UG運動仿真函數(shù).doc
《UG運動仿真函數(shù).doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《UG運動仿真函數(shù).doc(14頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
step函數(shù) 格式step(x,x0,h0,x1,h1) x為自變量,在ug里一般定義為time x0為自變量初始值,在ug里可以是時間段中的開始時間點 h0為自變量x0對應(yīng)的函數(shù)值,可以是常數(shù)、設(shè)計變量或其他函數(shù)表達式 x1為自變量結(jié)束值,在ug里可以是時間段中結(jié)束時間點 h1為自變量x1對應(yīng)的函數(shù)值,可以是常數(shù)、設(shè)計變量或其他函數(shù)表達式 函數(shù)曲線圖 數(shù)學(xué)表達式 step(time,t0,h0,t1,h1)= h0(time≤t0) h0+(( time-t0)/(t1-t0))2*(h1-h2) h1(time≥t1) 解釋: 在時間段t0到t1時間段內(nèi),函數(shù)以中間波浪線樣子的二次函數(shù)變化,在時間t0之前的時間段內(nèi),函數(shù)是h0的恒定數(shù)值變化,在時間t1后,函數(shù)是h1的恒定數(shù)值變化,也就是函數(shù)值經(jīng)過時間段后t0到t1后,函數(shù)值發(fā)生了突變,當(dāng)t0與t1非常接近的時候,可以近似認(rèn)為,函數(shù)變化為一條直線,但是t0和t1不能相等,從t0-t1的數(shù)學(xué)表達式就可以知道,這是一個無解,h0和h1可以相等,相等以后,整個函數(shù)曲線即為一條直線。 多個時間段內(nèi)函數(shù)值發(fā)生突變的函數(shù)表達 step(time,2,1,3,3)+step(time,4,0,5,-3) 也可以表達成 step(time,2,1,3,step(time,4,0,5,-3)) 一般使用第一種加法形式較好,簡潔明了,便于理解 對于時間段4-5內(nèi),時間點4位置對應(yīng)數(shù)值不是3,而是0,這是一個相對概念,指此處函數(shù)值是相對于上一個時間段函數(shù)值,所以為0,如果是3的,那4對對應(yīng)函數(shù)值將變成6,因此可見,相對函數(shù)值為3-3=0,5時間點對應(yīng)函數(shù)值,同理為0-3= -3。 有這個例子可知,可以用step函數(shù)來控制連桿在不同時間段做不同運動規(guī)律的運動。 不同時間段,連桿做不同函數(shù)運動形式 t0-t1時間段內(nèi),讓連桿以f(x)函數(shù)形式運動;t1-t2時間段內(nèi),讓連桿以直線形式運動,在t2-t3內(nèi),讓連桿以g(x)函數(shù)形式運動,以此實現(xiàn)連桿在不同時間段以兩種或多種函數(shù)形式運動。 t0-t1時間段函數(shù)圖形轉(zhuǎn)換 按照相同時間段將第一個函數(shù)運動圖轉(zhuǎn)換為第二個函數(shù)運動圖,按照step函數(shù)表達可以寫出: t0-t1時間段,step表達為 (step(time,t0+0.001,0,t0,1)+step(time,t1+0.001,0,t1,-1)) 由于step函數(shù)時間段起始和結(jié)束時間點不能相等,也就是不能是垂直直線形式圖變,因此可以在時間點t0附近添加一個微小時間段,近似垂直直線形式突變。 如果將轉(zhuǎn)換形式的step函數(shù)*f(x),那么連桿在t0-t1時間段的運動形式就可以以f(x)運動,大家也可以從函數(shù)值上來理解,就是1乘以任何數(shù)值無法改變被乘數(shù)值,即f(x)任何函數(shù)值與1相乘,數(shù)值不變,即實現(xiàn)連桿在t0-t1時間內(nèi)以f(x)形式運動。 由此可知在t0-t1時間段內(nèi),f(x)運動形式表達為 (step(time,t0+0.001,0,t0,1)+step(time,t1+0.001,0,t1,-1))* f(x) t1-t2時間段函數(shù)圖形轉(zhuǎn)換 在t1-t2時間段,這個時間段為直線運動,按照矩形方波圖形,step函數(shù)形式表達 step(time,t1+0.001,0,t1,1)+ step(time,t2+0.001,0,t2,-1) 依據(jù)第一個時間段詳細(xì)講解,可知,t1-t2時間段內(nèi),連桿運動形式表達為 (step(time,t1+0.001,0,t1,1)+ step(time,t2+0.001,0,t2,-1))*h1 t2-t3時間段函數(shù)圖形轉(zhuǎn)換 t2-t3時間段,根據(jù)矩形方波,step表達為 step(time,t2+0.001,0,t2,1)+step(time,t3+0.001,0,t3,-1) 