Lý thuyết robot song song P4

3.3 Mô phỏng số bằng phần mềm Maple và Pro/Engineer 3.3.1 Mô phỏng bằng phần mềm Maple Maple là sản phẩm phần mềm của hãng Maplesoft®. Hãng được thành lập vào năm 1988 và có trụ sở chính tại Waterbo (Canada). Phiên bản mới nhất của hệ chương trình này là Maple 9.5 (năm 2004). Maple là môi trường dành cho tính toán và lập trình tiên tiến một tập hợp các hàm toán học phong phú, mỗi hàm tương đương với một nhóm các chương trình con. Đặt biệt khi sử dụng máy tính cá nhân, các cộng cụ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết robot song song P43.3 Mô phỏng số bằng phần mềm Maple và Pro/Engineer3.3.1 Mô phỏng bằng phần mềm MapleMaple là sản phẩm phần mềm của hãng Maplesoft®. Hãng được thành lập vàonăm 1988 và có trụ sở chính tại Waterbo (Canada). Phiên bản mới nhất của hệchương trình này là Maple 9.5 (năm 2004). Maple là môi trường dành chotính toán và lập trình tiên tiến một tập hợp các hàm toán học phong phú, mỗihàm tương đương với một nhóm các chương trình con. Đặt biệt khi sử dụngmáy tính cá nhân, các cộng cụ tính toán và sử lý các biểu thức toán học bằngchữ (symbolic) của Maple đã vượt xa các chương trình khác trên cả haiphương diện: mạnh và dễ tiếp cận. Hệ chương trình này có một giao diện làmviệc tiện lợi cho người sử dụng, đặt tính đồ hoạ trực tiếp (cho phép vẽ đồ thịngay trong trang làm việc). Các tính năng của Maple liên tục dược cải tiến vàmở rộng trong các phiên bản tiếp theo. Người sử dụng có thể xem các thôngtin cụ thể về hệ chương trình này trên dịa chỉ :http:\www.maplesoft.comproductsmapleÁp dụng phần mềm này ta giải quyết bài toán động học thuận và bài toánđộng học ngược của Robot song song 3RPS cụ thể như đã phân tích ở cácmục trước của chương 3.*Bài toán động học thuận :Biết được quy luật chuyển động của các chân d1 ,d2,d3 ta tìm quy luật chuyểnđộng của điểm P (px,py,pz, p x , p y , p z ). & & &+ Bài toán vị trí: ta giải hệ phương trình (3.18), hệ này có 6 phương trình 6ẩn số (α1, α2, α3, p1, p2, p3), chú ý ở đây 3 phương trình sau của hệ (3.18) chỉchứa di và αi (i=1,2,3) nên việc giải hệ 6 phương trình được đơn giản lại giảihệ 3 phương trình với 3 ẩn số là αi (i=1,2,3). Sau đó thay các giá trị di và αi(i=1,2,3) vào 3 phương trình đầu ta tính được giá trị px,py,pz .Ở đây để giải hệphương trình phi tuyến Maple có hỗ trợ hàm giải hệ phương trình phi tuyếnnhưng trong bài toán này dùng hàm này khả năng hội tụ quá chậm. Vì vậy đểkhắc phục điều này bằng cách xây dựng một hàm giải hệ phương trình nàybằng phương pháp Newton_Raphson và kết quả là khả năng hội tụ nhanhhơn. + Bài toán tích Jacobi (bài toán tìm vận tốc điểm P: p x , p y , p z ): để tìm & & &p x , p y , p z giải hệ phương trình đại số tuyến tính hệ(3.33). Trong Maple hỗ trợ& & &hàm giải hệ phương trình đại số tuyến tính, hàm có cấu trúc như sau: linalg[linsolve](A,B) trong đó A,B là hệ số của phương trình đại sốA.x=BNhờ vào hàm trên ta giải hệ (3.33) một cách dễ dàng.*Bài toán động học ngượcBiết được quy luật chuyển động của điểm P (px,py,pz, p x , p y , p z ), tìm quy luật & & & &chuyển động của các chân di và d i (i=1,2,3) 53-Bài toán tìm vị trí (tìm di): tương tự như bài toán động học thuận ta giải hệ(3.18) hệ 6 phương trình 6 ẩn số dễ dàng tìm được di, α i (i=1,2,3). &-Bài toán phân tích Jacobi (hay bài toán tìm d i ): tương tự như bài toán động &học thuận ta giải hệ phương trình đại số tuyến tính, hệ (3.34) ta tìm được d i .3.3.2 Mô phỏng bằng phần mềm Pro/EngineerPro/Engineer là phần mềm ứng dụng, hỗ trợ trong việc thiết kế và mô phỏngcho các kỹ sư thiết kế Cơ Khí. Đây là phần mềm rất mạnh với nhiều tính năngđa dạng ưu việc hơn nhiều phần mềm thiết kế khác như: SolidWorks,Invertor, Mastercam, Cimatron, Alaska… giúp cho kỹ sư Cơ Khí thiết kếnhanh chóng, hiệu quả. Thông tin phần mềm này có thể xem trên trang Webcó địa chỉ sau:http:\www.ptc.comWildfireKhái quát một số công cụ hỗ trợ trong việc thiết kế của phần mềm này:+ Part : là hỗ trợ thiết kế từng chi tiết.+ Assembly: hỗ trợ trong việc lắp các chi tiết lại với nhau tạo thành sản phẩmCơ Khí hoàn chỉnh.+ Drawing: hỗ trợ trong việc xuất các bản vẽ kỹ thuật cho các sản phẩm CơKhí+ Manufacturing: hỗ trợ trong việc lập trình hỗ trợ gia công cho các máyCNC trong việc gia công cơ khí.+ Mold Design and Casting: hỗ trợ trong việc thiết kế khuôn.+ Piping: hỗ trợ trong việc thiết kế hệ thống đường ống.+ Sheetmetal: hỗ trợ trong việc thiết kế các tấm dập trong các sản phẩm cơkhí.+ Surfacing: hỗ trợ thiết kế bề mặt, đặt biệt là các bề mật phức tạp, các bề mặtvô định hình.+ Electrical Design: hỗ trợ thiết kế hệ thống dây cáp, hệ thống bo mạch trongcác thiết bị điện tử.+ Simulation: hỗ trợ mô phỏng thế giới thực một số vấn đề sau:- Mechanism Design: hỗ trợ mô phỏng động học (Kinematic), tĩnh học(Static), động lực học (Dymatic), cân bằng lực (Force balance).- Structural Simulation: hỗ trợ mô phỏng trạng thái ứng xuất của một cơ cấuCơ Khí.- Thermal simulation: mô phỏng sự phân bố nhiệt và sự truyền nhiệt trong vậtliệu.…Sử dụng phần mềm này ta thiết kế 3D robot song song 3RPS cụ thể và môphỏng động học của robot này. Ở đây robot được thiết kế giống như ro ...