快，我的一个小助手学了SimMechanics，对着书调了两天，我告诉他书上的是错了，她就一个一个该啊，非常非常的痛苦，前一天学ADAMS的时候，不到一个小时。即使应为这个该死的body模块，有那么多的参数要选择了，什么坐标系的变化，什么坐标系的平移啊，什么坐标系的旋转啊。
只要选错一个参数，那么很有可能就不能看到最后的仿真的结果。
       那么是不是ADAMS比SimMechanics高出一筹呢？其实答案不然。

我一直被问为什么要坐标系的变化，为什么研究透了坐标系变化就可以掌握机构的动力学分析呢，其实坐标系计算机仿真的精华所在啊。如果大家细心一点的话，在ADAMS建模的时候，比如创建一个连杆，就会生成一个给定刹参数的连杆很好看，但是这个是OPENGL的假象而已，其实ADAMS生成了三个坐标系，在前后的marker上各有一个，在cm上有一个，三个坐标系加上质量和转动惯量就组成了这个杆，仔细观察这个杆的坐标系建立可以发现，三个坐标系都是通过世界坐标系的旋转平移变化得到的，两端的marker上x轴的方向一致，是杆长的方向。而cm的坐标系也是这样变化的来的。我想marker，cm和SimMechanics中body的对应关系就不用多说了，CS和CG。可以发现在ADAMS里面，为了建模和计算的方便，ADAMS自动创建了local坐标系，这样是不是可以给我们一点一点启示，我收到很多人关于SimMechanics问题邮件，很多人都是使用的世界坐标系，实际上这样是很不方便的，我曾在这个论坛里面发表过body设置的帖子，当时我还没有使用过ADAMS，我自己想出来这种坐标系建立的方法，我觉得很骄傲。

这样动力学仿真的实质也就出来了，你看到的杆的运动实际上时假象，真正的情况只是坐标系的变化，定义运动副也只是限定了坐标系的关系吧了，所以SimMechanics更重实质，ADAMS更重操作。

在说说ADAMS和SimMechanics建模和运算速度的问题

这个有连个方面的含义，第一是建好的模型的运算速度，还有一个事建模的速度。ADAMS的运算速度比较快一点，第一admas采用的是固定步长的方法，第二，ADAMS求解非线性方程组的能力要比SimMechanics好一点。SimMechanics主要是采用的变步长的方法，看似精确实际上消耗了很多的资源。前面提到SimMechanics的body模块不好，但是建模的速度上面倒不见得比ADAMS慢，ADAMS本生的建模能力也不是很强，所以要从通用的cad模型里面导入，看似很方便实际上一点也不方便，说说要一个转动副，但是设计一个转动副容易吗，一下子会出来很多个尺寸，搞到最后都想把机械结构设计好了，加上机构还要装配，不要小瞧装配了啊，要是机构复杂一点，想要搞到理想的初始位置很困难。这样的时间远远要超过SimMechanics以参数来代替的建模方法，但是SimMechanics中需要计算坐标系的变化关系，初期的脑细胞会死的比较多一点。

所以我个人认为，初期的SimMechanics可以再只有方案的时候建立模型，如果cad模型成熟了，admas是很好的选择。

还有一点SimMechanics里面可以做控制，我做过最简单的，但是还是控制方面的基础一般，还没有深入研究，希望和大家一起进步。
最后说一句，我暑假的时候写了一篇基于SimMechanics分析并联机器人的文章，是我的处子作，如果发表的话，把源码贴上来大家一起分享。