由上可知,在t2-t3時間段內(nèi),g(x)運動形式表達為 (step(time,t2+0.001,0,t2,1)+step(time,t3+0.001,0,t3,-1))*g(x) 總結(jié) 不同時間段,不同函數(shù)運動形式step表達方式,只需要將每個時間段變成0-1的矩形方波,將時間段開始和結(jié)束時間點添加一個微小時間段,對開始時間點添加微小時間增量的時間段,進行step函數(shù)書寫后,再對結(jié)束時間點進行相同的step函數(shù)書寫,將開始和結(jié)束時間的step函數(shù)進行加和后再乘以相應(yīng)的函數(shù),即可完成相應(yīng)函數(shù)的運動形式。 第一個圖中連桿的兩種函數(shù)g(x)、f(x)還有直線的step函數(shù)控制為: (step(time,t0+0.001,0,t0,1)+step(time,t1+0.001,0,t1,-1))* f(x)+(step(time,t1+0.001,0,t1,1)+ step(time,t2+0.001,0,t2,-1))*h1+(step(time,t2+0.001,0,t2,1)+step(time,t3+0.001,0,t3,-1))*g(x) 多項式函數(shù) poly(x,x0,a0,a1,a2,……,a30) =a0+a1*(x-x0)+ a1*(x-x0)2+……+a30*(x-x0)30 x是自變量。x0為初始值,a0到a30為系數(shù),當(dāng)x0=0時,取到a1系數(shù),則多項式為一條一次曲線,y=a0+a1*x,當(dāng)取到a2系數(shù)時,則多項式為一條二次曲線(拋物線),y=a0+a1*x+a2*x2 由此可知,多項式函數(shù)是控制連桿線性運動或二次曲線運動的函數(shù),x取變量time 余弦函數(shù)——簡諧運動 shf(x,x0,a,w,phi,b) =asin(w(x-x0)-phi)+b 簡諧運動既是最基本也是最簡單的一種機械振動,如果一個質(zhì)點的運動方程有如下形式: 即,質(zhì)點的位移隨時間的變化是一個簡諧函數(shù),顯然此質(zhì)點的運動為簡諧振動。w為角速度,單位為度/秒或者弧度/秒。 下圖為簡諧運動的圖像,表示的是振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律。是一條正弦或余弦曲線。 由以上講解可知,shf函數(shù)中,x為變量,一般取time,x0為初始時間點,a為振幅,w為角速度,phi為初項,也就是t等于0時,角度值,b表示截距,也就是余弦函數(shù)的位移。 應(yīng)用實例,連桿運動規(guī)律圖如下 建??臻g,曲線工具,直線命令,在xy平面內(nèi)繪制兩條垂直直線 進入運動仿真,新建運動仿真,默認(rèn)設(shè)置確定,新建連桿,由于直線不是實體,因此需要設(shè)置質(zhì)心和質(zhì)量等參數(shù),任意設(shè)置即可,另一條直線連桿設(shè)置相同 仿真導(dǎo)航器里,兩個直線連桿 運動副,選擇連桿1,由于是直線,所以“選擇連桿”、“指定原點”、“指定矢量”三個直接被選中,如果方向不對可以利用反向進行調(diào)整驅(qū)動,設(shè)置恒定速度10mm/s,根據(jù)規(guī)律 圖2-3秒時間段可知,2秒時位移為20,3秒時位移為30,因此驅(qū)動速度為10 運動副,選擇連桿2,選擇方法同上一個相同,基本里選擇連桿1,即連桿2相對于連桿1運動 驅(qū)動,選擇函數(shù) 點擊函數(shù)向下箭頭,調(diào)出函數(shù)對話框,默認(rèn)設(shè)置,選擇新建函數(shù)按鈕 切換到運動函數(shù),拉到最后,里面有step函數(shù),poly函數(shù)和shf函數(shù),按照圖片所示,利用這三個函數(shù)對連桿進行驅(qū)動 雙擊任何一個函數(shù)后,函數(shù)自動被添加上來,依次來修改參數(shù) 依據(jù)運動曲線時間段被分解成0-2,2-3,3-4,4-8,8-10等5個時間段,根據(jù)之前的講解,將每個時間段轉(zhuǎn)換成矩形方波,進行step函數(shù)表達,結(jié)果分別為: 時間段0-2秒,y=20的直線運動 (STEP( time, 0.0001, 0, 0, 1)+STEP( time,2.0001, 0, 2, -1))*20 時間段2-3秒,y=10t的一次線性運動,由于連桿1的運動速度為10mm/s,因此,這個時間段內(nèi)運動函數(shù)即為y=10t,轉(zhuǎn)換為多項式函數(shù)表達,a0即為截距0,a1系數(shù)為10,x0初項為0 (STEP( time, 2.0001, 0, 2, 1)+STEP( time,3.0001, 0, 3, -1))*POLY( time, 0, 0, 10) 時間段3-4秒,y=30的直線運動 (STEP( time, 