驅(qū)動函數(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：風(fēng)之雨露 創(chuàng)建時間：2022-03-29
驅(qū)動函數(shù)的視頻教程
UG培訓(xùn)第十八課：UG運(yùn)動仿真之函數(shù)驅(qū)動
使用UG對物體在一段時間的運(yùn)動進(jìn)行仿真分析，可以依靠STEP函數(shù)進(jìn)行驅(qū)動。本次課程主要介紹STEP函數(shù)的使用方法。
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ADAMS運(yùn)動學(xué)仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計第二講——函數(shù)使用
ADAMS常用的驅(qū)動函數(shù) 數(shù)學(xué)函數(shù)；常值函數(shù)； 樣條函數(shù)；位移函數(shù)； 速度函數(shù)；加速度函數(shù)； 2.常見運(yùn)動形式的實現(xiàn) 分段運(yùn)動、周期運(yùn)動、減速運(yùn)動 3.運(yùn)動實例仿真 （斗料機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、下肢運(yùn)動）
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ADAMS函數(shù)及宏命令的使用
第一節(jié) 1.ADAMS運(yùn)動副的定義和創(chuàng)建 2.運(yùn)動學(xué)仿真實例詳解（行星齒輪、玻璃切割機(jī)和千斤頂?shù)龋?第二節(jié) 1.ADAMS常用運(yùn)動驅(qū)動函數(shù)（數(shù)學(xué)函數(shù)+IF+STEP+SPLINE） 2.驅(qū)動控制仿真實例講解（機(jī)械手反復(fù)抓取+斗料機(jī)構(gòu)） 第三節(jié) 1.ADAMS宏命令的使用 2.常用宏命令及批量建立運(yùn)動約束的方法 3.使用宏命令創(chuàng)建齒形鏈動力學(xué)仿真（建模+仿真+結(jié)果分析） 第四節(jié)
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驅(qū)動函數(shù)的實例教程
在機(jī)械手運(yùn)動學(xué)問題中，經(jīng)常給定了機(jī)械手終端的位移，要求據(jù)此確定轉(zhuǎn)動副處電機(jī)的驅(qū)動函數(shù)，以完成指定的機(jī)械手軌跡。那么如何根據(jù)給定的終端位移而計算轉(zhuǎn)動副處的驅(qū)動函數(shù)呢？
這屬于一個機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的逆解問題。本文使用ADAMS，對一個簡單的機(jī)械手，首先給定終端位移，然后據(jù)此仿真，得到各轉(zhuǎn)動副的運(yùn)動方程。然后使用上述運(yùn)動方程，驅(qū)動轉(zhuǎn)動副，以實現(xiàn)機(jī)械手的運(yùn)動。此例最終說明，使用過ADAMS進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的反解是一種合適的選擇。
問題描述：
如圖所示的簡單機(jī)械手，桿件1固定在地面，而桿件2與桿件1，桿件3與桿件2之間通過轉(zhuǎn)動副連接。現(xiàn)在給定了桿件3終端的位移，要使用ADAMS計算出轉(zhuǎn)動副1和轉(zhuǎn)動副2的驅(qū)動位移函數(shù)。
求解步驟：
1)
