工具篇 Solidworks导出xml模型到matlab(适用于simscape)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了工具篇 Solidworks导出xml模型到matlab(适用于simscape)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录标题


这个插件跟 上一篇文章提到的sw2urdf插件是平行关系;
本插件的作用是 将solidworks的装配体导出成xml文件【并最终在matlab simscape中使用】


该插件的下载方法及使用方法在matlab官方均有提供
如果看不懂英文,也可以看SolidWorks模型导入到MATLAB(Simulink-Simscape)详细过程这篇文章,博主把英语文档翻译了一遍。

另附matlab端的操作指南和Solidworks端的操作指南

写在前面

  • 本文与官网教程有出入,只是记录了笔者设备调试成功的经验
  • 大部分的步骤是照着matlab端的操作指南走的,如果换到了Solidworks端操作指南我会提出
  • 这个插件与sw2urdf的一个不同之处在于,他会记住你的配合关系,这个插件中设置恰当的配合关系很重要!
  • 本插件不需要选择轴和坐标系等,所有关系均根据配合关系自动生成

准备环节

第一步:下载

按照官网给出的链接,进入下载界面,邮箱等信息可以随便填,不重要,填完进入如下界面

下载与matlab版本对应的.zip.m文件,不需要解压.zip

第二步:安装

进入下载目录,新建一个脚本,输入

install_addon('zipname')

其中,"zipname"是zip文件的名字,如install_addon('smlink.r2020b.win64.zip)`
命令行显示类似下图【untitled.m是我创建的脚本,里面只有这一行命令】

第三步:将MATLAB注册为自动化服务器

每次导出 CAD 装配模型时,Simscape Multibody Link插件都会尝试连接到 MATLAB。要启用连接,您必须将 MATLAB 注册为自动化服务器。

但是从我的使用经验来看,只要导出过一次.dll文件,就能永久在Solidworks使用了

可以通过以下两种方式将MATLAB注册为自动化服务器

  • 以管理员模式打开 MATLAB ,在下方命令行中输入"regmatlabserver"
  • 以管理员模式打开系统的命令提示符【cmd】,输入"matlab -regserver"

可以考虑进行完这一步之后再进行一次第二步

至此,matlab端的操作告一段落,接下来的操作在Solidworks端;
若上述步骤完成的顺利,第二或者第三步命令行里会有类似"保存文件到XXX.dll中"之类的字样

第四步:完成在CAD软件端的配置【即sw等】

这一步需要打开solidworks,跟sw2urdf时的操作一样,点开工具->插件,在其他插件中需那种Simscape Multibody Link

导出sw中装配体

注意配合关系应合理且恰当,所有配合关系均会同步导出到xml文件中。

注意:本插件不需要选择轴和坐标系等,所有关系均根据配合关系自动生成

  • 部分参数,如生成STEP或STL可在settings中修改,其他参数笔者并未关注,欢迎自行探索

检验环节

至此,全部工作已经完成🙌

额外操作:去除中文路径

但是,为了让matlab识别到你的文件,首先需要将生成的实体文件中的中文去掉,并保证文件的绝对路径没有中文。

matlab导入模型

在matlab中新建一个脚本,输入导入模型的命令后,simulink界面会自动跳出

clear
clc
smimport("XXXXX.xml")

加载界面

simulink界面

调整停止时间后,点击右上角运行:可能会发现模型固定不动

模型运行状态可能和我们想的不一致,这是因为系统的重力方向与我们预想的重力方向不同导致的

修改simscape重力方向

双击

我们发现重力是沿y方向的,结合上面的仿真动画,进行修改即可~
成果:

修改模型质量

  • 在导出的simulink中选择名字为"XXX_RIGID"的模块并双击
  • 进入子页面显示如下 ;双击
  • 进入inertia页面,共有三个选项:点质量、常数、根据几何体计算;
    选择calculate from Geometry;再选择 Based on:Costom Mass

    将选中区域改成预设的质量;这时质量就会根据集合体形状均匀分配

关节可测量【输出量】的显示

  • 双击关节副
  • 点击Z Prismatic Primitive - Sensing
  • 勾选对应参数,即可获得对应输出,笔者选择了Position, Velocity,此时出现记录机体速度和位置的输出口
  • 添加Scope窗口,我们发现输出口并不能直接接到Scope上,这是因为Scope观测的是数字量,而输出是物理量纲

量纲数与无量纲数转换

  • 进入Simulink的库浏览器,选择Simscape-Utilities;如图框中两个模块是最常用的。


量纲数转非量纲数的方法如图所示【用白箭头转黑箭头那个,白接白、黑接黑】

命名变量并显示

  1. 双击右侧黑线进行命名

    【注意,如果是上面的Prismatic移动副,此处Sensing对应的Position和Velocity应该是位置和速度,而不是角度与角速度
  2. 在Scope界面中,右键-配置属性(Configuration Properties)-画面(Display)-显示图例(Show legend)

关节【驱动量】设置

  • 同样地,双击关节副
  • 点击Z Prismatic Primitive - Actuation -Force,自行选择
  • Force:力;Motion:力矩;二者同时给输入一般会报错
    【通常移动副驱动是力;转动副驱动是转矩】

封装

  • 将输入输出模块下拉,如图所示,注意不要拉到输入输出
  • 鼠标挪至右侧出现的三个点处选择 创建子系统
  • 完成效果图


展开子系统

  • 右键子系统,在此处选择 展开子系统
  • 然后将外圈的框delete

问题记录:

似乎第一次运行simscape没有问题,但是同样的文件运行第二次时,就会显示XXX文件/文件夹不存在,原因未知😔,解决方法:及时保存??

参考视频

后面的simscape模块参考:matlab动力学建模与simscape验证
倒立摆系列后面的一些视频应该也会参考这个up主的讲解,强烈推荐大家观看!

以上是关于工具篇 Solidworks导出xml模型到matlab(适用于simscape)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

探索之路机器人篇-根据3D文件来优化自己的机器人模型

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