MSC Adams多体动力学仿真基础与实例解析-(第二版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汤涤军 著

图书标签:

• MSC Adams
• 多体动力学
• 仿真
• 机械工程
• 动力学仿真
• Adams仿真
• 工程仿真
• 机械设计
• 仿真实例
• 第二版

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出版社： 水利水电

ISBN：9787517057918

商品编码：18386987417

出版时间：2017-09-01

基本信息

商品名称： MSC Adams多体动力学仿真基础与实例解析-(第二版)	出版社： 中国水利水电出版社	出版时间：2017-09-01
作者：汤涤军	译者：	开本： 32开
定价： 72.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787517057918	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

Adams是用于机械产品虚拟样机开发设计的专业工具，也是一款经典的多体系统动力学仿真软件。本书以Adams 2016版本为基础，从刚体建模到柔体建模、约束添加，如包括各种常用铰接、驱动、力元、接触与摩擦等，对不同 仿真控制方式、不同分析计算类型及相关求解器都做了相关说明，同时对传感器的应用，用户自定义界面和宏操作，参数化设计，试验设计和优化计算进行了讲解。另外，对一些专门应用模块工具进行了介绍，如齿轮模块、履带模块、控制模块、振动仿真分析模块和机械工具包模块，尤其是控制模块可以和其他软件如MATLAB和Easy5进行控制和液压的联合仿真，实现真正意义上的机电液一体化仿真。在新增的非线性柔性体分析方法中，机械工具包通过建模向导可实现齿轮、轴承、皮带、链条、绳索、电机和凸轮的快速建模。本书所附光盘中包括书中实例的模型文件及Adams学生版软件。本书可以作为汽车、航空航天、军工、造船和制造等行业工程技术人员应用Adams软件进行仿真分析的基础教程，也可作为理工科院校相关专业的教师、学生学习Adams的参考书。