創(chuàng)建機(jī)構(gòu)。如下圖所示，創(chuàng)建桿1、2、3，桿1與地面之間創(chuàng)建固定副1，桿1、2和桿2、3之間分別創(chuàng)建轉(zhuǎn)動副1、2。
2)
創(chuàng)建一般點驅(qū)動.如下圖所示，選項為兩個物體一個位置，垂直于網(wǎng)格，其中第一個物體選擇桿3，第二個物體選擇地面，位置選擇桿3末端點，在彈出的對話框中選擇disp(time)位移-時間函數(shù)，如圖5所示。
3)
編輯點驅(qū)動函數(shù)。
展開 在機(jī)械手運(yùn)動學(xué)問題中，經(jīng)常給定了機(jī)械手終端的位移，要求據(jù)此確定轉(zhuǎn)動副處電機(jī)的驅(qū)動函數(shù)，以完成指定的機(jī)械手軌跡。那么如何根據(jù)給定的終端位移而計算轉(zhuǎn)動副處的驅(qū)動函數(shù)呢？
這屬于一個機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的逆解問題。本文使用ADAMS，對一個簡單的機(jī)械手，首先給定終端位移，然后據(jù)此仿真，得到各轉(zhuǎn)動副的運(yùn)動方程。然后使用上述運(yùn)動方程，驅(qū)動轉(zhuǎn)動副，以實現(xiàn)機(jī)械手的運(yùn)動。此例最終說明，使用過ADAMS進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的反解是一種合適的選擇。
問題描述：
如圖所示的簡單機(jī)械手，桿件1固定在地面，而桿件2與桿件1，桿件3與桿件2之間通過轉(zhuǎn)動副連接。現(xiàn)在給定了桿件3終端的位移，要使用ADAMS計算出轉(zhuǎn)動副1和轉(zhuǎn)動副2的驅(qū)動位移函數(shù)。
求解步驟：
1)
創(chuàng)建機(jī)構(gòu)。如下圖所示，創(chuàng)建桿1、2、3，桿1與地面之間創(chuàng)建固定副1，桿1、2和桿2、3之間分別創(chuàng)建轉(zhuǎn)動副1、2。
2)
創(chuàng)建一般點驅(qū)動.如下圖所示，選項為兩個物體一個位置，垂直于網(wǎng)格，其中第一個物體選擇桿3，第二個物體選擇地面，位置選擇桿3末端點，在彈出的對話框中選擇disp(time)位移-時間函數(shù)，如圖5所示。
3)
編輯點驅(qū)動函數(shù)。
展開 3) ADAMS約束驅(qū)動函數(shù)低副功能詳解
4) ADAMS約束驅(qū)動函數(shù)高副功能詳解
5) ADAMS線驅(qū)動與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動函數(shù)高級功能詳解
6) ADAMS初始條件高級功能詳解
7) ADAMS常用函數(shù)IF應(yīng)用場景與技巧
8) ADAMS常用函數(shù)Step應(yīng)用場景與技巧
9) ADAMS常用函數(shù)測量函數(shù)應(yīng)用場景與技巧
10) ADAMS/Postprocessor功能概述與應(yīng)用特點
11) ADAMS繪制曲線后處理功能
12) ADAMS繪制曲線導(dǎo)出與動畫制作后處理功能
13) ADAMS曲線數(shù)學(xué)計算和濾波后處理功能
14) ADAMS部件節(jié)點運(yùn)動副摩擦詳細(xì)講解
15) ADAMS部件節(jié)點接觸摩擦詳細(xì)講解
16) ADAMS優(yōu)化參數(shù)
17) ADAMS設(shè)置point點
18) ADAMS優(yōu)化目標(biāo)
案例01：斜面重物滑行
案例02：彈簧掛鎖設(shè)計
1.
