Adams六轴机械臂模型，为什么无输入力矩时，转速不是逐渐趋近于0

Question

在做MATLAB和Adams联合仿真。
Adams导入六轴机械臂模型，设置steel材质，然后通过布尔操作简化为7个部件，添加6个转动副，不添加驱动和力矩，仿真的时候为什么不是因为重力，最后达到全部垂下来的状态，而是每个关节都在疯狂转动？
还要设置什么，才能让它在无输入驱动时，速度逐渐趋近于0？而不是每个关节疯狂乱转
（图中测量的是关节3的转角）

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

问题分析： 根据问题描述，可以确定存在两个问题：（1）在无输入驱动时，机械臂关节转动速度没有逐渐趋近于0，而是疯狂转动；（2）机械臂模型仿真结果与实际情况不符，每个关节应该会随着重力作用而垂下来。 问题解答： 问题1：在无输入驱动时，机械臂关节转动速度没有逐渐趋近于0，而是疯狂转动 根据问题描述，此问题可能由以下因素引起： （1）缺少摩擦力：在机械臂的转动副中，摩擦力是一个很重要的因素，缺少了这个因素可能会导致关节难以停止运动。 （2）缺少阻尼：阻尼可以将振动能量转化成热能，缺少了阻尼可能会导致关节反复振动。 （3）时间步长太大：时间步长过大会导致数值仿真过程中出现不稳定情况，关节不断震荡停不下来。 （4）初值条件问题：在机械臂某些关节位于不稳定位置时，可能会导致关节持续运动。 因此，在解决此问题时，需要考虑加入摩擦力、阻尼以及适当调整时间步长。同时，需要检查初值条件是否正确。 具体解决方法： （1）在转动副中加入摩擦力，可以使用以下形式的阻力模型：

F = -C*V

其中，F表示关节所受到的摩擦力，C为摩擦系数，V为关节转动速度。 （2）加入阻尼，可以使用以下形式的阻尼模型：

F = -B*V

其中，F表示关节所受到的阻尼力，B为阻尼系数，V为关节转动速度。 （3）调整时间步长，可以根据机械臂模型的复杂程度来确定，建议采用0.001s至0.01s的时间步长。 （4）检查初值条件，确保机械臂处于稳定状态。 下面给出使用MATLAB和Adams进行机械臂仿真的代码示例：

% 此处假设已经导入Adams模型，并设置了材质以及建立关节
% 在每个转动副中添加摩擦力
C = 1;  % 摩擦系数
for i = 1:6
    j = sprintf('joint%d',i);
    k = adams.controls.find(j);
    adams.controls.set('coulombfrc',k,'on');
    adams.controls.set('coulombfc',k,C);
end
% 在每个转动副中添加阻尼
B = 0.1; % 阻尼系数
for i = 1:6
    j = sprintf('joint%d',i);
    k = adams.controls.find(j);
    adams.controls.set('vcoulombfrc',k,'on');
    adams.controls.set('vcoulombfc',k,B);
end
% 调整时间步长
adams.time.dt = 0.001;
% 检查初值条件
% 开始仿真
adams.cosimulate.start();
% 分析仿真结果，查看是否已经解决问题1

问题2：机械臂模型仿真结果与实际情况不符，每个关节应该会随着重力作用而垂下来 根据问题描述，可能存在以下原因： （1）机械臂模型中重力方向有误：在模型中，需要设置重力方向与实际方向一致。 （2）初始条件设置有误：在模型中设置初始条件时，需要保证机械臂处于平衡状态。 （3）转动副模型过于简化：简化模型可能会导致丢失关键的物理性质，从而造成仿真结果与实际情况不符。 因此，在解决此问题时，需要确认重力方向、设置正确的初始条件，并尽量使用真实的转动副模型。 具体解决方法： （1）在ADAMS中设置重力方向，可以使用以下代码示例：

adams.environment.setgravity(0, 0, -9.8);

其中，重力方向为负Z轴。 （2）设置正确的初始条件，保证机械臂处于平衡状态。 （3）尽量使用真实的转动副模型，可以提高仿真结果的精度。 下面给出使用MATLAB和Adams进行机械臂仿真的代码示例：

% 此处假设已经导入Adams模型，并设置了材质以及建立关节，同时设置了重力方向与初始条件
% 确认模型是真实的转动副模型
% 开始仿真
adams.cosimulate.start();
% 分析仿真结果，查看是否已经解决问题2

总结： 本文介绍了在MATLAB和Adams联合仿真中，解决机械臂模型仿真结果与实际情况不符的问题。对于机械臂模型仿真中出现的其他问题，也可以使用类似的方法一一解决。