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1、第5章 ADAMS/View虚拟样机的优化分析,5.1 ADAMS/View函数 5.2 设计变量的创建 5.3 虚拟样机的参数化 5.4 约束函数的创建 5.5 目标函数的创建,第5章 ADAMS/View虚拟样机的优化分析,5.6 仿真剧本的创建 5.7 虚拟样机优化分析设置 5.8 求解器(Optimizer)设置 5.9 图形显示(Display)设置 5.10 文件输出(Output)设置,5.1 ADAMS/View函数,5.1.1 ADAMS/View函数表达式语法 5.1.2 ADAMS/View设计过程函数 5.1.3 ADAMS/View运行过程函数 5.1.4 ADAMS
2、/View函数创建过程,5.1.1 ADAMS/View函数表达式语法,1.数据类型 2.数据格式 3.访问数据库 4.运算符,1.数据类型,所有的操作数和参与表达式运算的参数都是一定类型的数据，ADAMS/View支持5种类型的数据：整数(Integer)、实数(Real)、字符串(String)、数据库对象(Object)和矩阵(Matrix)。,2.数据格式,(1)常数 例如，5(整数)、5.2(实数)、“x”(字符串)、.model1.part2.marker1(对象)、“x”，“y”(字符串矩阵)、1,2，3,4，5,6(实数矩阵)等。 (2)符号常数 符号常数定义了一些常用的数值，
3、表5-1列出了ADAMS/View的符号常数。 (3)函数 函数是由一些自变量组成的表达式。 (4)数据库对象及其分量值 通过表达式，可存取数据库中的数据，包括字符串、实数、整数、数据库对象、数组等。,表5-1 ADAMS/View符号常数,2.数据格式,3.访问数据库,1)采用根路径表示时，对象名称用“.”开头，说明如下： CAM.Linkpart.mass表示是CAM样机中构件Linkpart的质量，其类型为实数。 CAM.title表示是样机CAM的标题，是一个字符串。 CAM.circle.sides表示圆环circle1边的数量，是一个整数。 CAM.Linkpart.locatio
4、n表示是构件Linkpart位置的三维数组。 CAM.joint1.Imarker表示是样机CAM的运动副joint1中的I标记。 )用相对路径表示对象可以从对象名称路径的任何地方开始，例如： CAM.mass表示CAM的质量。 Link.location2表示构件Link在Y方向的位置。,4.运算符,1)算术运算符(见表5-2)，包括分组、取负、求幂、加、减、乘、除等。 2)关系运算符(见表5-3)，用以较两个同样类型的对象，如果两个对象的关系与关系运算符一致，则表达式返回值为True，否则返回False。 3)逻辑运算符(见表5-4)，对两个逻辑值进行运算，并返回一个逻辑值。 4)字符串/
5、矩阵连接运算符/。,表5-2 算术运算符,4.运算符,表5-3 关系运算符,4.运算符,表5-4 逻辑运算符,4.运算符,5.1.2 ADAMS/View设计过程函数,1.用户自定义的解释函数 2.用户自定义的编译函数 3.系统提供的函数,1.用户自定义的解释函数,解释函数由若干插入了表达式的语句组成，可以在命令窗口中产生。使用解释函数时，ADAMS将用户的参数代入对应的参数名称所在的函数语句中(产生解释函数时，必须详细说明函数的语句和参数名称)。,2.用户自定义的编译函数,1)在Path/aview/usersubs目录中复制源代码的模板文件(Path表示ADAMS2007程序的安装目录)v
