划桨机构设计与仿真的计算和系统建模与仿真

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-05-03 09:39 标签： 仿真建模与分析
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水上行走机器人建模仿真及性能分析.pdf 69页
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Thesis Submitted to
Hebei University of Technology
The Master Degree of
Mechanical Engineering
MODELING SIMULATION AND PERFORMANCE ANALYSIS
ON WATER WALKING ROBOT
Sun Jianming
Supervisor: Prof. Gao Tiehong
March 2012
河北工业大学硕士学位论文
水上行走机器人建模仿真及性能分析
水上行走机器人的研究和实现是基于仿生原型水黾在水面上行走的基本原理而进行
的研究，制造出可以代替人类从事恶劣环境下工作的水上行走机器人，是水面运动机器人
研究领域的发展方向。水黾利用水的表面张力和疏水特性在水面上停留、滑行和跳跃，由
于水的表面张力有限，机器人负载能力过小，很难实际任务，所以本文研究一种依靠浮力
停留水面的水上行走机器人。该机器人采用电机驱动，四条支撑腿依据漂浮原理漂浮在水
面上，中间两条划水腿模仿水黾中腿划水运动完成划水动作。国内外学者对水上行走机器
人进行了一系列的研究，但目前仅限于实验室条件下，水上行走机器人最终实现独立在水
面进行远距离自主工作目标还需要进行许多研究和试验工作。因此，开展水上行走机器人
的研究和设计具有重要的科学意义和广阔的应用前景。主要研究内容如下：
根据研究生物原型水黾得到的启发，提出水上行走机器人的驱动方案，对该机构方案
建立运动学模型，应用多刚体动力学仿真软件 ADAMS 进行运动学仿真分析，确定机构关
键部件的具体尺寸，研究该机构的运动轨迹和运动学特性。
基于有限元分析软件 ANSYS
对水上行走机器人整机进行静力学分析和模态分析，计
算结构固有频率和振型，提取前十阶模态振型图和变形图进行分析研究，确定薄弱环节，
对关键部件进行改进。
基于虚拟样机技术对水上行走机器人在水面上划水运动前进这一过程进行联合仿真
分析，研究 ADMAS
负责机械系统模型和 MATLAB 负责控制系统模型两者结合的虚拟样
机仿真分析方法，仿真验证水上行走机器人结构设计的合理性、运动的高效性和功能实现
的正确性，直观地反映出该联合仿真平台对于虚拟样机运动学仿真的优势及实用价值。
制作了水上行走机器人样机，以AT89S51 单片机作为系统的核心进行了控制系统的开
关键词：水黾，机器人，支撑腿，划水板，运动学分析，模态分析
水上行走机器人建模仿真及性能分析
MODELING SIMULATION
AND PERFORMANCE ANALYSIS
ON WATER WALKING ROBOT
正在加载中，请稍后...什么是仿真？什么是建模？区别？_百度知道
什么是仿真？什么是建模？区别？
工程技术科学里仿真是什么意思啊？举个应用的例子吧建模和仿真有什么区别呢？
我有更好的答案
模拟与仿真 在基于 DSP 的开发设计中，模拟与仿真的作用很容易使人混淆，因为粗略看来，它们执行的功能非常相似。从最简单的方面讲，模拟与仿真的主要区别在于模拟完全是在软件中完成的，而仿真则是在硬件中进行。但是如果要更深入探究的话，每种工具的唯一特性与强大的优势是非常明显的。两者之间取长补短，共同提供了它们无法单独拥有的优势。 从传统意义上讲，模拟是在设计的最初阶段开始进行，这期间设计人员会借助它来对初始代码进行评估。开发人员需在设计进程的初期阶段--一般在获得硬件前的几个月--使用模拟器对复杂的多核系统进行建模。这使得在无需原型器件的情况下对各种设计配置进行评估成为可能。此外，当设计人员运行核心代码并对之进行不同的更改时，软件模拟可以采集到大量的调试数据。通过模拟会影响代码效果的DSP 及所有外设的性能，软件模拟有可能确定最有效的应用设计。 然而，以往模拟器的缓慢速度使之无法得到广泛的应用。为了提高效率，必须加快模拟器的速度，才能实现针对复杂 DSP 应用所需的大量数据采集。由于模拟器速度缓慢，设计人员往往在开发周期的后期阶段当获得硬件原型后才进行调试与分析--这样的过程会造成巨大的时间与成本的浪费。随着快速模拟技术与数据采集工具的推出，开发人员仅需几分钟便可采集大量数据，而非先前或同类竞争模拟器所需要的数小时。模拟器在设计与调试过程中是一种非常重要的工具，因为它能够反复地运行相同的模拟过程，而基于硬件的评估会因中断等外部事件所导致的变化而无法实现这一过程。此外，模拟器还具有高度的灵活性，可独立对 CPU 进行深入分析，或可用于对整个系统进行建模。模拟器可轻松地进行配置，能够与各种存储器及外设相集成。由于设计人员正在对硬件进行建模，因而他们实际上可以将更多的东西构建到模型中去，使之可提取更多的数据来支持高级分析功能。
采纳率：50%
你还真吝啬哈，才悬赏五分
建模与仿真最主要的区别在于是否添加运动在机械模型中，一般的三维软件都带有简单的仿真功能，所以在建模完成之后为了更好的表达各个零件之间的运动关系，这下就需要添加力在机构中，看所设计的模型运动是否可靠．
模拟是以模型为基础的拟合，仿真是以功能为基础的效仿。
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