机器人学与控制系统仿真技术深度解析 本书聚焦于现代机器人学、机械系统设计与运动控制领域的前沿理论与实用技术，旨在为读者提供一个全面、深入的仿真方法论与工具箱。本书内容涵盖了从基础的动力学建模到复杂的多任务运动规划与控制策略的实现，尤其侧重于如何利用先进的仿真平台（如Simulink/Simscape与专业动力学软件的结合应用）来高效地验证、优化和部署控制系统。 第一部分：基础理论与建模范式 本部分首先系统梳理了进行复杂机械系统仿真的理论基石。我们深入探讨了刚体动力学的基本原理，包括牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程在多自由度系统中的应用，并详细解析了如何将这些理论转化为计算机可处理的数学模型。 1. 系统描述与坐标变换： 详细阐述了欧拉角、四元数和旋转矩阵在描述三维空间刚体姿态中的优缺点及相互转换的精确方法。特别针对高动态运动中可能出现的万向锁问题，提供了基于微分几何的稳健描述方法。 2. 约束动力学处理： 针对机械系统中普遍存在的关节、导轨等各种几何约束，我们详细介绍了约束方程的建立及其在数值积分中的处理技术，包括使用投影法和惩罚法来保证约束条件的精确性。 3. 柔性体动力学基础： 超越理想刚体假设，本书引入了对结构柔性的考量。内容涵盖模态分析的基础，例如如何通过有限元方法（FEM）提取结构的固有频率和振型，并将其集成到整体多体动力学模型中，实现更精确的柔顺性仿真。 4. 参数化建模与网格化技术： 介绍了如何高效地在仿真环境中构建复杂的几何模型，包括对CAD模型的简化处理技术，以及如何为特定分析目的对模型进行合理的网格划分。 第二部分：仿真环境与工具链集成 本部分的核心在于如何选择、配置和有效地利用主流的仿真环境来搭建完整的虚拟试验台。我们强调的是跨平台数据流的顺畅连接和不同分析模块的协同工作。 1. 基于模块化方法的仿真框架： 详细介绍了使用基于模块化方法的仿真环境（如MATLAB/Simulink/Simscape环境）构建复杂系统模型的设计理念。重点解析了Simscape Driveline和Simscape Multibody模块在搭建传动系统和机构动力学模型中的特定功能和最佳实践。 2. 专业动力学软件与通用平台的接口： 深入探讨了如何利用特定专业动力学软件（如ADAMS或MSC Adams的理论基础）的求解器能力，并通过Co-Simulation（联合仿真）机制，将高精度动力学计算结果实时反馈到控制系统仿真环境（如Simulink）中进行闭环验证。我们将详细展示数据映射、时间步长同步和通信协议的选择。 3. 求解器选择与数值稳定性： 对常微分方程（ODE）求解器的特性进行了对比分析，包括显式/隐式欧拉、龙格-库塔方法等，并针对高频振荡系统和紧约束系统给出了选择和调整求解器参数（如容差、最大步长）的实用指南，以确保仿真的收敛性和计算效率。 第三部分：控制系统设计与虚拟验证 本部分将重点转向如何设计、实现和在仿真中验证各种先进的控制算法，特别是针对高动态和非线性系统的鲁棒控制。 1. 反馈控制基础与PID优化： 重新审视了经典PID控制器的设计，并重点介绍在线辨识（System Identification）技术，用于从仿真或实际测量数据中提取精确的系统传递函数，从而进行更精确的PID参数整定（如Ziegler-Nichols方法在仿真环境中的应用）。 2. 非线性控制策略： 深入讲解了先进的非线性控制方法在机器人和复杂机械系统中的应用，包括滑模控制（SMC）、基于Lyapunov函数的稳定性分析与设计，以及反馈线性化技术在简化控制设计中的应用。 3. 模型预测控制（MPC）的实现： MPC作为现代控制的主流技术，本书将详述其在仿真环境中的具体实施步骤，包括对预测时域、控制时域的设置，以及如何将系统约束（如关节力矩限制、速度限制）有效地嵌入到在线优化问题中。 4. 传感器仿真与状态估计： 系统的闭环控制离不开准确的状态信息。本部分详细讨论了常见传感器（如编码器、惯性测量单元IMU）的噪声模型、延迟和漂移的仿真建模，并介绍了如卡尔曼滤波（KF）及其扩展形式（EKF/UKF）在仿真环境中对系统状态的实时准确估计。 第四部分：运动规划与任务级仿真 本部分关注系统如何完成特定任务，从宏观的轨迹生成到微观的力控交互。 1. 轨迹生成与优化： 涵盖了点对点运动中的时间最优和能量最优轨迹规划，包括多项式插值和平滑过渡技术。对于复杂路径，将介绍基于采样的路径规划算法（如RRT）在仿真环境中的应用与实现。 2. 操作与抓取仿真： 针对操作臂系统，详细分析了接触力学的基本模型，包括摩擦锥体的建立。重点在于仿真中的碰撞检测与响应机制，以及如何设计和验证基于力反馈的柔顺抓取策略。 3. 人机交互与远程操作： 探讨了在仿真环境中模拟远程操作（Teleoperation）系统的延迟和带宽限制对控制性能的影响，以及如何设计相应的滤波器或时间缓冲器来保证操作的稳定性。 本书的特色在于其强烈的工程应用导向，所有理论讲解均辅以丰富的仿真模型构建步骤和参数调整实例，旨在帮助读者真正掌握将理论转化为可运行、可验证的虚拟原型设计能力。本书适合从事机械设计、自动化控制、机器人系统集成的高级工程技术人员及相关专业的研究生和博士生作为进阶参考和实践指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它对“实战”的深度挖掘。我发现很多市面上的教材往往偏重于理论推导，对于软件的实际操作技巧着墨不多，导致学完后还是不会用。但这本书完全不同，它就像一本操作手册和理论宝典的完美结合体。作者似乎非常了解工程师在实际工作中会遇到的痛点，针对性地给出了很多“避坑指南”和效率提升的小技巧。比如，在处理复杂装配体时的简化方法，或者在调试仿真过程中如何快速定位问题，这些内容在其他地方是很难找到的。我尤其欣赏作者对于后处理和结果解读的重视，他不仅仅是告诉你“怎么算出结果”，更重要的是告诉你“这个结果意味着什么”。这种注重应用和结果分析的教学方式，极大地提高了我的工程实践能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书真正让我感受到它与众不同之处，在于它对“复杂系统建模”的处理方式。很多时候，我们面对的实际问题都是由多个子系统构成的，如何有效地分解、简化和集成这些系统，是仿真的核心难点。这本书对此提供了非常实用的方法论指导。它不仅仅是告诉你“可以这样做”，而是深入剖析了“为什么这样做更合理”。作者通过一些精心设计的、具有挑战性的实例，引导读者思考在不同工况下如何权衡模型的精度与计算效率。这种高阶的建模思维训练，对于我从“使用者”向“问题解决者”转变起到了关键性的推动作用。读完后，我感觉自己看待工程问题的方式都变得更加结构化和系统化了。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我们这些初入多体动力学领域的小白量身定做的！我之前对Adams软件只停留在名字上，完全不知道该从何下手。这本书的讲解思路非常清晰，就像一位经验丰富的老师手把手地带着你走。它没有一上来就丢给我一堆复杂的公式和晦涩的理论，而是从最基础的建模概念开始讲起，让我这个“零基础”的也能轻松跟上。特别是关于各种约束和驱动的设置，书里结合实际的案例做了非常详细的图文说明，我跟着书上的步骤一步步操作，很快就掌握了如何搭建一个基础的模型。而且，书中的实例选择都很贴近实际工程问题，这让我感觉学习到的知识是真正有用的，而不是空泛的理论。读完前几章，我对Adams的整体框架和基本操作已经有了比较扎实的了解，这为我后续学习更高级的分析打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和配图质量也值得称赞。作为一本技术类书籍，清晰的图文是至关重要的。这本书在这方面做得非常出色，图示清晰，标注明确，很多复杂的机械结构在图上一下子就能明白。阅读过程中几乎没有出现因为看不懂图而需要反复揣摩文字的情况，极大地提升了阅读体验。而且，作者的叙事风格非常严谨又不失亲和力，逻辑链条一环扣一环，使得整个学习过程非常顺畅。我个人感觉，这本书最大的优点在于它建立了一个完整的知识体系，让我不再是零散地学习软件功能，而是能从系统性的角度理解多体动力学仿真的全流程。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书时，我还有点担心内容会过于陈旧，毕竟软件版本迭代很快。但令人惊喜的是，这本书的内容组织非常具有前瞻性。它在讲解核心原理的同时，也适当地融入了新版本软件的一些关键特性和改进点，确保了知识的时效性。对于一个想系统学习的读者来说，这非常重要，意味着这本书可以陪伴我更长的时间，而不是学完一半发现工具变了。此外，本书在理论深度和应用广度上达到了一个很好的平衡。它没有为了追求高深而牺牲易读性，也没有为了简单而流于表面。无论是需要进行初步验证的大学生，还是寻求提升效率的资深工程师，都能从中找到适合自己的切入点，并且不断深入挖掘。