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ADAMS搭建控制系统教程：偏心连杆机构的转速控制

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本文建立一偏心水平连杆机构，在连杆上定义一个旋转副和一个单分量力矩，旋转副不在连杆的质心处，在重力作用下，连杆将偏离水平位置。以连杆受到的重力作为干扰，通过PID环节进行负反馈控制，控制的对象是作用在连杆上的力矩，使连杆按照固定的速度旋转。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、构建偏心连杆模型

如下图所示，构建偏心连杆机构的模型，连杆与大地之间存在旋转副，旋转轴线位于连杆的几何中心，连杆末端有一球体，重力竖直向下，为-Y轴方向。
在这里插入图片描述

在重力作用下，连杆将绕转动副轴心作摆动，测量转动速度，转动副的速度呈正弦运动。

在这里插入图片描述

二、创建设计变量

点击下图按钮，创建设计变量
在这里插入图片描述

下面创建4个设计变量:

DV_target_velocity:用于参数化连杆的转速

DV_P、DV_I、DV_https://www.gofarlic.com PID控制环节的比例、积分、微分系数

具体参数设置如下
的的大声道撒在这里插入图片描述

三、建立控制系统输入环节

PID控制需要输入控制目标与实际目标的偏差及偏差的微分值，由于我们要控制连杆的旋转速度，因此我们需要知道连杆的角速度偏差和角加速度偏差（微分）、角度偏差（积分），角度偏差可以通过角速度偏差积分得到。

点击控制工具包，创建输入设计变量，命名为input_velocity，定义其函数为目标角速度与测量角速度的偏差，表达式如下

DV_target_velocity-WZ(PART_2.MARKER_3, ground.MARKER_4)*RTOD

在这里插入图片描述

同样方法建立输入设计变量 input_acce，为目标角加速度与测量角加速度的偏差，表达式为

0-WDTZ(PART_2.MARKER_3, ground.MARKER_4)

这里用到了两个函数，WZ和WDTZ，不懂的小伙伴可自行百度

四、创建PID环节

如下图所示，点击创建工具包后，再点击PID按钮，创建PID环节，命名为 pid_link，输入为input_velocity，导函数输入为 input_acce，并将DV_P、DV_I、DV_D分别填入对应的P I D三个增益参数，初始条件设置为0.
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对作用在连杆上的力矩进行参数化，在力矩编辑 对话框 中，在函数一栏直接输入pid_link.即将PID计算出的力矩作用于连杆上。

五、测试

设置仿真时间为50S，仿真步数为1000步

测量得到的驱动力的力矩变化如下
在这里插入图片描述

测量得到的连杆转速变化如下，可见连杆转速很快稳定到了50度/秒（由于重力的干扰，存在一定偏差，可改变PID参数值进行改善）

可以建立测量函数，对连杆目标转速和实际转速的差值进行测量，操作如下图
在这里插入图片描述

即得到目标转速与实际测量转速的差值