展開 NVM驅(qū)動NXP官方提供完整的實現(xiàn)函數(shù)庫，不需要自行實現(xiàn)，實際開發(fā)中也是如此，大部分是對工具的使用，而不是從零開始開發(fā)功能。
使用腳本文件抽取指定ECU的NVM驅(qū)動代碼，全部代碼是以C語言const數(shù)組存儲。
將NVM驅(qū)動函數(shù)地址存儲在指定地址作為 NVM 驅(qū)動函數(shù)地址表。
因為全部使用const關(guān)鍵詞修飾，全部存儲在常量區(qū)域，只讀數(shù)據(jù)段，修改鏈接文件將只讀數(shù)據(jù)段固定到RAM設(shè)定地址，則NVM驅(qū)動編譯后存儲在RAM區(qū)域，生成S19文件。
從得到的S19文件分離出NVM驅(qū)動和NVM 驅(qū)動函數(shù)地址表的S19文件，稱為NVM 驅(qū)動S19文件
將NVM 驅(qū)動S19文件與應(yīng)用S19文件合并生成完整的Bootloader。NVM 驅(qū)動S19文件需要保持在整個文件的開始，以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行找到NVM驅(qū)動。
NVM驅(qū)動是NVM 獨(dú)立驅(qū)動是靈活可裁剪的。因此可以根據(jù) Bootloader 的功能選擇必要的 NVM驅(qū)動函數(shù)，從而減少其占用的 RAM 空間，以適應(yīng)小RAM尺寸的ECU(比如 1KB RAM 的ECU 系列)， 當(dāng)然還需要改變其編譯地址和 NVM 驅(qū)動函數(shù)映射地址表。
04
總結(jié)
雖然是一個比較復(fù)雜的問題，在分析問題時，將問題分解，比如，整個Bootloader分為通信、存儲等，梳理過原理之后，可以預(yù)測到代碼實現(xiàn)邏輯，再追蹤定位，驗證預(yù)測。為保證安全提出并實現(xiàn)了一種基于總線通信將NVM驅(qū)動程序由上位機(jī)下載到 RAM 中運(yùn)行而非讓其駐留于ECU片上FLASH的安全Bootloader 設(shè)計，有效避免了應(yīng)用程序跑飛運(yùn)行至駐留于片上 FLASH的NVM驅(qū)動代碼所造成的程序/數(shù)據(jù)丟失失效。
展開 其中外部驅(qū)動由SBC提供功能，內(nèi)部驅(qū)動由SWT模塊提供功能。MPC5746R有三個SWT(Soft Watchdog Timer)，SWT0 負(fù)責(zé)CPU0，SWT1負(fù)責(zé)CPU1,SWT2可以由CPU0 與CPU1訪問。
Wdg Driver 提供底層喂狗與設(shè)置看門狗模式的驅(qū)動函數(shù)，由WdgIf抽象成Wdg Device。WdgM獲取WdgIf的抽象數(shù)據(jù)得到底層的配置數(shù)據(jù)與驅(qū)動接口函數(shù)。
WdgM一共支持三種形式的看門狗檢查方式。1.AliveSpuervision 2.DeadlineSupervision 3. LogicalSupervision。
AliveSpuervision提供一般的喂狗服務(wù)，即監(jiān)控周期性程序是否能正常執(zhí)行，保證程序處于Alive狀態(tài)。
DeadlineSupervision提供監(jiān)督軟件在兩個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時間。
LogicalSupervision提供監(jiān)督軟件執(zhí)行順序的正確性。
根據(jù)不同的檢查方式，WdgM可以抽象出不同的CheckPoint,Rte層可以通過函數(shù)
WdgM_CheckpointReached()來通知WdgM程序正在正確運(yùn)行。
2、模塊交互與依賴
看門狗模塊由WdgM統(tǒng)一管理后對外，這里只圍繞WdgM模塊分析與其他模塊的依賴性。
展開 
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6.三角函數(shù)驅(qū)動
三角函數(shù)驅(qū)動特點、注意事項：
較好的時間杠桿和位移杠桿特性、提供極快的冷卻響應(yīng)時間
例如：0.1mm的鈦絲，可以提供50mS的響應(yīng)時間。
7.雙穩(wěn)態(tài)菱形驅(qū)動
雙穩(wěn)態(tài)菱形驅(qū)動特點、注意事項：
特點在三角函數(shù)的基礎(chǔ)上，無初始載荷，鈦絲的力量最大化應(yīng)用。
例4：U型+三角復(fù)合結(jié)構(gòu)
為了滿足空間布局，同時又要滿足位移量和力量的需求，我們可以采用U型驅(qū)動和三角函數(shù)驅(qū)動的組合驅(qū)動形態(tài)，獲得最大位移量的同時，又獲得了最大化的力量。
