工具。根据它提供的500多个数学和工程函数。工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程已完成各自的计算。

Simulink 是基于 MATLAB 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模，例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通讯系统、船舶及汽车等等，其中了包括连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等等。 Simulink 提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形界面，而且 Simulink 还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用 Simulink 几乎可以做到不书写一行代码完成整个动态系统的建模工作。 5、MATLAB/SIMULINK的特点

MATLAB具有以下特点：

1). 功能强大，具有数值计算和符号计算、计算结果和编程可视化、数学和文字统一处理、离线和在线计算等功能。

2).界面友善、语言自然，MATLAB以复数处理作为计算单元，指令表达与标准教科书的数学表达式相近。

3).开放性强，该公司本身就推出了30多个应用工具箱，而世界上超过两百家公司开发出与MATLAB兼容的第三方产品，这些产品向用户提供更多的工具箱、模块集、与其他商业产品的接口等。

Simulink具有以下特点： 1）丰富的可扩充的预定义模块库

2）交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。 3）以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理。

4）通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码。

5) 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成

6) 图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为。 7) 可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据。

二、 设计任务分析

1、

设计的任务和内容

3

运用SimMechanics 动态仿真工具，很好地对机械系统的各种运动进行分析，构造出平面连杆机构的数学模型。通过对此数学模型分析，分离出可独立求解的机构模型，并用相应的机构分析方法对它进行求解，建立了平面连杆机构运动学分析专家系统。

以MATLAB的simulink\\simMechanics动态模拟仿真工具为平台，建立了平面四连杆机构动力学分析与动态模拟软件，运用分析与动态模拟软件，对双摇杆机构进行运动分析。 2、

实现的技术路线

1） 机构的确定

铰链四杆机构的两个连架杆中，若其一为曲柄，另一为摇杆，则其为曲柄摇杆机构，若铰链四杆机构的两个连架杆都是摇杆，则其为双摇杆机构。

2） 机构系统仿真

根据四杆机构的确定，作出机构的运动简图

3） 模块的选择

从Simlink工具以及SimMechanics中选择需要的模块，然后拖至建立好的new model窗口中

4） 仿真框图绘制

把各模块按照一定的次序连接起来，连接的过程中要参照机构的模型连接

5） 模块参数设置

设置各模块参数，根据机构的各杆长度，计算出连接点的坐标以及杆件的质心坐标，并对应填写，其中杆件默认有三个坐标系，刚体重心坐标系（CG）和两个附加坐标系CS1和CS2

6） 运行仿真

点击运行按钮，进行仿真

7） 查看仿真结果

通过查看动画演示图以及Scope中的运动副的位移图，速度，加速度图对机

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构进行分析

下图为实现的流程图：

机构的确定作出机构的结构简图 机构的仿真模块的选择仿真框图绘制查看仿真结果运行仿真模块参数设置

图2-1实现的流程图

3、

关键问题和难点分析 四连杆机构运动学数学建模

为研究和提高四连杆机构的运动学性能，采用建立四连杆机构的运动学数学模型，在Simulink平台上构建基于Matlab函数的机构的运动学仿真模型，对双摇杆机构进行仿真，并对运动学仿真结果进行分析。

1）双摇杆机构的数学建模

2-2双摇杆运动简图

三、 程序设计与实现

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1、 系统组成

1）Simulink系统

Simulink工具的界面展示如下图：

图3-1Simulink界面

2）Sim Mechanics模块简介

Sim Mechanics模块集包括刚体子模块组（Bodies）、接口原件模块组（Interface Elements）、力模块组（Force Elements）、约束与驱动模块组（Constraints&Drivers）、检测与驱动模块组（Sensors&Actuators）、辅助工具模块组（Utilities）、运动副模块组（Joints）。双击各个模块组可以的到相应的模块，比如双击刚体子模块组（Bodies），则会出来机架（Ground）、刚体（Body）、机器变量设置模块（Machine Environment）和共享变量设置模块（Shared Environment），通过各个模块组中的模块的相互组合即可模拟需要的机构。

2、程序的设计实现

双摇杆机构仿真框图绘制：

绘制运动简图如下：用Sim Mechanics 中提供的模块，先绘制出固定机架，用刚体模块组中的Ground 模块来表示，然后从Joints 模块组中复制Revolute 模块，构造出第1 个转动副，依此类推，就可以将所需的模块都复制到此模型

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