3.0001, 0, 3, 1)+STEP( time,4.0001, 0, 4, -1))*30 時間段4-8秒,y=20*sin(360/4*t)+30的正弦函數(shù),振幅為20;w角速度,時間段內(nèi)為4s,想讓連桿2在4秒內(nèi)運動一個完整波形,也就是360度,因此角速度計算為360/4=90度/秒;截距為30;初項為0,因為是標(biāo)準(zhǔn)的正弦函數(shù),從0度開始;注意shf函數(shù)中,w位置90d表示90度/s,如果不加d的話,則表示的弧度單位 (STEP( time, 4.0001, 0, 4, 1)+STEP( time,8.0001, 0, 8, -1))*SHF( time, 0, 20, 90d, 0, 30) 時間段8-10秒,直線y=30運動 (STEP( time, 8.0001, 0, 8, 1)+STEP( time,10-0.0001, 0, 10, -1))*30 函數(shù)編寫完后,確定,返回xy函數(shù)管理器,再次確定即可,一直到返回運動副對話框,確定即可完成連桿2運動副創(chuàng)建 確定后,兩條直線連桿創(chuàng)建的滑動副 標(biāo)記,選擇連桿2,指定連桿2下部端點為標(biāo)記點 追蹤,方正導(dǎo)航里,選擇標(biāo)記,確定 解算方法,設(shè)置時間段為10秒,步數(shù)為200 求解,對結(jié)算方案,進行解算 動畫,勾選追蹤,開始播放動畫 標(biāo)記點的軌跡圖為下圖 如果發(fā)現(xiàn)函數(shù)不對的話,可以再次打開連桿2的運動副,找到驅(qū)動,函數(shù),f(x)函數(shù)表達式,選擇下圖中編輯按鈕,進入函數(shù)表達里進行修改 仿真導(dǎo)航器,xy-作圖,右鍵,選擇新建,按照基準(zhǔn)坐標(biāo)系,添加標(biāo)記a001,在y軸的位移 位移時間圖如下,有圖分析可知,連桿2運動軌跡達到要求,在5個時間段內(nèi)進行了多種規(guī)律運動 精細(xì)追蹤,一幀一幀在相應(yīng)位置添加標(biāo)記,可以利用編輯,來拖拽標(biāo)記位置 使用UG運動仿真模塊的伙伴們都該知道編寫運動仿真的函數(shù)式是個難點,也是重點,其中又以STEP函數(shù)式使用最多,也是比較容易理解的一種運動函數(shù)。今天在這里給大家簡單分析講解一下。 那么首先要了解STEP函數(shù)的格式: STEP(x,x0,h0,x1,h1) 其上五個變量中,第一個(x)是橫坐標(biāo)定義;第二個(x0)是時間起點(就是說,你要他什么時候開始遞加遞減;);第四個(x1)是時間終點(你要他什么時候結(jié)束遞加遞減);第三個(h0)為遞加遞減數(shù)值的起點;第五個(h1)為相對于0點的遞加遞減數(shù)值,這個是你可以自行修改的。 下面舉個例子: STEP(x,3,0,6,100),意義:第一秒到第三秒,位移為0,即物體靜止;第三秒到第六秒,物體位移100。 復(fù)雜STEP函數(shù)式又分為嵌入式和增量式。 嵌入式: STEP(x,x0,h0,x1, (STEP(X,X1,H1,X2,(STEP(X,X2,H2,X3,H2))))) 增量式: STEP(x,x0,h0,x1,h1)+STEP(X,X1,H2,X2,h3)+STEP(X,X2,H4,X3,H5)+ STEP(x,12,0,16,STEP(X,16,260,20,STEP(X,24,0,28,STEP(X,28,260,32,STEP(X,34,0,37,STEP(X,37,260,40,0)))))) 意義:0-12秒,物體靜止;12-16秒,物體位移260;16-20秒,物體回到初始0位置,也就是相對上一個位置做了-260位移;20-24秒,物體靜止;24-28秒,位移260;28-32秒,物體回到初始0位置,也就是相對上一個位置又做了-260位移;32-34秒,物體靜止;34-37秒,物體位移260;37-40秒,物體回到初始0位置。 STEP(x,0,0,3,STEP(x,3,200,9,STEP(x,9,-200,12,STEP(x,21.5,0,24,STEP(x,32,150,34,STEP(x,40,259.8,42,0)))))) 意義:0-3秒,物體位移200;3-9秒,物體位移-200,即期間物體移動了400;9-12秒,物體回到初始0位置;12-21.5秒,物體靜止;21.5-24秒,物體位移150;24-32秒,物體靜止;32-34秒,物體位移259.8;34-40秒,物體靜止;40-42秒,物體回歸初始0位置。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
32 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- UG 運動 仿真 函數(shù)
鏈接地址:http://zhongcaozhi.com.cn/p-1575891.html