6、cinitusr.c。 2)通过修改模板文件编写自定义的函数，然后进行调试。 3)将新的函数添加到注册子程序中。 4)用ADAMS/View对新函数和修改后的注册子程序进行连接。 5)在表达式中使用新的函数。,3.系统提供的函数,ADAMS/View提供了200多个设计过程函数，函数构造对话框中列出所有系统支持的函数。系统提供的设计过程函数包括：数学函数(Math Functions)、位置和方向函数(Location/Orientation)、模型函数(Modeling Functions)、数组和矩阵函数(Matrix/array Functions)、字符串函数(String Funct
7、ions)、数据库函数(Database Functions)、数据库函数组(Database Functions Group)、其他函数(Miscellaneous Functions)8大类，附录B中列出了系统提供的常用设计过程函数。,5.1.3 ADAMS/View运行过程函数,1.位移函数 2.速度函数 3.加速度函数 4.接触函数 5.样条函数 6.对象函数 7.合力函数 8.数学函数 9.数据单元 10.用户自编子程序,1.位移函数,1)绘制位移测量图。 2)产生与位移有关的方程式。 3)监控对象的位移，当位移达到一定值时，触发特定的事件。,2.速度函数,1)绘制速度测量图。 2)
8、产生与速度有关的方程式。 3)监控对象的速度，当速度达到一定值时，触发特定的事件。,3.加速度函数,1)绘制加速度测量图。 2)产生与加速度有关的方程式。 3)监控对象的加速度，当加速度达到一定值时，触发特定的事件。,4.接触函数,接触函数用于定义碰撞力，在定义不同物体发生间歇的接触现象时，接触函数非常有用。,5.样条函数,1)用实验数据来定义运动。 2)用实验数据来定义力。 3)绘制通过数据点的光滑曲线。,6.对象函数,1)绘制力的测量图。 2)产生与力有关的方程式。 3)监控对象的力，当力达到一定值时，触发特定的事件。,7.合力函数,合力函数返回两个标记之间的作用力和反作用力的总合力，或者
9、是仅作用在一个标记上的作用力的合力。,8.数学函数,数学函数可以应用于数值和矩阵运算，如果输入的是数值，则返回数值；输入的是矩阵，则返回矩阵。,9.数据单元,数据单元存取用于存取通用系统的各种状态值，如数值、矩阵值、微分值和积分值等。,10.用户自编子程序,用户自编子程序调用功能用于同用户自编子程序交换数据，通过同自编子程序的数据交换，可以定义参数化的子程序。 附录C列出了系统提供的运行过程函数。关于运行过程函数的详细应用方法和定义，可以参见ADAMS/View函数使用手册。,5.1.4 ADAMS/View函数创建过程,1.ADAMS/View函数的创建 2.ADAMS/View函数创建说明
10、,1.ADAMS/View函数的创建,(1)表达式工作方式 在需要生成表达式的各种场合进入函数创建对话框，程序显示的是表达式工作方式。 (2)运行过程函数工作方式,1.ADAMS/View函数的创建,图5-1 函数创建,2.ADAMS/View函数创建说明,(1)函数创建 在定义函数区按照ADAMS/View函数的书写语法输入函数，完成后单击OK按钮，程序自动将创建的函数插入指定位置。 (2)函数目录和列表 在函数定义区的下方，有一个函数目录下拉列表框，该下拉列表框列出了不同类型的设计过程函数或运行过程函数。 (3)获得对象名称 在构造表达式或运行过程函数的过程中，可以利用对话框提供的有关工具
11、，获得特定对象的名称和相关数据，然后插入函数表达式。 (4)获得对象的数据 (5)计算函数值 (6)绘制函数图形 可以利用函数创建对话框中的绘制函数图形工具，进一步了解正在构造的函数的图形，对于运行过程函数，取自变量为时间。 (7)验证函数语法 在运行过程函数方式中，可以利用此功能验证构造函数的语法是否正确。,2.ADAMS/View函数创建说明,(8)设置测量属性 在产生或修改测量的过程中，创建函数对话框中的属性区显示测量结果图的有关特性。 (9)获得帮助 在输入系统支持的函数时，可以单击，出现一对话框，该对话框给出了函数的简单描述，以及函数自变量参数的输入框，当用户输入有关参数然后关闭帮助