當(dāng)sinA=0.4且復(fù)合結(jié)構(gòu)的每段長度相同時，鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設(shè)計4%的位移量4mm，在驅(qū)動點的方向，我們獲得了7mm的驅(qū)動位移量和2倍的驅(qū)動力量。
3、 驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用“三角函數(shù)驅(qū)動”設(shè)計模型。杠桿比采用1:2來設(shè)計。
不論采用哪一種解決方案，我們都不要忘記關(guān)注其驅(qū)動的力量、位移量、壽命、功耗等諸多因素的不同變化量，是否滿足產(chǎn)品的驅(qū)動機(jī)構(gòu)可靠性作為前提。
作者：財哥說鈦絲
隱式建模：擺脫傳統(tǒng) CAD 的邊界表示限制，通過函數(shù)驅(qū)動、體素化生成，實現(xiàn)復(fù)雜晶格、多尺度結(jié)構(gòu)的快速建模與優(yōu)化迭代。
我們已實現(xiàn)：
減重40%的航空發(fā)動機(jī)支架（通過點陣結(jié)構(gòu)與應(yīng)力路徑優(yōu)化）；
性能提升300%的熱交換器（基于流體仿真驅(qū)動的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計）；
零裝配的一體化汽車懸架（借助 Altair Inspire 的制造約束算法）。
自適應(yīng)模型中，假設(shè)所有的驅(qū)動器都是一樣的并且均勻分布在一個正方形的口徑中，用戶可以自定義驅(qū)動器影響函數(shù)的空間寬度。對于空間波長大于用戶自定義空間寬度的成分，自適應(yīng)默認(rèn)完全校正。
引入自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)后，經(jīng)過大氣傳輸?shù)募す夤獍叩某跏糞trehl ratio從0.04被顯著提升到了0.87。
此驅(qū)動函數(shù)用來模擬車輪通過不平路面時的情景。仿真結(jié)果如圖2 -圖3所示。
圖2 前懸架輪荷隨車輪跳動的變化曲線
圖3 前懸架垂向剛度隨車輪跳動的變化曲線
靜平衡時，汽車前懸架垂向剛度為45.87 N/ mm，限位塊發(fā)生作用垂向剛度變?yōu)?0N/mm 左右。
3.1 上下坡性能仿真分析
由于之前已經(jīng)驗證過虛擬樣機(jī)模型的正確性，這里將直接對機(jī)器人爬坡性能進(jìn)行驗證，這里采取硬質(zhì)路面為坡道路面，路面角度根據(jù)設(shè)計指標(biāo)要求設(shè)為30°，機(jī)器人驅(qū)動函數(shù)采取STEP增量式驅(qū)動，其函數(shù)形式為：
STEP(TIME,0.5,0,1,0.95*pi)+ STEP(TIME,12,0.95*pi,14,0.7*pi)
其中0.5~1秒為加速階段，1~12秒為勻速階段
例4：U型+三角復(fù)合結(jié)構(gòu)
為了滿足空間布局，同時又要滿足位移量和力量的需求，我們可以采用U型驅(qū)動和三角函數(shù)驅(qū)動的組合驅(qū)動形態(tài)，獲得最大位移量的同時，又獲得了最大化的力量。
當(dāng)sinA=0.4且復(fù)合結(jié)構(gòu)的每段長度相同時，鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設(shè)計4%的位移量4mm，在驅(qū)動點的方向，我們獲得了7mm的驅(qū)動位移量和2倍的驅(qū)動力量。
這個時候，我們就需要采用《驅(qū)動鈦絲（SMA）常見10大結(jié)構(gòu)模型》中的三角函數(shù)驅(qū)動結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)利用了杠桿原理，可以在較小的電流下獲得更好的響應(yīng)時間和位移。
當(dāng)sinA=0.4時，我們在這個結(jié)構(gòu)模型上同樣施加581mA電流，驅(qū)動時間0.5S，可以獲得約15%位移量，這個位移量是直線驅(qū)動的3倍。
6、在Shaft中選擇太陽輪，在Housing中選擇太陽輪軸
7、可以設(shè)定軸承的驅(qū)動，需要在Impose Motion中設(shè)定驅(qū)動，選擇繞z軸旋轉(zhuǎn)，并給定旋轉(zhuǎn)驅(qū)動函數(shù)step(time,0,0,1,2.09)。
8、最后點擊完成，等待模型的生成即可
9、點擊模型仿真，觀察模型運(yùn)動狀態(tài)。
