Adams概述

Adams的機(jī)電一體化功能，結(jié)合廣泛使用的Matlab有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景?；贔MI協(xié)議接口實(shí)現(xiàn)了廣泛的數(shù)據(jù)傳輸與關(guān)聯(lián)，前面對(duì)Adams生成FMU導(dǎo)入Matlab已有文章描述，這里對(duì)Matlab生成FMU再導(dǎo)入Adams的操作流程進(jìn)行闡述。相對(duì)前者，后面這一流程需要一些第三方輔助功能加以實(shí)現(xiàn)，本文針對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

Adams模型準(zhǔn)備

所使用的模型為Adams安裝路徑下的模型，具體為：

將上述路徑下的antenna.cmd和antenna.mdl拷貝到指定的工作路徑下，二者分別對(duì)應(yīng)Adams和Matlab/Simulink的模型。

AdamsMatlab準(zhǔn)備及FMU生成

由于Matlab/Simulink中只有FMI導(dǎo)入功能，并沒(méi)有現(xiàn)成的FMU生成功能，因此，需要一些外部輔助功能，這里以FMIkit-Simulink-3.1為例進(jìn)行說(shuō)明。

首先需要將FMIkit-Simulink-3.1壓縮包進(jìn)行解壓，存放的位置隨意，后面通過(guò)路徑加載方式將其位置告知Matlab即可。

addpath('D:\msc_setup\matlab\fmi\FMIKit-Simulink-3.1')

上述代碼完成FMIkit的加載，然后通過(guò)FMIKit.initialize()實(shí)現(xiàn)對(duì)其的初始化。至此，準(zhǔn)備工作完成。

接著，打開(kāi)控制模型antenna.mdl，對(duì)其進(jìn)行子系統(tǒng)封裝，將輸入輸出端口留好。這一步類(lèi)似于Adams與Matlab傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)的方式中Setio的命令功能，該命令會(huì)將用于本次聯(lián)合仿真的輸入輸出端口留好，以備后面二者關(guān)聯(lián)時(shí)使用。但是執(zhí)行其之前，還是需要Adams導(dǎo)出M文件，并在Matlab主窗口中執(zhí)行等操作。相對(duì)而言使用FMI接口就沒(méi)有這些操作，Adams中沒(méi)有輸出M文件類(lèi)似的操作，Matlab中也沒(méi)有執(zhí)行其它命令的操作，整體操作更加快捷高效。具體子結(jié)構(gòu)的生成，對(duì)于有Matlab/Simulink使用經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)應(yīng)該不是問(wèn)題，可以在右鍵菜單中直接將選中模型進(jìn)行子結(jié)構(gòu)化，亦可以使用Simulink的子結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行定義。子結(jié)構(gòu)定義完成后，甚至還可以進(jìn)行一些封裝的定義，使得展現(xiàn)更直觀等。具體如下所示：

打開(kāi)模型參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框，求解器類(lèi)型這里選擇固定步長(zhǎng)，如下所示：

由于FMU模型其核心就是DLL文件，將Simulink模型轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，本質(zhì)上是一個(gè)代碼編譯、鏈接、生成的過(guò)程，因此會(huì)需要當(dāng)前計(jì)算機(jī)上有合乎要求的編譯器支持，比如VS系列版本或者其它類(lèi)型編譯器等。而整個(gè)過(guò)程是通過(guò)Matlab的RTW功能或者現(xiàn)在叫做Code Generation功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)選擇合適的目標(biāo)語(yǔ)言編譯器的系統(tǒng)目標(biāo)文件，這里選擇grtfmi.tlc按照特定的邏輯執(zhí)行編譯過(guò)程，將生成符合要求的FMU模型文件。

在FMI項(xiàng)中，可以選擇將來(lái)生成的FMU中所包含的數(shù)據(jù)，如下所示中將會(huì)在FMU中具備模型圖像和sources文件夾，而binaries和.xml文件是必備的內(nèi)容。

利用CMake功能，基于選定的編譯器和平臺(tái)類(lèi)型，完成整個(gè)編譯過(guò)程。

最后一步，就是點(diǎn)擊下圖中的Build按鈕完成這個(gè)過(guò)程，生成所需的FMU文件。

Adams導(dǎo)入FMU及計(jì)算

完成了FMU的生成，轉(zhuǎn)入Adams中，啟動(dòng)多體模型，然后利用Adams/Controls中的Import功能，將改FMU文件導(dǎo)入，當(dāng)然，其本質(zhì)是導(dǎo)入其中的DLL文件。具體操作如下所示：按照一般狀態(tài)方程的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，因此，需要定義一個(gè)一般狀態(tài)方程的名稱(chēng)，將來(lái)所有相關(guān)數(shù)據(jù)都在該對(duì)象之下。另外，由于沒(méi)有用Adams/Controls的輸出，所以這里的Import I/O Signals from Existing Controls Plant按鈕點(diǎn)擊沒(méi)有任何響應(yīng)，可以直接利用下面的From Poutput/Pinput完成輸入輸出信息的關(guān)聯(lián)。最后，可以按照實(shí)際要求設(shè)定交互時(shí)間等。確認(rèn)后，將會(huì)收到相關(guān)的反饋信息。

下圖中展示的是其相關(guān)物理量

上面兩圖為立柱的轉(zhuǎn)角，只不過(guò)前一圖是通過(guò)端口信號(hào)獲得，沒(méi)有單位，后一圖為直接測(cè)量立柱的角速度獲得，可以看到兩者數(shù)值上是嚴(yán)格一致的。下圖為角位移。

Adams總  結(jié)

Matlab或其它一維軟件生成的FMU導(dǎo)入Adams中進(jìn)行聯(lián)合仿真應(yīng)用，在實(shí)際工程中有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，而且這種方式，由于以Adams為主展開(kāi)仿真，因此，對(duì)于很多基于多體的仿真形式得以方便地實(shí)現(xiàn)，比如聯(lián)合仿真下的變拓?fù)浞治?，雖然我們前面有文章描述將Adams模型導(dǎo)入Matlab中進(jìn)行變拓?fù)浞治龅姆椒?，但是，仍舊還是直接在Adams中實(shí)現(xiàn)更為方便，也更適合更廣泛的用戶(hù)全體的需求。只不過(guò)對(duì)于常規(guī)軟件生成FMU看似必備的功能，而Matlab在此處還需要借助一些手段才能實(shí)現(xiàn)（實(shí)現(xiàn)方法有多種），造成了初學(xué)者甚至有一些軟件使用經(jīng)驗(yàn)人員的困難，為此，希望本文對(duì)大家有所幫助。