12、对话框时，程序自动将函数及其参数插入定义函数区的函数式中。 (10)插入数学运算符 数学运算符可以直接输入，也可以利用数学运算符工具。,5.2 设计变量的创建,1)选择BuildDesign VariableNew，显示图5-2所示设计变量创建对话框。 2)在Name文本框中输入变量名称(最好以DV加变量名)，这样在样机参数化分析中便于识别和管理。 3)在Type下拉列表框中选择设计变量的类型，如选择变量类型为实数(real)，需在Units下拉列表框中选择变量的单位。 4)在Standard 5)如果在进行优化分析时，希望设计变量可以取任意值，可选择Allow Optimization to
13、 ignore range。 6)如果想手动输入每次仿真分析的设计变量值，可以选择List of allowed values，然后在显示的文本框中输入参数值。 7)单击OK按钮，完成设计变量的创建。,图5-2 设计变量创建,5.2 设计变量的创建,5.3 虚拟样机的参数化,5.3.1 表达式的应用 5.3.2 构件位置的参数化 5.3.3 设计点的参数化,5.3.1 表达式的应用,1)直接在参数文本框中输入表达式。 2)利用ADAMS/View函数生成器编辑表达式。,5.3.2 构件位置的参数化,1.位置函数f(x) 2.方向函数f(),1.位置函数f(x), 建立某个设计点或标记点的位置约
14、束。 保持或破坏原有对象的位置约束。 强制将对象约束在某个设计点或标记点上。 指定模型对象相对某个设计点或标记点的距离。 )应用Maintain选项建立对象位置约束过程如下： 单击f(x)工具，选择Maintain。 选择模型中被约束对象MAR1。 选择模型中的POINT1，建立对象MAR1与POINT1当前相对位置约束关系，如图5-3a所示。进入MAR1的修改对话框，在Location文本框中可以看到表达式：(LOCRELATIVE(0.0,50.0,0.0,POINT1)。0.0,50.0,0.0为MAR1的当前坐标，修改POINT1的Y坐标值，MAR1也随之移动，并保持相对的位置关系，如
15、图所示。,1.位置函数f(x),2)应用Collapse选项建立对象位置约束过程如下： 单击f(x)工具，选择Collapse 选择模型中被约束对象MAR1。 选择模型中的POINT1，此时将解除对象MAR1与POINT1当前相对位置约束关系(见图5-4a)，MAR1将被移动到POINT1的位置，如图5-4b所示。进入的修改对话框，在Location文本框中可以看到表达式：(LOCRELATIVE(0.0,0.0,0.0,POINT1)。0.0,0.0,0.0为POINT1的当前坐标，修改POINT1的Y坐标值，也随之移动。,图5-3 Maintain选项作用示意图,1.位置函数f(x),图5
16、-4 Collapse选项作用示意图,1.位置函数f(x),2.方向函数f(),)应用Along 单击f()工具，选择Along Axis，选择目标对象要被约束的一个坐标轴(X、Y、Z)。 选择目标对象。 选择一个矢量定义坐标轴的方向(选择两个标记点或两个设计点或标记点和设计点的组合)。 )应用In 单击f()工具，选择In Plane，选择目标对象要被约束的两个坐标轴(X、Y、Z)。 选择目标对象。 依次选择一个坐标起点和与前面选择相对应的两个坐标轴，ADAMS/View根据右手定则确定第三坐标轴。,5.3.3 设计点的参数化,1)用鼠标右键单击设计点，在弹出菜单中选择Modify，显示表格编辑对话框，在表格编辑对话框中，选中Points可以显示所有的点(也可直接在Tool菜单中选择Table Edit)。 2)选择需要参数化的坐标单元，ADAMS/View在表格编辑对话框顶部的输入栏中显示相应的坐标值。 3)如果在弹出菜单中选择Ex
